CN216049697U - 一种用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，包括两个并排布置的内径壁厚检测机构，以及设置于两个内径壁厚检测机构之间的用于核燃料元件包壳管搬移的检测过渡机构，其中，两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管的两端进行内径和壁厚的测量。本实用新型采用两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管两端进行内径和壁厚的测量，并利用检测过渡机构顶推核燃料元件包壳管实现包壳管的搬移过渡，实现了包壳管参数自动化检测操作，有效提高了包壳管内径和壁厚参数的测量效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种包壳管检测设备，具体地讲，是涉及一种用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置。
背景技术
核燃料元件包壳管的检测包括对包壳管长度、外径、内径、壁厚、内壁缺陷检测等方面，目前检测时缺乏有效的自动化手段，是本领域技术人员的重要研究方向。例如内径和壁厚检测中，只是将包壳管置于检测平台上，在包壳管端部使用视觉测量仪器或直径测量仪器进行检测，操作较为繁琐，检测结果不够准确，检测效率较低，无法满足现有工业化生产需要，因此亟需改进。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种检测高效准确并能满足工业化检测要求的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，包括两个并排布置的内径壁厚检测机构，以及设置于两个内径壁厚检测机构之间的用于核燃料元件包壳管搬移的检测过渡机构，其中，两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管的两端进行内径和壁厚的测量；
所述内径壁厚检测机构包括呈长条状的底架，通过电机安装板安置于底架一端的传送伺服电机，通过联轴器与传送伺服电机输出轴连接的传送驱动轴，多个间隔设置于底架上并与传送驱动轴传动连接的支撑导轮传送组件，设置于底架另一端的传送夹持机构和用于感应核燃料元件包壳管传送位置的光电开关，以及靠近光电开关所在底架一端设置的用于测量核燃料元件包壳管内径和壁厚的光谱共聚焦组件，其中，所述传送驱动轴穿过支撑导轮传送组件连接。
进一步地，所述支撑导轮传送组件包括与底架连接的支撑基体，套置于传送驱动轴上并穿过支撑基体设置的传动轴套，套置于传送轴套上并位于支撑基体内的主螺旋齿轮，在传动轴套上方横向与之垂直设置的传动从动轴，套置于传动从动轴上并在支撑基体内与主螺旋齿轮啮合的从螺旋齿轮，以及在支撑基体外与传动从动轴端部套接的支撑导轮。
具体地，所述支撑导轮采用V型轮，且其上的V槽用于支撑核燃料元件包壳管。
进一步地，所述传送夹持机构包括与底座连接的气缸固定支架，安置于气缸固定支架上的沿核燃料元件包壳管轴向走向的无杆气缸，横置固定于无杆气缸的活动端上的气爪安装板，安置于气爪安装板上的平行气爪，以及分别设置于平行气爪的两个活动端上且相互匹配用于夹持核燃料元件包壳管的平行爪手，其中所述平行爪手由PE材料制成。
具体地，两个所述平行爪手正对的侧面上均设有用于卡住包壳管的V槽，且一个平行爪手上的V槽配置为卡块，另一个平行爪手上的V槽配置为卡槽。
进一步地，所述光谱共聚焦组件包括检测安装支架，安置于检测安装支架上且轴向与核燃料元件包壳管轴向同向的中空旋转平台，安置于检测安装支架上并与中空旋转平台传动连接的检测伺服电机，安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节组件，安置于检测安装支架上的光谱共聚焦主机，以及与光谱共聚焦主机电连接的由中空旋转平台中心中空处穿出并安置于检测调节组件上的光谱共聚焦探头，其中，所述光谱共聚焦探头配置为并排齐平的两个，测量时核燃料元件包壳管端部套置于一个光谱共聚焦探头上。
进一步地，所述检测调节组件包括安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节直线模组，安置于检测调节直线模组的活动端上的调节滑台，以及安置于调节滑台上的用于安置光谱共聚焦探头的探头安装件。
进一步地，所述检测过渡机构包括作为支撑的过渡下架，设置于过渡下架上的竖撑柱，通过导套设置于竖撑柱上的顶推杆，安置于顶推杆上端的过渡上架，安置于过渡上架上并在两个内径壁厚检测机构之间形成核燃料元件包壳管搬移过渡的检测过渡板，设置于顶推杆下端的顶推斜滑块，横向安置于过渡下架上设置的导套内的横推杆，一端与过渡下架连接且另一端与横推杆连接的横推气缸，固定设置于横推杆上的顶推连板，以及在顶推连板上斜向设置的并与顶推斜滑块匹配的顶推斜导杆。
进一步地，所述检测过渡板包括依次连接的第一过渡斜槽、第二过渡斜槽和第三过渡斜槽，所述第一过渡斜槽用于在上料端与一个内径壁厚检测机构之间形成上料过渡，所述第二过渡斜槽用于在两个内径壁厚检测机构之间形成搬移过渡，所述第三过渡斜槽用于在另一个内径壁厚检测机构与下料端之间形成下料过渡。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
(1)本实用新型采用两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管两端进行内径和壁厚的测量，并利用检测过渡机构顶推核燃料元件包壳管实现包壳管的搬移过渡，实现了包壳管参数自动化检测操作，有效提高了包壳管内径和壁厚参数的测量效率。本实用新型设计巧妙，结构简单，使用方便，适于在核燃料元件包壳管内径和壁厚测量中应用。
(2)本实用新型在通过检测过渡机构搬移了核燃料元件包壳管之后，采用电机同步驱动的支撑导轮传送组件将包壳管轴向传送至检测位置，并利用传送夹持机构将包壳管端部与光谱共聚焦组件准确对位进行测量，有效提高了包壳管内径和壁厚检测的准确性。
(3)本实用新型利用检测过渡机构上配置的检测过渡板在上料端、两个内径壁厚检测机构和下料端之间形成错位结合，巧妙实现了三个位置之间的搬移过渡，保证了包壳管的短距离平稳搬移而不会受到损伤。
(4)本实用新型的光谱共聚焦组件采用双探头形式有效测量包壳管内径和壁厚，并可通过配置的中空旋转平台转动多个角度进行多次测量，进一步提高了内径和壁厚参数检测的准确度，并且还可利用配置的直线模组和滑台调节探头位置，保证了与包壳管的端部准确对位。
附图说明
图1为本实用新型-实施例一端的结构示意图。
图2为本实用新型-实施例中内径壁厚检测机构一端的结构示意图。
图3为本实用新型-实施例中内径壁厚检测机构另一端的结构示意图。
图4为本实用新型-实施例中支撑导轮传送组件的结构示意图。
图5为本实用新型-实施例中支撑导轮传送组件的竖向剖视图。
图6为本实用新型-实施例中支撑导轮传送组件的横向剖视图。
图7为本实用新型-实施例中传送夹持机构的结构示意图。
图8为本实用新型-实施例中光谱共聚焦组件的结构示意图。
图9为本实用新型-实施例中检测过渡机构一端的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的实施方式包括但不限于下列实施例。
实施例
如图1至图9所示，该用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，包括两个并排布置的内径壁厚检测机构100，以及设置于两个内径壁厚检测机构之间的用于核燃料元件包壳管搬移的检测过渡机构200，其中，两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管1的两端进行内径和壁厚的测量。
所述内径壁厚检测机构100包括呈长条状的底架101，通过电机安装板103安置于底架一端的传送伺服电机102，通过联轴器105与传送伺服电机输出轴连接的传送驱动轴104，多个间隔设置于底架上并与传送驱动轴传动连接的支撑导轮传送组件110，设置于底架另一端的传送夹持机构120和用于感应核燃料元件包壳管传送位置的光电开关106，以及靠近光电开关所在底架一端设置的用于测量核燃料元件包壳管内径和壁厚的光谱共聚焦组件130，其中，所述传送驱动轴穿过支撑导轮传送组件连接。
所述支撑导轮传送组件110包括与底架连接的支撑基体111，套置于传送驱动轴上并穿过支撑基体设置的传动轴套112，套置于传送轴套上并位于支撑基体内的主螺旋齿轮113，在传动轴套上方横向与之垂直设置的传动从动轴114，套置于传动从动轴上并在支撑基体内与主螺旋齿轮啮合的从螺旋齿轮115，以及在支撑基体外与传动从动轴端部套接的支撑导轮116，其中支撑基体内配置有相应的腔室，传动轴套可通过锁紧环与传送驱动轴固定。具体地，所述支撑导轮采用V型轮，且其上的V槽用于支撑核燃料元件包壳管。
所述传送夹持机构120包括与底座连接的气缸固定支架121，安置于气缸固定支架上的沿核燃料元件包壳管轴向走向的无杆气缸122，横置固定于无杆气缸的活动端上的气爪安装板123，安置于气爪安装板上的平行气爪124，以及分别设置于平行气爪的两个活动端上且相互匹配用于夹持核燃料元件包壳管的平行爪手125，其中所述平行爪手由PE材料制成，可防止夹持包壳管时损伤包壳管外表。具体地，两个所述平行爪手正对的侧面上均设有用于卡住包壳管的V槽126，且一个平行爪手上的V槽配置为卡块127，另一个平行爪手上的V槽配置为卡槽128，通过该匹配的卡块卡槽结构，可以保证平行爪手稳定夹持住包壳管。
所述光谱共聚焦组件130包括检测安装支架131，安置于检测安装支架上且轴向与核燃料元件包壳管轴向同向的中空旋转平台132，安置于检测安装支架上并与中空旋转平台传动连接的检测伺服电机133，安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节组件，安置于检测安装支架上的光谱共聚焦主机，以及与光谱共聚焦主机电连接的由中空旋转平台中心中空处穿出并安置于检测调节组件上的光谱共聚焦探头134，其中，所述光谱共聚焦探头配置为并排齐平的两个，测量时核燃料元件包壳管端部套置于一个光谱共聚焦探头上。具体地，所述检测调节组件包括安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节直线模组135，安置于检测调节直线模组的活动端上的调节滑台136，以及安置于调节滑台上的用于安置光谱共聚焦探头的探头安装件137。其中检测调节直线模组为现有技术，主要由电机和直线导轨集成构成，可实现直线移动；调节滑台可配置为手动微调形式，调节方向可与直线模组的移动调节方向垂直，从而实现探头的位置可调。
上述机构中，轴部件、轮部件以及相关板座的安装和连接均可采用常规安装方式，如通过轴承、轴承盖、键等常规部件安装，本实施例中对此不再赘述。
所述检测过渡机构200包括作为支撑的过渡下架201，设置于过渡下架上的竖撑柱202，通过导套设置于竖撑柱上的顶推杆203，安置于顶推杆上端的过渡上架204，安置于过渡上架上并在两个内径壁厚检测机构之间形成核燃料元件包壳管搬移过渡的检测过渡板205，设置于顶推杆下端的顶推斜滑块206，横向安置于过渡下架上设置的导套内的横推杆207，一端与过渡下架连接且另一端与横推杆连接的横推气缸208，固定设置于横推杆上的顶推连板209，以及在顶推连板上斜向设置的并与顶推斜滑块匹配的顶推斜导杆210。所述检测过渡板可以根据需要设置为多个。具体地，所述检测过渡板205包括依次连接的第一过渡斜槽211、第二过渡斜槽212和第三过渡斜槽213，所述第一过渡斜槽用于在上料端与一个内径壁厚检测机构之间形成上料过渡，所述第二过渡斜槽用于在两个内径壁厚检测机构之间形成搬移过渡，所述第三过渡斜槽用于在另一个内径壁厚检测机构与下料端之间形成下料过渡。三个斜槽的倾斜角度一般配置在5°以下，便于包壳管可以利用自身重力滚滑至斜槽末端，每个斜槽的末端均低于下一个斜槽的首端，并且两个斜槽衔接的位置正好与支撑导轮中部匹配，当检测过渡板下降时前一个斜槽上的包壳管正好可以落在对应的支撑导轮上，而当检测过渡板上升时后一个斜槽的首端正好将该支撑导轮上的包壳管顶起，从而移动到一下位置。
本实用新型使用时，通过外部联动的机构(如上料机构)将核燃料元件包壳管放在检测过渡板上或由检测过渡板将上料机构上放置的包壳管顶起实现包壳管进料，进入第一个内径壁厚检测机构，包壳管沿检测过渡板的第一过渡斜槽进入支撑导轮传送组件上的支撑导轮放置。传送伺服电机同步驱动多个支撑导轮传送组件将包壳管向光谱共聚焦组件方向移动，当触发光电开关时传送伺服电机停止送料，由传送夹持机构工作，通过平行夹爪夹紧包壳管后无杆气缸移动使包壳管端部套在一个探头上，其中在传送过程中直线模组和调节滑台可调整探头位置使其与包壳管对准。检测时，中空旋转平台转动可使探头在多个角度下分别测量多组数据，一般是以90°角度旋转测量一次，从而得到更为准确的检测参数。在包壳管一端的内径和壁厚检测后由传送夹持机构将包壳管反向退出，检测过渡机构将包壳管送至下一个内径壁厚检测机构上，再以同样的方式检测包壳管另一端的内径和壁厚参数。最后由检测过渡机构将两端都检测完成的包壳管送至下料。并且本实用新型中采用的气缸驱动部件可以根据实际应用需求替换为相应的丝杆驱动部件，同样可以实现相应的功能。
上述实施例仅为本实用新型的优选实施例，并非对本实用新型保护范围的限制，但凡采用本实用新型的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，包括两个并排布置的内径壁厚检测机构，以及设置于两个内径壁厚检测机构之间的用于核燃料元件包壳管搬移的检测过渡机构，其中，两个内径壁厚检测机构分别从核燃料元件包壳管的两端进行内径和壁厚的测量；
所述内径壁厚检测机构包括呈长条状的底架，通过电机安装板安置于底架一端的传送伺服电机，通过联轴器与传送伺服电机输出轴连接的传送驱动轴，多个间隔设置于底架上并与传送驱动轴传动连接的支撑导轮传送组件，设置于底架另一端的传送夹持机构和用于感应核燃料元件包壳管传送位置的光电开关，以及靠近光电开关所在底架一端设置的用于测量核燃料元件包壳管内径和壁厚的光谱共聚焦组件，其中，所述传送驱动轴穿过支撑导轮传送组件连接。
2.根据权利要求1所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述支撑导轮传送组件包括与底架连接的支撑基体，套置于传送驱动轴上并穿过支撑基体设置的传动轴套，套置于传送轴套上并位于支撑基体内的主螺旋齿轮，在传动轴套上方横向与之垂直设置的传动从动轴，套置于传动从动轴上并在支撑基体内与主螺旋齿轮啮合的从螺旋齿轮，以及在支撑基体外与传动从动轴端部套接的支撑导轮。
3.根据权利要求2所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述支撑导轮采用V型轮，且其上的V槽用于支撑核燃料元件包壳管。
4.根据权利要求1所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述传送夹持机构包括与底座连接的气缸固定支架，安置于气缸固定支架上的沿核燃料元件包壳管轴向走向的无杆气缸，横置固定于无杆气缸的活动端上的气爪安装板，安置于气爪安装板上的平行气爪，以及分别设置于平行气爪的两个活动端上且相互匹配用于夹持核燃料元件包壳管的平行爪手，其中所述平行爪手由PE材料制成。
5.根据权利要求4所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，两个所述平行爪手正对的侧面上均设有用于卡住包壳管的V槽，且一个平行爪手上的V槽配置为卡块，另一个平行爪手上的V槽配置为卡槽。
6.根据权利要求1～5任一项所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述光谱共聚焦组件包括检测安装支架，安置于检测安装支架上且轴向与核燃料元件包壳管轴向同向的中空旋转平台，安置于检测安装支架上并与中空旋转平台传动连接的检测伺服电机，安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节组件，安置于检测安装支架上的光谱共聚焦主机，以及与光谱共聚焦主机电连接的由中空旋转平台中心中空处穿出并安置于检测调节组件上的光谱共聚焦探头，其中，所述光谱共聚焦探头配置为并排齐平的两个，测量时核燃料元件包壳管端部套置于一个光谱共聚焦探头上。
7.根据权利要求6所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述检测调节组件包括安置于中空旋转平台的活动端上的检测调节直线模组，安置于检测调节直线模组的活动端上的调节滑台，以及安置于调节滑台上的用于安置光谱共聚焦探头的探头安装件。
8.根据权利要求1～5任一项所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述检测过渡机构包括作为支撑的过渡下架，设置于过渡下架上的竖撑柱，通过导套设置于竖撑柱上的顶推杆，安置于顶推杆上端的过渡上架，安置于过渡上架上并在两个内径壁厚检测机构之间形成核燃料元件包壳管搬移过渡的检测过渡板，设置于顶推杆下端的顶推斜滑块，横向安置于过渡下架上设置的导套内的横推杆，一端与过渡下架连接且另一端与横推杆连接的横推气缸，固定设置于横推杆上的顶推连板，以及在顶推连板上斜向设置的并与顶推斜滑块匹配的顶推斜导杆。
9.根据权利要求8所述的用于核燃料元件包壳管检测的内径和壁厚测量装置，其特征在于，所述检测过渡板包括依次连接的第一过渡斜槽、第二过渡斜槽和第三过渡斜槽，所述第一过渡斜槽用于在上料端与一个内径壁厚检测机构之间形成上料过渡，所述第二过渡斜槽用于在两个内径壁厚检测机构之间形成搬移过渡，所述第三过渡斜槽用于在另一个内径壁厚检测机构与下料端之间形成下料过渡。
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