CN116944602A - 螺纹修复装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种螺纹修复装置及系统，包括传动箱、进给部、旋转部、涨紧部、安装杆、破除刀具、控制模块、电源模块以及修复刀具。上述的螺纹修复装置在实际使用中，首先将破除刀具安装于安装位，控制模块控制涨紧部待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔内，使得涨紧部与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧配合，控制模块控制进给部驱动安装杆沿其轴向进给，控制模块控制旋转部驱动安装杆绕自身轴线转动，通过破除刀具对螺钉进行破除，将破除刀具卸下后，将修复刀具安装于安装位，通过修复刀具对导向管的螺纹进行修复，涨紧部收缩，将螺纹修复装置从上管座适配器上拆卸，实现了对螺钉的破除以及对导向管螺纹的修复。

Description

螺纹修复装置及系统

技术领域

本申请涉及核反应堆设备维修技术领域，特别是涉及螺纹修复装置及系统。

背景技术

核电站运行期间核燃料组件的燃料棒破损后，失效的燃料组件将无法继续实现入堆再运行的功能，需要对破损燃料组件进行换棒修复操作。换棒修复操作需要拆除和重新安装乏燃料组件的上管座适配器，在进行上管座适配器拆除或安装过程中，有可能会出现上管座适配器的套筒螺钉与导向管发生卡涩现象。由于螺钉与导向管都是不锈钢材质，卡涩发生后极易出现上管座适配器的套筒螺钉卡死现象，因此容易造成导向管的螺纹损坏。

现有技术中仅有在日常加工环境中对导向管的内螺纹修复的加工装置，该加工装置需要在导向管上设置固定齿轮盘，通过固定齿轮盘将加工装置与导向管进行固定，随后通过相互垂直的两个直线模组和直驱电机转台驱动螺纹电极对螺纹孔进行修复。

上述的导向管内螺纹修复装置由于是通过固定齿轮盘连接于导向管，因此无法对水下环境中乏燃料组件的上管座适配器的套筒螺钉进行破除并对导向管的螺纹进行修复。

发明内容

基于此，有必要针对现有导向管内螺纹修复装置由于是通过固定齿轮盘连接于导向管，因此无法对水下环境中上管座适配器的套筒螺钉进行破除并对上管座适配器的套筒孔的内螺纹进行修复的问题，提供一种螺纹修复装置及系统。

一种螺纹修复装置，用于破除上管座适配器的螺纹孔内的螺钉并修复导向管的外螺纹，所述螺纹修复装置包括：传动箱、进给部、旋转部、涨紧部、安装杆、破除刀具以及修复刀具；

所述进给部与所述安装杆连接，以驱动所述安装杆沿所述安装杆的轴向进给；

所述旋转部的一端伸入所述传动箱后，与所述安装杆连接，用于驱使所述安装杆绕自身轴线转动；

所述涨紧部与所述传动箱连接，并与所述安装杆的轴向平行设置；所述涨紧部远离所述传动箱的一端能够沿其径向伸缩，并用于与所述上管座适配器上的待修复的所述螺纹孔相邻的其他所述螺纹孔涨紧配合；

所述安装杆远离所述传动箱的一端设置有安装位，所述安装位用于与所述破除刀具或所述修复刀具可拆卸连接。

上述的螺纹修复装置在实际使用中，首先将破除刀具安装于安装位，将涨紧部远离传动箱的一端伸入与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔内，并通过涨紧部远离传动箱的一端沿自身径向向远离自身轴向的方向扩张或膨胀，使得涨紧部与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧配合，通过进给部驱动安装杆沿其轴向进给，通过旋转部驱动安装杆绕自身轴线转动，从而通过破除刀具对待修复的螺纹孔内的螺钉进行破除，随后将破除刀具卸下后，将修复刀具安装于安装位，通过修复刀具对导向管的螺纹进行修复，随后涨紧部收缩，便可将螺纹修复装置从上管座适配器上拆卸，从而实现了对上管座适配器内螺钉的破除以及对导向管螺纹的修复。

在一实施例中，所述旋转部包括旋转轴、旋转齿轮、旋转电机以及第一从动齿轮，所述旋转电机与所述旋转轴驱动连接，所述旋转齿轮同轴套设于所述旋转轴远离所述旋转电机的一端，所述第一从动齿轮与所述旋转齿轮啮合，并同轴套设于所述安装杆上。

在一实施例中，所述旋转部还包括第二从动齿轮和主动齿轮，所述旋转电机驱动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮与所述旋转轴同轴设置并同步转动，所述第二从动齿轮同轴套设于所述旋转轴靠近所述旋转电机的一端。

在一实施例中，所述进给部包括进给电机和进给轴，所述进给电机驱动所述进给轴沿其轴向给进，所述进给轴的一端与所述安装杆远离所述安装位的一端同轴连接。

在一实施例中，所述螺纹修复装置还包括装夹驱动组件，所述装夹驱动组件位于所述传动箱内的一端与所述涨紧部位于所述传动箱内的一端连接，所述装夹驱动组件用于驱动所述涨紧部沿其径向伸缩。

在一实施例中，所述装夹驱动组件包括气动部，所述气动部用于驱动所述涨紧部，所述装夹驱动组件与所述涨紧部在所述传动箱内连接，用于驱动所述涨紧部沿其径向伸缩。

在一实施例中，所述气动部设有气源接口和排气口。

在一实施例中，所述破除刀具和所述修复刀具均包括安装件和刀头，所述安装件与所述安装位连接，所述刀头与所述安装件远离所述安装位的一侧连接。

在一实施例中，所述破除刀具为铣铰刀，所述修复刀具为板牙套。

本申请一实施例还提供一种导向管螺纹修复系统，所述导向管螺纹修复系统包括：控制模块、电源模块以及所述螺纹修复装置；

所述进给部还包括进给电源线缆插口和进给通讯线缆插口，所述旋转部还包括旋转电源线缆插口和旋转通讯线缆插口；

所述电源模块同时与所述进给电源线缆插口和所述旋转电源线缆插口连接，以为所述进给部和所述旋转部供电；

所述控制模块同时与进给通讯线缆插口、所述旋转通讯线缆插口以及所述涨紧部连接，以控制所述进给部、所述旋转部以及所述涨紧部动作。

上述的螺纹修复系统在实际使用中，首先将破除刀具安装于安装位，控制模块控制涨紧部远离传动箱的一端伸入与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔内，并通过涨紧部远离传动箱的一端沿自身径向向远离自身轴向的方向扩张或膨胀，使得涨紧部与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧配合，电源模块为进给部和旋转部供电。控制模块通过控制进给部驱动安装杆沿其轴向进给，控制模块通过控制旋转部驱动安装杆绕自身轴线转动，从而通过破除刀具对待修复的螺纹孔内的螺钉进行破除，随后将破除刀具卸下后，将修复刀具安装于安装位，通过修复刀具对导向管的螺纹进行修复，随后涨紧部收缩，便可将螺纹修复装置从上管座适配器上拆卸，从而实现了对上管座适配器内螺钉的破除以及对导向管螺纹的修复。

附图说明

图1为一实施例的螺纹修复装置一视角的结构示意图。

图2为图1中的螺纹修复装置另一视角的结构示意图。

图3为图1中的一视角的剖面图。

图4为图3中A处的旋转部与安装杆配合的剖面图的放大图。

附图标号：

100-螺纹修复装置；

110-传动箱；

120-进给部；121-进给电源线缆插口；122-进给通讯线缆插口；

130-旋转部；131-旋转电源线缆插口；133-旋转通讯线缆插口；134-旋转轴；135-旋转齿轮；136-旋转电机；137-第一从动齿轮；138-传动齿轮；

140-涨紧部；

150-安装杆；151-安装位；

160-装夹驱动组件；161-气源接口；162-排气口；163-气动部。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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，若有出现术语“多个”，“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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

现有技术中的导向管的内螺纹修复的加工装置，需要在导向管处于非工作的普通加工环境时，通过固定齿轮盘套设在开设螺纹的一侧，并通过修复模块在旋转过程中对内螺纹进行修复，由于固定齿轮盘安装过程较为复杂，需要旋转或用力扭转，因此无法适用于上管座适配器在水下工作状态时的螺纹修复

参阅图1，图1示出了本申请一实施例中的螺纹修复装置100的结构示意图，本申请一实施例提供的螺纹修复装置100用于破除上管座适配器(图未示)的螺纹孔(图未示)内的螺钉(图未示)并修复导向管的外螺纹(图未示)，螺纹修复装置100包括：传动箱110、进给部120、旋转部130、涨紧部140、安装杆150、破除刀具(图未示)以及修复刀具(图未示)。

上管座适配器上的任一待修复的螺纹孔的轴线和与其最相邻的其他螺纹孔的轴线之间间距相同，其中，上管座适配器的与导向管的具体结构与装配方式参考现有技术。

上述的螺纹修复装置100中，进给部120与安装杆150连接，以驱动安装杆150沿其轴向进给。旋转部130的一端伸入传动箱110后与安装杆150连接，用以驱动安装杆150绕自身轴线转动。涨紧部140与传动箱110连接，并与安装杆150的轴向平行设置。涨紧部140远离传动箱110的一端的外径能够沿其径向增大或缩小，并用于与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧配合。安装杆150远离传动箱110的一端设置有安装位151，安装位151可选择地与破除刀具或修复刀具可拆卸连接，即安装位151可以与破除刀具连接，或安装位可以与修复刀具连接。当安装位151与破除刀具连接时，破除刀具转动用以破除内部的坏死螺钉，当安装位151与修复刀具连接时，破除刀具转动用以修复带修复螺纹孔的内螺纹。

上述的螺纹修复装置100在实际使用中，首先将破除刀具安装于安装位151，将涨紧部140远离传动箱110的一端伸入与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔内，并通过涨紧部140远离传动箱110的一端的涨套沿自身径向向远离自身轴向的方向伸出或膨胀，使得涨紧部140的涨套与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔产生挤压力，从而涨紧配合以通过涨紧部涨套的膨胀或伸出将螺纹修复装置100固定至待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔，由于涨紧部与安装杆沿进行的距离设置为两相邻螺纹孔径向之间的距离，因此通过进给部120驱动安装杆150沿其轴向进给，通过旋转部130驱动安装杆150绕自身轴线转动，从而通过破除刀具对待修复的螺纹孔内的螺钉进行破除，随后将破除刀具卸下后，将修复刀具安装于安装位151，通过修复刀具对导向管的螺纹进行修复，随后涨紧部140的涨套收缩，从而解除涨套与待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔之间的挤压力，便可将螺纹修复装置100从上管座适配器上拆卸，从而实现了对上管座适配器内螺钉的破除以及对导向管螺纹的修复，同时涨紧部可以方便地与待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧固定或解除固定，从而方便将螺纹修复装置100固定至待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔处，以方便对待修复的螺纹孔进行修复。

在一实施例中，破除刀具为铣铰刀(图未示)，修复刀具为板牙套(图未示)，从而通过铣铰刀对待修复的螺纹孔(图未示)内的螺钉进行破除，通过板牙套对导向管的螺纹进行修复。

在其他实施例中，破除刀具和修复刀具还可以是其他刀具，只需满足破除刀具能够对待修复的螺纹孔内的螺钉进行破除，修复刀具能够对导向管的螺纹进行修复即可，对此不做赘述。

具体地，修复刀具还可以是丝锥，用于对待修复螺纹孔(图未示)的内螺纹(图未示)进行修复，从而使得螺纹修复装置100，不仅可以对螺钉进行破除，对导向管进行螺纹修复，还可以对螺纹孔进行螺纹修复。

在一实施例中，旋转部130包括旋转轴134、旋转齿轮135、旋转电机136以及第一从动齿轮137，所述旋转电机136与所述旋转轴134驱动连接，所述旋转齿轮135同轴套设于所述旋转轴134远离所述旋转电机136的一端，所述第一从动齿轮137与所述旋转齿轮135啮合，并同轴套设于所述安装杆150上。旋转电机136驱动旋转轴134绕旋转轴134的轴向转动，由于旋转齿轮135同轴套设于旋转轴134远离旋转电机136的一端，因此使得旋转齿轮135与旋转轴134同步转动并带动第一从动齿轮137转动，第一从动齿轮137带动安装杆150转动，从而使得安装于安装杆150的安装位151上的破除刀具或修复刀具绕安装杆150的轴线转动。

具体地，旋转部还130包括传动齿轮138，第一从动齿轮137与传动齿轮138啮合，旋转齿轮135与传动齿轮啮合，以使第一从动齿轮137与旋转齿轮135间接啮合。

具体地，传动箱包括传动箱体以及传动箱体内的齿轮与转轴结构。

在一实施例中，旋转部130还包括第二从动齿轮(图未示)和主动齿轮(图未示)，旋转电机驱动主动齿轮转动，主动齿轮与第二从动齿轮啮合，第二从动齿轮与旋转轴同轴设置并同步转动，第二从动齿轮设置于旋转轴靠近旋转电机的一端，从而使得旋转齿轮与旋转轴同步转动并带动第一从动齿轮转动，第一从动齿轮带动安装杆150转动，从而使得安装于安装杆150的安装位151上的破除刀具或修复刀具绕安装杆150的轴线转动。

在一实施例中，进给部120包括进给电机(图未示)和进给轴(图未示)，进给电机驱动进给轴沿其轴向给进，进给轴的一端与安装杆150远离安装位151的一端同轴连接。

在一实施例中，螺纹修复装置100还包括装夹驱动组件160，装夹驱动组件160位于传动箱110内的一端与涨紧部140位于传动箱110内的一端连接，装夹驱动组件160用于驱动涨紧部140沿其径向伸缩，从而使得装夹驱动组件160驱动涨紧部140沿涨紧部140径向向远离轴线的方向移动，从而将涨紧部140同与待修复螺纹孔相邻的其他螺纹孔的内壁抵接后，螺纹修复装置100固定于上管座适配器。装夹驱动组件160驱动涨紧部140沿涨紧部140径向向靠近轴线的方向移动，从而将涨紧部140同与待修复螺纹孔相邻的其他螺纹孔的内壁解除抵接后，便可将螺纹修复装置100从上管座适配器拆卸。

具体地，涨紧部140可以是涨紧自定心夹具结构、涨紧轮、涨紧套等，具体结构参考公知中的相关结构，对此不做赘述。

在一实施例中，装夹驱动组件160包括气动部163，气动部163用于驱动涨紧部140，用于驱动涨紧部140沿其径向伸缩，通过气动部163的充气驱动涨紧部140沿涨紧部140径向向远离轴线的方向移动，通过气动部163的放气驱动涨紧部140沿涨紧部140径向向靠近轴线的方向移动。

具体地，涨紧部的具体结构可参考钟形壳自定心涨紧夹具、齿轮精车涨套式车用夹具、加工长径大工件用的车床夹具等，只需满足涨紧部的涨套可以沿径向伸缩以与待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔之间产生挤压力，从而固定螺纹修复装置100即可，对此不做赘述。

在一实施例中，气动部163设有气源接口161和排气口162，气源接口161用于向气动部163内充气，排气口162用于将气动部163内的气体排出。

具体地，气动部可以气动马达或通过气源接口和排汽口外接气泵等实现启动效果，具体参考现有技术，对此不做赘述。

在一实施例中，破除刀具和修复刀具均包括安装件(图未示)和刀头(图未示)，安装件与安装位151连接，刀头与安装件远离安装位151的一侧连接，从而通过安装件将破除刀具或修复刀具固定于安装位151，通过刀头的旋转进行落定的破除或螺纹修复。

请参考图2，本申请一实施例还提供一种导向管螺纹修复系统，导向管螺纹修复系统包括：控制模块、电源模块以及螺纹修复装置100。

进给部120还包括进给电源线缆插口121和进给通讯线缆插口122，旋转部130还包括旋转电源线缆插口131和旋转通讯线缆插口133。

电源模块(图未示)同时与进给电源线缆插口121和旋转电源线缆插口131连接，以为进给部120和旋转部130供电。

控制模块(图未示)同时与进给通讯线缆插口122、旋转通讯线缆插口133以及涨紧部140连接，以控制进给部120、旋转部130以及涨紧部140动作。

上述的螺纹修复系统在实际使用中，首先将破除刀具安装于安装位151，控制模块控制涨紧部140远离传动箱110的一端伸入与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔内，并通过涨紧部140远离传动箱110的一端沿自身径向向远离自身轴向的方向扩张或膨胀，使得涨紧部140与上管座适配器上的待修复的螺纹孔相邻的其他螺纹孔涨紧配合，电源模块为进给部120和旋转部130供电。控制模块通过控制进给部120驱动安装杆150沿其轴向进给，控制模块通过控制旋转部130驱动安装杆150绕自身轴线转动，从而通过破除刀具对待修复的螺纹孔内的螺钉进行破除，随后将破除刀具卸下后，将修复刀具安装于安装位151，通过修复刀具对导向管的螺纹进行修复，随后涨紧部140收缩，便可将螺纹修复装置100从上管座适配器上拆卸，从而实现了对上管座适配器内螺钉的破除以及对导向管螺纹的修复。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种螺纹修复装置，用于破除上管座适配器的螺纹孔内的螺钉并修复导向管的外螺纹，其特征在于，所述螺纹修复装置包括：传动箱、进给部、旋转部、涨紧部、安装杆、破除刀具以及修复刀具；

所述进给部与所述安装杆连接，以驱动所述安装杆沿所述安装杆的轴向进给；

所述旋转部的一端伸入所述传动箱后，与所述安装杆连接，用于驱使所述安装杆绕自身轴线转动；

所述涨紧部与所述传动箱连接，并与所述安装杆的轴向平行设置；所述涨紧部远离所述传动箱的一端能够沿其径向伸缩，并用于与所述上管座适配器上的待修复的所述螺纹孔相邻的其他所述螺纹孔涨紧配合；

所述安装杆远离所述传动箱的一端设置有安装位，所述安装位用于与所述破除刀具或所述修复刀具可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述旋转部包括旋转轴、旋转齿轮、旋转电机以及第一从动齿轮，所述旋转电机与所述旋转轴驱动连接，所述旋转齿轮同轴套设于所述旋转轴远离所述旋转电机的一端，所述第一从动齿轮与所述旋转齿轮啮合，并同轴套设于所述安装杆上。

3.根据权利要求2所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述旋转部还包括第二从动齿轮和主动齿轮，所述旋转电机驱动所述主动齿轮转动，所述主动齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮同轴套设于所述旋转轴靠近所述旋转电机的一端。

4.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述进给部包括进给电机和进给轴，所述进给电机驱动所述进给轴沿其轴向给进，所述进给轴的一端与所述安装杆远离所述安装位的一端同轴连接。

5.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述螺纹修复装置还包括装夹驱动组件，所述装夹驱动组件与所述涨紧部连接，用于驱动所述涨紧部沿其径向伸缩。

6.根据权利要求5所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述装夹驱动组件包括气动部，所述气动部用于驱动所述涨紧部沿其径向伸缩。

7.根据权利要求6所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述气动部上设有气源接口和排气口。

8.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述破除刀具和所述修复刀具均包括安装件和刀头，所述安装件与所述安装位连接，所述刀头与所述安装件远离所述安装位的一侧连接。

9.根据权利要求1-3任一项所述的螺纹修复装置，其特征在于，所述破除刀具为铣铰刀，所述修复刀具为板牙套。

10.一种导向管螺纹修复系统，其特征在于，所述导向管螺纹修复系统包括：控制模块、电源模块以及权利要求1-9任一项所述的螺纹修复装置；

所述进给部还包括进给电源线缆插口和进给通讯线缆插口，所述旋转部还包括旋转电源线缆插口和旋转通讯线缆插口；

所述电源模块同时与所述进给电源线缆插口和所述旋转电源线缆插口连接，以为所述进给部和所述旋转部供电；

所述控制模块同时与进给通讯线缆插口、所述旋转通讯线缆插口以及所述涨紧部连接，以控制所述进给部、所述旋转部以及所述涨紧部动作。