CN118398264A - 一种燃料棒芯块振动装管机及其装管的方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种燃料棒芯块振动装管机及其装管的方法，该燃料棒芯块振动装管机包括振动平台和设置在振动平台上的推管装置、多个管支撑座、多个振动马达、对中装置、行进导轨、上料工位和控制系统。推管装置和多个管支撑座均位于对中装置的第一侧。行进导轨和上料工位均位于对中装置与第一侧相对的第二侧。多个管支撑座沿与对中装置平行的方向固定安装在振动平台上。振动马达的布置与所述振动平台的顶部表面之间的夹角为锐角。本申请通过在燃料棒芯块振动装管机中设置对中装置，利用对中装置与燃料棒包壳管的管口和芯块的行进轨道的相互配合，解决了燃料包壳管内装入芯块易卡死的问题以及燃料棒内芯块与包壳管内壁的磨蚀的问题。

Description

一种燃料棒芯块振动装管机及其装管的方法

技术领域

本申请属于燃料棒芯块振动装管技术领域，具体涉及一种燃料棒芯块振动装管机及其装管的方法。

背景技术

燃料棒芯块振动装管机是一种用于燃料包壳管内装入芯块的装置。燃料棒包壳管内芯块装管采用人工推料、气缸推料及电缸推料等方式，受芯块与包壳管内摩擦力的影响，燃料棒包壳管越长摩擦力越大，在进行装管时为保证芯块推入到位，需不断的加大推入的力，人工推料时，对人的体力消耗较大，生产效率低；气缸推料需选用合适的推料压力，随着芯块的进入量需要调节推料压力；电缸推料可做到数据反馈，精确测量推入的芯块长度，但不可避免的要进行推力补偿；随着芯块摞增长，芯块与包壳管之间摩擦力不断加大，容易加速包壳内壁及芯块的磨蚀，且磨蚀后的粉末若堆积，将造成芯块卡死，导致芯块无法送入到位而形成空腔，影响产品质量。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例致力于提供一种燃料棒芯块振动装管机及其装管的方法，通过在燃料棒芯块振动装管机中设置对中装置，利用对中装置与燃料棒包壳管的管口和芯块的行进轨道的相互配合，以解决现有技术中存在的燃料包壳管内装入芯块易卡死和燃料棒内芯块与包壳管内壁的磨蚀的问题。

本申请第一方面提供了一种燃料棒芯块振动装管机，该燃料棒芯块振动装管机包括振动平台和设置在振动平台上的推管装置、多个管支撑座、多个振动马达、对中装置、行进导轨、上料工位和控制系统。推管装置和多个管支撑座均位于对中装置的第一侧。行进导轨和上料工位均位于对中装置与第一侧相对的第二侧。多个管支撑座沿与对中装置平行的方向固定安装在振动平台上。振动马达的布置与振动平台的顶部表面之间的夹角为锐角。在燃料棒芯块振动装管机工作时，至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个管支撑座上，利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内；将芯块托盘放在上料工位进行芯块装载，将芯块托盘推到限位后将芯块推入到行进导轨上，控制系统开启振动马达以使振动马达带动振动平台、至少一根燃料包壳管、对中装置和行进导轨一起同步振动，芯块通过振动和惯性向前移动，直至芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

在本申请一个具体实施方式中，推管装置包括气缸和顶块。顶块带有可压缩弹簧。控制系统用于控制气缸的前进和后退。

在本申请一个具体实施方式中，管支撑座采用一次成型加工尼龙板。

在本申请一个具体实施方式中，该燃料棒芯块振动装管机还包括至少一个压紧装置。至少一个压紧装置位于对中装置的第一侧，且至少一个压紧装置用于在燃料包壳管的管口进入到对中装置内之后，将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座上。

在本申请一个具体实施方式中，压紧装置包括旋转机构、气囊支撑装置和压紧气囊。在利用至少一个压紧装置将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座上时，利用旋转机构将压紧装置旋转至管支撑座上方，控制装置控制气囊进行充气以将燃料包壳管压紧在管支撑座上。在卸载燃料棒时，控制装置控制气囊进行放气，利用旋转机构将压紧装置旋转出管支撑座上方。

在本申请一个具体实施方式中，该燃料棒芯块振动装管机还包括空腔规。空腔规用于测量燃料包壳管的管口空腔长度。

本申请第二方面提供了一种燃料棒芯块振动装管机装管的方法，燃料棒芯块振动装管机为本申请第一方面提供的燃料棒芯块振动装管机。该方法包括：将至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个管支撑座上；利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内；将芯块托盘放在上料工位进行芯块装载，将芯块托盘推到限位后将芯块推入到行进导轨上；利用控制系统开启振动马达，以使振动马达带动振动平台、至少一根燃料包壳管、对中装置和行进导轨一起向前上方运动，直至芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

在本申请一个具体实施方式中，振动马达的振动频率控制在51HZ～55HZ范围内；和/或，推管装置中气缸的压力控制在200KPa～300Kpa范围内。

在本申请一个具体实施方式中，在上述利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内之后，该方法还包括：利用至少一个压紧装置将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座上。

在本申请一个具体实施方式中，压紧装置中压紧气囊的压空压力控制在100KPa～150Kpa范围内。

本申请技术方案的有益效果在于：通过对燃料棒包壳管的管口与对中装置的配合，行进导轨与对中装置的配合，通过采用向前上方的振动加速方式，实现芯块由于惯性作用，而向前移动，完成芯块逐个自行排队进入燃料包壳管内，使得芯块稳定的移送到燃料棒的燃料包壳管内。另外，通过利用控制系统控制振动马达的振动频率，有效地控制芯块装管，减小了芯块间相互作用力，使得芯块与管壁摩擦均匀，生产效率高。

附图说明

图1所示为本申请一实施例提供的一种燃料棒芯块振动装管机装管的结构示意图。

图2所示为图1所示实施例中对中装置和行进导轨的放大结构示意图。

图3所示为本申请一实施例提供的一种燃料棒芯块振动装管机装管的方法的流程示意图。

图4所示为本申请另一实施例提供的一种燃料棒芯块振动装管机装管的方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。以下规定芯块进入管口的行进方向为前，与芯块进入管口的行进方向相反的方向为后，背离地面的方向为上，靠近地面的方向为下。

本申请至少一实施例提供了一种燃料棒芯块振动装管机，参考图1和图2，该燃料棒芯块振动装管机包括振动平台A和设置在振动平台A上的推管装置1、多个管支撑座2、多个振动马达4、对中装置5、行进导轨6、上料工位7和控制系统8。推管装置1和多个管支撑座2均位于对中装置5的第一侧。行进导轨6和上料工位7均位于对中装置5与第一侧相对的第二侧。多个管支撑座2沿与对中装置5平行的方向固定安装在振动平台上。振动马达的布置与振动平台的顶部表面之间的夹角为锐角。在燃料棒芯块振动装管机工作时，至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个管支撑座2上，利用推管装置1将至少一根燃料包壳管向后推送直至至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置5内；将芯块托盘放在上料工位7进行芯块装载，将芯块托盘推到限位后将芯块推入到行进导轨6上；控制系统开启振动马达4并控制振动马达4的振动频率以使振动马达4带动振动平台、至少一根燃料包壳管、对中装置5和行进导轨6一起同步振动，芯块通过振动和惯性向前移动，直至芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

对中装置5可以采用机械整体加工。参考图2，对中装置5中可以设置有与多个与燃料包壳管的管口相对应的通孔，使得燃料棒包壳管的管口与对中装置5相匹配，从而燃料棒包壳管的管口能够进入到对中装置5内。对中装置5中的多个通孔还与行进导轨6相对应，使得对中装置5与行进导轨6相匹配，从而芯块能够在行进导轨6上自行进入相应的燃料包壳管内。

振动马达4与振动平台相连接，通过控制系统调节振动马达4的振动频率，实现振动平台的向前上方振动。通过上料工位7将芯块托盘内的芯块准确的转移到行进导轨6上。

振动马达的布置与振动平台的顶部表面之间的夹角为锐角，只要能够使马达在振动时产生向前和向上的加速度即可，在此基础上，本申请实施例对振动马达的布置与振动平台的顶部表面之间的夹角不做具体限定。举例来说，振动马达的布置与振动平台的顶部表面夹角在30°～60°，以便于马达在振动时产生向前和向上的加速度，进而使得芯块通过振动和惯性向前移动自行进入相应的燃料包壳管内。

根据本申请实施例提供的技术方案，通过对燃料棒包壳管的管口与对中装置5的配合，行进导轨6与对中装置5的配合，通过采用向前上方的振动加速方式，实现芯块由于惯性作用，而向前移动，完成芯块逐个自行排队进入燃料包壳管内，使得芯块稳定的移送到燃料棒的燃料包壳管内。另外，通过利用控制系统控制振动马达4的振动频率，有效地控制芯块装管，减小了芯块间相互作用力，使得芯块与管壁摩擦均匀，生产效率高。

在本申请至少一实施例中，推管装置1包括气缸和顶块。顶块带有可压缩弹簧。控制系统8用于控制气缸的前进和后退。如此，可根据弹簧压缩量来观察燃料包壳管到位情况。

管支撑座2上只要可以放置至少一根燃料包壳管即可，在此基础上，本申请实施例对此不做具体限定。例如，在一些实施例中，管支撑座2上可以设置有多个与燃料包壳管相匹配的凹槽，从而利用凹槽固定燃料包壳管的位置。多个管支撑座2上凹槽的数量相同，且一一对应，例如，多个管支撑座2的同一位置处设有第一凹槽，单根燃料包壳管放置在多个管支撑座2的第一凹槽上，从而使得单根燃料包壳管与前方或后方的方向平行。

在本申请至少一实施例中，管支撑座2采用一次成型加工尼龙板。如此，有利于保证每根燃料包壳管的槽位同轴心分布。

在本申请至少一实施例中，该燃料棒芯块振动装管机还包括至少一个压紧装置3。至少一个压紧装置3位于对中装置5的第一侧，且至少一个压紧装置用于在燃料包壳管的管口进入到对中装置5内之后，将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座2上。如此，通过增设至少一个压紧装置3，利用压紧装置3压紧燃料包壳管，实现燃料包壳管与振动平台同步振动，燃料包壳管受到压紧气囊的缓冲作用，避免对燃料包壳管施加的压力使之发生变形，压紧气囊的柔性作用，均匀施力在燃料棒上，也就避免了对燃料棒包壳管外的划伤。

需要说明的是，压紧气囊材质的选型和参数可以根据实际需求确定，只要能够压紧燃料包壳管即可，在此基础上，本申请实施例对压紧气囊材质的选型和参数不做具体限定。

在本申请至少一实施例中，压紧装置3包括旋转机构、气囊支撑装置和压紧气囊。在利用至少一个压紧装置3将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座2上时，利用旋转机构将压紧装置3旋转至管支撑座2上方，控制装置控制气囊进行充气以将燃料包壳管压紧在管支撑座2上。在卸载燃料棒时，控制装置控制气囊进行放气，利用旋转机构将压紧装置3旋转出管支撑座2上方。如此，可以通过控制压紧装置3中压紧气囊的充气和旋转机构的旋转实现燃料包壳管的压紧，通过控制压紧装置3中压紧气囊的放气和松开实现燃料棒的卸载。

在本申请至少一实施例中，该燃料棒芯块振动装管机还包括空腔规，空腔规用于测量燃料包壳管的管口空腔长度。如此，通过利用空腔规测量燃料包壳管的管口空腔长度，从而可以计算芯块摞是否满足工艺要求，如不满足要求进行调节，如满足要求进行卸载燃料棒操作。

本申请至少一实施例还提供了一种燃料棒芯块振动装管机装管的方法，燃料棒芯块振动装管机为上述本申请实施例提供的燃料棒芯块振动装管机。参考图3，该方法包括以下步骤。

S10：将至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个管支撑座上。

步骤S10为燃料包壳管的装载操作。举例来说，至少一根燃料包壳管为25根燃料包壳管，将25根燃料包壳管依次整齐的平放在管支撑座2的凹槽内，从而实现25根燃料包壳管的装载。

S20：利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内。

步骤S20为推管操作。举例来说，启动推管装置1的气缸，推管装置1将燃料包壳管向后推送，直到管口进入到对中装置5内。通过调节气缸压力确保燃料包壳管管口与对中装置5紧密贴合，且燃料棒包壳管无弯曲。检查燃料包壳管与管支撑座2凹槽贴合，管口全部进入对中装置5内。

S40：将芯块托盘放在上料工位进行芯块装载，将芯块托盘推到限位后将芯块推入到行进导轨上。

步骤S40为芯块的装载操作。举例来说，将芯块托盘放在上料工位7进行芯块装载，芯块托盘推到限位后，用专用推耙将芯块推入到行进导轨6上。

S50：利用控制系统开启振动马达并控制振动马达的振动频率，以使振动马达带动振动平台、至少一根燃料包壳管、对中装置和行进导轨一起向前上方运动，直至芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

步骤S50为振动装管操作。举例来说，振动装管操作前在燃料棒包壳管内装入零部件，并确认无误后，开启振动马达4，振动马达4带动振动平台、燃料包壳管、对中装置5、行进导轨6一起向前上方运动，芯块受向前的摩擦力和重力作用形成向前的运动，自行排布的进入燃料包壳管内。通过调节马达振动频率使芯块稳定的装入到燃料包壳管内。

在本申请至少一实施例中，振动马达4的振动频率控制在51HZ～55HZ范围内。如此，通过设置振动马达4的振动频率控制在51HZ～55HZ范围内，保证了芯块能够克服向后的摩擦力和向下的重力，且通过试验确定马达振动频率在51HZ～55HZ时进行振动装管，芯块无跳动，能够顺利的装入燃料包壳管内。

在本申请至少一实施例中，推管装置1中气缸的压力控制在200KPa～300Kpa范围内。如此，通过设置推管装置1中气缸的压力控制在200KPa～300Kpa范围内，有效的避免了燃料棒包壳管的弯曲、前后窜动及管口损伤。

在本申请至少一实施例中，参考图4，在步骤S20之后，该方法还包括步骤S30。

S30：利用至少一个压紧装置将至少一根燃料包壳管压紧在多个管支撑座上。

步骤S30为燃料包壳管压紧操作。举例来说，将压紧装置3旋转到管支撑座2上方，控制系统通过控制程序对压紧气囊进行充气，将燃料包壳管压紧在管支撑座2上。通过调节压紧气囊的压紧力确保燃料包壳管固定在管支撑座2凹槽内。

压紧装置3中压紧气囊的压空压力可以根据试验确定或者经验确定，本申请实施例对此不做具体限定。例如，在本申请至少一实施例中，压紧装置3中压紧气囊的压空压力控制在100KPa～150Kpa范围内。如此，通过设置压紧装置3中压紧气囊的压空压力控制在100KPa～150Kpa范围内，实现了压紧气囊在燃料包壳管振动时能够固定在振动平台而不上下跳动，及在充气过程中不会损伤气囊。

在本申请至少一实施例中，参考图4，在步骤S50之后，该方法还可以包括S60。

S60：利用空腔规对燃料包壳管的管口空腔长度，以计算芯块摞是否满足工艺要求。

步骤S60为空腔测量操作。举例来说，通过空腔规进行燃料包壳管的管口空腔长度的测量，计算芯块摞满足工艺要求，如不满足要求进行调节。如满足要求进行卸载燃料棒操作。

在本申请至少一实施例中，参考图4，在步骤S60之后，该方法还可以包括S70。

S70：将压紧装置的压紧气囊放气，旋转出支撑座后进行固定，将推管装置退回到初始位置，将由燃料包壳管和芯块构成的燃料棒拽出对中装置的管口。

步骤S70为燃料棒的卸载操作。

需要说明的是，本申请实施例中各技术特征的组合方式并不限本申请实施例中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本申请所记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，包括：振动平台和设置在所述振动平台上的推管装置、多个管支撑座、多个振动马达、对中装置、行进导轨、上料工位和控制系统，

其中，所述推管装置和多个所述管支撑座均位于所述对中装置的第一侧，所述行进导轨和所述上料工位均位于所述对中装置与所述第一侧相对的第二侧，多个所述管支撑座沿与所述对中装置平行的方向固定安装在所述振动平台上，所述振动马达的布置与所述振动平台的顶部表面之间的夹角为锐角，

在所述燃料棒芯块振动装管机工作时，至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个所述管支撑座上，利用所述推管装置将所述至少一根燃料包壳管向后推送直至所述至少一根燃料包壳管的管口进入到所述对中装置内；将芯块托盘放在上料工位进行芯块装载，将所述芯块托盘推到限位后将芯块推入到所述行进导轨上；所述控制系统开启所述振动马达并控制所述振动马达的振动频率以使所述振动马达带动所述振动平台、所述至少一根燃料包壳管、所述对中装置和所述行进导轨一起同步振动，所述芯块通过振动和惯性向前移动，直至所述芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

2.根据权利要求1所述的燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，

所述推管装置包括气缸和顶块，所述顶块带有可压缩弹簧，所述控制系统用于控制所述气缸的前进和后退。

3.根据权利要求1所述的燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，

所述管支撑座采用一次成型加工尼龙板。

4.根据权利要求1所述的燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，还包括：

至少一个压紧装置，位于所述对中装置的第一侧，用于在所述燃料包壳管的管口进入到所述对中装置内之后，将所述至少一根燃料包壳管压紧在多个所述管支撑座上。

5.根据权利要求4所述的燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，

所述压紧装置包括旋转机构、气囊支撑装置和压紧气囊，

其中，在利用所述至少一个压紧装置将所述至少一根燃料包壳管压紧在多个所述管支撑座上时，利用所述旋转机构将所述压紧装置旋转至所述管支撑座上方，所述控制装置控制所述气囊进行充气以将所述燃料包壳管压紧在所述管支撑座上；

在卸载燃料棒时，所述控制装置控制所述气囊进行放气，利用所述旋转机构将所述压紧装置旋转出所述管支撑座上方。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的燃料棒芯块振动装管机，其特征在于，还包括：

空腔规，用于测量燃料包壳管的管口空腔长度。

7.一种燃料棒芯块振动装管机装管的方法，其特征在于，所述燃料棒芯块振动装管机为权利要求1至6中任一项所述的燃料棒芯块振动装管机，所述装管方法包括：

将至少一根燃料包壳管中每根燃料包壳管均放置在多个管支撑座上；

利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至所述至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内；

将芯块托盘放在上料工位进行芯块装载，将所述芯块托盘推到限位后将芯块推入到所述行进导轨上；

利用控制系统开启振动马达，以使所述振动马达带动振动平台、所述至少一根燃料包壳管、所述对中装置和所述行进导轨一起向前上方运动，直至所述芯块自行进入相应的燃料包壳管内。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述马达的振动频率控制在51HZ～55HZ范围内；和/或

所述推管装置中气缸的压力控制在200KPa～300Kpa范围内。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述利用推管装置将至少一根燃料包壳管向后推送直至所述至少一根燃料包壳管的管口进入到对中装置内之后，还包括：

利用所述至少一个压紧装置将所述至少一根燃料包壳管压紧在多个所述管支撑座上。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述压紧装置中压紧气囊的压空压力控制在100KPa～150Kpa范围内。