CN113406688A - 一种摆动式核废料桶剂量检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摆动式核废料桶剂量检测装置，包括：支撑组件、摆动组件、剂量检测组件和旋转辊道，所述支撑组件设置在所述旋转辊道的一侧，且所述支撑组件的下端与地面/机架固定连接，所述摆动组件与所述支撑组件的上端可转动连接，所述剂量检测组件与所述摆动组件的侧面固定连接，所述核废料桶放置在所述旋转辊道上。本发明通过摆动组件的转动来改变剂量检测组件与核废料桶表面之间的距离，从而可以实现通过简单的设备对距离核废料桶多个位置的剂量检测。

Description

一种摆动式核废料桶剂量检测装置

技术领域

本发明涉及放射性废物处理技术领域，具体涉及一种摆动式核废料桶剂量检测装置。

背景技术

在放射性核废料装桶后，需要对核废料桶桶身表面和距离表面1m处的剂量水平进行检测和记录，并根据检测结果决定核废料桶后续暂存和转运的方式。

目前，存在的表面剂量检测装置包含平面内移动、旋转以及空间内旋转等多个自由度，驱动机构多，结构复杂，设备故障率高且价格昂贵，给设备运行和维护带来很大困难。

发明内容

本发明所要解决的问题是表面剂量检测装置结构复杂、价格昂贵，目的在于提供了一种摆动式核废料桶剂量检测装置。

一种摆动式核废料桶剂量检测装置，包括：支撑组件、摆动组件、剂量检测组件和旋转辊道，所述支撑组件设置在所述旋转辊道的一侧，且所述支撑组件的下端与地面/机架固定连接，所述摆动组件与所述支撑组件的上端可转动连接，所述剂量检测组件与所述摆动组件的侧面固定连接，所述核废料桶放置在所述旋转辊道上。

具体地，所述支撑组件包括支撑柱和支撑主轴，所述支撑柱的下端通过底板与所述地面/所述机架固定连接，所述支撑主轴竖直设置，且所述支撑主轴的下端与所述支撑柱的上端固定连接，所述摆动组件与所述支撑主轴可转动连接。

优选地，所述摆动组件包括减速电机、传动轴、主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮齿纹啮合，所述减速电机的转矩输出轴通过联轴器与所述传动轴连接，所述主动齿轮套装在所述传动轴上且与所述传动轴固定连接，所述从动齿轮套装在所述支撑主轴上，且与所述支撑主轴可转动连接，所述剂量检测组件与所述从动齿轮固定连接。

作为一种优选，所述摆动组件还包括摆动套筒，所述摆动套筒套装在所述支撑柱上，且所述摆动套筒通过轴承与所述支撑柱的外侧面可转动连接，所述摆动套筒的上端与所述从动齿轮的下侧面固定连接，所述剂量检测组件与所述摆动套筒的外侧面固定连接；

所述从动齿轮、所述支撑主轴、所述支撑柱、所述摆动套筒均同轴设置。

可选地，所述摆动组件还包括齿轮箱体和回转支撑，所述主动齿轮、所述从动齿轮、所述传动轴和所述支撑主轴均设置在所述齿轮箱体内，所述传动轴的下端通过回转支撑与所述齿轮箱的底面可转动连接，所述齿轮箱体的顶面为可开启的盖板，所述减速电机固定设置在所述盖板上，且所述减速电机的转矩输出轴穿过所述盖板与设置在所述齿轮箱体内的联轴器同轴连接。

具体地，所述剂量检测组件包括剂量探头和水平安装架，所述水平安装架的第一端与所述摆动套筒的外侧面固定连接，所述剂量探头与所述水平安装架的第二端固定连接；

当需要检测所述核废料桶表面的剂量时，所述剂量探头与所述核废料桶的表面贴合；

当需要检测所述核废料桶设定距离处的剂量时，所述剂量探头与所述核废料桶表面的距离为设定距离。

优选地，所述剂量探头包括顶面探头、上部探头、中部探头和下部探头，所述水平安装架包括顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架；

所述顶面安装架、所述上部安装架、所述中部安装架和所述下部安装架在水平面的投影重合，所述顶面安装架、所述上部安装架、所述中部安装架和所述下部安装架从上至下依次设置，且均与所述摆动套筒的外侧面固定连接；

所述顶面探头与所述顶面安装架固定连接，所述上部探头与所述上部安装架固定连接，所述中部探头与所述中部安装架固定连接，所述下部探头与所述下部安装架固定连接。

具体地，所述顶面探头的水平位置位于所述核废料桶的顶面的上方，所述中部探头与所述核废料桶的竖直中点位于同一水平面，所述上部探头设置在所述核废料桶的顶面与所述中部探头之间，所述下部探头设置在所述核废料桶的底面与所述中部探头之间；

设定所述核废料桶的外表面与所述摆动套筒的外表面之间的最小距离为额定距离；

所述顶面安装架在水平方向的长度等于所述额定距离与所述核废料桶的半径之和；

所述上部安装架/所述中部安装架/所述下部安装架在水平方向的长度等于所述额定距离。

进一步，所述剂量检测组件还包括用于检测所述剂量探头与所述核废料桶之间的距离的位置传感器，所述位置传感器与所述水平安装板固定连接；

用于控制整个装置的控制系统，所述控制系统与所述减速电机、所述剂量探头、所述位置传感器电连接。

可选地，所述主动齿轮的直径小于所述从动齿轮的直径，所述减速电机、所述支撑主轴和所述水平安装架在水平方向位于同一直线，且所述支撑主轴设置在所述减速电机和所述水平安装架之间。

本发明与现有技术相比，本发明通过摆动组件的转动来改变剂量检测组件与核废料桶表面之间的距离，从而可以实现通过简单的设备对距离核废料桶多个位置的剂量检测。

附图说明

附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。

图1是根据本发明所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置的结构示意图。

图2是根据本发明所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置的剖视图。

图3是根据本发明所述的实施例一的俯视图。

图4是根据本发明所述的实施例二的俯视图。

附图标记：1-摆动组件，2-支撑组件，3-剂量检测组件，4-旋转辊道，5-底板，6-支撑柱，7-支撑主轴，8-减速电机，9-联轴器，10-传动轴，11-主动齿轮，12-从动齿轮，13-齿轮箱体，14-盖板，15-摆动套筒，16-回转支撑，17-剂量探头18-水平安装架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。

另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。

在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

一种摆动式核废料桶剂量检测装置，包括：支撑组件2、摆动组件1、剂量检测组件3和旋转辊道4，支撑组件2设置在旋转辊道4的一侧，且支撑组件2的下端与地面/机架固定连接，摆动组件1与支撑组件2的上端可转动连接，剂量检测组件3与摆动组件1的侧面固定连接，核废料桶放置在旋转辊道4上。

旋转辊道4为现阶段已有的成熟的技术，旋转辊道4位于两个直线传送辊道之间，一般用于改变传送角度，且一般情况下，旋转辊道4的宽度与传送辊道的宽度相等，当核废料桶从传送辊道移动至旋转辊道4上后，可以通过旋转辊道4带动核废料桶进行旋转。

本实施例中，传送辊道的宽度应该与核废料桶的直径相适合，即传送辊道的宽度不宜过大，过大的话会导致旋转辊道4转动时，可能无法保持核废料桶沿其中轴线进行转动，从而出现偏心转动的情况。

同时传送辊道的宽度也不宜过小，过小的话会导致核废料桶与传送辊道边缘摩擦，影响传输速率。

支撑组件2包括支撑柱和支撑主轴7，支撑柱的下端通过底板6与地面/机架固定连接，支撑主轴7竖直设置，且支撑主轴7的下端与支撑柱的上端固定连接，摆动组件1与支撑主轴7可转动连接。

支撑柱用于对整个设备进行支撑，其可以直接安装在地面上，也可以安装在机架上，从而可以根据需求对整个装置进行移动。

同时，支撑柱与底板6通过螺栓连接，并且可以在支撑柱和底板6的连接处开十字槽，便于在设备安装时对位置进行调整，底板6一般与地面或机架固定连接，且在移动时不进行拆卸。

支撑主轴7用于支撑摆动组件1，其可以与支撑柱一体成型，也可以采用其它方式将其与支撑柱固定连接。

且在实际中，将支撑柱设置为空心状态，也可以在某些位置增加镂空，在减少质量的情况下不影响其强度。

空心的设置可以方便在安装时将摆动组件1和剂量检测组件3的线缆进行收纳，线缆从中空的支撑柱内腔伸入，从顶部伸出后送至各组件，有效防止设备运行中电缆缠绕，顶盖出口处添加橡胶耐磨衬套，防止转动过程中电缆外皮磨损。

摆动组件1包括减速电机8、传动轴10、主动齿轮11和从动齿轮12，主动齿轮11和从动齿轮12齿纹啮合，减速电机8的转矩输出轴通过联轴器9与传动轴10连接，主动齿轮11套装在传动轴10上且与传动轴10固定连接，从动齿轮12套装在支撑主轴7上，且与支撑主轴7可转动连接，剂量检测组件3与从动齿轮12固定连接。

减速电机8通电后输出转矩，通过联轴器9(可省略)将转矩传递至传动轴10，从而使传动轴10带动主动齿轮11转动，通过主动齿轮11带动从动齿轮12转动。

剂量检测组件3与从动齿轮12固定连接，且将剂量检测组件3设置在从动齿轮12的半径延长线上，实现了通过从动齿轮12的转动带动整个剂量检测组件3绕支撑组件2的中轴线转动的目的。

因此，在实际中，可以按照最简单的结构，即上述结构即可，但是因为本实施例需要同时对核废料桶的多个部位进行剂量检测，如果只只采用上述结构，可能实现无法较好的安装剂量检测组件3的情况，因此提供一个优选的实施例：

摆动组件1还包括摆动套筒15，摆动套筒15套装在支撑柱上，且摆动套筒15通过轴承与支撑柱的外侧面可转动连接，摆动套筒15的上端与从动齿轮12的下侧面固定连接，剂量检测组件3与摆动套筒15的外侧面固定连接；

从动齿轮12、支撑主轴7、支撑柱、摆动套筒15均同轴设置。

通过在支撑柱上套装一个摆动套筒15，且摆动套筒15与支撑柱可转动轮连接，摆动套筒15与从动齿轮12固定连接，从动齿轮12带动摆动套筒15转动，并且将剂量检测组件3与摆动套筒15连接，实现了更佳的功能。

可以在摆动套筒15和支撑柱之间设置多个轴承，从而可以尽量的减少摩擦。

另外的，如果不将主动齿轮11、从动齿轮12等设置在一个箱体内，可能会在构件的上覆盖杂物、或者通过其它的方式影响内部的正常工作，因此，提供一个优选的实施例，在摆动组件1外设置一个齿轮箱体13，主动齿轮11、从动齿轮12、传动轴10和支撑主轴7均设置在齿轮箱体13内，传动轴10的下端通过回转支撑16与齿轮箱的底面可转动连接，齿轮箱体13的顶面为可开启的盖板14，减速电机8固定设置在盖板14上，且减速电机8的转矩输出轴穿过盖板14与设置在齿轮箱体13内的联轴器9同轴连接。

并且将齿轮箱体13的顶面设置为可以开启的盖板14，可以通过打开盖板14对齿轮箱体13内的构件进行维修、维护等操作。

可以将联轴器9更换为变速箱，从而可以更加合适的调节减速电机8的转矩输出。

剂量检测组件3包括剂量探头17和水平安装架18，水平安装架18的第一端与摆动套筒15的外侧面固定连接，剂量探头17与水平安装架18的第二端固定连接；

本实施例的设备的检测功能至少有两个，即：

实施例一

检测核废料桶表面的剂量，如图1、图2和图3所示，此时，剂量探头17与核废料桶的表面接触，实现检测，

当需要检测核废料桶表面的剂量时，剂量探头17与核废料桶的表面贴合，当然，在实际的使用中，不用保证剂量探头17与核废料桶的表面距离为0，可以根据情况尽量减小剂量探头17与核废料桶之间的距离即可。

实施例二

检测距离核废料桶1m出的剂量，如图4所示，此时剂量探头17位于核废料桶的侧面，与核废料桶的表面之间的距离为1m。

通过摆动组件1的转动可以调节剂量探头17绕支撑柱转动，从而可以实现调节剂量探头17与核废料桶表面之间的距离的目的。

为了对核废料桶的顶面、桶身的上中下三个位置均进行剂量检测，需要将剂量探头17分为顶面探头、上部探头、中部探头和下部探头，将水平安装架18分为顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架；

顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架在水平面的投影重合，顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架从上至下依次设置，且均与摆动套筒15的外侧面固定连接；

顶面探头与顶面安装架固定连接，上部探头与上部安装架固定连接，中部探头与中部安装架固定连接，下部探头与下部安装架固定连接。

当然，顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架可以为一个整体，只要能将顶面探头、上部探头、中部探头和下部探头分别固定在图2所示的位置即可。

核废料桶与旋转辊道4同轴设置，顶面探头的水平位置位于核废料桶的顶面的上方，中部探头与核废料桶的竖直中点位于同一水平面，上部探头设置在核废料桶的顶面与中部探头之间，下部探头设置在核废料桶的底面与中部探头之间；

设定核废料桶的外表面与摆动套筒15的外表面之间的最小距离为额定距离；

顶面安装架在水平方向的长度等于额定距离与核废料桶的半径之和；

上部安装架/中部安装架/下部安装架在水平方向的长度等于额定距离。

上述对上部安装架/中部安装架/下部安装架的长度限定，是为了能够实现顶面探头在核废料桶的顶面的时候，上部探头、中部探头和下部探头不会与核废料桶的桶身发生干涉。

剂量检测组件3还包括用于检测剂量探头17与核废料桶之间的距离的位置传感器，位置传感器与水平安装板固定连接，剂量探头17和核废料桶有碰撞危险时立刻停止装置活动，避免碰撞发生，延长探头使用寿命。

用于控制整个装置的控制系统，控制系统与减速电机8、剂量探头17、位置传感器电连接。

位置传感器的安装和控制系统的设置可以实现整个装置的自动化，即通过在控制系统中烧录简单的程序，即可以实现摆动组件1的转动，从而可以可以剂量探头17的位置，实现自动检测的功能。

控制系统主机有数据记录功能，可对剂量探头17测得数据进行处理、显示和储存，减少人为操作。

控制系统根据位置数据进行简单的停开机工作是现有的技术，不需要对其进行详细的描述。

其工作过程如下：

核废料桶通过传送辊道送至旋转辊道4，

核废料桶就位后，根据需要检测的位置，控制摆动机构将剂量探头17组件旋转至图3或图4的位置。

剂量探头17启动，同时旋转辊道4带动核废料桶桶旋转360°，测量核废料桶顶面、桶身的上、中、下的剂量。

减速电机8启动，带动摆动组件1和剂量检测组件3回位。

在剂量检测完成后送出旋转辊道4，装置可集成在相应生产线上。

实施过程中，运动的部件为摆动组件1(不包括从动齿轮12，大齿轮仅转动)、剂量检测组件3和旋转辊道4，摆动组件1中的从动齿轮12和摆动套筒15固定。

实施过程中，摆动组件1运动中止条件为两种，第一种是到达摆动限位，第二种是位置传感器检测剂量探头17和核废料桶间距达到设定值。

主动齿轮11的直径小于从动齿轮12的直径，通过增大传动比，可以增加传动稳定性。

减速电机8、支撑主轴7和水平安装架18在水平方向位于同一直线，且支撑主轴7设置在减速电机8和水平安装架18之间，通过安装在装置顶部的减速电机8，带动整个摆动组件1和剂量探头17组件转动，减速电机8同时起到平衡重量的作用。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述发明的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，包括：支撑组件、摆动组件、剂量检测组件和旋转辊道，所述支撑组件设置在所述旋转辊道的一侧，且所述支撑组件的下端与地面/机架固定连接，所述摆动组件与所述支撑组件的上端可转动连接，所述剂量检测组件与所述摆动组件的侧面固定连接，所述核废料桶放置在所述旋转辊道上。

2.根据权利要求1所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述支撑组件包括支撑柱和支撑主轴，所述支撑柱的下端通过底板与所述地面/所述机架固定连接，所述支撑主轴竖直设置，且所述支撑主轴的下端与所述支撑柱的上端固定连接，所述摆动组件与所述支撑主轴可转动连接。

3.根据权利要求2所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述摆动组件包括减速电机、传动轴、主动齿轮和从动齿轮，所述主动齿轮和所述从动齿轮齿纹啮合，所述减速电机的转矩输出轴通过联轴器与所述传动轴连接，所述主动齿轮套装在所述传动轴上且与所述传动轴固定连接，所述从动齿轮套装在所述支撑主轴上，且与所述支撑主轴可转动连接，所述剂量检测组件与所述从动齿轮固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述摆动组件还包括摆动套筒，所述摆动套筒套装在所述支撑柱上，且所述摆动套筒通过轴承与所述支撑柱的外侧面可转动连接，所述摆动套筒的上端与所述从动齿轮的下侧面固定连接，所述剂量检测组件与所述摆动套筒的外侧面固定连接；

所述从动齿轮、所述支撑主轴、所述支撑柱、所述摆动套筒均同轴设置。

5.根据权利要求3所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述摆动组件还包括齿轮箱体和回转支撑，所述主动齿轮、所述从动齿轮、所述传动轴和所述支撑主轴均设置在所述齿轮箱体内，所述传动轴的下端通过回转支撑与所述齿轮箱的底面可转动连接，所述齿轮箱体的顶面为可开启的盖板，所述减速电机固定设置在所述盖板上，且所述减速电机的转矩输出轴穿过所述盖板与设置在所述齿轮箱体内的联轴器同轴连接。

6.根据权利要求4所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述剂量检测组件包括剂量探头和水平安装架，所述水平安装架的第一端与所述摆动套筒的外侧面固定连接，所述剂量探头与所述水平安装架的第二端固定连接；

当需要检测所述核废料桶表面的剂量时，所述剂量探头与所述核废料桶的表面贴合；

当需要检测所述核废料桶设定距离处的剂量时，所述剂量探头与所述核废料桶表面的距离为设定距离。

7.根据权利要求6所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述剂量探头包括顶面探头、上部探头、中部探头和下部探头，所述水平安装架包括顶面安装架、上部安装架、中部安装架和下部安装架；

所述顶面安装架、所述上部安装架、所述中部安装架和所述下部安装架在水平面的投影重合，所述顶面安装架、所述上部安装架、所述中部安装架和所述下部安装架从上至下依次设置，且均与所述摆动套筒的外侧面固定连接；

所述顶面探头与所述顶面安装架固定连接，所述上部探头与所述上部安装架固定连接，所述中部探头与所述中部安装架固定连接，所述下部探头与所述下部安装架固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述顶面探头的水平位置位于所述核废料桶的顶面的上方，所述中部探头与所述核废料桶的竖直中点位于同一水平面，所述上部探头设置在所述核废料桶的顶面与所述中部探头之间，所述下部探头设置在所述核废料桶的底面与所述中部探头之间；

设定所述核废料桶的外表面与所述摆动套筒的外表面之间的最小距离为额定距离；

所述顶面安装架在水平方向的长度等于所述额定距离与所述核废料桶的半径之和；

所述上部安装架/所述中部安装架/所述下部安装架在水平方向的长度等于所述额定距离。

9.根据权利要求6所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述剂量检测组件还包括用于检测所述剂量探头与所述核废料桶之间的距离的位置传感器，所述位置传感器与所述水平安装板固定连接；

用于控制整个装置的控制系统，所述控制系统与所述减速电机、所述剂量探头、所述位置传感器电连接。

10.根据权利要求6所述的一种摆动式核废料桶剂量检测装置，其特征在于，所述主动齿轮的直径小于所述从动齿轮的直径，所述减速电机、所述支撑主轴和所述水平安装架在水平方向位于同一直线，且所述支撑主轴设置在所述减速电机和所述水平安装架之间。

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