CN204791994U - 薄壁螺钉胀形防松工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种薄壁螺钉胀形防松工具，包括外管、内杆、胀形顶针及至少两设置于外管内的胀形弹片；内杆转动地设置于外管内并与外管螺纹连接，且内杆的上端突出外管的顶部，内杆的下端开设一开口朝下的球形腔室，胀形顶针的上端设置有容置于球形腔室内的圆球状的连接部，外管的下端开设至少两避让孔，胀形弹片的上端与外管固定，胀形弹片的下端遮挡于胀形顶针的下方并具有向外弯折且可由避让孔伸出外管之外的卡头。内杆的转动及内杆与胀形顶针的连接关系并不受其长度的限制，因此将其长度设置得越长，内杆上端离卡头的距离就越远，操作者就可以在离燃料组件较远的远端对薄壁螺钉进行胀形操作，减少受辐照剂量，提高安全性。

Description

薄壁螺钉胀形防松工具

技术领域

本实用新型涉及一种燃料组件拆装工具，尤其涉及一种薄壁螺钉胀形防松工具。

背景技术

反应堆燃料组件是核电站的关键设备，经过多年的技术发展，压水堆核电站燃料组件的制造质量和运行可靠性已经达到了较高的水平，燃料组件破损概率较低，甚至许多堆芯燃料在个别循环周期内实现了燃料零破损。但是，燃料破损仍是不可能完全避免的，燃料组件在运行过程中还是会发生个别燃料棒泄露或格架损坏现象。当燃料组件中有个别燃料棒损坏后，如果忽视其损坏继续使用燃料组件，会造成极大的安全隐患。而如果只因个别燃料棒的损坏就更换整个燃料组件，则无疑会降低燃料组件的利用率，导致核燃料的浪费，同时增加核电厂的运行维护成本。

因此，需要一种设备和工艺来对燃料组件进行修复，即取出燃料组件中受损的个别单棒，将其替换为新的、完好的燃料棒，使修复后的燃料组件可以再入堆使用，提高燃料组件利用率和核电厂的经济性。

燃料组件在结构上包括多个燃料棒及上管座、下管座，上管座和下管座分别固定于多个燃料棒的上下端以对燃料棒形成支撑定位，在更换燃料棒之前，需要先将燃料组件的上管座拆卸移除，而上管座是通过管型薄壁螺钉固定的，因此，需要先将上管座上的薄壁螺钉拧松才能移除上管座。燃料棒更换完成后，将上管座重新安装到燃料组件中，然后将薄壁螺钉旋紧到上管座上。旋紧后的薄壁螺钉还需要对其裙边进行径向胀形，才能防止其在应力、变形等因素的影响下松脱，而反应堆一经投入使用，燃料组件会被高温冷却水完全淹没，而且其表面会有很强的辐射，近距离对薄壁螺钉进行胀形是不实际的。

然而现有技术中缺乏这种能够对薄壁螺钉进行胀形，并可以在远端进行操作的工具。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够对薄壁螺钉进行胀形，并可以在远端进行操作的工具。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种薄壁螺钉胀形防松工具，包括外管、内杆、胀形顶针及至少两设置于所述外管内的胀形弹片；所述内杆转动地设置于所述外管内，且所述内杆的上端突出所述外管的顶部，所述外管的内壁设置有一螺纹区，所述内杆的外壁设置螺纹并与所述螺纹区螺纹连接，所述内杆的下端开设一开口朝下的球形腔室，所述胀形顶针上下滑动地设置于所述外管内且所述胀形顶针的上端设置有容置于所述球形腔室内的圆球状的连接部，所述外管的下端开设至少两避让孔，所述胀形弹片的上端与所述外管固定，所述胀形弹片的下端遮挡于所述胀形顶针的下方并具有向外弯折且可由所述避让孔伸出所述外管之外的卡头。

与现有技术相比，由于本实用新型在所述外管下端设置有所述避让孔，所述外管中转动地设置了所述内杆，而所述内杆通过所述球形腔室与所述连接部的配合与所述胀形顶针形成连接，当转动所述内杆时，所述内杆的转动通过所述内杆与螺纹区的螺纹连接转化为轴向的直线运动，而所述内杆的直线运动进一步传递给所述胀形顶针，同时利用球面配合避免了所述胀形顶针的转动，所述胀形顶针下移后插入两所述卡头之间且顶推所述卡头伸出所述避让孔之外而卡入薄壁螺钉螺帽内设置的凹槽内，随着所述内杆的不断转动，所述胀形顶针通过所述胀形弹片对薄壁螺钉起到胀形的作用，而由于所述胀形顶针只移动不转动，因此所述胀形弹片受力方向单一，有利于所述胀形弹片定向展开。所述内杆的转动及所述内杆与所述胀形顶针的连接关系并不受其长度的限制，因此将其长度设置得越长，所述内杆上端离所述卡头的距离就越远，操作者就可以在离燃料组件较远的远端对薄壁螺钉进行胀形操作，减少受辐照剂量，提高安全性。

较佳地，所述内杆突出于所述外管顶部的一端固定有一胀形驱动把手。操作者通过摇动所述胀形驱动把手较为轻松地带动所述内杆转动，使所述内杆驱动所述胀形顶针快速地向下移动到达胀形位置。

较佳地，所述内杆突出于所述外管顶部的一端形成有扳手卡合区，所述扳手卡合区沿所述内杆轴向的投影为正六边形。所述胀形顶针到达胀形位置后，使用扭力限制扳手卡合于所述扳手卡合区并进一步转动所述内杆，使所述内杆在预定大小的转矩作用下转动，从而使薄壁螺钉的胀形效果符合预定目标。

较佳地，所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括卡位把手，所述卡位把手呈C字形且下端固定于所述外管的上端。操作者通过转动所述卡位把手，可以将整个所述薄壁螺钉胀形防松工具转动。

较佳地，所述内杆包括胀形驱动杆及螺杆，所述外管包括管座、上管、下管及螺母导向筒；所述管座固定于所述上管上端，所述上管的下端与所述下管的上端通过快速对接组件连接固定，所述螺母导向筒的上端固定于所述下管的下端，所述螺纹区、避让孔及所述胀形弹片设置于所述螺母导向筒；所述胀形驱动杆的上端突出于所述管座的顶部，所述螺杆的上端设有第一卡合连接部，所述胀形驱动杆的下端设有第二卡合连接部，所述胀形驱动杆与所述螺杆藉由所述第一卡合连接部与第二卡合连接部的卡合或脱离实现固定连接或分离，所述螺杆与所述螺纹区螺纹连接，所述螺杆的下端开设所述球形腔室。将所述外管设置为由所述管座、上管、下管及螺母导向筒连接而成，将所述内杆设置为由所述胀形驱动杆及螺杆组成，一方面能够使所述薄壁螺钉胀形防松工具在结构上分化，易于单独加工后组装，在不使用时也可以被拆分而方便收藏，另一方面为对所述薄壁螺钉胀形防松工具进行长度延伸提供了结构基础。

具体地，所述第一卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第一连接片，所述第一连接片呈与所述螺杆的外圆周一致的弧形，所述第一连接片由所述螺杆的上端延伸后扩张成圆形；所述第二卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第二连接片，所述第二连接片呈与所述胀形驱动杆的外圆周一致的弧形，两所述第二连接片由所述胀形驱动杆的下端延伸后分别卡合于两所述第一连接片之间。

更具体地，所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括至少一延长部件，所述延长部件包括延长管及位于所述延长管内的延长芯杆，所述延长管的两端分别设置有快速对接组件以分别与所述上管及下管连接固定，所述延长芯杆的两端分别设置有与所述第一卡合连接部及第二卡合连接部结构相同的第三卡合连接部及第四卡合连接部以分别与所述胀形驱动杆及螺杆连接固定。所述延长部件可以加入到所述薄壁螺钉胀形防松工具中，加长其管件、杆件长度，从而使得作为操作部件的所述胀形驱动杆的顶端更加远离燃料组件，增加安全性的同时不影响对管型螺钉的操作。

具体地，所述螺母导向筒的下端形成插入所述薄壁螺钉内的螺钉定位头。

较佳地，所述胀形顶针的底部呈圆锥形，所述胀形弹片形成所述卡头的一端贴近所述胀形顶针的圆锥面。

较佳地，所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括一设置于所述外管内的胀形套，所述胀形套的上端与所述外管固定，所述胀形套的下端分叉延伸形成至少两所述胀形弹片，所述胀形顶针穿过所述胀形套。

附图说明

图1是薄壁螺钉胀形防松工具的整体外观示意图。

图2是薄壁螺钉胀形防松工具平面剖视图。

图3是薄壁螺钉胀形防松工具上端的立体剖视图。

图4是薄壁螺钉胀形防松工具下端的立体剖视图。

图5是薄壁螺钉胀形防松工具中球形腔室与连接部的连接关系示意图。

图6是图2中A处的放大图。

图7是延长部件的示意图。

图8a是胀形顶针对薄壁螺钉胀形前的示意图。

图8b是胀形顶针对薄壁螺钉胀形后的示意图。

具体实施方式

下面结合给出的说明书附图对本实用新型的较佳实施例作出描述。

结合图1至图6所示，本实施例中提供了一种薄壁螺钉胀形防松工具，包括外管1、内杆2、胀形顶针3及至少两设置于外管1内的胀形弹片71；内杆2转动地设置于外管1内，且内杆2的上端突出外管1的顶部，外管1的内壁设置有一螺纹区141，内杆2的外壁设置螺纹并与螺纹区141螺纹连接，内杆2的下端开设一开口朝下的球形腔室220，内杆2下端的侧壁还形成有与球形腔室220连通的圆孔221，胀形顶针3设置于外管1内，胀形顶针3的上端设置有与球形腔室220对应的圆球状的连接部31，连接部31由圆孔221卡入并容置于球形腔室220内，外管1的下端开设至少两避让孔142，胀形弹片71的上端与外管1固定，胀形弹片71的下端遮挡于胀形顶针3的下方并具有向外弯折且可由避让孔142伸出外管1之外的卡头711。

作为一种较佳的实施方式，本实施例中的薄壁螺钉胀形防松工具还包括卡位把手4、吊环5、胀形驱动把手6及胀形套7。同时，为了便于管型螺钉操作工具中各管件与杆件的加工成型，使其结构灵活并可分化而易于收藏，将外管1设置为由管座11、上管12、下管13及螺母导向筒14组合而成的结构，并将内杆2设置为包括胀形驱动杆21及螺杆22的结构。

管座11固定于上管12的上端，管座11的内部具有空腔以供胀形驱动杆21穿过，且管座11与胀形驱动杆21之间设置有支撑胀形驱动杆21并实现径向定位的轴套111，使胀形驱动杆21可以相对管座11转动或上下移动。卡位把手4呈C字形并沿内杆2的轴向设置，卡位把手4下端固定于管座11，吊环5枢接于卡位把手4的上端。螺母导向筒14下端侧壁向外凸伸形成有定位销143，操作者通过转动卡位把手4，可以将整个薄壁螺钉胀形防松工具转动，从而使定位销143转动并卡入上管12座11适配装置的孔臂凹槽中，为胀形顶针3伸出胀形提供支撑。

胀形驱动杆21突出于管座11之上的一端形成有扳手卡合区211，扳手卡合区211沿胀形驱动杆21轴向的投影为正六边形。胀形驱动把手6固定于胀形驱动杆21并位于扳手卡合区211的上方。在进行胀形操作时，操作者先通过摇动胀形驱动把手6较为轻松地带动内杆2转动，使内杆2驱动胀形顶针3快速地向下移动到达胀形位置，胀形顶针3到达胀形位置后，再使用扭力限制扳手卡合于扳手卡合区211并进一步转动内杆2，使内杆2在预定大小的转矩作用下转动，从而使薄壁螺钉的胀形效果符合预定目标。

上管12的上端与管座11固定，螺母导向筒14固定于下管13的下端并容纳胀形顶针3，螺纹区141形成于螺母导向筒14内靠近其上端开口的位置，避让孔142开设于螺母导向筒14的下端，螺母导向筒14的下端形成插入薄壁螺钉内的螺钉定位头144，螺钉定位头144呈末端具有圆弧的圆锥形。

上管12的下端与下管13的上端通过快速对接组件a连接固定，快速对接组件包括公头a1、母头a2，其结构是本领域内常用的进行快速连接固定的结构，比如可以在公头a1设置插槽，将母头a2设置为插头，通过插头与插槽的配合实现上管12与下管13的连接固定。还可以将公母头设置为螺纹连接的形式，通过相对旋转来实现上管12与下管13的连接固定。

胀形驱动杆21与胀形驱动把手6固定的方式是在胀形驱动把手6上开设方孔，并在胀形驱动杆21上设置对应的方轴，方孔与方轴插接配合实现胀形驱动把手6在胀形驱动杆21上的固定。胀形驱动杆21更具体的是由两实心杆及一空心杆连接而成。

螺杆22的上端设有第一卡合连接部，胀形驱动杆21的下端设有第二卡合连接部，胀形驱动杆21与螺杆22藉由第一卡合连接部与第二卡合连接部的卡合或脱离实现固定连接或分离。具体地，第一卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第一连接片222，第一连接片222呈与螺杆22的外圆周一致的弧形，第一连接片222由螺杆22的上端延伸后扩张成圆形；第二卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第二连接片212，第二连接片212呈与胀形驱动杆21的外圆周一致的弧形，两第二连接片212由胀形驱动杆21的下端延伸后分别卡合于两第一连接片222之间。两第一连接片222与两第二连接片212在形状上恰好对应配合，卡合连接后其外轮廓完全封闭并形成与胀形驱动杆21及螺杆22对应的圆柱，从而可以将胀形驱动杆21的运动传递给螺杆22。

螺杆22伸入螺母导向筒14内的一端设置外螺纹以与螺母导向筒14内的螺纹区141螺纹连接。螺杆22的下端开设球形腔室220。

胀形顶针3是实心的阶梯轴，其直径由上至下多次减小，胀形顶针3的底部呈圆锥形。

胀形套7设置于螺母导向筒14内并套在胀形顶针3上，胀形套7的一端与螺母导向筒14通过螺钉或销轴等方式固定，胀形套7的另一端分叉延伸形成至少两胀形弹片71，且两胀形弹片71形成卡头711的一端贴近胀形顶针3底部的圆锥面。本实施例中胀形弹片71的数量为两个，两胀形弹片71呈相对设置，螺母导向筒14下端的避让孔142的数量也为两个并呈相对设置。

再结合图7，薄壁螺钉胀形防松工具还可包括至少一延长部件8。由于外管1管包括可以分离的上管12与下管13，而内杆2包括可以分离的胀形驱动杆21及螺杆22，这为对薄壁螺钉胀形防松工具进行长度延伸提供了结构基础。延长部件8包括延长管81及位于延长管81内的延长芯杆82，延长管81的两端分别设置有快速对接组件以分别与上管12及下管13连接固定，延长芯杆82的两端分别设置有与第一卡合连接部及第二卡合连接部结构相同的第三卡合连接部821及第四卡合连接部822以分别与胀形驱动杆21及螺杆22连接固定。当需要加长薄壁螺钉胀形防松工具的长度时，将上管12与下管13分离，并将胀形驱动杆21与螺杆22分离，然后先将延长芯杆82放置到胀形驱动杆21与螺杆22之间，通过几个卡合连接部相互配合使延长芯杆82与上胀形驱动杆21及螺杆22连接固定成一更长的杆体，然后套接上延长管81，使延长管81位于上管12与下管13之间，并将延长管81安装到上管12与下管13之间并使用快速对接部件进行连接固定。延长部件8可以加入到薄壁螺钉胀形防松工具中，加长其管件、杆件长度，从而使得作为操作部件的卡位把手4、胀形驱动把手6更加远离燃料组件，增加安全性的同时不影响对管型螺钉的操作。延长部件8的数量可以有很多个，视具体情况决定选用多少个加装到工具中。本实施例中，采用两个长度不同的延长部件8，其中一延长部件8的延长管81及延长芯杆82的长度为2000mm，另一延长部件8的延长管81及延长芯杆82的长度为1500mm。当然多个延长部件8也可以是其他任意相同或不同的长度。

本实施例中，上管12及下管13的连接处内设置一导向套筒9以对胀形驱动杆21及螺杆22起支撑及径向定位的作用。

在以上附图的基础上结合图8a、图8b，当需要对上管座11上的薄壁螺钉b进行胀形操作时，将薄壁螺钉b胀形防松工具吊装到上管座11上的指定位置使螺钉定位头144插入薄壁螺钉b内，然后转动胀形驱动把手6驱使胀形驱动杆21转动，与胀形驱动杆21连接的螺杆22同步转动，而螺杆22与螺母导向筒14内螺纹区141螺纹连接，因此螺杆22在转动的同时也会在螺母导向筒14内做轴向直线运动，螺杆22与胀形顶针3通过球形腔室220与连接部31的圆头设计连接到一起，从而可以将螺杆22的直线运动传递给胀形顶针3，使得胀形顶针3快速向下移动到达胀形位置。然后，使用扭力限制扳手卡合于扳手卡合区211并继续转动胀形驱动杆21，胀形顶针3继续下移到两胀形弹片71之间并利用其末端的圆锥面顶推胀形弹片71变形，使胀形弹片71上的卡头711从螺母导向筒14上的避让孔142中伸出并卡入薄壁螺钉b内，由于胀形顶针3只移动不转动，因此胀形弹片71受力方向单一，有利于胀形弹片71定向展开。随着扭力限制扳手的进一步转动，对薄壁螺钉b的胀形操作得以完成。

与现有技术相比，由于胀形驱动杆21及螺杆22的转动及螺杆22与胀形顶针3的连接关系并不受其长度的限制，因此将其长度设置得越长，胀形驱动把手及扳手卡合区211离卡头711的距离就越远，操作者就可以在离燃料组件较远的远端对薄壁螺钉b进行胀形操作，减少受辐照剂量，提高安全性。

以上所揭露的仅为本实用新型的较佳实例而已，其作用是方便本领域的技术人员理解并据以实施，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：包括外管、内杆、胀形顶针及至少两设置于所述外管内的胀形弹片；所述内杆转动地设置于所述外管内，且所述内杆的上端突出所述外管的顶部，所述外管的内壁设置有一螺纹区，所述内杆的外壁设置螺纹并与所述螺纹区螺纹连接，所述内杆的下端开设一开口朝下的球形腔室，所述胀形顶针上下滑动地设置于所述外管内且所述胀形顶针的上端设置有容置于所述球形腔室内的圆球状的连接部，所述外管的下端开设至少两避让孔，所述胀形弹片的上端与所述外管固定，所述胀形弹片的下端遮挡于所述胀形顶针的下方并具有向外弯折且可由所述避让孔伸出所述外管之外的卡头。

2.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述内杆突出于所述外管顶部的一端固定有一胀形驱动把手。

3.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述内杆突出于所述外管顶部的一端形成有扳手卡合区，所述扳手卡合区沿所述内杆轴向的投影为正六边形。

4.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括卡位把手，所述卡位把手呈C字形且下端固定于所述外管的上端。

5.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述内杆包括胀形驱动杆及螺杆，所述外管包括管座、上管、下管及螺母导向筒；

所述管座固定于所述上管上端，所述上管的下端与所述下管的上端通过快速对接组件连接固定，所述螺母导向筒的上端固定于所述下管的下端，所述螺纹区、避让孔及所述胀形弹片设置于所述螺母导向筒；

所述胀形驱动杆的上端突出于所述管座的顶部，所述螺杆的上端设有第一卡合连接部，所述胀形驱动杆的下端设有第二卡合连接部，所述胀形驱动杆与所述螺杆藉由所述第一卡合连接部与第二卡合连接部的卡合或脱离实现固定连接或分离，所述螺杆与所述螺纹区螺纹连接，所述螺杆的下端开设所述球形腔室。

6.如权利要求5所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述第一卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第一连接片，所述第一连接片呈与所述螺杆的外圆周一致的弧形，所述第一连接片由所述螺杆的上端延伸后扩张成圆形；所述第二卡合连接部包括两相对设置且中间具有间隔的第二连接片，所述第二连接片呈与所述胀形驱动杆的外圆周一致的弧形，两所述第二连接片由所述胀形驱动杆的下端延伸后分别卡合于两所述第一连接片之间。

7.如权利要求6所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括至少一延长部件，所述延长部件包括延长管及位于所述延长管内的延长芯杆，所述延长管的两端分别设置有快速对接组件以分别与所述上管及下管连接固定，所述延长芯杆的两端分别设置有与所述第一卡合连接部及第二卡合连接部结构相同的第三卡合连接部及第四卡合连接部以分别与所述胀形驱动杆及螺杆连接固定。

8.如权利要求5所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述螺母导向筒的下端形成插入所述薄壁螺钉内的螺钉定位头。

9.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述胀形顶针的底部呈圆锥形，所述胀形弹片形成所述卡头的一端贴近所述胀形顶针的圆锥面。

10.如权利要求1所述的薄壁螺钉胀形防松工具，其特征在于：所述薄壁螺钉胀形防松工具还包括一设置于所述外管内的胀形套，所述胀形套的上端与所述外管固定，所述胀形套的下端分叉延伸形成至少两所述胀形弹片，所述胀形顶针穿过所述胀形套。