CN106312925B - 一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构,包括底座、平行减速器，直线滑轨，滑块，法兰支撑板，支撑杆，正反扣丝杠，卡箍式快卸链条，链条限位结构，设波纹管支撑组件，与驱动齿轮，齿条及制动固定块，能够在保证真空维护顺利完成的前提下，尽可能减少操作人员数量，尽可能缩短操作人员维护时间，减少操作人员所受辐射剂量。

Description

一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构

技术领域

本申请涉及一种远程维护机构，具体涉及一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构。

背景技术

加速器领域中真空设备的连接通常采用刀口法兰结构，法兰口径越大，其上环绕的螺钉数量就越多，其在安装及拆卸时操作时间就越长。中国散裂中子源(CSNS)项目中的环形质子加速器相对其他加速器而言，辐射剂量大，所有真空设备之间的连接基本选用快卸法兰和快卸链条结构，相对传统的刀口法兰而言，能较大程度上缩短操作时间，减少操作人员所受辐射剂量，但其不足在于其真空密封和断开时需要至少两人近距离操作，在某些区域空间特别紧张，保证两个工作人员操作空间难以实现，其真空连接和断开难度大；而废束站、束流准直器等设备由于其工作原理决定了其上沉积的能量大，运行过程中甚至运行后停机一段时间，这些设备所处区域仍存在较大辐射剂量，根据辐射防护要求，设备在设计时要尽可能设计成整体吊装、快装快卸或者遥控拆卸结构、使用加长手柄等工具操作。

发明内容

本申请提供一种是在保证真空维护顺利完成的前提下，尽可能减少操作人员数量，尽可能缩短操作人员维护时间，减少操作人员所受辐射剂量的强辐射环境下使用的真空远程维护机构。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构,包括底座、设置在所述底座上的平行减速器，还包括设置在所述底座上的支撑块，所述支撑块上固定连接的直线滑轨，与所述直线滑轨相配合的滑块，与所述滑块固定连接的法兰支撑板，设置在所述法兰支撑板上的两个支撑杆，设置在两个所述支撑杆间并穿过所述支撑杆的正反扣丝杠，活动连接在两根所述正反扣丝杠上的卡箍式快卸链条，设置在所述正反扣丝杠上的链条限位结构，设置在两根所述正反扣丝杠间并活动连接于两根所述支撑杆上的波纹管支撑组件，与所述平行减速器的输出端连接的驱动齿轮，与所述驱动齿轮相配合并与所述法兰支撑板固定连接的齿条，所述平行减速器的输入端设置有制动固定块。

进一步地，所述正反扣丝杠自中间位置向两端设置有左右相反的螺纹，所述正反扣丝杠上设置有两个与所述正反扣丝杠螺接的连接过渡块，所述卡箍式快卸链条与所述连接过渡块采用过盈配合。

进一步地，所述支撑杆包括杆体、支撑座、支撑弹簧和弹簧支撑块，所述杆体一端设置有所述支撑座，所述杆体为中空结构、两端设置有腰形通孔，所述杆体内设置有所述支撑弹簧，在所述支撑弹簧两端设置有弹簧支撑块，所述弹簧支撑块上设置有通孔，所述弹簧支撑块上的通孔中心与所述杆体上的腰形通孔的中心重合。

进一步地，所述链条限位结构在所述正反扣丝杠上以所述正反扣丝杠的中心点为对称点对称设置在所述正反扣丝杠的两端。

进一步地，所述波纹管支撑组件包括圆环状的夹紧片内圈、对称设置在所述夹紧片内圈外缘的两个支撑板和与所述支撑板连接的夹紧块，所述支撑板一端与所述夹紧片连接、另一端设置有开口；所述夹紧块一端与所述支撑杆活动连接，所述支撑板与所述夹紧块卡接。

进一步地，所述链条限位结构包括两块相同的圆弧状的限位块和连接螺钉，所述限位块一端外缘设置有连接板、所述连接板上设置有连接通孔，两块所述限位块对称扣在所述正反扣丝杠的外表面通过所述连接螺钉穿过所述连接板上的连接通孔将两块所述限位块连接紧固。

进一步地，所述制动固定块为“L”形板状结构、其中一块板上设置有与所述平行减速器输入端端面相配合的孔，另一端与所述法兰支撑板活动连接。

进一步地，所述卡箍式快卸链条为左右对称的六片式结构。

再进一步地，还包括侧板，所述侧板设置在所述法兰支撑板上、与所述支撑杆平行设置，所述夹紧块与所述侧板固定连接。

本申请的有益效果是：1、通过转动所述正反扣丝杠，可实现远距离操作快卸链条，减少操作人员所受辐照剂量。

2、可通过设计的远程驱动装置，实现上下两根丝杠同步运动，保证链条的对称性及密封的可靠性。

3、波纹管为柔性机构，通过法兰支撑组件，保证法兰及波纹管与链条中心平面等高，确保密封实现，通过固定块对所述齿轮驱动杆限位，保证真空断开时波纹管处于稳定压缩状态。

附图说明

图1为强辐射环境下使用的真空远程维护机构的结构示意；

图2为图1中A-A剖视图；

图3为正反扣丝杆的主视图；

图4为制动固定块的主视图；

图5为图3中B-B剖视图；

图6为图3中C-C剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构,包括底座1、设置在所述底座1上的平行减速器2，还包括设置在所述底座1上的支撑块3，所述支撑块3上固定连接的直线滑轨4，与所述直线滑轨4相配合的滑块5，与所述滑块5固定连接的法兰支撑板6，设置在所述法兰支撑板6上的两个支撑杆7，设置在两个所述支撑杆7间并穿过所述支撑杆7的正反扣丝杠8，活动连接在两根所述正反扣丝杠8上的卡箍式快卸链条9，设置在所述正反扣丝杠8上的链条限位结构10，设置在两根所述正反扣丝杠8间并活动连接于两根所述支撑杆7上的波纹管支撑组件11，与所述平行减速器2输出端连接的驱动齿轮13，与所述驱动齿轮13相配合并与所述法兰支撑板6固定连接的齿条14，所述平行减速器2的输入端12设置有制动固定块15。

如图3、图5和图6所示，所述正反扣丝杠8自中间位置向两端设置有左右相反的螺纹，所述正反扣丝杠8上设置有两个与所述正反扣丝杠8螺接的连接过渡块81，所述卡箍式快卸链条9与所述连接过渡块81采用过盈配合。

如图2所示，所述支撑杆7包括杆体71、支撑座72、支撑弹簧73和弹簧支撑块74，所述杆体71一端设置有所述支撑座72，所述杆体71为中空结构、两端设置有腰形通孔，所述杆体71内设置有所述支撑弹簧73，在所述支撑弹簧73两端设置有弹簧支撑块74，所述弹簧支撑块74上设置有通孔1，所述弹簧支撑块74上的通孔中心与所述杆体71上的腰形通孔中心重合。

优选地，所述链条限位结构10在所述正反扣丝杠8上以所述正反扣丝杠8的中心点为对称点对称设置在所述正反扣丝杠8的两端。所述链条限位结构10包括两块相同的圆弧状的限位块100和连接螺钉101，所述限位块100一端外缘设置有连接板102、所述连接板102上设置有连接通孔，两块所述限位块100对称扣在所述正反扣丝杠8的外表面通过所述连接螺钉101穿过所述连接板102上的连接通孔将两块所述限位块100连接紧固。

所述正反扣丝杠8是实现真空远距离维护的主要部件。上下两根所述正反扣丝杠8穿过两根所述支撑杆7，所述支撑杆7内部有设置有所述支撑弹簧73进行支撑，可以小范围进行高度调节；所述正反扣丝杠8上连接所述卡箍式快卸链条9，当远距离操作两根所述正反扣丝杠8时，其左右相反的螺纹旋向保证左右所述卡箍式快卸链条9的两瓣链条同步往中心或者远离中心运动。另外，上下两根所述正反扣丝杠8上各有两个所述链条限位结构10，每次实现真空密封前，所述卡箍式快卸链条9通过螺纹运动至限位处，确保所述卡箍式快卸链条9与所述正反扣丝杠8接触点到中心面的距离一致，通过上下所述卡箍式快卸链条9运动的一致性，实现所述卡箍式快卸链条9运动过程中完全对称，最终保证真空密封的可能性。

优选地，所述波纹管支撑组件11包括圆环状的夹紧片内圈110、对称设置在所述夹紧片内圈110外缘的两个支撑板111和与所述支撑板111连接的夹紧块112，所述支撑板111一端与所述夹紧片内圈110连接、另一端设置有开口；所述夹紧块112一端与所述支撑杆7活动连接、所述支撑板111与所述夹紧块112卡接。

相邻真空设备的真空断开是在所述卡箍式快卸链条9的左右两瓣链条远离对称中心后实现的，所述齿轮驱动杆12旋转，带动所述驱动齿轮13和齿条14运动，从而带动所述法兰支撑板6沿着直线导轨运动，法兰通过所述波纹管支撑组件11，在保证法兰与所述卡箍式快卸链条9中心等高的情况下，与所述卡箍式快卸链条9运动保持一致，进而压缩与法兰连接的波纹管，最终实现相邻设备之间的法兰断开。

相邻设备进行真空连接前，必须保证所述卡箍式快卸链条9都退回至所述链条限位机构10处，其过程与真空断开相反，所述齿轮驱动杆12旋转，相邻设备法兰之间的距离逐渐减少，波纹管由压缩状态逐渐变成自由状态，放置密封圈后，同时驱动两根所述正反扣丝杠8，带动所述卡箍式快卸链条9往对称中心移动，最终实现真空密封。

如图4所示，所述制动固定块15为“L”形板状结构、其中一块板上设置有与所述平行减速器2的输入端12端面相配合的孔150，另一端与所述法兰支撑板活动连接。

由于齿轮齿条结构无自锁功能，当波纹管处于压缩状态时，其自身由于回弹力会带动法兰运动，增加所述制动固定块15限制所述平行减速器2的输入端12的旋转运动，保证波纹管处于稳定压缩状态。

优选地，所述卡箍式快卸链条9为左右对称的六片式结构。

优选地，还包括侧板16，所述侧板16设置在所述法兰支撑板6上、与所述支撑杆7平行设置，所述夹紧块112一端与所述侧板16固定连接。

要保证束流稳定，其必须在超高真空环境下运行。CSNS某些区域的强辐射环境决定了其操作维护困难，特别是真空系统的维护。为了实现废束站、准直器等强辐射区域设备维护，尽可能减少操作人员数量及所受辐射剂量，从增大操作人员与高辐射区的距离出发，选用正反扣丝杠结构，保证两半链条同时打开或者合拢；另外，设计限位结构，在远距离的情况下实现两半链条左右完全对称，确保真空密封的可靠性实现；通过齿轮齿条传动及滑动导轨结构，将旋转运动变为平动，保证波纹管平稳拉伸与压缩，从而实现真空设备的连接与断开。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。

Claims (8)

1.一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构, 包括底座、设置在所述底座上的平行减速器，其特征在于还包括：设置在所述底座上的支撑块，所述支撑块上固定连接的直线滑轨，与所述直线滑轨相配合的滑块，与所述滑块固定连接的法兰支撑板，设置在所述法兰支撑板上的两个支撑杆，设置在两个所述支撑杆间并穿过所述支撑杆的正反扣丝杠，活动连接在两根所述正反扣丝杠上的卡箍式快卸链条，设置在所述正反扣丝杠上的链条限位结构，设置在两根所述正反扣丝杠间并活动连接于两根所述支撑杆上的波纹管支撑组件，与所述平行减速器的输出端连接的驱动齿轮，与所述驱动齿轮相配合并与所述法兰支撑板固定连接的齿条，所述平行减速器的输入端设置有制动固定块; 所述支撑杆包括杆体、支撑座、支撑弹簧和弹簧支撑块，所述杆体一端设置有所述支撑座，所述杆体为中空结构、两端设置有腰形通孔，所述杆体内设置有所述支撑弹簧，在所述支撑弹簧两端设置有弹簧支撑块，所述弹簧支撑块上设置有通孔，所述弹簧支撑块上的通孔中心与所述杆体上的腰形通孔的中心重合。

2.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述正反扣丝杠自中间位置向两端设置有左右相反的螺纹，所述正反扣丝杠上设置有两个与所述正反扣丝杠螺接的连接过渡块，所述卡箍式快卸链条与所述连接过渡块采用过盈配合。

3.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述链条限位结构在所述正反扣丝杠上以所述正反扣丝杠的中心点为对称点对称设置在所述正反扣丝杠的两端。

4.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述波纹管支撑组件包括圆环状的夹紧片内圈、对称设置在所述夹紧片内圈外缘的两个支撑板和与所述支撑板连接的夹紧块，所述支撑板一端与所述夹紧片连接、另一端设置有开口；所述夹紧块一端与所述支撑杆活动连接，所述支撑板与所述夹紧块卡接。

5.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述链条限位结构包括两块相同的圆弧状的限位块和连接螺钉，所述限位块一端外缘设置有连接板、所述连接板上设置有连接通孔，两块所述限位块对称扣在所述正反扣丝杠的外表面通过所述连接螺钉穿过所述连接板上的连接通孔将两块所述限位块连接紧固。

6.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述制动固定块为“L”形板状结构、其中一块板上设置有与所述平行减速器输入端端面相配合的孔，另一端与所述法兰支撑板活动连接。

7.根据权利要求1 所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：所述卡箍式快卸链条为左右对称的六片式结构。

8.根据权利要求4所述的一种强辐射环境下使用的真空远程维护机构，其特征在于：还包括侧板，所述侧板设置在所述法兰支撑板上、与所述支撑杆平行设置，所述夹紧块与所述侧板固定连接。