CN117086646A - 焊接切割装置及使用方法、检修装置和无污染装料系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种焊接切割装置及使用方法、检修装置和无污染装料系统，该焊接切割装置包括：焊接组件和切割组件。焊接组件和切割组件之间设有装料位，装料位正对装料口，并放置有装料管筒，装料管筒与装料口连通，用于装填放射性物料，装料管筒包括筒体和密封盖，密封盖为双层结构，包括上层盖体和下层盖体。焊接组件对应装料管筒的密封盖的位置，用于对装料管筒的密封盖进行焊接，使其上层盖体和下层盖体均与筒体密封连接。切割组件对应上层盖体和下层盖体之间的位置，用于在焊封完成后，对上层盖体和下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离。本焊接切割装置能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割。

Description

焊接切割装置及使用方法、检修装置和无污染装料系统

技术领域

本发明属于核技术领域，具体涉及一种焊接切割装置、焊接切割装置的使用方法、检修装置和放射性物质的无污染装料系统。

背景技术

目前，随着我国核电事业的高速发展，对放射性物料的包装及储存有了更高要求。当放射性物料存放在放射性封闭区时，例如：手套箱内，可以采用普通的放射性物料内容器盛装，当需要将放射性物料转出到非放射性开放区时，需要将放射性物料连同放射性物料内容器一起转出。目前放射性物料内容器主要采用塑料袋焊封转出的工艺，但焊封塑料袋经长时间辐照，会老化破裂，存在放射性物料泄漏的风险，因此会采用特殊的装料管筒来进行放射性物料转出和长期储存，以解决放射性物料泄漏的风险。

该装料管筒在封存过程中需要焊接和切割，目前缺少对其进行焊接和切割的装置。为解决上述问题，亟需一种放射性物质无污染装料的焊接切割装置来满足焊封容器焊接和切割的需求。

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，提供一种焊接切割装置、该装置的使用方法、检修装置和无污染装料系统，该焊接切割装置能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割。

根据本发明第一方面的实施例，提供一种焊接切割装置，包括：焊接组件和切割组件。所述焊接组件和所述切割组件之间设有装料位，所述装料位正对装料口，并放置有装料管筒，所述装料管筒与所述装料口连通，用于装填放射性物料，所述装料管筒包括筒体和密封盖，所述密封盖为双层结构，包括上层盖体和下层盖体。所述焊接组件对应所述装料管筒的密封盖的位置，用于对所述装料管筒的密封盖进行焊接，使其上层盖体和下层盖体均与所述筒体密封连接。所述切割组件对应所述上层盖体和所述下层盖体之间的位置，用于在焊封完成后，对所述上层盖体和所述下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵所述装料口，下层盖体封堵所述筒体。所述切割组件包括切割架、切割刀、转动臂和伸缩件。所述伸缩件安装于所述切割架上，其设有伸缩端，所述伸缩端能够沿所述装料位的装料位的宽度方向伸缩。所述切割刀的刀刃朝向所述装料位，所述转动臂的一端与所述切割刀连接，另一端与所述伸缩件的伸缩端连接，所述转动臂的中部铰接于所述切割架，用于在所述伸缩端伸出时，推动所述切割刀向靠近所述装料管筒的方向移动，以切割所述装料管筒。

优选的，所述焊接组件包括焊接架和焊接枪，所述焊接枪水平设置并安装于所述焊接架上。所述焊接枪朝向所述装料位，并正对所述装料管筒的密封盖的侧边，用于对所述筒体的侧壁和所述密封盖进行两次周向的焊接。两次焊接的焊缝沿筒体的高度方向排列，其中，一次焊接所产生的焊缝对应于所述上层盖体；二次焊接所产生的焊缝对应于所述下层盖体，且两条所述焊缝的边缘相互融合。

优选的，所述焊接切割装置还包括夹持旋转组件。所述夹持旋转组件位于所述装料位的下方，用于夹持所述装料管筒，并带动所述装料管筒绕自身轴线转动，以及带动所述装料管筒上下移动，以配合所述焊接组件，完成对所述密封盖和所述筒体之间的两次周向的焊接。所述夹持旋转组件还用于配合所述切割组件对所述筒体侧壁进行周向的切割。

优选的，所述夹持旋转组件包括升降单元、旋转盘和夹持爪。所述夹持爪朝向所述装料位，用于夹持所述装料管筒。所述旋转盘位于所述夹持爪的下方，并与所述夹持爪连接，所述旋转盘的转轴与所述夹持爪和所述装料管筒的中心轴线位于同一竖直轴线上，所述旋转盘用于带动所述夹持爪和所述装料管筒绕自身中心轴线转动。所述升降单元位于所述装料位的下方，并与所述旋转盘连接，用于驱动所述装料管筒沿竖直方向移动。

优选的，所述切割架包括切割臂，所述切割架包括切割臂，所述切割臂包括伸出部和位于伸出部末端的折弯部，所述伸出部处于所述装料位的一侧，且所述折弯部向靠近所述装料位的方向折弯。所述转动臂的中部通过铰接轴与所述折弯部铰接，所述转动臂的铰接轴至所述切割刀的距离小于铰接轴至伸缩件的距离。所述伸缩件为伸缩气缸，所述伸缩气缸安装于所述伸出部上，用于推动所述转动臂绕铰接轴转动，使得所述切割刀对所述装料管筒进行切割。所述切割刀的切割位置正对两条所述焊缝的中间。

优选的，所述切割架还包括导轨和切割座，所述导轨沿所述伸出部的延伸方向设置，所述切割座通过所述导轨与所述切割架滑动连接，从而能够调整其在水平方向上的位置。所述切割座用于支撑所述装料管筒的侧壁，以配合所述切割刀对所述装料管筒进行切割。所述切割座包括贴合面和两个支撑滚轮，所述支撑滚轮处于朝向所述装料位的一侧，其能够绕竖直轴线转动，用于支撑所述装料管筒的侧壁。所述贴合面位于两个所述支撑滚轮之间，所述贴合面呈弧形，用于容置所述装料管筒的侧壁。

优选的，所述切割组件还包括自锁单元，所述自锁单元安装于所述切割架上。所述自锁单元包括第一锁块、第二锁块和自锁气缸，所述自锁气缸设有可沿自身延伸方向伸缩的自锁杆，所述自锁杆的延伸方向与所述导轨的延伸方向垂直。所述第一锁块和第二锁块的宽度方向均为所述导轨的延伸方向，二者的长度方向均为所述自锁杆的延伸方向，所述第一锁块和所述第二锁块均设有自锁斜面，两者的自锁斜面相对设置。所述第一锁块安装于所述切割座上，能够随所述切割座沿导轨的延伸方向移动。所述自锁杆与所述第二锁块连接，用于驱动所述第二锁块沿自身长度方向移动，直至其自锁斜面与所述第一锁块的自锁斜面相抵接，从而锁定所述切割座。

根据本发明第二方面的实施例，提供一种用于对上述焊接切割装置进行检修的检修装置，包括：检修架、检修平台和活动插板。所述检修架与所述焊接切割装置间隔设置。所述焊接切割装置的焊接组件和切割组件均安装于安装板上，所述安装板放置于放置位，所述安装板与所述放置位的平面之间存在间隙。所述活动插板通过连接杆与所述检修平台连接，所述活动插板朝向所述安装板和所述放置位平面之间的间隙，所述连接杆能够沿水平方向伸出，使得所述活动插板插入所述间隙。所述检修平台通过检修升降组件与所述检修架连接，所述检修升降组件用于驱动所述检修平台和所述活动插板上升，使得所述活动插板托起所述安装板以及安装于所述安装板上的焊接组件、切割组件。所述连接杆还能够沿水平方向缩回，以通过活动插板将所述焊接组件和所述切割组件移动至所述检修平台，以进行检修。

优选的，所述安装板的下侧面设有多个限位槽。该检修装置还包括锁定组件，所述锁定组件包括锁定板和锁定气缸。所述锁定板位于所述检修平台的一侧，且所述锁定板的上端面设有多个向上延伸的限位柱，所述限位柱的数量与所述限位槽的数量相等，每个所述限位柱均对应一个所述限位槽。所述锁定气缸安装于所述检修架上，其驱动端与所述锁定板连接，用于推动所述锁定板向上移动，使得所述锁定板上的限位柱插入所述限位槽内，以限制所述安装板在水平方向上的移动。

根据本发明第三方面的实施例，提供一种无污染装料系统，包括墙体、装料管筒和上述的焊接切割装置。所述墙体水平设置，其上侧为污染区，下侧为非污染区，所述墙体上开设有装料口，所述装料管筒与所述装料口连通，用于装填放射性物料。所述污染区设有填料机械手，用于将放射性物料装入所述装料管筒的筒体内。所述填料机械手还用于在填料结束后，将所述填料管筒的密封盖装入所述筒体中。所述焊接切割装置用于对所述密封盖进行焊封，以及，对所述密封盖的上层盖体和下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵所述装料口，下层盖体封堵所述筒体。

根据本发明第四方面的实施例，提供一种上述的焊接切割装置的使用方法，包括如下步骤：

将所述焊接组件对准所述装料管筒的焊接部，所述焊接部为与所述密封盖相对的筒体的外侧壁；

通过所述焊接组件对所述焊接部进行焊接，使得所述密封盖的上层盖体和下层盖体均与所述筒体密封连接；

通过所述伸缩件推动所述转动臂，使得所述转动臂绕铰接轴转动，进而使得切割刀对所述筒体进行切割，其切割位置处于所述上层盖体和所述下层盖体之间。

优选的，所述通过所述焊接组件对所述焊接部进行焊接，具体采用等离子弧焊的方式对所述焊接部进行焊接，焊接温度为16000～30000℃。等离子弧焊的优点在于其具有极强的穿透性，能够实现双面焊缝成形。焊接组件处于装料管筒的外层，通过等离子弧焊也能够将筒壁和密封盖焊接在一起。

本发明中的焊接切割装置通过焊接组件对装料管筒进行焊接。装料管筒的结构较为特殊，其密封盖包括上层盖体和下层盖体，焊接组件需要将上层盖体和下层盖体均与筒体侧壁焊接在一起，因此需要至少焊接两条焊缝，为了保证两个盖体的焊接效果，两条焊缝需要相互融合。切割组件的转动臂中部与切割臂通过铰接轴铰接，通过伸缩件驱动转动臂转动，进而带动切割刀向靠近装料管筒的方向移动，以对装料管筒进行切割。切割刀的这种推进方式能够适应不同尺寸的装料管筒。另外，为了保证将上下盖体离，切割组件需要对准两道焊缝中间的位置进行切割，容易看出，由于焊缝相互融合，切割位置的硬度较高。转动臂的铰接轴与切割刀之间的距离小于铰接轴与伸缩件之间的距离，相较于直线推进方式，本申请中通过转动臂来推动切割刀能够使得切割刀产生更大的力矩，使得刀具更容易穿透切割位置的侧壁，从而能够稳定地对装料管筒进行切割，以保证切割刀对装料管筒的切割效果。因此，本焊接切割装置能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割。

附图说明

图1是本发明一些实施例中的无污染装料系统的主视图；

图2是本发明一些实施例中的无污染装料系统的侧视图；

图3是本发明一些实施例中的无污染装料系统的俯视图；

图4是本发明一些实施例中的焊接组件和切割组件的结构示意图；

图5是本发明一些实施例中的焊接组件和切割组件的俯视图；

图6是本发明一些实施例中的检修装置的结构示意图；

图7是本发明一些实施例中的检修装置的俯视图；

图8是本发明一些实施例中的夹持旋转组件与装料管筒配合的结构示意图；

图9是本发明一些实施例中的夹持旋转组件与装料管筒配合的主视图。

图中：1-机架、2-夹持旋转组件、21-旋转盘、22-夹持爪、23-升降杆、24-夹持杆、25-减速箱、26-夹持电机、27-升降电机、3-焊接组件、31-焊接枪、32-焊接架、4-切割组件、41-切割臂、42-切割刀、43-切割电机、44-转动臂、45-伸缩气缸、46-切割架、47-切割座、5-检修装置、51-检修架、52-检修平台、53-连接杆、54-活动插板、55-锁定板、56-锁定柱、57-定位柱、58-导向柱、59-锁定气缸、6-自锁单元、61-第一锁块、62-第二锁块、63-自锁杆、64-自锁气缸、7-支撑杆、8-检修升降组件、9-装料管筒。

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，术语“上”、“下”、“左”、“右”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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参阅图1和图2，本发明公开一种焊接切割装置，包括焊接组件3和切割组件4。

其中，焊接组件3和切割组件4之间设有装料位，装料位的位置如图5中的虚线部分所示。装料位正对装料口，并放置有装料管筒9，装料管筒9与装料口连通，用于装填放射性物料，装料管筒9包括筒体和密封盖，密封盖为双层结构，包括上层盖体和下层盖体。焊接组件3对应装料管筒9的密封盖的位置，用于对装料管筒9的密封盖进行焊封，使其上层盖体和下层盖体均与筒体密封连接。切割组件4对应上层盖体和下层盖体之间的位置，用于在焊封完成后，对上层盖体和下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵装料口，下层盖体封堵筒体。切割组件4包括切割架46、切割刀42、转动臂44和伸缩件。伸缩件安装于切割架46上，其设有伸缩端，伸缩端能够沿装料位的装料位的宽度方向伸缩。切割刀42的刀刃朝向装料位，转动臂44的一端与切割刀42连接，另一端与伸缩件的伸缩端连接，转动臂44的中部铰接于切割架46，用于在伸缩端伸出时，推动切割刀42向靠近装料管筒9的方向移动，以切割装料管筒9。

本焊接切割装置通过焊接组件3对装料管筒9进行等离子弧焊。等离子弧焊的优点在于其具有极强的穿透性，能够实现双面焊缝成形。焊接组件3处于装料管筒9的外侧，通过等离子弧焊也能够将筒壁和密封盖焊接在一起。装料管筒9包括上层盖体和下层盖体，焊接组件3需要将上层盖体和下层盖体均与筒体侧壁焊接在一起，因此需要至少焊接两条焊缝，本焊接切割装置通过夹持旋转组件来带动装料管筒上下移动，从而完成两条焊缝的焊接，无需人工操作。

另外，本焊接切割装置通过切割组件4对准两道焊缝之间的位置，对装料管筒9的侧壁进行切割。切割组件4的转动臂44中部与切割臂41通过铰接轴铰接，通过伸缩件驱动转动臂44转动，进而带动切割刀42向靠近装料管筒9的方向移动，以对装料管筒9进行切割。这种推进方式的优势在于能够适应不同尺寸的装料管筒9。并且，转动臂44的铰接轴与切割刀42之间的距离小于铰接轴与伸缩件之间的距离，相较于直线推进，通过转动臂44来推动切割刀44能够使得切割刀44产生更大的力矩，从而能够更加稳定地对装料管筒进行切割，以保证切割刀对装料管筒的切割效果。

因此，本焊接切割装置能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割。

需要说明的是，本焊接切割装置通过焊接组件3对密封盖进行两次焊接，使得上层盖体和下层盖体均与筒体密封连接。再通过切割组件4将两道焊缝之间的筒壁进行切割，使得上层盖体和下层盖体分离。此时，切割下来的装料管筒9处于密封状态。墙壁上的装料口也处于密封状态，这样就污染就不会进入非污染区。因此，本焊接切割装置能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割，并避免污染区内的放射性气溶胶进入非污染区。

进一步地，本焊接切割装置还包括夹持旋转组件2。夹持旋转组件2位于装料位的下方，用于夹持装料管筒9，并带动装料管筒9绕自身轴线转动，以及带动装料管筒上下移动，以配合焊接组件3，完成对密封盖和筒体之间的两次周向的焊接。夹持旋转组件2还用于配合切割组件对筒体侧壁进行周向的切割。

具体地，如图1所示，夹持旋转组件2包括升降单元、旋转盘21和夹持爪22。夹持爪22朝向装料位，用于夹持装料管筒9。旋转盘位于夹持爪22的下方，并与夹持爪22连接，旋转盘的转轴与夹持爪和装料管筒的中心轴线位于同一竖直轴线上，旋转盘用于带动夹持爪和装料管筒9绕自身中心轴线转动。升降单元位于装料位的下方，并与旋转盘21连接，用于驱动装料管筒沿竖直方向移动。

更具体地，升降单元包括升降杆23，而旋转盘21的下方还设置有夹持杆24，升降杆23和夹持杆24均与旋转盘21连接。升降杆23和夹持杆24下端分别设置有减速箱25，减速箱25与机架1固定连接。减速箱25输入端设置升降电机27和夹持电机26，升降电机27带动升降杆23转动，夹持电机26带动带动夹持杆24转动。旋转盘21用于支撑装料管筒9，夹持爪22用于夹持装料管筒9，升降杆23可以带动旋转盘21升降，方便旋转盘21与装料管筒9对接，加持杆用于控制夹持爪22的张开和夹紧，减速箱25起到减速作用，升降电机27控制升降杆23，夹持电机26控制加持杆。

需要说明的是，如图2所示，装料管筒9的一端封闭，另一端开口，通过密封圈装在隔离污染区与非污染区之间的墙壁上。在本实施例中，隔离污染区与非污染区之间的墙壁水平设置，墙壁上开设有装料口，装料管筒9通过密封圈安装于装料口内。装料管筒9沿竖直方向延伸，其开口端朝向污染区，且其能够相对与墙体转动。在需要封装污染材料时，污染区的机械手将污染材料装入装料管筒9，再将密封盖装入装料管筒9。密封盖为中空结构，换言之，密封盖包括上下双层盖体。

接着，如图8和图9所示，本焊接切割装置的夹持旋转组件2通过夹爪夹住装料管筒9，图8为夹持爪22夹持装料管筒9的结构示意图。启动焊接组件3，焊接组件3用于对装料管筒9的密封盖进行焊封，使其上层盖体和下层盖体均与筒体密封连接。

如图4和图5所示，在本实施例中，焊接组件3包括焊接架32和焊接枪31，焊接枪31水平设置并安装于焊接架32上。焊接枪31朝向装料位，并正对装料管筒9的密封盖的侧边，用于对筒体的侧壁和密封盖进行两次周向的焊接。两次焊接的焊缝沿筒体的高度方向排列，其中，一次焊接所产生的焊缝对应于上层盖体；二次焊接所产生的焊缝对应于下层盖体，且两条焊缝的边缘相互融合。优选地，焊接枪31为等离子焊接枪31，用于对装料管筒9进行等离子弧焊接。装料管筒9的筒体和密封盖均采用塑料材质。这样可以快速有效的完成装料管筒9的密封盖的焊接。

焊接的具体过程如下：在焊接组件3对装料管筒9与密封盖进行焊接的同时，夹持旋转组件2的旋转盘21带动装料管筒9旋转，使得焊接组件3能够对装料管筒9的周向焊接。在焊接组件3焊接完一圈后，夹持旋转组件2的升降单元带动装料管筒9向上将装料管筒9活动一个焊缝的距离，接着，紧挨着第一道焊缝，再焊接一道焊缝。可以理解的是，第一道焊缝用于对上层盖体进行焊缝，第二道焊缝用于对下层盖体进行焊缝。此时，焊接完成，焊接组件3停止工作。当然，也可以先对下层盖体进行焊封，然后在将装料管筒9向下移动一定距离，再对上层盖体进行焊封。

还需要说明的是，第一道焊缝和第二道焊缝之间需要相互融合，以避免出现空气层与间隙，进而达到装料管筒9和热室端双端无泄露的机理。

完成盖体的焊接后，通过夹持旋转组件2的升降单元带动装料管筒9沿竖直方向移动，使得切割组件4的切割刀42正对第一道焊缝和第二道焊缝的中间位置。然后，通过切割组件4对焊接好的装料管筒9进行切割。在本实施例中，如图5所示，切割架46包括切割臂41，切割臂包括伸出部和位于伸出部末端的折弯部，伸出部处于装料位的一侧，且折弯部向靠近装料位的方向折弯。转动臂44的中部通过铰接轴与折弯部铰接，转动臂44的铰接轴至切割刀42的距离小于铰接轴至伸缩件的距离。伸缩件为伸缩气缸45，伸缩气缸45安装于伸出部上，用于推动转动臂44绕铰接轴转动，使得切割刀42对装料管筒进行切割。切割刀42的切割位置正对两条焊缝的中间。

通过在切割架46上设置向外伸出的切割臂41，能够为转动臂44提供一个用于铰接的支点。转动臂44的铰接轴至切割刀42的距离小于铰接轴至伸缩件的距离。通过将折弯部向靠近装料位的方向折弯，能够在满足转动臂44铰接轴的位置条件的同时节省空间。进一步地，通过将铰接轴设置于靠近切割刀的位置，伸缩气缸45伸出气缸时，在气缸推力不变的情况下，切割刀的力矩增大，从而能够提高切割刀42的割断能力。

伸缩气缸45的伸缩杆伸出，驱动切割刀42切割装料管筒的侧壁，当切割刀42穿透装料管筒的侧壁后，伸缩气缸45停止继续伸长，接下来，随着夹持旋转组件2带动装料管筒转动，切割刀42能够沿装料管筒9的周向切割装料管筒9的侧壁，最终将装料管筒完全切断。由于切割刀42的切割位置正对两条焊缝的中间，而装料管筒的两条焊缝是相互融合的，因此，切割位置的硬度较高，如果施加于切割刀的推力不足，则容易导致无法完全穿透切割位置的侧壁。

具体地，切割刀42包括刀片和切割电机43。刀片与切割电机43的输出轴转动连接。切割电机43用于带动刀片转动，从而实现切割的功能。切割电机43位于转动臂44的一端，并与转动臂44固定连接。如图5所示，当转动臂44绕铰接轴逆时针转动时，切割刀42朝向靠近切割座47的方向移动，从而切割处于装料位上的装料管筒9。

在本实施例中，切割架46还包括导轨和切割座47，导轨沿切割臂41的延伸方向设置，切割座47通过导轨与切割架46滑动连接，从而能够调整其在水平方向上的位置。切割座47用于支撑装料管筒9的侧壁，以配合切割刀对装料管筒9进行切割。切割座47包括贴合面和两个支撑滚轮，支撑滚轮处于朝向装料位的一侧，其能够绕竖直轴线转动，用于支撑装料管筒9的侧壁。贴合面位于两个支撑滚轮之间，贴合面呈弧形，用于容置装料管筒9的侧壁。

具体地，切割组件4还包括自锁单元6，自锁单元6安装于切割架46上。自锁单元6包括第一锁块61、第二锁块62和自锁气缸64，自锁气缸64设有可沿自身延伸方向伸缩的自锁杆63，自锁杆63的延伸方向与导轨的延伸方向垂直。第一锁块61和第二锁块62的宽度方向均为导轨的延伸方向，二者的长度方向均为伸缩杆的延伸方向，第一锁块61和第二锁块62均设有自锁斜面，两者的自锁斜面相对设置。第一锁块61安装于切割座47上，能够随切割座47沿导轨的延伸方向移动。自锁杆63与第二锁块62连接，用于驱动第二锁块62沿自身长度方向移动，直至其自锁斜面与第一锁块61的自锁斜面相抵接，从而锁定切割座47。

如图5所示，第一锁块61和第二锁块62均为斜面锁块，第一锁块61与第二锁块62相对应，自锁气缸64推动自锁杆63，第一锁块61与第二锁块62通过斜面相对滑动，当第一锁块61与第二锁块62平面对接时停止。此时，在两个锁块的作用下，切割座47不会向后移动，达到自锁目的。

切割座47位置的调节过程具体如下：首先，通过自锁气缸64驱动自锁杆63沿远离第一锁块61的方向移动，从而带动第二锁块62远离第一锁块61。此时，自锁单元6松开，切割座47能够沿导轨滑动。工作人员将切割座47移动至使其贴合面与装料管筒9的侧壁贴合。接着，自锁气缸64驱动自锁杆63沿靠近第一锁块61的方向移动，从而带动第二锁块62靠近第一锁块61，使得第二锁块62的斜面与第一锁块61的斜面相抵接。完成自锁单元6的自锁，并锁紧切割座47，从而完成切割座47的位置调节。

如图5所示，对装料管筒9进行切割的具体过程如下：在进行切割时，切割刀42对准两条焊缝之间进行切割。调整好切割座47的位置并固定，启动切割电机43，带动切割刀42转动。伸缩气缸45缓慢伸出，切割刀42向装料管筒9移动。切割座47上的支撑滚轮用于支撑装料管筒，并方便装料管筒9的转动。在切割刀42和切割座47的共同作用下，直至切割完成。由于切割位置在两道焊缝之间，此时，切割下来的装料管筒9处于密封状态，由下层盖体进行密封。墙壁上的装料口也处于密封状态，即由上层盖体密封。这样一来，污染区内的放射性物质就不会通过气溶胶的形式进入非污染区。完成切割后，伸缩气缸45收回，带动切割刀42远离装料管筒9。

需要下一次装料密封时，取一个新的装料管筒9，对准上次切割后的装料管筒9在装料口中的余留部分。通过机械手将新的装料管筒9由非污染区推入装料口内，而上次切割后装料管筒9的余留部分则会被挤入污染区内，即可进行下一次装料密封以及切割的操作。同时，污染区内的机械手会收集使用过的装料管筒9。这样解决了放射性物质装料密封转移过程中会出现污染通过气溶胶的方式进入非污染区的问题。

在本实施例中，本焊接切割装置还包括机架1，焊接组件3、切割组件4和夹持旋转组件2均安装于机架1上。机架1的上端设有放置位，放置位用于放置安装板。安装板与放置位的平面之间存在间隙。具体地，安装板的下侧面设有多个限位槽，而放置位的上端设有多个限位柱，限位柱的数量与限位槽的数量相同，且一一对应。限位柱插置于限位槽内，用于限制安装板在水平方向上的移动。

以下将对本焊接切割装置的工作原理进行说明：

参阅图2，装料管筒9为一端封闭，一端设有开口，开口端朝向污染区。装料管筒9通过密封圈装在隔离污染区与非污染区的墙壁上，可相对于装料管筒9转动。需要封装污染材料时，污染区的机械手将污染材料装入装料管筒9，再将密封盖装入装料管筒9，密封盖为中空结构。接着，焊接切割设备的夹持旋转组件2夹住装料管筒9。然后，启动焊接组件3，在焊接装料管筒9与密封盖的同时，夹持旋转组件2旋转装料管筒9，焊接完一圈后。夹持旋转组件2的升降单元通过夹持爪22带动装料管筒9沿竖直方向移动一定距离，再焊接一道。第一道焊缝与第二道焊缝隔一定距离，且第一道焊缝的边缘和第二道焊缝的边缘相互融合。此时，焊接完成，焊接组件3停止工作。调整切割座47的位置，使得切割座47的贴合面贴合于焊接好的装料管筒9。切割刀42对准两条焊缝之间进行切割，切割电机43启动，带动切割刀42转动，伸缩气缸45缓慢伸出，切割刀42向装料管筒9移动，直至切割完成，此时，切割下来的装料管筒9出于密封状态。墙壁上的装料管筒9也处于密封状态，这样就污染就不会进入非污染区。需要下一次装料密封时，取一个新的装料管筒9，对准装料口，通过机械手将新的装料管筒9推入装料口，使得上次装料管筒9的余留部分被挤入污染区内。污染区的机械手会收集使用过的装料管筒9，即可进行下一次装料密封，这样解决了污染材料装料密封转移过程中会出现污染进入非污染区的问题。

综上，本焊接切割装置具有如下优点：能够方便且快速地对焊封容器进行焊接和切割；并且，不会使得污染区中的放射性气溶胶泄露至非污染区。

实施例2

请参阅图2，本发明还公开一种用于对实施例1中的焊接切割装置进行检修的检修装置5，包括检修家51、检修平台52和活动插板54。

其中，检修家51与焊接切割装置间隔设置。焊接切割装置的焊接组件3和切割组件4均安装于安装板上，安装板放置于放置位，安装板与放置位的平面之间存在间隙。活动插板54通过连接杆53与检修平台52连接，活动插板54朝向安装板和放置位平面之间的间隙。连接杆53能够沿水平方向伸出，使得活动插板54插入间隙。检修平台52通过检修升降组件8与检修家51连接，检修升降组件8用于驱动检修平台52和活动插板54上升，使得活动插板54托起安装板以及安装于安装板上的焊接组件3、切割组件4。连接杆53还能够沿水平方向缩回，以通过活动插板54将焊接组件3和切割组件4移动至检修平台52，以进行检修。

需要说明的是，当焊接切割装置使用一端时间后，工作人员需要对焊接组件3和切割组件4进行检修。而在工作状态下，焊接切割装置的焊接组件3和切割组件4放置于机架1上，检修不便。因此，在需要进行检修时，工作人员需要将焊接组件3和切割组件4转运至检修平台52上，以便于检修。

进一步地，在检修架51上还安装有向上延伸的支撑柱。在本实施例中，如图7所示，支撑柱的数量为四个。四个支撑柱均匀地分布于检修平台52的旁边，用于支承安装板。

另外，如图6所示，安装板的下侧面设有多个限位槽。该检修装置5还包括锁定组件，锁定组件包括锁定板55和锁定气缸59。锁定板55位于检修平台52的一侧，锁定板55的上端面设有多个向上延伸的限位柱，限位柱的数量与限位槽的数量相等，每个限位柱均对应一个限位槽。锁定气缸59安装于检修家51上，其驱动端与锁定板55连接，用于推动锁定板55向上移动，使得锁定板55上的限位柱插入限位槽内，以限制安装板在水平方向上的移动。具体地，限位柱包括锁定住56、定位柱57和导向柱58，锁定住56、定位柱57和导向柱58均向上延伸。其中，定位柱57的高度最高，其上端设有锥形面，锥形面能够更方便地插入限位槽内，定位柱57用于对安装板进行定位。导向柱58呈圆柱形，用于对安装板进行导向，方便安装板与检修平台52对接。而锁定住56呈棱柱形，用于锁定安装板，防止安装板晃动。

因此，锁定板55用于固定焊接组件3和切割组件4，是通过锁定气缸59向上推动锁定板55，再通过锁定住56、定位柱57和导向柱58将安装板固定在检修平台52上。

如图6和图7所示，以下对本检修装置5的工作过程做出进一步说明：

首先，通过连接杆53（即连接杆53）伸出，将活动插板54插入焊接组件3和切割组件4（安装板）底部的间隙中。接着，检修升降组件8将检测平台和活动插杆抬升，进而将安装板和安装于安装板上的焊接组件3和切割组件4抬升，并脱离机架1。然后，活动插板54收回，将焊接组件3和切割组件4移动至检修平台52。此时，安装板位于四个支撑柱的正上方。接着，检修升降组件8下降，直至安装板接触到四个支撑柱的上端部。此时，支撑杆7对安装板起到支承作用。完成安装板的放置后，通过锁定气缸59向上推动锁定板55，再通过限位柱、定位柱57和导向柱58将安装板锁定在检修平台52上，以便于工作人员对焊接组件3和切割组件4进行检修。检修完成后，活动插板54反向动作即可将焊接组件3和切割组件4装回至焊接切割装置的放置位上。

综上，本检修装置5通过将焊接组件3和切割组件4转运至检修平台52上，以便于工作人员对焊接组件3和切割组件4进行检修。

实施例3

请参阅图3，本发明还公开一种无污染装料系统，包括墙体、装料管筒9和实施例1中的焊接切割装置。

墙体水平设置，其上侧为污染区，下侧为非污染区，墙体上开设有装料口，装料管筒9与装料口连通，用于装填放射性物料。污染区设有填料机械手，用于将放射性物料装入装料管筒9的筒体内。填料机械手还用于在填料结束后，将填料管筒的密封盖装入筒体中。焊接切割装置用于对密封盖进行焊封，以及，对密封盖的上层盖体和下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵装料口，下层盖体封堵筒体。

具体地，在本无污染的装料系统中，装料管筒9的一端封闭，另一端则设有开口，开口端朝向污染区。装料管筒9通过密封圈装在隔离污染区与非污染区的墙壁上，可相对于装料管筒9转动。需要封装污染材料时，污染区的机械手将污染材料装入装料管筒9，再将密封盖装入装料管筒9，密封盖为中空结构。

接着，焊接切割设备的夹持旋转组件2夹住装料管筒9。然后，启动焊接组件3，在焊接装料管筒9与密封盖的同时，夹持旋转组件2旋转装料管筒9，焊接完一圈后。夹持旋转组件2的升降单元通过夹持爪22带动装料管筒9沿竖直方向移动一定距离，再焊接一道。第一道焊缝与第二道焊缝隔一定距离，且第一道焊缝的边缘和第二道焊缝的边缘相互融合。此时，焊接完成，焊接组件3停止工作。调整切割座47的位置，使得切割座47的贴合面贴合于焊接好的装料管筒9。切割刀42对准两条焊缝之间进行切割，切割电机43启动，带动切割刀42转动，伸缩气缸45缓慢伸出，切割刀42向装料管筒9移动，直至切割完成，此时，切割下来的装料管筒9出于密封状态。墙壁上的装料管筒9也处于密封状态，这样放射性气溶胶污染就不会进入非污染区。需要下一次装料密封时，取一个新的装料管筒9，对准装料口，通过机械手将新的装料管筒9推入装料口，使得上次装料管筒9的余留部分被挤入污染区内。污染区的机械手会收集使用过的装料管筒9，即可进行下一次装料密封，这样解决了污染材料装料密封转移过程中会出现污染进入非污染区的问题。

综上，本无污染装料系统能够实现放射性物料的自动装料和密封，并且能够避免在放射性物料密封转移的过程中，带有放射性的气溶胶进行非污染区中。

实施例4

本发明还公开一种实施例1中的焊接切割装置的使用方法，包括如下步骤：

将所述焊接组件对准所述装料管筒的焊接部，所述焊接部为与所述密封盖相对的筒体的外侧壁；

通过所述焊接组件对所述焊接部进行焊接，使得所述密封盖的上层盖体和下层盖体均与所述筒体密封连接；

通过所述伸缩件推动所述转动臂，使得所述转动臂绕铰接轴转动，进而使得切割刀对所述筒体进行切割，其切割位置处于所述上层盖体和所述下层盖体之间。

具体地，为了将上层盖体和下层盖体均与筒体侧壁焊接在一起，因此，焊接组件需要至少对装料管筒进行两次焊接，留下至少两条焊缝。为了保证两个盖体的焊接效果，焊缝的宽度10-12mm，且两条焊缝相互融合。

在本实施例中，装料管筒9的筒壁厚度设为3~3.5mm，有效地屏蔽装料管筒9中放射性物料的放射性。示例性地，装料管筒9的筒壁厚度为3.5mm。而普通的焊接方式难以从外侧实现处于装料管筒9内侧的密封盖的焊接。因此，焊接组件采用等离子弧焊的方式对焊接部进行焊接，焊接温度为16000～30000℃。等离子弧焊具有能量集中、生产率高、焊接速度快、应力变形小等优点，因而能够产生较高的焊接温度，实现快速焊接。而且，等离子弧焊还具有极强的穿透性，能够实现双面焊缝成形。因此，焊接组件处于装料管筒的外层，通过等离子弧焊也能够将筒壁和密封盖焊接在一起，从而能够方便地将密封盖和筒体侧壁焊接在一起。

在对筒体进行切割时，通过伸缩件推动所述转动臂，使得所述转动臂绕铰接轴转动，进而使得切割刀对所述筒体进行切割。具体地，切割刀的这种推进方式能够适应不同尺寸的装料管筒。另外，为了保证将上下盖体离，切割组件需要对准两道焊缝中间的位置进行切割，容易看出，由于焊缝相互融合，切割位置的硬度较高。转动臂的铰接轴与切割刀之间的距离小于铰接轴与伸缩件之间的距离，相较于直线推进，通过转动臂来推动切割刀能够使得切割刀产生更大的力矩，使得刀具更容易穿透切割位置的侧壁，从而能够稳定地对装料管筒进行切割，以保证切割刀对装料管筒的切割效果。

在完成装料管筒9的切割后，此时，切割下来的装料管筒9出于密封状态。墙壁上的装料管筒9也处于密封状态，这样放射性气溶胶污染就不会进入非污染区，从而能够解决污染材料装料密封转移过程中会出现污染进入非污染区的问题。

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 (12)

1.一种焊接切割装置，其特征在于，包括：焊接组件（3）和切割组件（4）；

所述焊接组件（3）和所述切割组件（4）之间设有装料位，所述装料位正对装料口，并放置有装料管筒（9），所述装料管筒（9）与所述装料口连通，用于装填放射性物料，所述装料管筒（9）包括筒体和密封盖，所述密封盖为双层结构，包括上层盖体和下层盖体；

所述焊接组件（3）对应所述装料管筒（9）的密封盖的位置，用于对所述装料管筒的密封盖进行焊接，使其上层盖体和下层盖体均与所述筒体密封连接；

所述切割组件（4）对应所述上层盖体和所述下层盖体之间的位置，用于在焊封完成后，对所述上层盖体和所述下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵所述装料口，下层盖体封堵所述筒体；

所述切割组件（4）包括切割架（46）、切割刀（42）、转动臂（44）和伸缩件；

所述伸缩件安装于所述切割架（46）上，其设有伸缩端，所述伸缩端能够沿所述装料位的装料位的宽度方向伸缩；

所述切割刀（42）的刀刃朝向所述装料位，所述转动臂（44）的一端与所述切割刀（42）连接，另一端与所述伸缩件的伸缩端连接，所述转动臂（44）的中部铰接于所述切割架（46），用于在所述伸缩端伸出时，推动所述切割刀（42）向靠近所述装料管筒（9）的方向移动，以切割所述装料管筒（9）。

2.根据权利要求1所述的焊接切割装置，其特征在于，所述焊接组件（3）包括焊接架（32）和焊接枪（31），所述焊接枪（31）水平设置并安装于所述焊接架（32）上；

所述焊接枪（31）朝向所述装料位，并正对所述装料管筒（9）的密封盖的侧边，用于对所述筒体的侧壁和所述密封盖进行两次周向的焊接；

两次焊接的焊缝沿筒体的高度方向排列，其中，一次焊接所产生的焊缝对应于所述上层盖体；二次焊接所产生的焊缝对应于所述下层盖体，且两条所述焊缝的边缘相互融合。

3.根据权利要求2所述的焊接切割装置，其特征在于，还包括夹持旋转组件（2）；

所述夹持旋转组件（2）位于所述装料位的下方，用于夹持所述装料管筒（9），并带动所述装料管筒（9）绕自身轴线转动，以及带动所述装料管筒（9）上下移动，以配合所述焊接组件（3），完成对所述密封盖和所述筒体之间的两次周向的焊接；

所述夹持旋转组件（2）还用于配合所述切割组件（4）对所述筒体侧壁进行周向的切割。

4.根据权利要求3所述的焊接切割装置，其特征在于，所述夹持旋转组件（2）包括升降单元、旋转盘（21）和夹持爪（22）；

所述夹持爪（22）朝向所述装料位，用于夹持所述装料管筒（9）；

所述旋转盘位于所述夹持爪（22）的下方，并与所述夹持爪（22）连接，所述旋转盘的转轴与所述夹持爪和所述装料管筒的中心轴线位于同一竖直轴线上，所述旋转盘用于带动所述夹持爪和所述装料管筒（9）绕自身中心轴线转动；

所述升降单元位于所述装料位的下方，并与所述旋转盘（21）连接，用于驱动所述装料管筒沿竖直方向移动。

5.根据权利要求1所述的焊接切割装置，其特征在于，所述切割架（46）包括切割臂（41），所述切割臂包括伸出部和位于伸出部末端的折弯部，所述伸出部处于所述装料位的一侧，且所述折弯部向靠近所述装料位的方向折弯；

所述转动臂（44）的中部通过铰接轴与所述折弯部铰接，所述转动臂（44）的铰接轴至所述切割刀（42）的距离小于铰接轴至伸缩件的距离；

所述伸缩件为伸缩气缸（45），所述伸缩气缸（45）安装于所述伸出部上，用于推动所述转动臂（44）绕铰接轴转动，使得所述切割刀（42）对所述装料管筒进行切割；

所述切割刀（42）的切割位置正对两条所述焊缝的中间。

6.根据权利要求5所述的焊接切割装置，其特征在于，所述切割架（46）还包括导轨和切割座（47），所述导轨沿所述切割臂（41）的延伸方向设置，所述切割座（47）通过所述导轨与所述切割架（46）滑动连接，从而能够调整其在水平方向上的位置；

所述切割座（47）用于支撑所述装料管筒（9）的侧壁，以配合所述切割刀对所述装料管筒（9）进行切割；

所述切割座（47）包括贴合面和两个支撑滚轮，所述支撑滚轮处于朝向所述装料位的一侧，其能够绕竖直轴线转动，用于支撑所述装料管筒（9）的侧壁；

所述贴合面位于两个所述支撑滚轮之间，所述贴合面呈弧形，用于容置所述装料管筒（9）的侧壁。

7.根据权利要求6所述的焊接切割装置，其特征在于，所述切割组件（4）还包括自锁单元（6），所述自锁单元（6）安装于所述切割架（46）上；

所述自锁单元（6）包括第一锁块（61）、第二锁块（62）和自锁气缸（64），所述自锁气缸（64）设有可沿自身延伸方向伸缩的自锁杆（63），所述自锁杆（63）的延伸方向与所述导轨的延伸方向垂直；

所述第一锁块（61）和第二锁块（62）的宽度方向均为所述导轨的延伸方向，二者的长度方向均为所述自锁杆（63）的延伸方向，所述第一锁块（61）和所述第二锁块（62）均设有自锁斜面，两者的自锁斜面相对设置；

所述第一锁块（61）安装于所述切割座（47）上，能够随所述切割座（47）沿导轨的延伸方向移动；

所述自锁杆（63）与所述第二锁块（62）连接，用于驱动所述第二锁块（62）沿自身长度方向移动，直至其自锁斜面与所述第一锁块（61）的自锁斜面相抵接，从而锁定所述切割座。

8.一种用于对权利要求1-7任一项所述的焊接切割装置进行检修的检修装置，其特征在于，包括：检修架（51）、检修平台（52）和活动插板（54）；

所述检修架（51）与所述焊接切割装置间隔设置；

所述焊接切割装置的焊接组件（3）和切割组件（4）均安装于安装板上，所述安装板放置于放置位，所述安装板与所述放置位的平面之间存在间隙；

所述活动插板（54）通过连接杆（53）与所述检修平台（52）连接，所述活动插板（54）朝向所述安装板和所述放置位平面之间的间隙，所述连接杆（53）能够沿水平方向伸出，使得所述活动插板（54）插入所述间隙；

所述检修平台（52）通过检修升降组件（8）与所述检修架（51）连接，所述检修升降组件（8）用于驱动所述检修平台（52）和所述活动插板（54）上升，使得所述活动插板（54）托起所述安装板以及安装于所述安装板上的焊接组件、切割组件；

所述连接杆（53）还能够沿水平方向缩回，以通过活动插板（54）将所述焊接组件（3）和所述切割组件（4）移动至所述检修平台（52），以进行检修。

9.根据权利要求8所述的检修装置，其特征在于，所述安装板的下侧面设有多个限位槽；

该检修装置（5）还包括锁定组件，所述锁定组件包括锁定板（55）和锁定气缸（59）；

所述锁定板（55）位于所述检修平台（52）的一侧，且所述锁定板（55）的上端面设有多个向上延伸的限位柱，所述限位柱的数量与所述限位槽的数量相等，每个所述限位柱均对应一个所述限位槽；

所述锁定气缸（59）安装于所述检修架（51）上，其驱动端与所述锁定板（55）连接，用于推动所述锁定板（55）向上移动，使得所述锁定板（55）上的限位柱插入所述限位槽内，以限制所述安装板在水平方向上的移动。

10.一种无污染装料系统，其特征在于，包括墙体、装料管筒（9）和权利要求1-7任一项所述的焊接切割装置；

所述墙体水平设置，其上侧为污染区，下侧为非污染区，所述墙体上开设有装料口，所述装料管筒与所述装料口连通，用于装填放射性物料；

所述污染区设有填料机械手，用于将放射性物料装入所述装料管筒的筒体内；

所述填料机械手还用于在填料结束后，将所述填料管筒的密封盖装入所述筒体中；

所述焊接切割装置用于对所述密封盖进行焊封，以及，对所述密封盖的上层盖体和下层盖体之间的筒体侧壁进行切割，以使得上层盖体和下层盖体分离，其中，上层盖体封堵所述装料口，下层盖体封堵所述筒体。

11.一种如权利要求1-7任一项所述的焊接切割装置的使用方法，其特征在于，包括：

将所述焊接组件对准所述装料管筒的焊接部，所述焊接部为与所述密封盖相对的筒体的外侧壁；

通过所述焊接组件对所述焊接部进行焊接，使得所述密封盖的上层盖体和下层盖体均与所述筒体密封连接；

通过所述伸缩件推动所述转动臂，使得所述转动臂绕铰接轴转动，进而使得切割刀对所述筒体进行切割，其切割位置处于所述上层盖体和所述下层盖体之间。

12.根据权利要求11所述的使用方法，其特征在于，所述通过所述焊接组件对所述焊接部进行焊接，具体采用等离子弧焊的方式对所述焊接部进行焊接，焊接温度为16000～30000℃。