CN104464859B - 一种阻力塞组件手动抓具 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核电站堆芯换料时进行阻力塞组件的倒换过程中的抓取和释放工具，具体为一种阻力塞组件手动抓具。三个定位法兰间隔固定在四根定位导向杆上，定位销A安装在定位导向杆的末端；上导向长杆与下导向长杆连接，两根下导向长杆连接到定位法兰上；位控手把安装于导向筒A上部，导向筒A下端通过导向法兰与上导向长杆连接；吊环与支撑块连接，支撑块固定在上管上，上管安装在导向筒A内部；上长杆与中长杆之间、中长杆与下长杆之间分别连接，上长杆上端与抓控手把相连，下长杆下端与抓手部件连接；导向法兰布置在上管的下部，上连接法兰布置在上管的末端，上管上安装有抓控手把；导向法兰布置在下管的上部，下连接法兰布置在下管的顶端。

Description

一种阻力塞组件手动抓具
技术领域
本发明涉及核电站堆芯换料时，进行阻力塞组件的倒换过程中的抓取和释放工具，具体为一种阻力塞组件手动抓具。
背景技术
核电站堆芯换料时，由于燃料组件在堆芯中位置做了调整，阻力塞组件要从一个燃料组件中抽出，放到另一个燃料组件中去，该项在燃料水池中进行的倒换料工作必须借助一种抓具——阻力塞组件抓具来实现。工作时，操作人员在反应堆水池上方20米平台上完成阻力塞的定位、抓取、提升和释放等控制操作，此工作方式可大大减少操作人员受辐射剂量。
在各项技术条件满足的前提下，国内产品在价格和售后服务方面都要比国外产品占据很大的优势。目前，国内核电站使用的阻力塞组件抓具主要由中国核电工程公司和我们公司研制。我们公司所研制的阻力塞抓具在机械结构上同中国核电工程公司有很大区别。我们产品为纯手动式，结构较为简单，避免了电动方式的钢丝绳凌乱或断裂等额外风险，而且无需控制系统。另外在定位部分、抓取部分等方面，其刚性及定位精度均有大幅度提高；滑动结构采取滚珠导柱的方式大大减少了摩擦阻力，提高了抓具上下运动的灵活性、平稳性及灵敏度；在材料的选用上采取防腐性能较好的不锈钢加工制造，表面无需喷漆处理，有效地防止了因水池硼结晶的而导致出现工具卡涩现象的风险，而且提高了设备的防锈和防腐蚀能力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阻力塞组件手动抓具，在堆芯换料过程中实现对阻力塞组件的倒换工作。
为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：
一种阻力塞组件手动抓具，该抓具包括三个定位法兰、四根定位导向杆、定位销A，三个定位法兰间隔固定在四根定位导向杆上，定位销A安装在定位导向杆的末端；包括两组对称布置在上管、下管外部的上导向长杆、下导向长杆，上导向长杆与下导向长杆连接，两根下导向长杆连接到定位法兰上；包括位控手把和导向筒A，位控手把安装于导向筒A上部，导向筒A下端通过导向法兰与上导向长杆连接；包括吊环、支撑块，吊环与支撑块连接，支撑块固定在上管上，上管安装在导向筒A内部，可沿其上下滑动；包括上长杆、中长杆、下长杆和连接螺纹套，上长杆与中长杆之间、中长杆与下长杆之间分别通过连接螺纹套连接，上长杆上端与抓控手把相连，下长杆下端与抓手部件连接；包括上管、导向法兰和上连接法兰，导向法兰布置在上管的下部，上连接法兰布置在上管的末端，上管上安装有抓控手把；包括下管、导向法兰和下连接法兰，导向法兰布置在下管的上部，下连接法兰布置在下管的顶端。
所述抓手部件包括导向筒、拨杆、拨叉、销轴、转轴、钩爪连杆、开口销、钩爪以及定位销；拨杆上端与下长杆连接，下端通过销轴同拨叉相连接，拨叉中部通过转轴安装在导向筒B上，拨叉下部通过勾爪连杆和开口销同钩爪连接，而定位销B固定在导向筒B下部。
所述抓具的基本操作程序如下：一、抽出工况：操作桥吊通过吊环和支撑块移动专用工具至欲卸阻力塞组件的燃料组件上方；操作桥吊通过吊环和支撑块使专用工具下降，目视和手动调整，将专用工具定位销分别插入燃料组件头部；操作位控手把，同时下降吊车，使专用工具导向筒、上导向长杆、下导向长杆、定位法兰、定位导向杆、定位销下降310mm，抓手部件与阻力塞组件定位；向下操作抓控手把，通过上长杆、中长杆和下长杆带动抓手部件的拨杆，拨杆带动销轴使拨叉通过钩爪连杆和开口销使钩爪绕转轴转动，从而钩爪抓住阻力塞组件压翅；操纵桥吊和位控手把，将阻力塞组件从燃料组件中抽出；二、插入工况：桥吊通过吊环和支撑块带动专用工具缓慢移动至要装入阻力塞组件的燃料组件上部；操作桥吊通过吊环和支撑块使专用工具缓慢下降，目视和手动调整，将阻力塞组件插入燃料组件头部；向上操作抓控手把，通过上长杆、中长杆和下长杆带动抓手部件的拨杆，拨杆带动销轴使拨叉通过钩爪连杆和开口销使钩爪绕转轴转动，从而钩爪释放阻力塞组件；上升桥吊使专用工具上升从燃料组件中脱出。
所述定位销A包括两根与燃料组件上管座定位孔配合的定位销和一根与识别孔配合的识别销，分别安装在其中三根定位导向杆的末端。
所述上导向长杆通过连杆销与下导向长杆连接。
所述两根下导向长杆通过螺栓连接到定位法兰上。
所述支撑块通过螺栓固定在上管上。
所述中长杆上端设置有销钉孔，以便插入销钉。
本发明所取得的有益效果为：
根据阻力塞组件的抓取和释放功能，设计时将专用工具分为两大组成部分：定位部分、抓取部分。定位部分可沿着抓取部分上下作直线运动。定位部分设计有定位操作手柄，定位部件以燃料组件上管座上的两只定位销孔定位，以识别孔确定方位。定位靠吊车运动以及目视控制实现，操作简单。设计时，保证抓取部分与定位部分之间有固定和准确的相对位置和运动关系。抓取部分挂在吊车上，在定位部分在燃料组件上管座上定位后，吊车下降，抓取部分可沿着定位部分作准确的直线运动，通过操作抓取操作手柄，钩爪能准确抓住阻力塞组件上的压翅。当吊车吊起定位部分时，抓取部分抓住阻力塞组件随着定位部分一起上升，将阻力塞组件从燃料组件中拔出。定位与抓取两大动作之间互锁，即当进行定位操作时，抓取动作不能实现；当进行抓取操作时，定位部分不会运动。这样，保证了专用工具工作的可靠性与安全性，使整个结构紧凑、动作简洁。
附图说明
图1为本发明所述阻力塞组件手动抓具结构图；
图2为本发明所述阻力塞组件手动抓具抓手部件结构图；
图中：1、吊环；2、支撑块；3、位控手把；4、导向筒A；5、抓控手把；6、导向法兰；7、上导向长杆；8、上管；9、上长杆；10、上连接法兰；11、下连接法兰；12、连接螺纹套；13、中长杆；14、下导向长杆；15、下管；16、下长杆；17、定位法兰；18、定位导向杆；19、抓手部件；20、定位销A；1901、导向筒B；1902、拨杆；1903、拨叉；1904、销轴；1905、转轴；1906、钩爪连杆；1907、开口销；1908、钩爪；1909、定位销B。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1所示，本发明所述阻力塞组件手动抓具为长杆型、带有定位自锁功能的手动操作工具，包括两大组成部分：定位部分和抓取部分。
1定位部分
定位部分包括以下主要组成部件：定位部件、长杆A部件和位控部件，各部分自下而上布置。其主要功能是为抓取部分提供在燃料组件上管座上的准确定位，以实现对阻力塞组件从燃料组件的抓取与插入燃料组件。
1.1定位部件
包括三个定位法兰17、四根定位导向杆18、定位销A20，具有足够的精度和刚度，确保抓手部件19的直线运动精度和抓取定位精度。三个定位法兰17间隔固定在四根定位导向杆18上，定位销A20包括两根与燃料组件上管座定位孔配合的定位销和一根与识别孔配合的识别销，分别安装在其中三根定位导向杆18的末端，保证专用工具在燃料组件头部的正确定位。
1.2长杆A部件
共有两组，对称布置在上管部件、下管部件外部，每组包括上导向长杆7、下导向长杆14及连杆销，上导向长杆7通过连杆销与下导向长杆14连接，用来连接定位部件和位控部件，使其进行同步直线升降运动，并阻止相对转动。两根下导向长杆14通过螺栓连接到定位法兰17上；
1.3位控部件
包括位控手把3和导向筒A4，位控手把3安装于导向筒A4上部。位控手把3用来操作定位部件，使其作升降运动，并在设定工位进行锁紧和定位。导向筒4为位控操作所设置，为定位部件上下运动提供导向。导向筒A4下端通过导向法兰6与上导向长杆7连接。
2抓取部分
包括吊环部件、长杆B部件、上管部件、下管部件以及抓手部件19，各部分部件自上而下相互连接，用来实现对阻力塞组件的抓取与插入功能。
2.1吊环部件
包括吊环1、支撑块2及连接件，是专用工具在工作时与吊车的悬挂连接件以及用于在存放支架上存放专用工具。专用工具通过吊环部件与吊车连接，实现在不同燃料组件之间以及上下的运动。吊环1与支撑块2连接，支撑块2通过螺栓固定在上管8上，上管8安装在导向筒A4内部，可沿其上下滑动。
2.2长杆B部件
包括上长杆9、中长杆13、下长杆16和连接螺纹套12。上长杆9与中长杆13之间、中长杆13与下长杆16之间分别通过连接螺纹套12连接。上长杆9、中长杆13和下长杆16连接后成为一个整体，上端连接抓控手把5，下端连接抓手部件19。长杆B部件上长杆9上端与抓控手把5相连，下长杆16下端与抓手部件19连接，为组装方便，在中长杆9上端设置有销钉孔，以便插入销钉使其免于沿上管8和下管15下滑。
2.3上管部件
包括上管8、导向法兰6和上连接法兰10，导向法兰6布置在上管8的下部，上连接法兰10布置在上管8的末端。上管8上安装有抓控手把5，通过操作抓控手把5使长杆B和其他零部件使钩爪分别处于抓取或释放两个工位，使得专用工具可以抓取、释放阻力塞组件。
2.4下管部件
包括下管15、导向法兰6和下连接法兰11，导向法兰6布置在下管15的上部，下连接法兰11布置在下管15的顶端。上、下管部件为整个专用工具的骨架，与定位部件相配合，使抓手部件与定位部件具有相对的直线运动，保证直线行程定位和周向定位精度。
2.5抓手部件
包括导向筒1901、拨杆1902、拨叉1903、销轴1904、转轴1905、钩爪连杆1906、开口销1907、钩爪1908以及定位销1909；导向筒1901和定位销1909，可保证本部件与阻力塞部件相对位置准确，通过操作抓控手把5带动长杆B部件向下或向上下运动，进而使拨杆1902拨动拨叉1903，使钩爪1908处于抓取或释放工位；拨杆1902上端同长杆B部件的下长杆16连接，下端通过销轴1904同拨叉1903相连接，拨叉1903中部通过转轴1905安装在导向筒B1901上，拨叉1903下部通过勾爪连杆1906和开口销1907同钩爪1908连接，而定位销B1909固定在导向筒B1901下部。
以完成一次阻力塞组件转运工作为例，阻力塞组件手动操作工具的基本操作程序如下：一、抽出工况：操作桥吊通过吊环1和支撑块2移动专用工具至欲卸阻力塞组件的燃料组件上方；操作桥吊通过吊环1和支撑块2使专用工具下降，目视和手动调整，将专用工具定位销20分别插入燃料组件头部；操作位控手把3，同时下降吊车，使专用工具导向筒4、上导向长杆7、下导向长杆14、定位法兰17、定位导向杆18、定位销20下降310mm，抓手部件19与阻力塞组件定位；向下操作抓控手把5，通过上长杆9、中长杆13和下长杆16带动抓手部件19的拨杆1902，拨杆1902带动销轴1904使拨叉1903通过钩爪连杆1906和开口销1907使钩爪1908绕转轴1905转动，从而钩爪1908抓住阻力塞组件压翅；操纵桥吊和位控手把3，将阻力塞组件从燃料组件中抽出。二、插入工况：桥吊通过吊环1和支撑块2带动专用工具缓慢移动至要装入阻力塞组件的燃料组件上部；操作桥吊通过吊环1和支撑块2使专用工具缓慢下降，目视和手动调整，将阻力塞组件插入燃料组件头部；向上操作抓控手把5，通过上长杆9、中长杆13和下长杆16带动抓手部件19的拨杆1902，拨杆1902带动销轴1904使拨叉1903通过钩爪连杆1906和开口销1907使钩爪1908绕转轴1905转动，从而钩爪1908释放阻力塞组件；上升桥吊使专用工具上升从燃料组件中脱出。经过上述操作，一次完整的阻力塞组件转运工作就结束了。

Claims (7)

1.一种阻力塞组件手动抓具，其特征在于：该抓具包括三个定位法兰(17)、四根定位导向杆(18)、定位销A(20)，三个定位法兰(17)间隔固定在四根定位导向杆(18)上，定位销A(20)安装在定位导向杆(18)的末端；包括两组连接在一起的上导向长杆(7)与下导向长杆(14)，两组连接在一起的上导向长杆(7)与下导向长杆(14)对称布置在上管(8)和下管(15)组成的管体的外部，两根下导向长杆(14)连接到最上面的定位法兰(17)上；包括位控手把(3)和导向筒A(4)，位控手把(3)安装于导向筒A(4)上部，导向筒A(4)下端通过导向法兰(6)与上导向长杆(7)连接；包括吊环(1)、支撑块(2)，吊环(1)与支撑块(2)连接，支撑块(2)固定在上管(8)上，上管(8)安装在导向筒A(4)内部，可沿其上下滑动；包括上长杆(9)、中长杆(13)、下长杆(16)和连接螺纹套(12)，上长杆(9)与中长杆(13)之间、中长杆(13)与下长杆(16)之间分别通过连接螺纹套(12)连接，上长杆(9)上端与抓控手把(5)相连，下长杆(16)下端与抓手部件(19)连接；导向法兰(6)布置在上管(8)的下部，上连接法兰(10)布置在上管(8)的末端，上管(8)上安装有所述抓控手把(5)；导向法兰(6)布置在下管(15)的上部，下连接法兰(11)布置在下管(15)的顶端。
2.根据权利要求1所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述抓手部件(19)包括导向筒B(1901)、拨杆(1902)、拨叉(1903)、销轴(1904)、转轴(1905)、钩爪连杆(1906)、开口销(1907)、钩爪(1908)以及定位销B(1909)；拨杆(1902)上端与下长杆(16)连接，下端通过销轴(1904)同拨叉(1903)相连接，拨叉(1903)中部通过转轴(1905)安装在导向筒B(1901)上，拨叉(1903)下部与钩爪连杆(1906)连接，钩爪连杆(1906)通过开口销(1907)与钩爪(1908)连接，而定位销B(1909)固定在导向筒B(1901)下部。
3.根据权利要求2所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述抓具的基本操作程序如下：一、抽出工况：操作桥吊通过吊环(1)和支撑块(2)移动阻力塞组件手动抓具至欲卸阻力塞组件的燃料组件上方；操作桥吊通过吊环(1)和支撑块(2)使阻力塞组件手动抓具下降，目视和手动调整，将定位销A(20)分别插入燃料组件头部；操作位控手把(3)，同时下降吊车，使阻力塞组件手动抓具导向筒A(4)、上导向长杆(7)、下导向长杆(14)、定位法兰(17)、定位导向杆(18)和定位销A(20)下降310mm，抓手部件(19)与阻力塞组件定位；向下操作抓控手把(5)，通过上长杆(9)、中长杆(13)和下长杆(16)带动抓手部件(19)的拨杆(1902)，拨杆(1902)带动销轴(1904)使拨叉(1903)通过钩爪连杆(1906)和开口销(1907)使钩爪(1908)绕转轴(1905)转动，从而钩爪(1908)抓住阻力塞组件压翅；操纵桥吊和位控手把(3)，将阻力塞组件从燃料组件中抽出；二、插入工况：桥吊通过吊环(1)和支撑块(2)带动阻力塞组件手动抓具缓慢移动至要装入阻力塞组件的燃料组件上部；操作桥吊通过吊环(1)和支撑块(2)使阻力塞组件手动抓具缓慢下降，目视和手动调整，将阻力塞组件插入燃料组件头部；向上操作抓控手把(5)，通过上长杆(9)、中长杆(13)和下长杆(16)带动抓手部件(19)的拨杆(1902)，拨杆(1902)带动销轴(1904)使拨叉(1903)通过钩爪连杆(1906)和开口销(1907)使钩爪(1908)绕转轴(1905)转动，从而钩爪(1908)释放阻力塞组件；上升桥吊使阻力塞组件手动抓具上升从燃料组件中脱出。
4.根据权利要求1所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述定位销A(20)包括两根与燃料组件上管座定位孔配合的定位销和一根与上管座识别孔配合的识别销，分别安装在其中三根定位导向杆(18)的末端。
5.根据权利要求1所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述上导向长杆(7)通过连杆销与下导向长杆(14)连接。
6.根据权利要求1所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述支撑块(2)通过螺栓固定在上管(8)上。
7.根据权利要求1所述的阻力塞组件手动抓具，其特征在于：所述中长杆(13)上端设置有销钉孔，以便插入销钉。
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