CN105082000B - 水下气动钳子 - Google Patents

Abstract

本发明属于核电站设备维护检修技术，具体公开了一种水下气动钳子，它包括连接长杆、钳体角度调节件和气缸，还包括与气缸连接的转接套和与该转接套连接的钳体；钳体包括上夹钳和下夹钳，上夹钳与下夹钳的上端轴连接；气缸上安装有伸缩杆，伸缩杆能够在转接套内沿轴向移动，伸缩杆的端部与转接杆的一端轴连接，转接杆另一端与下夹钳的下端轴连接。采用气缸和气源作为进气装置，利用压缩空气作为动力，获取气源动力方便、同时采用控制手阀、控制气管等控制设备实现远程控制。干净清洁、无液压油泄漏污染水池等优点。而与纯机械工具比较，本装置体积小、重量轻、工作效率高、动作实现可靠。

Description

水下气动钳子

技术领域

本发明属于核电站设备维护检修技术，具体涉及一种用于核电站远程异物取出和设备维护的气动钳子。

背景技术

核电站运行或维护维修时，偶尔会有异物掉落到反应堆容器内、水池底部、管道或容器内部等位置。这些异物可能会损坏燃料包壳和系统部件，应被清除。异物掉落的位置可能是水下、高放射性环境，人员不可达，或者受空间限制不便取出，需要能远距离控制以排除异物的装置。

现有技术中对该状况的处理措施主要是使用打捞重锤、水下吸尘装置等来执行异物的清除。

打捞重锤的缺点：打捞重锤外形像一个秤砣。打捞原理是将胶布胶粘面向外固定在重锤底部，使用时用绳索将重锤放下，利用其自重向下施压粘住异物。受到胶布粘性的局限，较重物体无法粘住打捞，对某些形状非扁平状的物体不具有操作便利性。而且只能打捞铅垂方向正下方的物体。

水下吸尘装置的局限：由于尺寸的限制，对大于吸口管直径的异物不便吸排。其原理是利用水流循环形成真空抽吸力，只适用于有一定深度的水下，不能在无水的环境中使用。

另外现有技术中常常会考虑使用液压技术方案。若使用液压技术方案，需另行配置油源及动力，且有液压件的体积较大、维护难度较高、万一泄漏污染水池等缺陷。

有必要开发一种轻便、易用的远程打捞装置来完成这类异物排除任务，作为打捞重锤和水下吸尘装置的补充。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作可靠便利、打捞范围更广的用于远程打捞的水下气动钳子。

本发明的技术方案如下：

一种水下气动钳子，它包括连接长杆、与该连接长杆连接的钳体角度调节件、与钳体角度调节件连接的气缸，还包括与气缸连接的转接套和与该转接套连接的钳体；所述的钳体包括上夹钳和下夹钳，并且上夹钳与下夹钳的上端轴连接；所述的气缸上安装有伸缩杆，伸缩杆能够在转接套内沿轴向移动，同时伸缩杆的端部与转接杆的一端轴连接，所述的转接杆的另一端与上述下夹钳的下端轴连接。

在上述的水下气动钳子中：还包括控制手阀，所述的控制手阀上的控制气管通过接头与气缸连通。

在上述的水下气动钳子中：所述的控制手阀的进气接头连接气源管。

在上述的水下气动钳子中：所述的连接长杆通过螺纹固定安装在固定座上，所述的控制手阀安装在固定座上。

在上述的水下气动钳子中：所述的钳体角度调节件包括活节螺栓、旋转手柄、和开口销，所述的活节螺栓上端加工有活节环，所述的旋转手柄安装在活节环内；所述的活节螺栓穿过气缸的吊环孔，并且与连接长杆螺纹连接，所述的开口销安装在活节螺栓的底端。

在上述的水下气动钳子中：所述气缸的吊环孔和连接长杆之间设有摩擦垫。

在上述的水下气动钳子中：所述的连接长杆上加工有支耳凹槽。

本发明的显著效果在于：

采用气缸和气源作为进气装置，利用压缩空气作为动力，获取气源动力方便、同时采用控制手阀、控制气管等控制设备实现远程控制。与现有的液压动力相比干净清洁、无液压油泄漏污染水池等优点。而纯机械工具要在水上实现对水下20m深的工具实现控制，执行机构加上人工动力传动机构要想控制在1kg以内是难以想象的。所以与纯机械工具比较，本装置体积小、重量轻、工作效率高、动作实现可靠。

采用控制手阀控制气缸伸缩，该气缸伸缩又通过推拉伸缩杆经转接杆将伸缩杆的往复运动转换为夹钳的旋转运动，从而实现对目标物的夹取与释放。操作时能够使夹钳以合适的距离和最佳角度接近目标物，实现可靠打捞。

另外，气缸、接头等适于水下工作、可形成气压差，为工具完成异物的夹钳与释放提供气动力。

附图说明

图1为水下气动钳子；

图2为水下气动钳子尾部夹钳开启示意图；

图3为水下气动钳子尾部夹钳闭合示意图；

图4为钳体角度调节件结构示意图；

图中：1.固定座；2.连接长杆；3.连接头；4.钳体角度调节件；5.接头；6.气缸；7.伸缩杆；8.转接杆；9.上夹钳；10.控制手阀；11.气源管；12.进气接头；13.控制气管。14.销轴A；15.销轴B；16.销轴C；17.下夹钳；18.转接套；19.开口销；20.摩擦垫；21.活节螺栓；22.旋转手柄。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，在固定座1的一端通过螺纹固定安装连接长杆2，连接长杆2上安装有连接头3，通过该连接头3安装钳体角度调节件4，而钳体角度调节件4固定连接气缸6，通过调节钳体角度调节件4，来改变连接长杆2与气缸6轴线的夹角。

如图2和图3所示，气缸6上安装伸缩杆7，通过气缸6驱动伸缩杆7的伸缩。上述的伸缩杆7在转接套18内移动伸缩，同时伸缩杆7的端部通过销轴A14与转接杆8的一端连接，转接杆8的另一端通过销轴C16与下夹钳17的下端连接。

上述转接套18的端部与上夹钳9连接，上夹钳9上安装有销轴B15，通过销轴B15与下夹钳17的上端连接。

如图2所示，当伸缩杆7被气缸6拉动，向左直线运动时，由于伸缩杆7与转接杆8通过销轴A14轴连接，因此拉动转接杆8绕销轴A14的位置转动同时转接杆8直线左移，此时转接杆8的运动为左移和逆时针旋转的复合运动，同时带动与转接杆8轴连接的下夹钳17绕销轴B15顺时针摆动，由于下夹钳17和上夹钳9通过销轴B15轴连接，因此下夹钳17和上夹钳9张开一定的角度。控制上述气缸6拉动伸缩杆7左移的大小，可以控制下夹钳17和上夹钳9的张开角度。

如图3所示，当伸缩杆7被气缸6驱动向右被推动时，伸缩杆7在转接套18内向右作直线运动，转接杆8被推动右移，由于转接杆8通过销轴C16与下夹钳17轴连接，下夹钳17又通过销轴B15与上夹钳9轴连接，因此下夹钳17被转接杆8带动，只能绕销轴B15的位置向上摆动，即转接杆8上的销轴C16的运动轨迹被限定为绕销轴B15旋转的圆周运动，此时转接杆8的运动为右移和顺时针旋转的复合运动，带动下夹钳17作绕销轴B15的逆时针旋转运动，使下夹钳17与上夹钳9闭合。

图4为图1中钳体角度调节件部分的局部示意图，并且图4所示的方向是从图1的上方垂直下看的方向。

所述的钳体角度调节件4包括活节螺栓21、旋转手柄22、和开口销19。活节螺栓21上端加工有活节环，旋转手柄22安装在活节环内，并可在活节环内移动调节两端的旋转臂长度。气缸6一侧加工有吊环孔，吊环孔伸入到连接头3内，活节螺栓21穿过气缸6的吊环孔，并且与连接头3螺纹连接，这样气缸6的吊环孔可以绕活节螺栓21转动到一定的角度。开口销19安装在活节螺栓21的底端，用来防止活节螺栓21从连接头3中旋出脱落。在气缸6的吊环孔和连接头3之间放置摩擦垫20，安装时活节螺栓21同时穿过摩擦垫20，这样使得摩擦力增大，气缸6与连接头3的相对连接角度能被可靠地保持。

当然，也可以将连接头3的结构与连接长杆2加工成整体，即连接长杆2的一端套装在气缸6的吊环孔外，活节螺栓21穿过气缸6的吊环孔，并且连接长杆2螺纹连接。

在气动钳子使用时会配合支耳共同使用，支耳一般架设在连接头3或者连接长杆2的下方，为了使支耳可靠安装，在连接头3或连接长杆2上加工支耳凹槽，支耳通过支耳凹槽可靠压紧气缸吊环，从而进一步保证气缸6与连接头3的相对连接角度能被可靠地保持。

当钳体角度调节件4被人为调节时，变换连接长杆2与气缸6轴线的夹角，同时带动伸缩杆7、转接杆8和夹钳摆动，从而使得夹钳以最佳角度接近目标物。同时，气缸6又控制伸缩杆7的伸缩，从而改变夹钳的轴向移动位置，以最合适的距离接近被夹取的物体。

为了钳体角度调节件4的调节得以控制，同时控制气缸6的进气进而控制夹钳的开合角度，在固定座1上安装控制手阀10，将控制手阀10上的控制气管13通过接头5与气缸6连通。而上述的控制手阀10的进气接头12连接气源管11，通过该结构进气。

当有夹取目标物时，通过连接长杆2将气动钳子移至目标物附近，旋转控制手阀10使夹钳9口张开，钳口端部伸至目标物外部，旋转控制手阀10使夹钳9闭口，夹取目标物，通过连接长杆2将气动钳子移至预期的地点(如收集容器口)，旋转控制手阀10，使上夹钳9和下夹钳17张开，释放目标物，完成一次长形硬异物的清除。

Claims (4)

1.一种水下气动钳子，它包括连接长杆(2)、与该连接长杆(2)连接的钳体角度调节件(4)、与钳体角度调节件(4)连接的气缸(6)，其特征在于：还包括与气缸(6)连接的转接套(18)和与该转接套(18)连接的钳体；所述的钳体包括上夹钳(9)和下夹钳(17)，并且上夹钳(9)与下夹钳(17)的上端轴连接；所述的气缸(6)上安装有伸缩杆(7)，伸缩杆(7)能够在转接套(18)内沿轴向移动，同时伸缩杆(7)的端部与转接杆(8)的一端轴连接，所述的转接杆(8)的另一端与上述下夹钳(17)的下端轴连接；还包括控制手阀(10)，所述的控制手阀(10)上的控制气管(13)通过接头(5)与气缸(6)连通；所述的控制手阀(10)的进气接头(12)连接气源管(11)；所述的钳体角度调节件包括活节螺栓(21)、旋转手柄(22)、和开口销(19)，所述的活节螺栓(21)上端加工有活节环，所述的旋转手柄(22)安装在活节环内；所述的活节螺栓(21)穿过气缸(6)的吊环孔，并且与连接长杆(2)螺纹连接，所述的开口销(19)安装在活节螺栓(21)的底端。

2.如权利要求1所述的水下气动钳子，其特征在于：所述的连接长杆(2)通过螺纹固定安装在固定座(1)上，所述的控制手阀(10)安装在固定座(1)上。

3.如权利要求1所述的水下气动钳子，其特征在于：所述气缸(6)的吊环孔和连接长杆(2)之间设有摩擦垫(20)。

4.如权利要求1所述的水下气动钳子，其特征在于：所述的连接长杆(2)上加工有支耳凹槽。