CN107688035B - 一种用于堆照样品传输的减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于堆照样品传输的减速器，包括密封箱、减速管、排气管、传动机构、数组弹簧机构。所述的减速管、排气管、传动机构、弹簧机构设置在密封箱内，减速管、排气管竖直设置，减速管的两端及排气管的下端穿出密封箱并分别与密封箱气密性固定连接，排气管的上端与减速管的上部连通；所述的弹簧机构设置在减速管上，传动机构设置在减速管、排气管上；所述的减速管上竖直设置有数个条形的开口。本发明的一种用于堆照样品传输的减速器作为中子活化样品传输系统的重要和关键部件之一，能够对快速运动的样品盒进行有效减速，具有结构紧凑和样品盒减速效果好的特点，对样品盒和传输装置安全具有保护作用，运行安全可靠。

Description

一种用于堆照样品传输的减速器

技术领域

本发明属于反应堆中子活化样品传输技术及放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种用于堆照样品传输的减速器。

背景技术

采用反应堆的热中子活化并用γ谱仪等核分析仪器对样品中指定核素进行定性与定量分析，是样品中微量元素测定比较高效和灵敏的分析方法，即通常称的中子活化分析。根据样品的辐照条件和测量要求，可选择使用离线和在线的样品辐照及相关处理的运作方式，即当样品需要长时间照射且样品中待测核素具有中长半衰期时，一般采用离线处理方式，而当样品需要精确定时定量照射且样品中待测核素的半衰期较短，特别是半衰期只有分钟级甚至秒量级时，需要采用在线样品自动快速传输与测量装置。在线中子活化样品传输装置，俗称“跑兔装置”。

我国从20世纪70年代开始，中国工程物理研究院和中国原子能科学研究院等，在其反应堆上建设了简易的跑兔装置，并在后来得到逐步改进。在跑兔装置中，在压缩空气流的驱动下通过管道实现样品盒在制靶间与辐照器、制样间、测量间等工作区之间快速传输，其传输速度一般不低于10m/s。样品盒在管道中高速传输存在被撞变形（甚至破碎）和将辐照管、接收器等样品接收处的管道底部撞变形（甚至破裂），导致样品泄漏影响测量结果和造成放射性污染，以及设备损坏的风险。为了保证高速传输的样品盒和辐照器、接收器、测量管等设备的安全和防止辐射危害，现有技术通常采用在样品盒即将到达目的地之前，由传感器提供信号通过控制器提前关闭压缩空气输入和在目的地增设垫圈或弹簧的办法，但因传感器失灵、样品盒及其内装样品重量的变化和气压的变化等因素而时有样品盒被撞变形甚至破裂、造成放射性污染和设备损坏等事故发生，而且通过依靠样品盒惯性和重力向前（向下）排挤空气进入辐照管、接收器、测量管等，难以控制其就位的准确时间，影响到样品的准确定量辐照、有效测量和跑兔装置的运行安全及环境安全。目前，采用机械传动方式对高速传输的反应堆活化样品盒进行有效减速的减速装置尚未见公开报道。

发明内容

为了克服现有技术中的样品盒在管道中高速传输存在被撞变形（甚至破碎）和将辐照管、接收器、测量管等样品接收处的管道底部撞变形（甚至破裂），导致样品泄漏影响测量结果和造成放射性污染，以及设备损坏风险的不足，本发明提供一种用于堆照样品传输的减速器。

实现本发明的技术方案如下：

本发明的一种用于堆照样品传输的减速器，其特点是，所述的用于堆照样品传输的减速器包括密封箱、减速管、排气管、传动机构、数组弹簧机构，其连接关系是，所述的减速管、排气管、传动机构、弹簧机构设置在密封箱内，减速管、排气管竖直设置，减速管的两端及排气管的下端穿出密封箱并分别与密封箱气密性固定连接，排气管的上端与减速管的上部连通；所述的弹簧机构设置在减速管上，传动机构设置在减速管、排气管上；所述的减速管上竖直设置有数个条形的开口。

所述的数组弹簧机构上下排列在减速管上且结构相同；每组弹簧机构均包括固定块、弹簧片、滑块；所述的固定块、弹簧片、滑块自上而下依次固定连接，固定块、滑块分别设置在减速管开口的上方、下方，固定块与减速管固定连接，滑块与减速管滑动连接；所述的弹簧片与减速管上的开口对应匹配设置。

所述的传动机构包括传动轴、定位块Ⅰ、定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、定位块Ⅱ、定滑轮Ⅲ、阻尼块；所述的传动轴水平设置，定位块Ⅰ、定位块Ⅱ分别固定设置在排气管、减速管上，传动轴依次贯穿定位块Ⅱ、排气管、定位块Ⅰ并与定位块Ⅰ、定位块Ⅱ、排气管壁滑动连接；所述的定滑轮Ⅰ、定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ依次固定设置在传动轴上，定滑轮Ⅰ设置在排气管内，定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ对称设置在定位块Ⅱ的两边；所述的阻尼块设置在定滑轮Ⅰ正下方的排气管内，在阻尼块下方的排气管底部设置有缓冲垫；所述的定滑轮Ⅰ通过钢丝绳与阻尼块连接，定滑轮Ⅱ、定滑轮Ⅲ分别通过钢丝绳与滑块连接。

所述的减速管上端位于密封箱外的管道上固定设置有光电传感器，在排气管下端位于密封箱外的管道上固定设置有电磁阀。

所述的传动轴的轴心线与排气管的纵轴心线垂直交叉设置，定滑轮Ⅰ的纵轴心线与排气管的纵轴心线重合设置；所述的滑块的内径与减速管的外径配合设置，阻尼块的外径与排气管的内径配合设置。

所述的弹簧片的长度大于减速管上开口的高度，弹簧片的宽度小于开口的宽度。

所述的弹簧片与减速管上的开口一一对应设置。

所述的减速管的上端通过输样管外接换向器，减速管的下端外接样品接收器；所述的光电传感器、电磁阀分别与外接的控制器电连接。

本发明的一种用于堆照样品传输的减速器的简要工作原理是：本发明中在利用压缩空气驱动样品盒快速运动的同时，推动排气管内的阻尼块向下行，阻尼块通过钢丝绳传动定滑轮组旋转，进而驱动减速管外套的滑块向上运动，使连接在滑块与固定块之间的弹簧片向减速管内弯曲，减小了样品盒在管内的通过空间而对样品盒进行减速（甚至将样品盒卡在弹簧片之间的空隙中）；在样品盒经过光电传感器时，立即关闭前述相关电磁阀，弹簧片在阻尼块上行的阻力作用下缓慢恢复原形，实现样品盒低速到达外接的样品盒接收器（卡在弹簧片之间的空隙中的样品盒依靠重力落入接收器中）。

本发明的一种用于堆照样品传输的减速器无需其它动力和电控元器件，采用机械传动的方式和利用驱动样品盒的同一压缩空气源，在样品盒接收目的地就近处实现高速移动的样品盒减速，而具有弹性的弹簧片可对样品盒起到减损作用，有效地保证了样品盒及样品盒接受相关设备的安全，并有利于精确控制样品盒就位的时间。本发明的减速器的结构紧凑，运行时的振动和噪音轻微，采用机械传动的方式不增加跑兔装置的自动化控制难度，运行的稳定性和安全性好。

附图说明

图1为本发明的一种用于堆照样品传输的减速器的总体结构示意图；

图2为图1中的A-A剖视图；

图中，1.密封箱 2.减速管 3.排气管 4.光电传感器 5.固定块 6.弹簧片7.滑块 8.传动轴 9.定位块Ⅰ 10.定滑轮Ⅰ 11.定滑轮Ⅱ 12. 定位块Ⅱ 13.定滑轮Ⅲ 14.阻尼块 15.缓冲垫Ⅱ 16.电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

图1为本发明的一种用于堆照样品传输的减速器的总体结构示意图，图2为图1中的A-A剖视图。在图1~图2中，本发明的一种用于堆照样品传输的减速器，包括密封箱1、减速管2、排气管3、传动机构、数组弹簧机构，其连接关系是，所述的减速管2、排气管3、传动机构、弹簧机构设置在密封箱1内，减速管2、排气管3竖直设置，减速管2的两端及排气管3的下端穿出密封箱1并分别与密封箱1气密性固定连接，排气管3的上端与减速管2的上部连通；所述的弹簧机构设置在减速管2上，传动机构设置在减速管2、排气管3上；所述的减速管2上竖直设置有数个条形的开口。如图1～图2所示。

所述的数组弹簧机构上下排列在减速管2上且结构相同；每组弹簧机构均包括固定块5、弹簧片6、滑块7，其中的固定块5、滑块7为环状结构并均套在减速管2上；所述的固定块5、弹簧片6、滑块7自上而下依次固定连接，固定块5、滑块7分别设置在减速管2开口的上方、下方，固定块5与减速管2固定连接，滑块7与减速管2滑动连接；所述的弹簧片6与减速管2上的开口对应匹配设置。如图1所示。

所述的传动机构包括传动轴8、定位块Ⅰ9、定滑轮Ⅰ10、定滑轮Ⅱ11、定位块Ⅱ12、定滑轮Ⅲ13、阻尼块14；所述的传动轴8水平设置，定位块Ⅰ9、定位块Ⅱ12分别固定设置在排气管3、减速管2上，传动轴8依次贯穿定位块Ⅱ12、排气管3、定位块Ⅰ9并与定位块Ⅰ9、定位块Ⅱ12、排气管3壁滑动连接；所述的定滑轮Ⅰ10、定滑轮Ⅱ11、定滑轮Ⅲ13依次固定设置在传动轴8上，定滑轮Ⅰ10设置在排气管3内，定滑轮Ⅱ11、定滑轮Ⅲ13对称设置在定位块Ⅱ12的两边；所述的阻尼块14设置在定滑轮Ⅰ10正下方的排气管3内，在阻尼块14下方的排气管3底部设置有缓冲垫15；所述的定滑轮Ⅰ10通过钢丝绳与阻尼块14连接，定滑轮Ⅱ11、定滑轮Ⅲ13分别通过钢丝绳与滑块7连接。如图1～图2所示。

所述的减速管2上端位于密封箱1外的管道上固定设置有光电传感器4，在排气管3下端位于密封箱1外的管道上固定设置有电磁阀16；所述的传动轴8的轴心线与排气管3的纵轴心线垂直交叉设置，定滑轮Ⅰ10的纵轴心线与排气管3的纵轴心线重合设置；所述的滑块7的内径与减速管2的外径配合设置，阻尼块14的外径与排气管3的内径配合设置；所述的弹簧片6的长度大于减速管2上开口的高度，弹簧片6的宽度小于开口的宽度；所述的弹簧片6与减速管2上的开口一一对应设置；所述的减速管2的上端通过输样管外接换向器，减速管2的下端外接样品接收器；所述的光电传感器4、电磁阀16分别与外接的控制器电连接。如图1～图2所示。

本发明的工作流程如下，置于换向器载样仓中的样品盒，在外接的控制器指令同时打开换向器连接压缩空气罐管道上的电磁阀和减速器的排气管3上的电磁阀，压缩空气驱动样品盒向目的地（如接收器）快速运动的同时，气流推动阻尼块14向下行至排气管3的底部以保持空气持续排出，阻尼块14通过钢丝绳驱动定滑轮Ⅰ10旋转，并通过传动轴8驱动定滑轮Ⅱ11、定滑轮Ⅲ13同时同向旋转，进而通过钢丝绳驱动套在减速管外的滑块7向上运动，使连接在滑块7与固定块5之间的弹簧片6向减速管2内弯曲，减小了样品盒在管内的通过空间而让样品盒减速通过，或将样品盒卡在弹簧片6之间的空隙中；在样品盒经过光电传感器4时，控制器指令立即关闭换向器连接压缩空气罐管道上的电磁阀和排气管3上的电磁阀，弹簧片6在阻尼块14上行的阻力作用下缓慢恢复原形，实现样品盒低速到达外接的样品接收器（卡在弹簧片之间的空隙中的样品盒依靠重力排挤管内的空气低速落入接收器）。

本发明的一种用于堆照样品传输的减速器，采用机械传动的方式和利用驱动样品盒的同一压缩空气源，无需其它动力和电控元器件，利用有弹性的弹簧片对样品盒起到减损作用，有效地保证了样品盒及样品盒接受相关设备的安全。本发明的减速器所用弹簧片可根据样品盒的直径、重量和压缩空气的压强选择弹性强度和弯曲度，以保证将样品盒减速至所需传输速度。

在本实施例中，减速管2上设置有两组上、下排列的弹簧机构，每组弹簧机构中均设置有一个固定块、四个弹簧片和一个滑块，在上排弹簧机构中设置有固定块5、滑块7，弹簧片6为四个弹簧片中的一个；两组弹簧机构中的滑块通过钢丝绳固定连接，在每组弹簧机构对应的减速管2上的条形的开口为四条，四条开口成均匀分布，弹簧片与开口一一对应设置；两组弹簧机构中的弹簧片的外形尺寸及其材料相同，与每组四个弹簧片对应的四个开口在减速管2上的高度位置相同；定滑轮Ⅱ11、定滑轮Ⅲ13与滑块分别连接的钢丝绳为竖直设置。

实施例2

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，减速管2上设置有一组弹簧机构。

实施例3

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，减速管2上设置有上下排列的三组弹簧机构，三组弹簧机构中的滑块通过钢丝绳依次固定连接。

实施例4

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，减速管2上设置有上下排列的四组弹簧机构，四组弹簧机构中的滑块通过钢丝绳依次固定连接。

实施例5

本实施例与实施例1的结构相同，不同之处是，减速管2上设置有上下排列的五组弹簧机构，五组弹簧机构中的滑块通过钢丝绳依次固定连接。

Claims (5)

1.一种用于堆照样品传输的减速器，其特征是：所述的用于堆照样品传输的减速器包括密封箱(1)、减速管(2)、排气管(3)、传动机构、数组弹簧机构，其连接关系是，所述的减速管(2)、排气管(3)、传动机构、弹簧机构设置在密封箱(1)内，减速管(2)、排气管(3)竖直设置，减速管(2)的两端及排气管(3)的下端穿出密封箱(1)并分别与密封箱(1)气密性固定连接，排气管(3)的上端与减速管(2)的上部连通；所述的弹簧机构设置在减速管(2)上，传动机构设置在减速管(2)、排气管(3)上；所述的减速管(2)上竖直设置有数个条形的开口；

所述的数组弹簧机构上下排列在减速管(2)上且结构相同；每组弹簧机构均包括固定块(5)、弹簧片(6)、滑块(7)；所述的固定块(5)、弹簧片(6)、滑块(7)自上而下依次固定连接，固定块(5)、滑块(7)分别设置在减速管(2)开口的上方、下方，固定块(5)与减速管(2)固定连接，滑块(7)与减速管(2)滑动连接；所述的弹簧片(6)与减速管(2)上的开口对应匹配设置；

所述的传动机构包括传动轴(8)、定位块I(9)、定滑轮I(10)、定滑轮II(11)、定位块II(12)、定滑轮III(13)、阻尼块(14)；所述的传动轴(8)水平设置，定位块I(9)、定位块II(12)分别固定设置在排气管(3)、减速管(2)上，传动轴(8)依次贯穿定位块II(12)、排气管(3)、定位块I(9)并与定位块I(9)、定位块II(12)、排气管(3)壁滑动连接；所述的定滑轮I(10)、定滑轮II(11)、定滑轮III(13)依次固定设置在传动轴(8)上，定滑轮I(10)设置在排气管(3)内，定滑轮II(11)、定滑轮III(13)对称设置在定位块II(12)的两边；所述的阻尼块(14)设置在定滑轮I(10)正下方的排气管(3)内，在阻尼块(14)下方的排气管(3)底部设置有缓冲垫(15)；所述的定滑轮I(10)通过钢丝绳与阻尼块(14)连接，定滑轮II(11)、定滑轮III(13)分别通过钢丝绳与滑块(7)连接；所述的减速管(2)上端位于密封箱(1)外的管道上固定设置有光电传感器(4)，在排气管(3)下端位于密封箱(1)外的管道上固定设置有电磁阀(16)。

2.根据权利要求1所述的一种用于堆照样品传输的减速器，其特征是：所述的传动轴(8)的轴心线与排气管(3)的纵轴心线垂直交叉设置，定滑轮I(10)的纵轴心线与排气管(3)的纵轴心线重合设置；所述的滑块(7)的内径与减速管(2)的外径配合设置，阻尼块(14)的外径与排气管(3)的内径配合设置。

3.根据权利要求1所述的一种用于堆照样品传输的减速器，其特征是：所述的弹簧片(6)的长度大于减速管(2)上开口的高度，弹簧片(6)的宽度小于开口的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种用于堆照样品传输的减速器，其特征是：所述的弹簧片(6)与减速管(2)上的开口一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的一种用于堆照样品传输的减速器，其特征是：所述的减速管(2)的上端通过输样管外接换向器，减速管(2)的下端外接样品接收器；所述的光电传感器(4)、电磁阀(16)分别与外接的控制器电连接。

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