CN110587030B - 一种密封环的切割装置及其切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密封环切割装置及其切割方法，涉及设备制造技术领域。本发明的密封环切割装置包括：环形轨道，其安装在所述密封环的外侧；切割机，其安装在所述环形轨道上；及第一电机，其与所述切割机连接，驱动所述切割机沿着所述环形轨道移动。本发明通过在密封环外侧设置轨道和切割机，实现对密封环进行自动切割，解决了现有的密封环切割过程中，操作人员接受辐照剂量较多的问题。

Description

一种密封环的切割装置及其切割方法

技术领域

本发明属于设备制造技术领域，特别是涉及一种密封环的切割装置及其切割方法。

背景技术

电动屏蔽主泵在实际制造、试验过程中对运行参数要求苛刻且时常出现异常，为了保证电厂的安全可靠运行，必需对屏蔽主泵的检修技术进行储备。屏蔽主泵通常采用正置布局，泵壳与蒸汽发生器下封头焊接为一体，其余部件则通过螺栓与泵壳相连，这种可拆卸结构设计使得必要时对其进行拆卸、移动和解体成为可能。为了防止反应堆冷却剂的泄漏，屏蔽主泵在泵壳法兰面和电机定子法兰面之间设计有非承压的密封环，且采用焊接方式设置在屏蔽主泵上。因此，在屏蔽主泵拆卸检修时，为了将可拆卸组件拆除首先要将密封环切断，而在此过程中如何减少操作人员所受辐照剂量，实现密封环的自动切割，是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种密封环的切割装置及其切割方法，通过在密封环外侧设置轨道和切割机，实现对密封环进行自动切割，从而解决了现有的密封环切割过程中，操作人员接受辐照剂量较多的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种密封环的切割装置，所述密封环设置在核电屏蔽主泵上，其包括：

环形轨道，其安装在所述密封环的外侧；

切割机，其安装在所述环形轨道上；及

第一电机，其与所述切割机连接，驱动所述切割机沿着所述环形轨道移动。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置还包括环形齿条，所述环形齿条安装在所述环形轨道上，所述环形齿条的齿面垂直于所述环形轨道且位于所述环形轨道上远离所述密封环的一侧。

在本发明的一个实施例中，所述环形齿条的上表面的两侧设有环形V型边。

在本发明的一个实施例中，所述切割机的底部设有多个滚轮，所述多个滚轮带动所述切割机沿着所述环形V型边移动。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置还包括第一齿轮，所述第一齿轮安装在所述第一电机的输出轴端；所述第一齿轮与所述环形齿条的齿面啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮沿着所述环形齿条的齿面滚动。

在本发明的一个实施例中，所述切割机包括切割机底座、旋转台和刀具；所述切割机底座安装在所述环形齿条上，所述旋转台安装在所述切割机底座上，所述刀具安装在所述旋转台上。

在本发明的一个实施例中，所述切割装置还包括第二电机，所述第二电机安装在所述切割机的底部，所述第二电机的输出轴贯穿所述切割机底座。

在本发明的一个实施例中，所述切割机还包括第二齿轮，所述第二齿轮安装在所述第二电机的输出轴端，且位于所述切割机底座的上表面，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动。

在本发明的一个实施例中，所述切割机还包括第三齿轮，所述第三齿轮转动安装在所述切割机底座的上表面，且与所述第二齿轮啮合，由所述第二齿轮驱动转动。

本发明提供一种密封环的切割方法，其包括：

将环形轨道安装在所述密封环的外侧；

将切割机安装在所述环形轨道上；

将第一电机与所述切割机连接，驱动所述切割机沿着所述环形轨道移动，对所述密封环进行切割。

本发明可在不改变现有屏蔽主泵结构及现场环境构筑物的情况下，实现对密封环的自动切割，且实际使用效果良好。本发明可实现自动控制，大大减少了密封环现场切割期间人员受辐照的剂量。密封环在切断过程中，选择合适的刀具及切削参数，可使碎屑细小，减少刀具断裂，且可避免对屏蔽主泵其他零部件表面造成损伤。本发明的各零部件的优选标准件，方便更换及备件。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明屏蔽主泵结构示意图；

图2为图1中局部结构示意图；

图3为本发明密封环的切割装置示意图；

图4为图3中密封环的切割装置的一种工作状态的示意图；

图5为图3中密封环的切割装置的另一种工作状态的示意图；

图6为图3中密封环的切割装置的另一种工作状态的示意图；

图7为本发明密封环的切割方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，可以理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1及图2所示，核电用屏蔽主泵是指将电机定子绕组和电机转子绕组分别置于密封金属筒体内的泵，它包括：泵壳1、可拆卸组件11、电机定子盖3、密封环2、主螺栓4、外置热交换器接管5。屏蔽主泵采用正置布局，其中可拆卸组件11包括叶轮等水力部件及电机，它们通过共用一根主轴连接为一体。可拆卸组件11除通过主螺栓4与泵壳1相连接之外，并无其他支撑。同时为了防止放射性冷却剂的外泄，在电机定子盖3与泵壳1之间焊接有密封环2，屏蔽主泵的拆装即为将可拆卸组件11从泵壳1移除。可拆卸组件11在移除前，必须将密封环2切断。而在切断过程中，又受到实际环境中主螺栓4、屏蔽主泵外置热交换器接管5、屏蔽主泵房间周围构筑物等的干涉，因此对切割装置的外形尺寸、自动化程度要求很高。

请参阅图1至图6所示，本发明为一种密封环2的切割装置，包括：环形轨道7、切割机6、第一电机14和控制器。

环形轨道7安装在密封环2的外侧，例如可以将环形轨道7安装在电机定子法兰面8上，本实施例中可以通过套筒12插入螺栓通孔内的方式将环形轨道7固定在电机定子法兰面8上，在其他实施例中也可以采用其他的固定方式，只要能将环形轨道7固定在电机定子法兰面8上即可，本实施例中为了便于搬运及安装，还可将环形轨道7分为多段，将多段环形轨道7放置在电机定子法兰面8上后再通过固定件将多段环形轨道7固定在一起，形成一整体的环形轨道7。切割机6安装在环形轨道7上，通过与切割机6连接的第一电机14驱动切割机6沿着环形轨道7移动，对密封环2进行切割，本实施例中第一电机14安装在切割机6底部，与控制器连接。本实施例中切割机6包括切割机底座13、旋转台23、第三电机17和刀具19。

请参阅图1至图6所示，本实施例中，切割装置还包括环形齿条10，环形齿条10安装在环形轨道7上，环形齿条10的齿面垂直于环形轨道7且位于环形轨道7上远离密封环2的一侧。环形齿条10的上表面的两侧设有绕环形齿条10上表面一圈的环形导向结构，环形导向结构可以呈V型、U型或者T型，在本实施例中采用的是V型。切割机底座13安装在环形齿条10上，切割机底座13底部设有多个滚轮15，多个滚轮15卡在V型边上，带动切割机6沿着环形齿条10上的环形V型边移动，从而对切割机6起到导向的作用。切割装置还包括第一齿轮26，第一齿轮26安装在第一电机14的输出轴端，第一齿轮26与环形齿条10的齿面啮合，第一电机14驱动第一齿轮26沿着环形齿条10的齿面滚动，从而带动切割机6沿着环形齿条10的外圆周移动。切割装置还包括第二电机16，第二电机16与控制器连接，本实施例中第二电机16安装在切割机底座13的底部，第二电机16的输出轴贯穿切割机底座13，第二齿轮27安装在第二电机16的输出轴端，且位于切割机底座13的上表面，第二电机16驱动第二齿轮27转动。旋转台23与第二齿轮27固定，允许第二齿轮27带动其转动，与控制器连接的第三电机17和刀具19安装在旋转台23上，第三电机17驱动刀具19进行切削作业，随着旋转台23的转动，刀具19可以调整其切割方位及切割角度，以躲避实际切割过程中主螺栓4、外置热交换器接管5等部件的空间干涉。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，切割机6还可以包括第三齿轮28，第三齿轮28可以转动安装在切割机底座13的上表面，且与第二齿轮27啮合，由第二齿轮27驱动转动，旋转台23与第三齿轮28固定，允许第三齿轮28带动其转动，刀具19安装在旋转台23上，随着旋转台23的转动，刀具19可以调整其切割方位及切割角度。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，旋转台23上还设有直线运动机构，本实施例中的直线运动机构包括固定座24和滑动安装在固定座24上的滑动座25，滑动座25的一侧安装有第四电机18，第四电机18与控制器连接，滑动座25的另一侧安装有刀具19，第四电机18可以驱动滑动座25相对于固定座24移动设定的距离，从而带动刀具19在平行于固定座24的平面内移动设定的距离，对刀具19的切割方位、切割角度及切割深度进行进一步调整。本实施例中的第四电机18，例如采用直线电机。在其他实施例中还可以采用其他类型的直线运动机构，例如滚珠丝杆副等实现滑动座25相对于固定座24的直线移动，只要能精确控制滑动座25的移动精度即可。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，切割机6还可以包括监控器20，监控器20安装在刀具19的一侧，例如可以采用摄像头对刀具19的刀头磨损情况和现场切割的情况等进行监测。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，切割装置还可以包括多个调零器，本实施例中包括安装在切割机底座13上用于调整切割机6在环形齿条10上周向起始位置的周向调零器21和安装在旋转台23上用于调整旋转台23起始姿态的旋转调零器22。在其他实施例中，还可以包括安装在滑动座25上调整滑动座25起始位置的滑动调零器。通过多个调零器对切割机6的起始位置及姿态进行校正，为了保证切割装置在现场环境的顺利使用，切割机6在环形轨道7上移动时处于与环形轨道7相切的姿态，这样尽可能节省空间。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，刀具19可采用快装式的刀具19，即在第三电机17上固定安装有一刀具19夹头，更换刀头时则通过将刀头螺纹连接或者插入的方式与刀具19夹头固定，以便快速进行刀头的更换。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，环形齿条10还可以设置在密封环2上部的泵壳1侧面圆周上，环形齿条10的齿面平行于泵壳1的侧面，第一齿轮26固定在切割机6上，第一齿轮26与环形齿条10啮合，同时在环形轨道7上设有环形V型边，切割机6底部的多个滚轮15可以卡在环形V型边上移动，第一电机14与第一齿轮26连接，第一电机14驱动第一齿轮26沿着环形齿条10的齿面移动，从而带动切割机6沿着环形轨道7移动。在本发明的其他实施例中，还可以采用其他的结构和方式对切割机6和环形轨道7进行连接，只要能使切割机6沿着环形轨道7移动即可。

请参阅图1至图6所示，在本发明的另一实施例中，还可以在控制器上安装服务器端程序，通过另外设置的客户端程序向服务器端程序发出信号，建立一个远程服务，然后通过这个远程服务，使用各种远程控制功能发送远程控制命令，控制服务器端程序的各种应用程序运行，从而实现切割装置的远程控制，进一步降低了操作人员的受辐射可能。

请参阅图1至图6所示，本实施例中，工作时，控制器控制各电机启动，此时，第一电机14驱动第一齿轮26沿着环形齿条10的齿面滚动，从而带动底部设有滚轮15的切割机6沿着环形齿条10上的环形V型边运动。第二电机16驱动第二齿轮27转动，同时带动与第二齿轮27啮合的第三齿轮28转动，从而带动安装在第三齿轮28上的旋转台23转动，随着旋转台23的转动，安装在旋转台23上的刀具19可以调整其切割方位及切割角度。同时第四电机18驱动旋转台23上的滑动座25相对于固定座24移动设定的距离，从而带动刀具19在平行于固定座24的平面内移动设定的距离，对刀具19的切割方位、切割角度及切割深度进行进一步调整，以利于躲避周围的干涉部件，同时提高切割的精确度。

请一并参阅图1至图7，本发明还提供一种密封环2切割方法，其包括以下步骤：在步骤S1中，首先将环形轨道7安装在密封环2的外侧，例如可以将环形轨道7安装在电机定子法兰面8上，本实施例中可以通过套筒12插入螺栓通孔内的方式将环形轨道7固定在电机定子法兰面8上，在其他实施例中也可以采用其他的固定方式，只要能将环形轨道7固定在电机定子法兰面8上即可，本实施例中为了便于搬运及安装，还可将环形轨道7分为多段，将多段环形轨道7放置在电机定子法兰面8上后再通过固定件将多段环形轨道7固定在一起，形成一整体的环形轨道7。在步骤S2和步骤S3中，切割机6安装在环形轨道7上，通过与切割机6连接的第一电机14驱动切割机6沿着环形轨道7移动，对密封环2进行切割，本实施例中第一电机14安装在切割机6底部，与控制器连接。

请一并参阅图1至图7，将环形齿条10安装在环形轨道7上，环形齿条10的齿面垂直于环形轨道7且位于环形轨道7上远离密封环2的一侧。环形齿10的上表面设有绕环形齿条10上表面一圈的环形导向结构，环形导向结构可以呈V型、U型或者T型，在本实施例中采用的是V型。切割机6底座安装在环形齿条10上，切割机底座13底部设有多个滚轮15，多个滚轮15卡在V型边上，带动切割机6沿着环形齿条10上的环形V型边移动，从而对切割机6起到导向的作用。切割装置还包括第一齿轮26，第一齿轮26安装在第一电机14的输出轴端，第一齿轮26与环形齿条10的齿面啮合，第一电机14驱动第一齿轮26沿着环形齿条10的齿面滚动，从而带动切割机6沿着环形齿条10的外圆周移动。本实施例中将第二电机16安装在切割机6的底部，且与控制器连接，第二电机16的输出轴贯穿切割机底座13，第二齿轮27安装在第二电机16的输出轴端，且位于切割机底座13的上表面，第二电机16驱动第二齿轮27转动。旋转台23与第二齿轮27固定，允许第二齿轮27带动其转动，与控制器连接的第三电机17和刀具19安装在旋转台23上，第三电机17驱动刀具19进行切削作业，随着旋转台23的转动，刀具19可以调整其切割方位及切割角度，以躲避实际切割过程中主螺栓4、外置热交换器接管5等部件的空间干涉。

请一并参阅图1至图7，现场切割时，屏蔽主泵上会始终留有多根主螺栓4，例如四根主螺栓4，以承担屏蔽主泵下部可拆卸组件11的重量。四个主螺栓4将密封环2从周向空间上分成了四段，其中一段有外置热交换器接管5的干涉，该段在切割时，可以将切割机6旋转一定的角度，从两边分别切除。而其他没有干涉的部分，则可将刀具19正对密封环2进行切除。第一次周向切断完成后，再另外安装多根主螺栓4，例如四根主螺栓4，同时拆除之前的多根主螺栓4，然后利用切割机6对之前主螺栓4干涉的密封环2部位进行切断。至此，完成整个密封环2周向的切断处理。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种密封环的切割装置，所述密封环设置在核电屏蔽主泵上，其特征在于，其包括：

环形轨道，其安装在所述密封环的外侧；

环形齿条，其安装在所述环形轨道上，所述环形齿条的齿面垂直于所述环形轨道且位于所述环形轨道上远离所述密封环的一侧；

切割机，其安装在所述环形轨道上，所述切割机包括：切割机底座、旋转台和刀具，所述切割机底座安装在所述环形齿条上，所述环形齿条的上表面的两侧设有环形V型边，所述旋转台安装在所述切割机底座上，所述刀具安装在所述旋转台上；

第一电机，其与所述切割机连接，驱动所述切割机沿着所述环形轨道移动；

控制器，其与所述第一电机连接；

第二电机，其与所述控制器连接，且位于切割机底座底部；

第二齿轮，所述第二齿轮安装在所述第二电机的输出轴端，且位于所述切割机底座的上表面，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，所述旋转台与所述第二齿轮固定，允许所述第二齿轮带动其转动。

2.根据权利要求1所述一种密封环的切割装置，其特征在于，所述切割机的底部设有多个滚轮，所述多个滚轮带动所述切割机沿着所述环形V型边移动。

3.根据权利要求1所述一种密封环的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括第一齿轮，所述第一齿轮安装在所述第一电机的输出轴端；所述第一齿轮与所述环形齿条的齿面啮合，所述第一电机驱动所述第一齿轮沿着所述环形齿条的齿面滚动。

4.根据权利要求1所述一种密封环的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括第二电机，所述第二电机安装在所述切割机的底部，所述第二电机的输出轴贯穿所述切割机底座。

5.根据权利要求1所述一种密封环的切割装置，其特征在于，所述切割机还包括第三齿轮，所述第三齿轮转动安装在所述切割机底座的上表面，且与所述第二齿轮啮合，由所述第二齿轮驱动转动。

6.一种密封环的切割方法，其特征在于，其包括：

将环形轨道安装在所述密封环的外侧；

将环形齿条安装在所述环形轨道上；

将切割机安装在所述环形轨道上，其中，所述切割机包括：切割机底座、旋转台和刀具，所述切割机底座安装在所述环形齿条上，所述环形齿条的上表面的两侧设有环形V型边，所述旋转台安装在所述切割机底座上，所述刀具安装在所述旋转台上；

将第一电机安装在所述切割机上，驱动所述切割机沿着所述环形轨道移动，对所述密封环进行切割；

将第二电机安装在所述切割机底座的底部，驱动所述旋转台旋转；

将第二齿轮安装在所述第二电机的输出轴端，且位于所述切割机底座的上表面，所述第二电机驱动所述第二齿轮转动，所述旋转台与所述第二齿轮固定，允许所述第二齿轮带动其转动；

将控制器分别连接于所述第一电机与所述第二电机，对所述第一电机和第二电机进行控制。

Images