CN208954644U - 一种放射源的倒装工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种放射源的倒装工装。该倒装工装包括屏蔽罐、顶塞、快门、源包壳；打开顶塞，关闭快门，源包壳从屏蔽罐上方放入屏蔽罐内；关闭顶塞，打开快门，源包壳从屏蔽罐下方掉出来。该倒装工装针对放射源的现场操作，提供了一体式、多功能的工装，具备放射源转运、贮存和倒装功能，同时满足了辐照装置寿期内热调试、维修和退役的需求；是纯机械式工装，结构简单、易于加工，且不含辐射易损元件，可重复使用，辐射本质安全性好，适用于低、高活度放射源操作。引入源包壳，将放射源“封在”源包壳后使用，放射源的操作体积可增大约10倍，降低操作精度和难度。该使用方法操作简易，安全性高，能够满足放射源现场使用需求。

Description

一种放射源的倒装工装

技术领域

本实用新型属于电离辐射效应实验技术领域，具体涉及一种放射源的倒装工装。

背景技术

放射源释放的核辐射（主要为中子和γ）穿过物体时，通过辐射能量传递，引发辐射效应，使物体的物理、化学、生物或机械性能发生变化。辐照装置已广泛用于食品灭菌、材料改性、农业育种、放射治疗和科学研究等领域。放射源主要由反应堆生产，生产商将源分装入特制的转运容器，运送至业主单位后，再实施现场操作，主要包括三方面内容：转运，放射源从货包取出后转移至装置附近；贮存，放射源装填准备期间的临时存放；倒装，放射源的装填（装源）或更换（取源）。核辐射对人体危害较大，须使用特殊装置实施放射源现场操作，常用装置包括热室、远程机械手装置和特制工装。热室装置耗资较大且场所固定，多用于放射源生产线。远程机械手装置研制周期长，经济成本也较大，要求场所有较大的操作空间和辐射屏蔽能力，电机（含解码器）等单元对核辐射较为敏感，装置仅能满足部分现场操作需求。机械工装辐射耐受能力强，根据实际需求，研制特制机械工装实施放射源现场操作是较为经济和便捷的方法。

中国专利文献库公开了名称为“一种放射源倒装设备和放射源倒装方法”（CN200910189608.2）和“一种装源设备和放射源倒装方法”（CN201210592541.9），这两个专利申请均为放射源现场倒装工装，原理类似于“热室”，在照射器进源口周围，搭建临时屏蔽仓，利用穿孔机械手，将放射源装入/取出照射器，该放射源现场倒装工装重量较大，组装较为耗时，不涉及放射源转运和贮存内容。中国专利文献库还公开了名称为“一种放射源储存、气动传送和转移装置”（CN201510329343.7），该装置是一种放射源贮存/转运工装，利用气动管道将放射源“泵入”或“泵出”屏蔽罐，需配置高压气流发生器，而且管道无屏蔽能力，出源瞬间，周围环境辐射剂量较高，存在一定的辐射风险，工作人员不能靠近，不涉及放射源倒装内容。中国专利文献库还公开了名称为“运输铅罐、移动源罐以及放射源运输系统”（CN201620444519.3），该系统是一种基于“移动式铅罐”的放射源转运工装，不涉及放射源倒装内容；中国专利文献库还公开了名称为“一种启动中子源转移装置”（CN201720004996.2），该装置类似于“支架式”长柄转运工具，不涉及放射源运输及倒装内容。

综上所述，从功能层面讲，现有的工装和方法，或专注于转运、或专注于贮存、或关注于倒装，功能尚不能完全满足现场操作需求。从实际操作层面讲，现有工装或重量大（使用不便）、或需附属设备（额外经济支出）、或功能简易，对工作人员熟练度要求较高。从实用层面讲，现有的工装和方法适用的放射源规格较小，通常为毫米量级，最大为厘米量级。从安全性层面讲，现有工装或方法均直接操作放射源，安全性较差。

发明内容

本实用新型所要解决的一个技术问题是提供一种放射源的倒装工装。

本实用新型的放射源的倒装工装，其特点是，所述的倒装工装包括屏蔽罐、顶塞、快门、源包壳；打开顶塞，关闭快门，源包壳从屏蔽罐上方放入屏蔽罐内；关闭顶塞，打开快门，源包壳从屏蔽罐下方掉出来；

所述的屏蔽罐包括罐体、罐壳、吊耳和罐脚；所述的罐壳为圆柱型壳体，罐壳的圆柱形外壁面安装有一对对称的吊耳；罐壳的底面安装有多个罐脚；罐壳内部竖直开有“T型”孔道，罐壳的上表面与“T型”孔道的上表面平齐，罐壳下部水平开有“矩形”空腔，罐壳底部开有出源孔，“矩形”空腔内设有快门孔道，移动快门，快门孔道与“T型”孔道的竖直段和出源孔连通或断开；罐壳内部的空腔中填充有罐体，罐体为屏蔽材料；

所述的顶塞包括吊环、顶塞芯、顶塞扣、顶塞壳，顶塞壳为“T型”，顶塞壳与罐壳内的“T型”孔道配装，配装后“T型”孔道的下端留有安放源包壳的空间；顶塞壳内填充有顶塞芯，顶塞芯为屏蔽材料；顶塞壳的上表面与罐壳的上表面平齐，顶塞壳的上表面与罐壳的上表面之间固定有顶塞扣，锁紧顶塞扣卡紧顶塞壳，关闭顶塞；顶塞壳上固定有吊环，打开顶塞扣并拉动吊环拿开顶塞壳打开顶塞；

所述的快门包括快门芯、手轮、快门扣、定位螺栓、丝杆、快门壳和快门孔道；快门芯与罐壳内的“矩形”空腔配装，快门芯内设有快门孔道，快门芯的外表面覆盖有快门壳，快门壳的外表面与罐壳的外表面圆滑过渡；快门壳上固定有丝杆，丝杆与手轮连接，转动手轮带动丝杆前进或后退，拉动快门孔道与“T型”孔道的竖直段和出源孔连通或断开，快门壳上还固定有定位螺栓，定位螺栓限定丝杆的运动极限位置 ；快门壳的外表面与罐壳的外表面之间安装快门扣，锁紧快门扣卡紧快门壳，固定快门；快门芯为屏蔽材料；

所述的源包壳安放在罐壳内部“T型”孔道的下端，源包壳包括包壳塞和包壳壁，包壳壁的上端有用于封装放射源的包壳塞。

所述的屏蔽材料为铅。

所述的包壳壁为中空结构；包壳壁的上端外表面有外螺纹；包壳壁的下端开孔，孔内有内螺纹；外螺纹和内螺纹为反丝型。

本实用新型的放射源的倒装工装的使用方法包括以下步骤：

a.储存，打开源包壳的包壳塞，将放射源装入源包壳，关闭包壳塞；拉开顶塞的吊环，拿开顶塞，将源包壳装入屏蔽罐内“T型”孔道的下端预留的安放源包壳的空间，锁紧顶塞扣卡紧顶塞壳，关闭顶塞，得到存储了放射源的放射源的倒装工装；

b.转运，将放射源的倒装工装整体转运至辐照装置附近贮存；

c.装源，将放射源的倒装工装整体与辐照装置对接，转动快门的手轮，拉出快门芯，直至快门孔道、屏蔽罐的“T型”孔道和屏蔽罐的出源孔，三者轴线重合，源包壳在重力的作用下落入辐照装置，挪开放射源的倒装工装；封闭辐照装置的射线泄露孔道后，工作人员靠近辐照装置，利用源包壳的包壳壁上端的外螺纹和下端孔内的内螺纹，将源包壳固定在辐照装置内；

d.取源，利用源包壳的包壳壁上端的外螺纹和下端孔内的内螺纹，松开源包壳与辐照装置的固定，将放射源的倒装工装与辐照装置对接，转动快门的手轮，拉出快门芯，直至快门孔道、屏蔽罐的“T型”孔道和屏蔽罐的出源孔，三者轴线重合，利用辐照装置的顶杆，将源包壳从辐照装置内顶入放射源的倒装工装中，反向转动手轮，推进快门芯，直至快门芯卡住源包壳后，收回辐照装置的顶杆，继续反向转动手轮到底，锁紧快门扣，将放射源的倒装工装整体取出。

本实用新型的放射源的倒装工装针对放射源的现场操作，提供了一体式、多功能的工装，具备放射源转运、贮存和倒装（装源和取源）功能，同时满足了辐照装置寿期内热调试、维修和退役的需求；本实用新型的放射源的倒装工装是纯机械式工装，结构简单、经济、易于加工，且不含电子器件等辐射易损元件，可重复使用，具备较好的辐射本质安全性，适用于低、高活度放射源操作。本实用新型的放射源的倒装工装引入源包壳，将放射源“封在”源包壳后使用，放射源的操作体积可增大约10倍，大幅降低放射源的操作精度和难度。

本实用新型的放射源的倒装工装的使用方法操作简易，安全性高，能够满足放射源现场使用需求。

附图说明

图1为本实用新型的放射源的倒装工装的结构示意图；

图2为本实用新型的放射源的倒装工装的立体图；

图3为本实用新型的放射源的倒装工装中的源包壳结构示意图；

图4为本实用新型的放射源的倒装工装与辐照装置对接情况示意图；

图中，1.吊环 2.顶塞芯 3.顶塞扣 4.包壳塞 5.罐体 6.快门芯 7.手轮8.快门扣 9.定位螺栓 10.罐脚 11.丝杆 12.出源孔 13.包壳壁 14.罐壳 15.吊耳 16.顶塞壳 17.快门壳 18.放射源 19.快门孔道 20.辐照装置 21.脚手架 22.放射源的倒装工装。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型。

以下实施例仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制。有关技术领域的人员在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化、替换和变形，因此同等的技术方案也属于本实用新型的范畴。

如图1~3所示，本实用新型的放射源的倒装工装包括屏蔽罐、顶塞、快门、源包壳；打开顶塞，关闭快门，源包壳从屏蔽罐上方放入屏蔽罐内；关闭顶塞，打开快门，源包壳从屏蔽罐下方掉出来；

所述的屏蔽罐包括罐体5、罐壳14、吊耳15和罐脚10；所述的罐壳14为圆柱型壳体，罐壳14的圆柱形外壁面安装有一对对称的吊耳15；罐壳14的底面安装有多个罐脚10；罐壳14内部竖直开有“T型”孔道，罐壳14的上表面与“T型”孔道的上表面平齐，罐壳14下部水平开有“矩形”空腔，罐壳14底部开有出源孔12，“矩形”空腔内设有快门孔道19，移动快门，快门孔道19与“T型”孔道的竖直段和出源孔12连通或断开；罐壳14内部的空腔中填充有罐体5，罐体5为屏蔽材料；

所述的顶塞包括吊环1、顶塞芯2、顶塞扣3、顶塞壳16，顶塞壳16为“T型”，顶塞壳16与罐壳14内的“T型”孔道配装，配装后“T型”孔道的下端留有安放源包壳的空间；顶塞壳16内填充有顶塞芯2，顶塞芯2为屏蔽材料；顶塞壳16的上表面与罐壳14的上表面平齐，顶塞壳16的上表面与罐壳14的上表面之间固定有顶塞扣3，锁紧顶塞扣3卡紧顶塞壳16，关闭顶塞；顶塞壳16上固定有吊环1，打开顶塞扣3并拉动吊环1拿开顶塞壳16打开顶塞；

所述的快门包括快门芯6、手轮7、快门扣8、定位螺栓9、丝杆11、快门壳17和快门孔道19；快门芯6与罐壳14内的“矩形”空腔配装，快门芯6内设有快门孔道19，快门芯6的外表面覆盖有快门壳17，快门壳17的外表面与罐壳14的外表面圆滑过渡；快门壳17上固定有丝杆11，丝杆11与手轮7连接，转动手轮7带动丝杆11前进或后退，拉动快门孔道19与“T型”孔道的竖直段和出源孔12连通或断开，快门壳17上还固定有定位螺栓9，定位螺栓9限定丝杆11的运动极限位置 ；快门壳17的外表面与罐壳14的外表面之间安装快门扣8，锁紧快门扣8卡紧快门壳17，固定快门；快门芯6为屏蔽材料；

所述的源包壳安放在罐壳14内部“T型”孔道的下端，源包壳包括包壳塞4和包壳壁13，包壳壁13的上端有用于封装放射源的包壳塞4。

所述的屏蔽材料为铅。

所述的包壳壁13为中空结构；包壳壁13的上端外表面有外螺纹；包壳壁13的下端开孔，孔内有内螺纹；外螺纹和内螺纹为反丝型。

实施例1

本实施例中放射源18的活度为16Ci（III类源），规格为φ12.5mm×18mm。包壳壁13为中空的双层不锈钢，内、外壁的厚度均为1mm，外壁外尺寸φ3cm×8cm，内壁内尺寸φ13mm×19mm。快门孔道19、罐壳14内的“T型”孔道的竖直段和出源孔12的半径均为3.2cm。包壳塞为钨合金质，规格为φ1.3cm×4cm。罐体5为铅质，厚度12.5cm。快门芯6规格为铅质，规格15cm（长）×13cm（宽）×13cm（高）。放射源的倒装工装22的整体重量约为140kg。如图4所示，在空间狭小（2m×2m×2m）的辐照室内，将放射源的倒装工装22与辐照装置20对接，实施装源、取源操作。

本实施例的放射源的倒装工装的使用方法包括以下步骤：

a.储存，打开源包壳的包壳塞4，将放射源18装入源包壳，关闭包壳塞4；拉开顶塞的吊环，拿开顶塞，将源包壳装入屏蔽罐内“T型”孔道的下端预留的安放源包壳的空间，锁紧顶塞扣3卡紧顶塞壳16，关闭顶塞，得到存储了放射源18的放射源的倒装工装22，罐壳14表面的γ射线剂量率为1.9μSv/h（安全值）；

b.转运，利用手动叉车从罐脚10位置叉起放射源的倒装工装22，整体转运至辐照装置20附近贮存；

c.装源，利用脚手架21，将放射源的倒装工装22整体与辐照装置20对接，转动快门的手轮7，拉出快门芯6，直至快门孔道19、屏蔽罐的“T型”孔道和屏蔽罐的出源孔12，三者轴线重合，源包壳在重力的作用下落入辐照装置，伴随金属撞击声，确认源包壳安装到位，挪开放射源的倒装工装22；利用长杆工具，吊装辐照装置20的屏蔽塞，封闭辐照装置的射线泄露孔道后，工作人员靠近辐照装置，利用源包壳的包壳壁13上端的外螺纹和下端孔内的内螺纹，将源包壳固定在辐照装置内；

d.取源，利用源包壳的包壳壁13上端的外螺纹和下端孔内的内螺纹，松开源包壳与辐照装置的固定，利用脚手架21，将放射源的倒装工装22与辐照装置20对接，转动快门的手轮7，拉出快门芯6，直至快门孔道19、屏蔽罐的“T型”孔道和屏蔽罐的出源孔12，三者轴线重合，利用辐照装置的顶杆，将源包壳从辐照装置内顶入放射源的倒装工装22中，反向转动手轮7，推进快门芯6，直至快门芯6卡住源包壳后，收回辐照装置的顶杆，利用辐射监测仪表确认源包壳位置后，继续反向转动手轮7到底，锁紧快门扣8，将放射源的倒装工装22整体取出。

实施例2

本实施例与实施例1的实施方式基本相同，主要区别在于放射源18活度减小为1Ci，罐体5厚度相应减小为10cm。经上述实施后，本实用新型放射源的倒装工装22的整体重量约为72kg，罐壳14表面剂量率约2.0μSv/h（安全值）。

Claims (2)

1.一种放射源的倒装工装，其特征在于，所述的倒装工装包括屏蔽罐、顶塞、快门、源包壳；打开顶塞，关闭快门，源包壳从屏蔽罐上方放入屏蔽罐内；关闭顶塞，打开快门，源包壳从屏蔽罐下方掉出来；

所述的屏蔽罐包括罐体（5）、罐壳（14）、吊耳（15）和罐脚（10）；所述的罐壳（14）为圆柱型壳体，罐壳（14）的圆柱形外壁面安装有一对对称的吊耳（15）；罐壳（14）的底面安装有多个罐脚（10）；罐壳（14）内部竖直开有“T型”孔道，罐壳（14）的上表面与“T型”孔道的上表面平齐，罐壳（14）下部水平开有“矩形”空腔，罐壳（14）底部开有出源孔（12），“矩形”空腔内设有快门孔道（19），移动快门，快门孔道（19）与“T型”孔道的竖直段和出源孔（12）连通或断开；罐壳（14）内部的空腔中填充有罐体（5），罐体（5）为屏蔽材料；

所述的顶塞包括吊环（1）、顶塞芯（2）、顶塞扣（3）、顶塞壳（16），顶塞壳（16）为“T型”，顶塞壳（16）与罐壳（14）内的“T型”孔道配装，配装后“T型”孔道的下端留有安放源包壳的空间；顶塞壳（16）内填充有顶塞芯（2），顶塞芯（2）为屏蔽材料；顶塞壳（16）的上表面与罐壳（14）的上表面平齐，顶塞壳（16）的上表面与罐壳（14）的上表面之间固定有顶塞扣（3），锁紧顶塞扣（3）卡紧顶塞壳（16），关闭顶塞；顶塞壳（16）上固定有吊环（1），打开顶塞扣（3）并拉动吊环（1）拿开顶塞壳（16）打开顶塞；

所述的快门包括快门芯（6）、手轮（7）、快门扣（8）、定位螺栓（9）、丝杆（11）、快门壳（17）和快门孔道（19）；快门芯（6）与罐壳（14）内的“矩形”空腔配装，快门芯（6）内设有快门孔道（19），快门芯（6）的外表面覆盖有快门壳（17），快门壳（17）的外表面与罐壳（14）的外表面圆滑过渡；快门壳（17）上固定有丝杆（11），丝杆（11）与手轮（7）连接，转动手轮（7）带动丝杆（11）前进或后退，拉动快门孔道（19）与“T型”孔道的竖直段和出源孔（12）连通或断开，快门壳（17）上还固定有定位螺栓（9），定位螺栓（9）限定丝杆（11）的运动极限位置 ；快门壳（17）的外表面与罐壳（14）的外表面之间安装快门扣（8），锁紧快门扣（8）卡紧快门壳（17），固定快门；快门芯（6）为屏蔽材料；

所述的源包壳安放在罐壳（14）内部“T型”孔道的下端，源包壳包括包壳塞（4）和包壳壁（13），包壳壁（13）的上端有用于封装放射源的包壳塞（4）。

2.根据权利要求1所述的放射源的倒装工装，其特征在于，所述的包壳壁（13）为中空结构；包壳壁（13）的上端外表面有外螺纹；包壳壁（13）的下端开孔，孔内有内螺纹；外螺纹和内螺纹为反丝型。