CN103996420B - 一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具，包括抓具法兰、抓钩支座、抓钩、销轴、驱动套筒、抓具导向柱、滑动套、楔形块、螺杆和弹簧。抓钩通过销轴安装在抓钩支座上，抓钩与驱动套筒相连接，驱动套筒的上部与抓具的驱动机构连接，驱动机构带动驱动套筒进行升降运动，进而带动抓钩实现释放和啮合；抓具导向柱顶部与抓具法兰之间留有压缩间隙，抓具导向柱连接滑动套，滑动套的侧面安装有楔形块，滑动套通过安装在抓具法兰底面的多个螺杆进行导向，螺杆外套有弹簧，弹簧分别与滑动套和抓具法兰相连接。本发明依靠弹簧压紧力和楔形块与抓钩的配合接触实现自锁，结构简单、紧凑，操作安全可靠，可有效满足核电厂燃料操作的工艺需求。

Description

一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具

技术领域

本发明属于抓取装置，具体涉及一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具，可用于核电站的装卸料机。

背景技术

核电站装卸料机用于在核电站反应堆首次装料或停堆换料时装卸燃料组件，在堆芯与转运装置之间运输燃料组件。燃料组件抓具是装卸料机中的一个重要部件，它处在装卸料机伸缩套筒的最下端，起着抓取及释放燃料组件的作用。

对燃料组件的操作需在约12米深的水下进行，而燃料组件间的间距仅1mm，并且在燃耗后还有一定的弯曲变形，高度和水平位置都有一定量的变化。因此，要确保安全、可靠、灵活、准确地操作，正确无误地抓取燃料组件，抓具的对中性能、抓取功能、结构强度及其自锁功能都是十分重要的。现有燃料组件抓具普遍采用联锁板和联锁滚柱结构进行自锁，如中国专利申请200810181000.0，“机械自锁式燃料组件抓具”，此种抓具结构自锁行程较长、零部件较多、结构复杂，抓具自身的体积及自重都比较大，实际操作效果不够理想。

发明内容

本发明的目的在于针对现有燃料组件抓具存在的问题，提供一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具，该结构有效减少了零部件数量，具有结构简单、紧凑、体积小、重量轻等优点。

本发明的技术方案如下：一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具，包括用于与装卸料机相连接的抓具法兰，在抓具法兰的下部对称设有若干个抓具导向柱和抓钩支座，抓钩支座通过销轴安装有抓钩，所述抓钩与驱动套筒相连接，所述驱动套筒的上部穿过抓具法兰并与抓具的驱动机构连接，驱动机构带动驱动套筒进行升降运动，进而带动抓钩实现释放和啮合；所述的抓具导向柱顶部与抓具法兰之间留有压缩间隙，抓具导向柱的侧边连接滑动套，所述滑动套设在驱动套筒的外侧，滑动套通过安装在抓具法兰底面的多个螺杆进行导向，所述的螺杆外套有弹簧，弹簧分别与滑动套和抓具法兰相连接；在所述滑动套的侧面安装有与抓钩相对应的楔形块，在所述抓钩的上部设有凸起结构，所述楔形块能够与抓钩上部凸起结构的两个侧面配合接触实现抓钩的自锁。

进一步，如上所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其中，所述的抓具法兰为正方形，所述的抓具导向柱共有四个，分别设置在正方形抓具法兰的四个顶角；所述的抓钩支座共有四个，分别设置在正方形抓具法兰的四边。

进一步，如上所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其中，在所述的螺杆底部安装有螺母，螺母位于滑动套的下方，用以限制和调整滑动套和抓具导向柱的下部极限位置。

进一步，如上所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其中，所述楔形块的两侧分别为楔形面和垂直面，所述抓钩上部凸起的两侧能够分别在抓钩啮合和释放状态下与楔形块的楔形面和垂直面配合接触，弹簧的弹力将楔形块压紧在与抓钩的接触面上，形成自锁。

进一步，如上所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其中，所述抓钩与驱动套筒的连接位置低于所述销轴的位置。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的采用楔形块自锁的燃料组件抓具依靠弹簧压紧力和楔形块与抓钩的配合接触实现抓钩不同状态下的自锁操作，带动楔形块运动的滑动套与带动抓钩转动的驱动套筒相互套设在一起，整个结构简单且紧凑，自锁行程短，操作方便，安全性和可靠性高，可有效满足核电厂燃料操作的工艺需求。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明抓钩支座的结构示意图；

图3为本发明在抓钩正常啮合状态的局部结构示意图；

图4为本发明在弹簧压紧、楔形块脱离抓钩状态的局部结构示意图；

图5为本发明在驱动套筒向上运动带动抓钩运动到释放状态的局部结构示意图；

图6为本发明弹簧释放并压紧楔形块使其在释放状态自锁的局部结构示意图。

图中：1.抓具法兰；2.抓钩支座；3.抓钩；4.销轴；5.驱动套筒；6.抓具导向柱；7.滑动套；8.楔形块；9.螺杆；10.弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，采用楔形块自锁的燃料组件抓具主要由抓具法兰1、抓钩支座2、抓钩3、销轴4、驱动套筒5、抓具导向柱6、滑动套7、楔形块8、螺杆和弹簧10组成。抓具法兰1可以为一四方板（并不局限于此形状），中心圆孔用于穿过驱动套筒5。通过该抓具法兰1，可将抓具连接至装卸料机的其他结构体上。4个抓钩支座2通过螺钉安装在抓具法兰1的底面四边。抓钩支座2为U型块结构，如图2所示，抓钩3通过销轴4与抓钩支座2连接，并可绕销轴4转动，抓钩3与驱动套筒5相连接，连接位置低于所述销轴4的位置，所述驱动套筒5的上部穿过抓具法兰1并与抓具的驱动机构连接，驱动机构带动驱动套筒5进行升降运动，进而带动抓钩3实现释放和啮合。

4个抓具导向柱6位于抓具法兰1底面的四个顶角。抓具导向柱6顶部和抓具法兰1之间留有压缩间隙。滑动套7位于驱动套筒5外侧，且与抓具导向柱6通过焊接连接，在滑动套的四个侧面通过螺钉安装有楔形块8，楔形块8正好位于抓钩3顶部的凸起结构上方，楔形块8的两侧分别为楔形面和垂直面。4个螺杆9安装在抓具法兰1底面，穿过滑动套7，在螺杆9外侧安装有弹簧10，连接着抓具法兰1和滑动套7，压缩弹簧10，抓具法兰1和滑动套7相对运动，间隙变小。如图3-6所示，在螺杆9底部旋有螺母，螺母位于滑动套7的下方，可为滑动套7提供定位，限制调整滑动套7和抓具导向柱6联合体的下部极限位置，并且当弹簧10压缩时，可以为滑动套7的运动提供导向。

上述结构描述中抓具法兰的形状，抓钩、导向柱的数量和位置仅为一种具体实施例，本领域的技术人员完全可以在此基础上进行相应的变型设计，例如将抓具法兰设计成多边形的形式，将抓钩和导向柱再进行相应的排布设计，这些变型对于本领域的技术人员来说是显而易见的。

图3至图6为本实施例抓具从啮合状态到释放状态的运动过程。

图3所示状态为抓钩3在啮合时的自锁状态。由图可见，抓钩3顶部有一凸起结构，在抓钩3啮合状态，楔形块8的楔形面与抓钩3上部凸起的外侧楔形面配合接触，依靠弹簧10的弹力将滑动套7及楔形块8压紧在抓钩3的外侧楔形面上，从而实现抓具在啮合状态的自锁。

图4所示为抓具解除自锁状态。此时抓具导向柱6已经落在燃料组件上管座上，即抓具导向柱6、滑动套7和楔形块8的位置固定，若此时上部结构带动抓具法兰1继续下降，则弹簧10被压缩，滑动套7及楔形块8相对抓钩3运动，并脱离抓钩3的凸起楔形面，从而解除抓钩自锁状态。

图5所示为抓钩3由啮合状态变换到释放状态。当抓具解除自锁后，驱动套筒5由其驱动机构驱动向上运动一段距离，并带动抓钩3绕销轴4逆时针转动一定角度，此时抓具为释放状态。

图6所示为抓具在释放状态自锁。当抓钩3变换到释放状态后，此时抓钩3上部凸起的内侧面运动至竖直状态。当抓具上部结构带动抓具法兰1向上运动时，弹簧10解除压缩，并再次利用弹力将楔形块8压下，此时楔形块8的外侧垂直面恰好与抓钩3的凸起内侧垂直面配合靠紧，从而实现在释放状态下的抓具自锁。

抓具由释放状态变换到啮合状态的过程与上述过程相反，通过弹簧的压缩变形，使滑动套及楔形块相对抓钩进行运动，解除抓具自锁；然后再通过弹簧弹力的释放，将滑动套及楔形块压下，实现抓具自锁。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其特征在于：包括用于与装卸料机相连接的抓具法兰(1)，在抓具法兰(1)的下部对称设有若干个抓具导向柱(6)和抓钩支座(2)，抓钩支座(2)通过销轴(4)安装有抓钩(3)，所述抓钩(3)与驱动套筒(5)相连接，所述驱动套筒(5)的上部穿过抓具法兰(1)并与抓具的驱动机构连接，驱动机构带动驱动套筒(5)进行升降运动，进而带动抓钩(3)实现释放和啮合；所述的抓具导向柱(6)顶部与抓具法兰(1)之间留有压缩间隙，抓具导向柱(6)的侧边连接滑动套(7)，所述滑动套(7)设在驱动套筒(5)的外侧，滑动套(7)通过安装在抓具法兰(1)底面的多个螺杆(9)进行导向，所述的螺杆(9)外套有弹簧(10)，弹簧(10)分别与滑动套(7)和抓具法兰(1)相连接；在所述滑动套(7)的侧面安装有与抓钩相对应的楔形块(8)，在所述抓钩(3)的上部设有凸起结构，所述楔形块(8)的两侧分别为楔形面和垂直面，所述抓钩上部凸起的两侧能够分别在抓钩(3)啮合和释放状态下与楔形块(8)的楔形面和垂直面配合接触，弹簧(10)的弹力将楔形块(8)压紧在与抓钩(3)的接触面上，形成自锁。

2.如权利要求1所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其特征在于：所述的抓具法兰(1)为正方形，所述的抓具导向柱(6)共有四个，分别设置在正方形抓具法兰(1)的四个顶角；所述的抓钩支座(2)共有四个，分别设置在正方形抓具法兰(1)的四边。

3.如权利要求1所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其特征在于：在所述的螺杆(9)底部安装有螺母，螺母位于滑动套(7)的下方，用以限制和调整滑动套(7)和抓具导向柱(6)的下部极限位置。

4.如权利要求1-3中任意一项所述的采用楔形块自锁的燃料组件抓具，其特征在于：所述抓钩(3)与驱动套筒(5)的连接位置低于所述销轴(4)的位置。