CN114596973A - 一种压力容器用多工位库位存储结构 - Google Patents

一种压力容器用多工位库位存储结构 Download PDF

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Abstract

本发明具体涉及一种压力容器用多工位库位存储结构，包括压力容器(1)、多工位存储库位(2)、库位位置检测模块(3)和库位内部状态检测模块(4)；所述多工位存储库位(2)安装在压力容器(1)内部；所述库位内部状态检测模块(4)安装在多工位存储库位(2)上；所述库位位置检测模块(3)安装在压力容器(1)外部，多工位存储库位(2)的工作位置上方；所述多工位存储库位(2)旋转到工作位置时，触发库位位置检测模块(3)的开关信号；所述库位内部状态检测模块(4)检测多工位存储库位(2)内部有无存放工具。本发明的压力容器用多工位库位存储结构，实现自动化抓取、存放和快换工具。

Description

一种压力容器用多工位库位存储结构
技术领域
本发明涉及压力容器内工具存取技术领域，特别是涉及一种压力管检查时重水环境下密闭压力容器用多工位库位存储结构。
背景技术
CANDU重水堆本体为一水平放置的筒形容器，里面盛低温低压的重水慢化剂。容器内贯穿有许多根水平放置的压力管。压力管内装有燃料棒束和作为冷却剂的高温、高压重水。压力管在服役过程中会发生磨损、形变、吸氢和材料性能变化，因此按照相关检测规范要求，必须定期对压力管进行在役检查和氢浓度取样。
压力管在役检查涉及多种无损检验方法，需要设计多种检验工具。氢浓度取样需要专用的取样工具。检查开始前首先需要拆除密封塞，放置等内径套管打开检查通道，涉及多种工具需要轮流自动抓取、存放和快换。
发明内容
基于此，有必要针对压力管在役检查和氢浓度取样时涉及多种工具轮流自动抓取、存放和快换的问题，提供一种压力容器用多工位库位存储结构，该压力容器用多工位库位存储结构能够实现自动化抓取、存放和快换工具。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种压力容器用多工位库位存储结构，包括压力容器、多工位存储库位、库位位置检测模块和库位内部状态检测模块；所述多工位存储库位安装在压力容器内部；所述库位内部状态检测模块安装在多工位存储库位上；所述库位位置检测模块安装在压力容器外部，多工位存储库位的工作位置上方；所述多工位存储库位在动力驱动下旋转；所述多工位存储库位旋转到工作位置时，触发库位位置检测模块的开关信号，通过开关信号准确判断多工位存储库位当前工作位置的库位信息；所述库位内部状态检测模块通过耐压耐辐照接近开关检测多工位存储库位内部有无存放工具。
工作原理：当需要指定工具时，将多工位存储库位旋转到工作位置，触发库位位置检测模块的开关信号，通过开关信号准确判断多工位存储库位当前工作位置的库位信息；经判断多工位存储库位当前工作位置正确无误后，用机械手进行抓取多工位存储库位内的工具推入压力管内展开相应的动作；完成后机械手抓取该工具后退到多工位存储库位内存放该工具后撤离多工位存储库位，多工位存储库位旋转到下一位置，进行其他工具推入或撤出压力管操作。
进一步地，所述多工位存储库位安装在压力容器内部的旋转主轴上，所述压力容器内部的旋转主轴连接外部电机。
进一步地，所述多工位存储库位上设有多个工具存取通道，所述多工位存储库位的工作位置为多工位存储库位的工具存取通道与待检查压力管同轴位置。
进一步地，所述多工位存储库位包括库位支撑架、库位固定座、多个工具存取通道和多个顶升芯轴触碰块；所述工具存取通道的数量与顶升芯轴触碰块的数量相等，每个工具存取通道上安装一个顶升芯轴触碰块；
所述库位支撑架上设有多个存放位置，所述库位支撑架上的存放位置的数量大于等于工具存取通道的数量；所述工具存取通道安装在库位支撑架的存放位置上，所述工具存取通道与支撑架上的存放位置同轴，所述工具存取通道与库位支撑架左右轴向限位，所述工具存取通道通过库位固定座固定在库位支撑架上。
进一步地，所述库位支撑架包括端部位置校准盘、中间连接筒、存储通道左卡盘、存储通道右卡盘和库位动力传输套筒；所述端部位置校准盘中心依次固定连接中间连接筒、存储通道左卡盘、库位动力传输套筒和存储通道右卡盘；
所述端部位置校准盘、存储通道左卡盘和存储通道右卡盘上均设有多个存放位置，所述端部位置校准盘、存储通道左卡盘和存储通道右卡盘上的存放位置数量均相等，所述端部位置校准盘、存储通道左卡盘和存储通道右卡盘上的存放位置数量均大于等于工具存取通道的数量；
所述工具存取通道安装在端部位置校准盘的存放位置上，所述工具存取通道分别与端部位置校准盘、存储通道左卡盘和存储通道右卡盘上的存放位置同轴，所述工具存取通道与存储通道左卡盘的存放库位左轴向限位，所述工具存取通道与存储通道右卡盘的存放库位右轴向限位；所述库位动力传输套筒上设有键槽，所述键槽和压力容器内部的旋转主轴连接，所述键槽将压力容器内部的旋转主轴上的扭矩传递到库位支撑架上，驱动工具存取通道旋转。
进一步地，所述库位位置检测模块的数量与工具存取通道的数量相等，多个库位位置检测模块一定间距呈一字排开；所述库位位置检测模块包括触碰开关安装架、触碰开关、开关触碰块、压缩弹簧、弹簧上盖、弹簧筒体和顶升芯轴；
所述触碰开关安装架、触碰开关、开关触碰块、压缩弹簧、弹簧上盖和弹簧筒体均安装在压力容器外侧，工具存取通道的工作位置上方；
所述触碰开关安装架与弹簧筒体连接，所述弹簧筒体内安装压缩弹簧，所述弹簧筒体顶部安装弹簧上盖，所述触碰开关安装架上安装触碰开关，所述触碰开关和开关触碰块接触连接；所述顶升芯轴上端穿过弹簧上盖与开关触碰块连接，所述顶升芯轴下端穿过弹簧筒体和压力容器进入到压力容器内重水环境下；所述顶升芯轴触碰块位置与顶升芯轴对应；所述工具存取通道旋转到工作位置时，所述工具存取通道上的顶升芯轴触碰块触碰到顶升芯轴，触发触碰开关的开关信号，通过开关信号准确判断工具存取通道当前工作位置的库位信息。
进一步地，所述工具存取通道的工作位置为工具存取通道与待检查压力管同轴的位置。
进一步地，所述弹簧筒体端面静密封，所述顶升芯轴多层动密封，防止重水外溢。
进一步地，所述库位内部状态检测模块包括支架和全金属耐压耐辐照接近开关，所述支架固定在库位支撑架上，所述全金属耐压耐辐照接近开关安装在支架上，所述全金属耐压耐辐照接近开关位置与工具存取通道上的通孔对应，所述全金属耐压耐辐照接近开关通过工具存取通道上的通孔位置检测工具存取通道内部有无存放工具。
本发明的有益技术效果：
本发明的压力容器用多工位库位存储结构，多工位存储库位结构简单，重量轻，加工工艺性好；通过库位支撑架、库位固定座将多个工具存取通道固定，工具存取通道轴向位置由库位支撑架限位，工具存取通道周向位置由库位固定座限位。
本发明的压力容器用多工位库位存储结构，库位位置检测模块安装在压力容器外侧，工具存取通道的工作位置上方；采用机械方法将信号转换为顶升芯轴的运动，传递到压力容器外侧触发开关信号，解决了重水环境下元器件可靠性问题；不同的工具存取通道旋转到工作位置将触发不同的开关信号，可通过开关信号准确判断工具存取通道当前工作位置的库位信息。
本发明的压力容器用多工位库位存储结构，所述库位内部状态检测模块位于重水环境内，为辅助信息检测，可再次确认当前工具存取通道有无存放工具；全金属封装耐压耐辐照接近开关通过工具存取通道上通孔位置可检测工具存取通道内部有无存放工具；可靠性虽有降低，但仍然可满足短时间检查需求。
附图说明
图1为本发明的压力容器用多工位库位存储结构装配图；
图2为多工位存储库位装配图；
图3为库位支撑架装配图；
图4为库位位置检测模块结构示意图；
图5为库位内部状态检测模块结构示意图。
图中，1、压力容器；2、多工位存储库位；3、库位位置检测模块；4、库位内部状态检测模块；21、库位支撑架；22、库位固定座；23、工具存取通道； 24、顶升芯轴触碰块；211、端部位置校准盘；212、中间连接筒；213、存储通道左卡盘；214、库位动力传输套筒；215、存储通道右卡盘；31、触碰开关安装架；32、触碰开关；33、开关触碰块；34、压缩弹簧；35、弹簧上盖；36、弹簧筒体；37、顶升芯轴37；41、支架；42、全金属耐压耐辐照接近开关。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“左端”、“右端”、“上方”、“下方”、“外侧”、“内侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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设备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。
下面结合附图和实施例对本发明做进一步详细地描述。
实施例1
参见图1，本发明提供一种压力容器用多工位库位存储结构，包括压力容器 1、多工位存储库位2、库位位置检测模块3和库位内部状态检测模块4；所述多工位存储库位2安装在压力容器1内部；所述库位内部状态检测模块4安装在多工位存储库位2上；所述库位位置检测模块3安装在压力容器1外部，多工位存储库位2的工作位置上方；所述多工位存储库位2在动力驱动下旋转；所述多工位存储库位2旋转到工作位置时，触发库位位置检测模块3的开关信号，通过开关信号准确判断多工位存储库位2当前工作位置的库位信息；所述库位内部状态检测模块4通过耐压耐辐照接近开关检测多工位存储库位2内部有无存放工具。
所述多工位存储库位2上设有多个工具存取通道，所述多工位存储库位2 的工作位置为多工位存储库位2的工具存取通道与待检查压力管同轴位置。
参见图2，所述多工位存储库位2包括库位支撑架21、库位固定座22、多个工具存取通道23和多个顶升芯轴触碰块24；所述工具存取通道23的数量与顶升芯轴触碰块24的数量相等，每个工具存取通道23上安装一个顶升芯轴触碰块24；
所述库位支撑架21上设有多个存放位置，所述库位支撑架21上的存放位置的数量大于等于工具存取通道23的数量；所述工具存取通道23安装在库位支撑架21的存放位置上，所述工具存取通道23与库位支撑架21上的存放位置同轴，所述工具存取通道23与库位支撑架21左右轴向限位，所述工具存取通道23通过库位固定座22固定在库位支撑架21上。
参见图3，所述库位支撑架21包括端部位置校准盘211、中间连接筒212、存储通道左卡盘213、存储通道右卡盘215和库位动力传输套筒214；
所述端部位置校准盘211中心依次固定连接中间连接筒212、存储通道左卡盘213、库位动力传输套筒214和存储通道右卡盘215；
所述端部位置校准盘211、存储通道左卡盘213和存储通道右卡盘215上均设有多个存放位置，所述端部位置校准盘211、存储通道左卡盘213和存储通道右卡盘215上的存放库位数量均相等，所述端部位置校准盘211、存储通道左卡盘213和存储通道右卡盘215上的存放位置数量均大于等于工具存取通道23的数量；
所述工具存取通道23存放在端部位置校准盘211的存放库位上，所述工具存取通道23分别与端部位置校准盘211、存储通道左卡盘213和存储通道右卡盘215上的存放位置同轴，所述工具存取通道23与存储通道左卡盘213的存放库位左轴向限位，所述工具存取通道23与存储通道右卡盘215的存放库位右轴向限位；所述库位动力传输套筒214上设有键槽，所述键槽和压力容器1内部的旋转主轴连接，所述键槽将压力容器1内部的旋转主轴上的扭矩传递到库位支撑架21上，驱动工具存取通道23旋转。
参见图4，所述库位位置检测模块3的数量与工具存取通道23的数量相等，多个库位位置检测模块3一定间距呈一字排开；所述库位位置检测模块3包括触碰开关安装架31、触碰开关32、开关触碰块33压缩弹簧34、弹簧上盖35、弹簧筒体36和顶升芯轴37；
所述触碰开关安装架31、触碰开关32、开关触碰块33、压缩弹簧34、弹簧上盖35和弹簧筒体36均安装在压力容器1外侧，工具存取通道23的工作位置上方；
所述触碰开关安装架31与弹簧筒体36连接，所述弹簧筒体36内安装压缩弹簧34，所述弹簧筒体36顶部安装弹簧上盖35，所述触碰开关安装架31上安装触碰开关32，所述触碰开关32和开关触碰块33接触连接；所述顶升芯轴37 上端穿过弹簧上盖35与开关触碰块33连接，所述顶升芯轴37下端穿过弹簧筒体36和压力容器1进入到压力容器1内重水环境下；所述顶升芯轴触碰块24 位置与顶升芯轴37对应；所述工具存取通道23旋转到工作位置时，所述工具存取通道23上的顶升芯轴触碰块24触碰到顶升芯轴37，触发触碰开关32的开关信号，通过开关信号准确判断工具存取通道23当前工作位置的库位信息。
所述工具存取通道23的工作位置为工具存取通道23与待检查压力管同轴位置。
所述弹簧筒体36端面静密封，所述顶升芯轴37多层动密封，防止重水外溢。
所述库位内部状态检测模块4包括支架41和全金属耐压耐辐照接近开关 42，所述支架41固定在库位支撑架21上，所述全金属耐压耐辐照接近开关42 安装在支架41上，所述全金属耐压耐辐照接近开关4 2位置与工具存取通道23 上的通孔对应，所述全金属耐压耐辐照接近开关42通过工具存取通道23上的通孔位置检测工具存取通道23内部有无存放工具。
当压力管检测需要指定工具时，将上述压力容器用多工位库位存储结构安装在压力容器1内部旋转主轴上，压力容器用多工位库位存储结构具备随压力容器1内部旋转主轴旋转并且能检测工具存取通道23工作位置库位信息和所有库位内部状态。
由压力容器1内部旋转主轴在外部电机控制下将某个需要的工具存取通道 23旋转到工作位置。然后通过库位位置检测模块3判断该工具存取通道23位置是否正确。其次，如果该工具存取通道23位置正确再由库位内部状态检测模块 4判断该工具存取通道23内是否存放工具。最后，再启动机器手进行抓取进入压力管或者从压力管取出。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，包括压力容器(1)、多工位存储库位(2)、库位位置检测模块(3)和库位内部状态检测模块(4)；所述多工位存储库位(2)安装在压力容器(1)内部；所述库位内部状态检测模块(4)安装在多工位存储库位(2)上；所述库位位置检测模块(3)安装在压力容器(1)外部，多工位存储库位(2)的工作位置上方；所述多工位存储库位(2)在动力驱动下旋转，所述多工位存储库位(2)旋转到工作位置时，触发库位位置检测模块(3)的开关信号，通过开关信号准确判断多工位存储库位(2)当前工作位置的库位信息；所述库位内部状态检测模块(4)通过耐压耐辐照接近开关检测多工位存储库位(2)内部有无存放工具。
2.根据权利要求1所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述多工位存储库位(2)安装在压力容器(1)内部的旋转主轴上，所述压力容器(1)内部的旋转主轴连接外部电机。
3.根据权利要求2所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述多工位存储库位(2)上设有多个工具存取通道，所述多工位存储库位(2)的工作位置为多工位存储库位(2)的工具存取通道与待检查压力管同轴位置。
4.根据权利要求3所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述多工位存储库位(2)包括库位支撑架(21)、库位固定座(22)、多个工具存取通道(23)和多个顶升芯轴触碰块(24)；所述工具存取通道(23)的数量与顶升芯轴触碰块(24)的数量相等，每个工具存取通道(23)上安装一个顶升芯轴触碰块(24)；
所述库位支撑架(21)上设有多个存放位置，所述库位支撑架(21)上的存放位置的数量大于等于工具存取通道(23)的数量；所述工具存取通道(23)安装在库位支撑架(21)的存放位置上，所述工具存取通道(23)与库位支撑架(21)上的存放位置同轴，所述工具存取通道(23)与库位支撑架(21)轴向限位，所述工具存取通道(23)与库位固定座(22)周向限位。
5.根据权利要求4所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述库位支撑架(21)包括端部位置校准盘(211)、中间连接筒(212)、存储通道左卡盘(213)、存储通道右卡盘(215)和库位动力传输套筒(214)；所述端部位置校准盘(211)中心依次固定连接中间连接筒(212)、存储通道左卡盘(213)、库位动力传输套筒(214)和存储通道右卡盘(215)；
所述端部位置校准盘(211)、存储通道左卡盘(213)和存储通道右卡盘(215)上均设有多个存放位置，所述端部位置校准盘(211)、存储通道左卡盘(213)和存储通道右卡盘(215)上的存放位置数量均相等，所述端部位置校准盘(211)、存储通道左卡盘(213)和存储通道右卡盘(215)上的存放位置数量均大于等于工具存取通道(23)的数量；
所述工具存取通道(23)安装在端部位置校准盘(211)的存放位置上，所述工具存取通道(23)分别与端部位置校准盘(211)、存储通道左卡盘(213)和存储通道右卡盘(215)上的存放位置同轴，所述工具存取通道(23)与存储通道左卡盘(213)和存储通道右卡盘(215)的存放位置轴向限位，所述库位动力传输套筒(214)与压力容器(1)内部的旋转主轴连接，将压力容器(1)内部的旋转主轴上的扭矩传递到库位支撑架(21)上，驱动工具存取通道(23)旋转。
6.根据权利要求5所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述库位动力传输套筒(214)上设有键槽，所述键槽和压力容器(1)内部的旋转主轴连接，所述键槽将压力容器(1)内部的旋转主轴上的扭矩传递到库位支撑架(21)上，驱动工具存取通道(23)旋转。
7.根据权利要求4所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述库位位置检测模块(3)的数量与工具存取通道(23)的数量相等，多个库位位置检测模块(3)一定间距呈一字排开；所述库位位置检测模块(3)包括触碰开关安装架(31)、触碰开关(32)、开关触碰块(33)压缩弹簧(34)、弹簧上盖(35)、弹簧筒体(36)和顶升芯轴(37)；
所述触碰开关安装架(31)、触碰开关(32)、开关触碰块(33)、压缩弹簧(34)、弹簧上盖(35)和弹簧筒体(36)均安装在压力容器(1)外侧，工具存取通道(23)的工作位置上方；
所述触碰开关安装架(31)与弹簧筒体(36)连接，所述弹簧筒体(36)内安装压缩弹簧(34)，所述弹簧筒体(36)顶部安装弹簧上盖(35)，所述触碰开关安装架(31)上安装触碰开关(32)，所述触碰开关(32)和开关触碰块(33)接触连接；所述顶升芯轴(37)上端穿过弹簧上盖(35)与开关触碰块(33)连接，所述顶升芯轴(37)下端穿过弹簧筒体(36)和压力容器(1)进入到压力容器(1)内重水环境下；所述顶升芯轴触碰块(24)位置与顶升芯轴(37)对应；所述工具存取通道(23)旋转到工作位置时，所述工具存取通道(23)上的顶升芯轴触碰块(24)触碰到顶升芯轴(37)，触发触碰开关(32)的开关信号，通过开关信号准确判断工具存取通道(23)当前工作位置的库位信息。
8.根据权利要求7所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述工具存取通道(23)的工作位置为工具存取通道(23)与待检查压力管同轴位置。
9.根据权利要求7所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述弹簧筒体(36)端面静密封，所述顶升芯轴(37)多层动密封。
10.根据权利要求4所述的压力容器用多工位库位存储结构，其特征在于，所述库位内部状态检测模块(4)包括支架(41)和全金属耐压耐辐照接近开关(42)，所述支架(41)固定在库位支撑架(21)上，所述全金属耐压耐辐照接近开关(42)安装在支架(41)上，所述全金属耐压耐辐照接近开关(42)位置与工具存取通道(23)上的通孔对应，所述全金属耐压辐照接近开关(42)通过工具存取通道(23)上的通孔位置检测工具存取通道(23)内部有无存放工具。
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