CN106935300B - 一种燃料棒自动压簧装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃料组件制造技术领域，具体涉及一种燃料棒自动压簧装置和燃料棒自动压簧方法。该装置包括测长机构、压簧机构、基板、导向套筒和连接柄；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，导向套筒固定并限位压簧机构与测长机构；该方法利用测长机构测量芯块的位移，并测量芯块收到的预紧力，压簧机构将弹簧压入燃料棒包壳管内，并压紧弹簧，同时测量弹簧的压缩量和弹簧受到的预紧力；利用本发明，大幅度提高生产率和产品质量水平，使得压簧废品率降低到接近0，同时简化了压簧操作过程，降低了操作人员的劳动强度。

Description

一种燃料棒自动压簧装置

技术领域

本发明涉及燃料组件制造技术领域，具体涉及一种燃料棒自动压簧装置和燃料棒自动压簧方法。

背景技术

现有燃料棒压簧装置在压紧弹簧时需完成：人工将弹簧放入旋转盘→探杆压紧芯块→测原点→探杆退出→旋转盘转动→探杆顶进弹簧→专人100％手工调整及检查。整个过程费时较长，过程繁琐。而且在“探杆顶进弹簧”时，由于弹簧定位旋转盘机械加工精度缺陷，对中性能不好，如果加弹簧孔不能准确控制到压弹簧装置轴向中心线的工位，极易顶偏弹簧或顶伤燃料棒管口，甚至将探杆顶在加弹簧孔上，而形变报废。

现有燃料棒压簧装置机头异常运行偏差会重复出现，形变报废的探杆由于公差要求高，加工难度较大，因此价格昂贵，成本较高。

现有燃料棒压簧装置机头顶杆因为没有泄压阀，压力控制难以掌握、压力过大时，极易顶裂芯块产生棒内碎屑现象。

现有燃料棒压簧装置机头机构没有控制软件，操作人员不能实现实时监控。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要提供一种燃料棒自动压簧装置，用以解决现有技术中生产效率低，产品质量不稳定等问题。

为了解决上述技术问题，本发明一种燃料棒自动压簧装置，包括测长机构、压簧机构、基板、导向套筒和连接柄；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，导向套筒固定并限位压簧机构与测长机构。

进一步所述测长机构包括测长位移传感器，测长气缸，测长压力传感器和测长顶杆；测长气缸右端设置测长顶杆，测长位移传感器设置在测长气缸上，记录测长顶杆前进的位移，测长压力传感器设置在测长气缸轴心上，记录测长顶杆传递的来自芯块的压紧力。

进一步所述压簧机构包括压簧位移传感器，压簧气缸，压簧压力传感器，压簧套筒；压簧气缸右端设置压簧套筒，压簧位移传感器设置在压簧气缸上，记录压簧套筒前进的位移，压簧压力传感器设置在压簧气缸轴心上，记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力。

进一步所述测长机构的测长顶杆穿过压簧机构的压簧套筒，伸入压簧套筒右端的弹簧；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，压簧套筒穿过导向套筒。

进一步所述测长机构还包括测长电控阀，测长电控阀控制测长气缸的启停和移动。

进一步所述压簧机构还包括压簧电控阀，压簧电控阀控制压簧气缸的启停和移动。

一种燃料棒自动压簧方法，包括以下步骤：

步骤一、初始时，测长机构的测长顶杆和压簧装置的压簧套筒右端平齐，并且与燃料棒管口的距离为X，距离X根据燃料棒摆放的位置来确定；

步骤二、当压簧装置检测到待压弹簧的燃料棒时，测长机构开始动作，测长电控阀控制测长气缸向左移动，测长气缸推动测长顶杆向左移动，同时，设置在测长气缸上的测长位移传感器开始记录测长气缸前进的位移；

步骤三、当测长气缸移动的距离为S时，距离S依据待压弹簧的燃料棒型号确定，压簧电控阀动作，控制压簧气缸向左移动，压簧气缸8推动压簧套筒向左移动，同时，设置在压簧气缸上的压簧位移传感器开始记录压簧气缸前进的位移；

步骤四、当测长气缸和压簧气缸共同移动到燃料管左端端口时，压簧套筒接触弹簧左端，设置在压簧气缸轴心上的压簧压力传感器开始记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力；

步骤五、测长气缸和压簧气缸继续向左移动，压簧套筒推动弹簧进入包壳管内，随着测长气缸和压簧气缸继续向左移动，测长顶杆端头将接触到芯块的左端面，并压紧芯块，同时，设置在测长气缸轴心上的测长压力传感器记录测长顶杆传递的来自芯块的压力；

步骤六、当设置在测长气缸轴心上的测长压力传感器记录的压力值达到设定压力值P1时，测长电控阀动作，控制测长气缸维持在设定压力值时的位置，同时，测长位移传感器测量此刻测长气缸前进的位移为Y；

步骤七、当测长气缸停止前进后，压簧气缸推动压簧套筒继续向左运动，压簧套筒继续压缩弹簧；

步骤八、当设置在压簧气缸轴心上的压簧压力传感器检测的压力增大到设定压力值P2时，同时，压簧位移传感器测量此刻压簧气缸前进的位移为Z，压簧电控阀动作，控制压簧气缸换向后退，测长气缸也换向后退，压簧结束。

进一步该方法利用一种燃料棒自动压簧装置进行燃料棒压簧操作；该装置包括：测长机构、压簧机构、基板、导向套筒和连接柄；

测长机构包括测长电控阀，测长位移传感器，测长气缸，测长压力传感器和测长顶杆；测长气缸右端设置测长顶杆，测长位移传感器设置在测长气缸上，用以记录测长顶杆前进的位移，测长压力传感器设置在测长气缸轴心上，用以记录测长顶杆传递的来自芯块的压紧力，测长电控阀控制测长气缸的启停和移动；

压簧机构包括压簧电控阀，压簧位移传感器，压簧气缸，压簧压力传感器，压簧套筒；压簧气缸右端设置压簧套筒，压簧位移传感器设置在压簧气缸上，用以记录压簧套筒前进的位移，压簧压力传感器设置在压簧气缸轴心上，用以记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力，压簧电控阀控制压簧气缸的启停和移动；

测长机构的测长顶杆穿过压簧机构的压簧套筒，伸入压簧套筒右端的弹簧；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，压簧套筒穿过导向套筒。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

(1)自现有技术每班每个工作日生产220支成品燃料棒，利用本发明后可生产440支；压簧工作效率现有技术压入五支弹簧约需八分钟，而本发明只需两分钟，本发明生产率大幅度提高。

(2)本发明对压簧过程和测长过程同时采用压力控制和位移控制，使得弹簧被压坏和芯块被压碎的概率大幅度减低，压簧废品率降低到接近0，使得产品质量水平大幅度提升。

(3)本发明明显降低了操作人员的劳动强度，现有技术需要对压入燃料棒的每一支弹簧都需要指定专人进行100％的手工调整和检查，而本发明只需要逐支检查即可。

(4)本发明采用压簧套筒与测长顶杆的同步动作，取代了现有技术的“探杆压紧芯块→测原点→探杆退出→旋转盘转动→探杆顶进弹簧”等系列动作，整个压簧过程由繁至简，操作简便。

附图说明

图1为本发明一种燃料棒自动压簧装置示意图；

图2为本发明一种燃料棒自动压簧装置三维立体示意图；

图3为本发明一种燃料棒自动压簧装置测长、压簧位移示意图；

图中：1-测长电控阀，2-压簧电控阀，3-测长位移传感器，4-测长气缸，5-测长压力传感器，6-测长顶杆，7-压簧位移传感器，8-压簧气缸，9-压簧压力传感器，10-压簧套筒，11-基板，12-导向套筒，13-弹簧，14-芯块，15-包壳管，16-连接柄。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

如图1和图2所示，本发明一种燃料棒自动压簧装置包括测长机构、压簧机构、基板11、导向套筒12和连接柄16；

测长机构包括测长电控阀1，测长位移传感器3，测长气缸4，测长压力传感器5和测长顶杆6；测长气缸4右端设置测长顶杆6，测长位移传感器3设置在测长气缸4上，用以记录测长顶杆6前进的位移，测长压力传感器5设置在测长气缸4轴心上，用以记录测长顶杆6传递的来自芯块14的压紧力；

压簧机构包括压簧电控阀2，压簧位移传感器7，压簧气缸8，压簧压力传感器9，压簧套筒10；压簧气缸8右端设置压簧套筒10，压簧位移传感器7设置在压簧气缸8上，用以记录压簧套筒10前进的位移，压簧压力传感器9设置在压簧气缸8轴心上，用以记录压簧套筒10传递的来自弹簧13的压紧力；

测长机构的测长顶杆6可以穿过压簧机构的压簧套筒10，和压簧套筒10右端的弹簧13，与芯块14左端面接触；压簧套筒10与弹簧13左端面接触，可以将弹簧13压入包壳管15中；

压簧机构与测长机构通过连接柄16固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板11上；基板11上设置导向套筒12，压簧套筒10穿过导向套筒12，将弹簧13压入包壳管15中；导向套筒12为压簧套筒10起到导向和限位作用。

如图3所示，初始时，测长机构的测长顶杆6和压簧装置的压簧套筒10右端平齐，并且与燃料棒管口的距离为X(20mm＜X＜100mm，实际距离要根据燃料棒摆放的位置来确定)；当压簧装置检测到待压弹簧的燃料棒时，测长机构开始动作，测长电控阀1控制测长气缸4向右移动，测长气缸4推动测长顶杆6向右移动，同时，设置在测长气缸4上的测长位移传感器3开始记录测长气缸4前进的位移，当测长气缸4移动到设定位置后(具体为测长气缸4移动距离S)，压簧电控阀2动作，控制压簧气缸8向右移动，压簧气缸8推动压簧套筒10向右移动，同时，设置在压簧气缸8上的压簧位移传感器7开始记录压簧气缸8前进的位移，当测长气缸4和压簧气缸8共同移动到燃料管口(移动X距离)时，压簧套筒10接触弹簧13左端，设置在压簧气缸8轴心上的压簧压力传感器9开始记录压簧套筒10传递的来自弹簧13的压紧力；之后，测长气缸4和压簧气缸8继续向右移动，压簧套筒10推动弹簧13进入包壳管15内，随着测长气缸4和压簧气缸8继续向右移动，测长顶杆6端头将接触到芯块14的左端面，并压紧芯块，这时测长气缸4会受到来自芯块的阻力，安装在测长气缸4轴心上的测长压力传感器5会检测到压力的增大，当达到设定压力值P1时(该压力值在确保不会将芯块压碎的范围内)，测长电控阀1动作，控制测长气缸4维持在设定压力值时的位置，同时，测长位移传感器3测量此刻测长气缸4前进的位移为Y；

当测长气缸4停止前进时，由于测长气缸4先移动了距离S，所以此时压簧套筒10顶端距离芯块14左端面约为距离S；这时压簧气缸8推动压簧套筒10继续向右运动，压簧套筒10推着弹簧13继续前进，当设置在压簧气缸8轴心上的压簧压力传感器9检测的压力增大到设定压力值P2时(该压力值为弹簧预紧压力设定值)，同时，压簧位移传感器7测量此刻压簧气缸8前进的位移为Z，压簧电控阀2动作，控制压簧气缸8换向后退，测长气缸4页换向后退，压簧过程结束。

Claims (6)

1.一种燃料棒自动压簧装置，其特征在于，该装置包括测长机构、压簧机构、基板、导向套筒和连接柄；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，导向套筒固定并限位压簧机构与测长机构；

测长机构包括测长位移传感器，测长气缸，测长压力传感器和测长顶杆；测长气缸右端设置测长顶杆，测长位移传感器设置在测长气缸上，记录测长顶杆前进的位移，测长压力传感器设置在测长气缸轴心上，记录测长顶杆传递的来自芯块的压紧力；

所述压簧机构包括压簧位移传感器，压簧气缸，压簧压力传感器，压簧套筒；压簧气缸右端设置压簧套筒，压簧位移传感器设置在压簧气缸上，记录压簧套筒前进的位移，压簧压力传感器设置在压簧气缸轴心上，记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力。

2.根据权利要求1所述的一种燃料棒自动压簧装置，其特征在于，所述测长机构的测长顶杆穿过压簧机构的压簧套筒，伸入压簧套筒右端的弹簧；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，压簧套筒穿过导向套筒。

3.根据权利要求1所述的一种燃料棒自动压簧装置，其特征在于，所述测长机构还包括测长电控阀，测长电控阀控制测长气缸的启停和移动。

4.根据权利要求1所述的一种燃料棒自动压簧装置，其特征在于，所述压簧机构还包括压簧电控阀，压簧电控阀控制压簧气缸的启停和移动。

5.一种燃料棒自动压簧方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、初始时，测长机构的测长顶杆和压簧装置的压簧套筒右端平齐，并且与燃料棒管口的距离为X，距离X根据燃料棒摆放的位置来确定；

步骤二、当压簧装置检测到待压弹簧的燃料棒时，测长机构开始动作，测长电控阀控制测长气缸向左移动，测长气缸推动测长顶杆向左移动，同时，设置在测长气缸上的测长位移传感器开始记录测长气缸前进的位移；

步骤三、当测长气缸移动的距离为S时，距离S依据待压弹簧的燃料棒型号确定，压簧电控阀动作，控制压簧气缸向左移动，压簧气缸8推动压簧套筒向左移动，同时，设置在压簧气缸上的压簧位移传感器开始记录压簧气缸前进的位移；

步骤四、当测长气缸和压簧气缸共同移动到燃料管左端端口时，压簧套筒接触弹簧左端，设置在压簧气缸轴心上的压簧压力传感器开始记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力；

步骤五、测长气缸和压簧气缸继续向左移动，压簧套筒推动弹簧进入包壳管内，随着测长气缸和压簧气缸继续向左移动，测长顶杆端头将接触到芯块的左端面，并压紧芯块，同时，设置在测长气缸轴心上的测长压力传感器记录测长顶杆传递的来自芯块的压力；

步骤六、当设置在测长气缸轴心上的测长压力传感器记录的压力值达到设定压力值P1时，测长电控阀动作，控制测长气缸维持在设定压力值时的位置，同时，测长位移传感器测量此刻测长气缸前进的位移为Y；

步骤七、当测长气缸停止前进后，压簧气缸推动压簧套筒继续向左运动，压簧套筒继续压缩弹簧；

步骤八、当设置在压簧气缸轴心上的压簧压力传感器检测的压力增大到设定压力值P2时，同时，压簧位移传感器测量此刻压簧气缸前进的位移为Z，压簧电控阀动作，控制压簧气缸换向后退，测长气缸也换向后退，压簧结束。

6.根据权利要求5所述的一种燃料棒自动压簧方法，其特征在于，该方法利用一种燃料棒自动压簧装置进行燃料棒压簧操作；该装置包括：测长机构、压簧机构、基板、导向套筒和连接柄；

测长机构包括测长电控阀，测长位移传感器，测长气缸，测长压力传感器和测长顶杆；测长气缸右端设置测长顶杆，测长位移传感器设置在测长气缸上，用以记录测长顶杆前进的位移，测长压力传感器设置在测长气缸轴心上，用以记录测长顶杆传递的来自芯块的压紧力，测长电控阀控制测长气缸的启停和移动；

压簧机构包括压簧电控阀，压簧位移传感器，压簧气缸，压簧压力传感器，压簧套筒；压簧气缸右端设置压簧套筒，压簧位移传感器设置在压簧气缸上，用以记录压簧套筒前进的位移，压簧压力传感器设置在压簧气缸轴心上，用以记录压簧套筒传递的来自弹簧的压紧力，压簧电控阀控制压簧气缸的启停和移动；

测长机构的测长顶杆穿过压簧机构的压簧套筒，伸入压簧套筒右端的弹簧；压簧机构与测长机构通过连接柄固定连接，压簧机构与测长机构设置在基板上；基板上设置导向套筒，压簧套筒穿过导向套筒。