CN114044374B - 一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置，包括：倒料桶、翻转机构和固定机构，倒料桶用于盛放乏燃料盛装容器，其底部设有能够供乏燃料盛装容器底部的阶梯轴穿过的通孔，翻转机构包括翻转电机和翻转轴，翻转轴连接于第一电机和倒料桶的侧壁之间，翻转电机用于驱动翻转轴旋转，以带动倒料桶及倒料桶中的乏燃料盛装容器翻转，至乏燃料盛装容器中的物料倒出，固定机构包括卡槽部和第一驱动机构，卡槽部转动连接于倒料桶的底部，第一驱动机构连接于翻转轴和卡槽部之间，用于驱动卡槽部相对倒料桶转动至卡槽部与乏燃料盛装容器底部的阶梯轴卡接或脱离卡接。本发明结构简单、可靠，适用于放射性环境中乏燃料盛装容器倒料的远程操作。

Description

一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置

技术领域

本发明具体涉及一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置。

背景技术

在核电站乏燃料后处理工程中，乏燃料在剪切溶解后，在盛装容器中会产生不溶解的废包壳。为了利用该盛装容器进行下一次溶解，需要将盛装容器内的废包壳倾倒至废包壳转运容器中，由于乏燃料后处理为放射性环境，因此需要一种能够远程将该盛装容器翻转180°，从而将废包壳倾倒转运的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够远程操作，以将乏燃料盛装容器中废包壳倒出的用于乏燃料盛装容器的倒料装置。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置，包括：倒料桶、翻转机构和固定机构，

所述倒料桶用于盛放乏燃料盛装容器，其底部设有能够供乏燃料盛装容器底部的阶梯轴穿过的通孔，

所述翻转机构包括翻转电机和翻转轴，所述翻转轴连接于第一电机和倒料桶的侧壁之间，所述翻转电机用于驱动翻转轴旋转，以带动倒料桶及倒料桶中的乏燃料盛装容器翻转，至乏燃料盛装容器中的物料倒出，

所述固定机构包括卡槽部和第一驱动机构，所述卡槽部转动连接于倒料桶的底部，所述第一驱动机构连接于翻转轴和卡槽部之间，用于驱动卡槽部相对倒料桶转动至卡槽部与乏燃料盛装容器底部的阶梯轴卡接或脱离卡接。

可选地，所述翻转轴包括传动段和连接段，翻转电机、传动段、连接段和倒料桶依次相连，

所述第一驱动机构包括第一电机、水平轴、竖向轴和齿轮传动机构，

所述第一电机设于传动段上，所述水平轴贯穿所述传动段，其一端与第一电机传动相连，其另一端与竖向轴的上端通过换向机构传动相连，所述竖向轴的下端与齿轮传动机构的主动齿轮相连，齿轮传动机构的从动齿轮转动连接于倒料桶的底部，所述卡槽部设于从动齿轮上，第一电机用于驱动水平轴旋转，继而带动竖向轴和齿轮传动机构联动旋转，以使卡槽部与燃料盛装容器底部的阶梯轴卡接或脱离卡接。

可选地，所述连接段、水平轴和竖向轴中均设有万向联轴器，

所述倒料装置还包括振动机构，

所述振动机构包括支座、凸轮和第二驱动机构，

所述支座设于倒料桶径向方向的一侧，所述凸轮转动连接于倒料桶的侧壁上，其随倒料桶翻转后转至支座的上方，

第二驱动机构连接于传动段和凸轮之间，用于驱动凸轮旋转，以使凸轮与支座抵接或脱离抵接，当凸轮与支座抵接时，支座提供的反作用力将倒料桶抬起，当凸轮与支座脱离抵接时，倒料桶在重力作用下落下。

可选地，所述倒料装置还包括轴承座，所述轴承座与连接段同轴布置且与倒料桶转动相连，

所述轴承座与凸轮相对应的一端与支座通过铰接轴铰接，从而所述凸轮转动过程中，能够带动倒料桶相对支座绕所述铰接轴转动，以完成抬起-下落动作。

可选地，所述倒料桶侧壁朝向轴承座的一端向外凸出形成轴头，所述轴承座套设于轴头上且与轴头通过轴承转动相连，所述连接段与轴头的端部相连。

可选地，所述支座上设有垫块，所述凸轮随倒料桶翻转后转至所述垫块的正上方。

可选地，所述第二驱动机构包括第二电机和传动轴，所述传动轴贯穿所述传动段，其一端与第二电机传动相连，其另一端与凸轮相连，所述第二电机设于传动段上，用于驱动传动轴转动，以带动凸轮转动。

可选地，所述支座设有两个，两个支座分设于倒料桶径向方向的两侧，所述轴承座和凸轮相应也设有两个，两个凸轮之间通过连接轴相连。

可选地，所述倒料桶的上端设有便于乏燃料盛装容器伸入其内的导向部。

可选地，所述翻转电机和翻转轴之间通过蜗轮蜗杆组件传动相连。

本发明中，通过设计盛放乏燃料盛装容器的倒料桶，倒料桶通过翻转轴与翻转电机远程相连，从而可实现倒料桶翻转的远程操作；且本发明通过在倒料桶底部设置供乏燃料盛装容器底部的阶梯轴穿过的通孔，以及能够卡紧阶梯轴的卡槽部，并通过在翻转轴和卡槽部之间设置驱动机构，以远程驱动卡槽部旋转，至卡槽部与乏燃料盛装容器底部的阶梯轴卡接，从而可避免翻转过程中盛装容器从倒料桶中掉落。并且，由于驱动机构和卡槽部组成的固定机构设于翻转轴和倒料桶之间，因而翻转轴带动倒料桶翻转的过程中，固定机构也随之翻转，不会对倒料桶的翻转造成干涉。本发明结构简单、可靠，适用于放射性环境中乏燃料盛装容器倒料的远程操作。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的用于乏燃料盛装容器的倒料装置的俯视结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的用于乏燃料盛装容器的倒料装置的侧视结构示意图(省略驱动结构)；

图3为乏燃料盛装容器盛放于倒料桶内的俯视图。

图中：1、翻转电机；2、第一电机；3、第二电机；4、蜗轮蜗杆组件；5、传动段；6、水平轴；7、传动轴；8、第三万向联轴器；9、第一万向联轴器；10、第二万向联轴器；11、连接段；12、凸轮；13、倒料桶；131、导向部；132、轴头；14、乏燃料盛装容器；141、阶梯轴；15、轴承座；16、垫块；17、支座；18、竖向轴；19、从动齿轮；191、卡槽部；20、主动齿轮；21、连接轴；22、铰接轴。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，属于“上”等指示方位或位置关系是基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于和简化描述，而并不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须设有特定的方位、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。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“设置”、“安装”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接也可以是可拆卸地连接，或者一体地连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明提供一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置，包括：倒料桶、翻转机构和固定机构，

所述倒料桶用于盛放乏燃料盛装容器，其底部设有能够供乏燃料盛装容器底部的阶梯轴穿过的通孔，

所述翻转机构包括翻转电机和翻转轴，所述翻转轴连接于第一电机和倒料桶的侧壁之间，所述翻转电机用于驱动翻转轴旋转，以带动倒料桶及倒料桶中的乏燃料盛装容器翻转，至乏燃料盛装容器中的物料倒出，

所述固定机构包括卡槽部和第一驱动机构，所述卡槽部转动连接于倒料桶的底部，所述第一驱动机构连接于翻转轴和卡槽部之间，用于驱动卡槽部相对倒料桶转动至卡槽部与乏燃料盛装容器底部的阶梯轴卡接或脱离卡接。

实施例1：

如图1-图3所示，本实施例提供一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置，包括：倒料桶13、翻转机构和固定机构，

倒料桶13用于盛放乏燃料盛装容器14，其底部设有能够供乏燃料盛装容器14底部的阶梯轴141穿过的通孔，

翻转机构包括翻转电机1和翻转轴，翻转轴连接于第一电机2和倒料桶13的侧壁之间，翻转电机1用于驱动翻转轴旋转，以带动倒料桶13及倒料桶13中的乏燃料盛装容器14翻转，至乏燃料盛装容器14中的物料倒出，

固定机构包括卡槽部191和第一驱动机构，卡槽部191转动连接于倒料桶13的底部，第一驱动机构连接于翻转轴和卡槽部191之间，用于驱动卡槽部191相对倒料桶13转动至卡槽部191与乏燃料盛装容器14底部的阶梯轴141卡接或脱离卡接。

由此，在乏燃料盛装容器14装入倒料桶13后，由固定机构的第一驱动机构远程驱动卡槽部191旋转至卡槽部191与乏燃料盛装容器14底部的阶梯轴141卡接，以保证乏燃料盛装容器14在翻转过程中不会从倒料桶13中掉落；再由翻转电机1通过翻转轴远程驱动倒料桶13及倒料桶13中的乏燃料盛装容器14翻转，即可实现远程操作将乏燃料盛装容器14中的物料倒出。

并且，由于第一驱动机构和卡槽部191组成的固定机构设于翻转轴和倒料桶13之间，因而翻转轴带动倒料桶13翻转的过程中，固定机构也随之翻转，不会对倒料桶13的翻转造成干涉。

本发明结构简单、可靠，驱动机构的传动轴可设计为穿墙轴，从而能够将电机等电器元件与放射性环境隔离，延长使用寿命，尤其适用于放射性环境中乏燃料盛装容器倒料的远程操作，且对于其他盛装固体或粉体颗粒物料容器的物料倾倒转运均具有很好的适用性。

本实施例中，翻转轴包括传动段5和连接段11，翻转电机1、传动段5、连接段11和倒料桶13依次相连，

第一驱动机构包括第一电机2、水平轴6、竖向轴18和齿轮传动机构，

第一电机2设于传动段5上，水平轴6贯穿传动段5，其一端与第一电机2传动相连，其另一端与竖向轴18的上端通过换向机构传动相连，竖向轴18的下端与齿轮传动机构的主动齿轮20相连，齿轮传动机构的从动齿轮19转动连接于倒料桶13的底部，卡槽部191设于从动齿轮19上，第一电机2用于驱动水平轴6旋转，继而带动竖向轴18和齿轮传动机构联动旋转，以使卡槽部191与燃料盛装容器底部的阶梯轴141卡接或脱离卡接。

其中，换向机构优选直角锥齿轮传动机构，可实现旋转运动的90°换向。

由此，通过成熟的电机驱动+齿轮传动结构即可实现卡槽部191与盛装容器底部的阶梯轴141的卡接。该结构不仅简单可靠，而且可实现卡槽部与盛装容器底部的阶梯轴141卡接的远程操作。

并且，本发明巧妙地将第一电机2设于传动段5上，水平轴6贯穿传动段5后与第一电机2传动相连，从而第一电机2能够驱动水平轴6相对传动段5转动，不仅使得第一驱动机构的安装和动力传递易于实现，而且翻转轴旋转过程中，会带动第一驱动机构随倒料桶13一起翻转，不会对倒料桶13的翻转造成干涉。

本实施例中，连接段11、水平轴6和竖向轴18中均设有万向联轴器，

倒料装置还包括振动机构，

振动机构包括支座17、凸轮12和第二驱动机构，

支座17设于倒料桶13径向方向的一侧，凸轮12转动连接于倒料桶13的侧壁上，其随倒料桶13翻转后转至支座17的上方，

第二驱动机构连接于传动段5和凸轮12之间，用于驱动凸轮12旋转，以使凸轮12与支座17抵接或脱离抵接，当凸轮12与支座17抵接时，支座17提供的反作用力将倒料桶13抬起，当凸轮12与支座17脱离抵接时，倒料桶13在重力作用下落下。

由此，在乏燃料盛装容器14随倒料桶13翻转180°后，通过振动机构实现倒料桶13抬起-落下的重复动作的远程操作，以对乏燃料盛装容器14进行振荡清空，确保盛装容器内的废包壳能够全部倾倒至转运容器中。

具体地，连接段11中设有第一万向联轴器9、水平轴6中设有第二万向联轴器10，传动轴7中设有第三万向联轴器8，从而和倒料桶13能够在一定范围内进行抬起-落下动作。

本实施例中，倒料装置还包括轴承座15，轴承座15与连接段11同轴布置且与倒料桶13转动相连，

轴承座15与凸轮12相对应的一端与支座17通过铰接轴22铰接，从而凸轮12转动过程中，能够带动倒料桶13相对支座17绕铰接轴22转动，以完成抬起-下落动作。

本实施例中，倒料桶13侧壁朝向轴承座15的一端向外凸出形成轴头132，轴承座15套设于轴头132上且与轴头132通过轴承转动相连，连接段11与轴头132的端部相连。

本实施例中，支座17上设有垫块16，凸轮12随倒料桶13翻转后转至垫块16的正上方。

本实施例中，第二驱动机构包括第二电机3和传动轴7，传动轴7贯穿传动段5，其一端与第二电机3传动相连，其另一端与凸轮12相连，第二电机3设于传动段5上，用于驱动传动轴7转动，以带动凸轮12转动。

由此，通过成熟的电机+传动轴的方式即可实现凸轮12旋转的远程驱动，继而实现倒料桶13振荡，以带动其内的乏燃料盛装容器14的振荡清空。

通过第二电机3经传动轴7驱动，该结构不仅简单可靠，而且可实现卡槽部与盛装容器底部的阶梯轴141卡接的远程操作。

本发明巧妙地将第二电机3设于传动段5上，传动轴7贯穿传动段5后与第二电机3传动相连，从而第二电机3能够驱动传动轴7相对传动段5转动，不仅使得第二驱动机构的安装和动力传递易于实现，而且翻转轴旋转过程中，会带动第二驱动机构随倒料桶13一起翻转，不会对倒料桶13的翻转造成干涉。

本实施例中，支座17设有两个，两个支座17分设于倒料桶13第一径向方向的两侧，轴承座15和凸轮12相应也设有两个，两个凸轮12之间通过连接轴21相连。

具体地，凸轮12通过一安装板安装于倒料桶13的一侧，凸轮12能够相对安装板转动。

倒料桶13未翻转时，凸轮12和垫块16分设于倒料桶13第二径向方向的两侧。第一径向方向与第二径向方向垂直。

本实施例中，倒料桶13的上端设有便于乏燃料盛装容器14伸入其内的导向部131。

本实施例中，翻转电机1和翻转轴之间通过蜗轮蜗杆组件4传动相连。

采用本实施例实现乏燃料盛装容器的倒料过程如下：

第一电机2通过水平轴6(贯穿于传动段5之中)、万向联轴器10和竖向轴18，通过直角锥齿轮结构换向，驱动主动齿轮20带动从动齿轮19转动，其中从动齿轮19是一个带有卡槽部(弯钩结构)的齿轮，在旋转后可以勾住乏燃料盛装容器14底部的阶梯轴141，从而使乏燃料盛装容器14翻转时不会掉落；之后翻转电机1驱动蜗轮蜗杆组件4，通过传动段5和万向联轴器9带动倒料桶翻转180°，其中由于水平轴6、传动轴7贯穿于传动段5之中，并且凸轮组件(包括凸轮12和连接轴21)和卡紧装置(锥齿轮换向结构、主动齿轮20和从动齿轮19)均安装在倒料桶13上，因此水平轴6、传动轴7、凸轮组件12和卡紧装置(锥齿轮、主动齿轮20和从动齿轮19)与传动段5一起翻转180°；翻转180°后凸轮12位于垫块16的正上方，此时启动第二电机3，通过传动轴7驱动凸轮12旋转，随着凸轮12的旋转，凸轮12表面开始与垫块16上表面接触，由于轴承座15可绕其左下角处的铰接轴22转动，随着凸轮表面曲率半径(具体形式见图2)的变化，凸轮回转中心距垫块16上表面的距离会越来越大，因此倒料桶13与乏燃料盛装容器14会随着凸轮12一起被顶起；当凸轮12旋转至曲率半径由最大突变为最小时，倒料桶13、乏燃料盛装容器14以及凸轮组件会瞬间下落至未被顶起时的位置，此瞬间突变会产生一个冲击振荡，从而使乏燃料盛装容器14内的物料能够被清空。

此外，本实施例中，翻转电机1、第一电机2和第二电机3在控制程序上设置互锁，即第一电机2未完成卡紧动作，翻转电机1不得启动进行翻转操作，翻转电机1未带动倒料桶翻转复位，第一电机2不得启动进行松开操作，翻转电机1未翻转到位时，第二电机3不得启动进行震荡操作，第二电机3未停止振荡操作时，翻转电机1不得启动进行复位操作。从而可有效防止乏燃料盛装容器14还未卡紧就进行翻转和正在振荡清空就进行翻转，能够有效避免操作人员的误操作。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，包括：倒料桶(13)、翻转机构和固定机构，

所述倒料桶(13)用于盛放乏燃料盛装容器(14)，其底部设有能够供乏燃料盛装容器(14)底部的阶梯轴(141)穿过的通孔，

所述翻转机构包括翻转电机(1)和翻转轴，所述翻转轴连接于第一电机(2)和倒料桶(13)的侧壁之间，所述翻转电机(1)用于驱动翻转轴旋转，以带动倒料桶(13)及倒料桶(13)中的乏燃料盛装容器(14)翻转，至乏燃料盛装容器(14)中的物料倒出，

所述固定机构包括卡槽部(191)和第一驱动机构，所述卡槽部(191)转动连接于倒料桶(13)的底部，所述第一驱动机构连接于翻转轴和卡槽部(191)之间，用于驱动卡槽部(191)相对倒料桶(13)转动至卡槽部(191)与乏燃料盛装容器(14)底部的阶梯轴(141)卡接或脱离卡接。

2.根据权利要求1所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述翻转轴包括传动段(5)和连接段(11)，翻转电机(1)、传动段(5)、连接段(11)和倒料桶(13)依次相连，

所述第一驱动机构包括第一电机(2)、水平轴(6)、竖向轴(18)和齿轮传动机构，

所述第一电机(2)设于传动段(5)上，所述水平轴(6)贯穿所述传动段(5)，其一端与第一电机(2)传动相连，其另一端与竖向轴(18)的上端通过换向机构传动相连，所述竖向轴(18)的下端与齿轮传动机构的主动齿轮(20)相连，齿轮传动机构的从动齿轮(19)转动连接于倒料桶(13)的底部，所述卡槽部(191)设于从动齿轮(19)上，第一电机(2)用于驱动水平轴(6)旋转，继而带动竖向轴(18)和齿轮传动机构联动旋转，以使卡槽部与燃料盛装容器底部的阶梯轴(141)卡接或脱离卡接。

3.根据权利要求2所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述连接段(11)、水平轴(6)和竖向轴(18)中均设有万向联轴器，

所述倒料装置还包括振动机构，

所述振动机构包括支座(17)、凸轮(12)和第二驱动机构，

所述支座(17)设于倒料桶(13)径向方向的一侧，所述凸轮(12)转动连接于倒料桶(13)的侧壁上，其随倒料桶(13)翻转后转至支座(17)的上方，

第二驱动机构连接于传动段(5)和凸轮(12)之间，用于驱动凸轮(12)旋转，以使凸轮(12)与支座(17)抵接或脱离抵接，当凸轮(12)与支座(17)抵接时，支座(17)提供的反作用力将倒料桶(13)抬起，当凸轮(12)与支座(17)脱离抵接时，倒料桶(13)在重力作用下落下。

4.根据权利要求3所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述倒料装置还包括轴承座(15)，所述轴承座(15)与连接段(11)同轴布置且与倒料桶(13)转动相连，

所述轴承座(15)与凸轮(12)相对应的一端与支座(17)通过铰接轴(22)铰接，从而所述凸轮(12)转动过程中，能够带动倒料桶(13)相对支座(17)绕所述铰接轴(22)转动，以完成抬起-下落动作。

5.根据权利要求4所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，

所述倒料桶(13)侧壁朝向轴承座(15)的一端向外凸出形成轴头(132)，所述轴承座(15)套设于轴头(132)上且与轴头(132)通过轴承转动相连，所述连接段(11)与轴头(132)的端部相连。

6.根据权利要求3-5任一项所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述支座(17)上设有垫块(16)，所述凸轮(12)随倒料桶(13)翻转后转至所述垫块(16)的正上方。

7.根据权利要求3-5任一项所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，

所述第二驱动机构包括第二电机(3)和传动轴(7)，所述传动轴(7)贯穿所述传动段(5)，其一端与第二电机(3)传动相连，其另一端与凸轮(12)相连，所述第二电机(3)设于传动段(5)上，用于驱动传动轴(7)转动，以带动凸轮(12)转动。

8.根据权利要求4-5任一项所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，

所述支座(17)设有两个，两个支座(17)分设于倒料桶(13)径向方向的两侧，所述轴承座(15)和凸轮(12)相应也设有两个，两个凸轮(12)之间通过连接轴(21)相连。

9.根据权利要求1-5任一项所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述倒料桶(13)的上端设有便于乏燃料盛装容器(14)伸入其内的导向部(131)。

10.根据权利要求1-5任一项所述的用于乏燃料盛装容器的倒料装置，其特征在于，所述翻转电机(1)和翻转轴之间通过蜗轮蜗杆组件(4)传动相连。

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