CN217588438U - 一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，包括用于与起重机吊钩连接的吊装单元、用于夹取燃料棒组件的抓取单元，吊装单元与抓取单元滑动配合；抓取单元包括可沿吊装单元上下滑动的内筒组件，内筒组件外侧转动套设有外筒组件，外筒组件外侧开设有波浪槽，吊装单元与波浪槽滑动配合，内筒组件滑动安装有卡爪组件，外筒组件与卡爪组件传动配合。本实用新型克服了效率低、磕碰、除放射性困难等问题，无需额外的能源和动力，无易损原件，使用寿命长，利用起重机吊钩的升降和设备自身的动力，在放射性的特殊环境中，实现纯机械的自动循环作业。

Description

一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备

技术领域

本实用新型涉及燃料棒转运设备技术领域，特别是涉及一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备。

背景技术

目前国内核电站有大量燃料棒组件需要转运，以往方法是利用电动夹具夹取和吊装。这种作业模式由于夹具缺少定位功能，需要人工操作行车吊钩移动，而吊钩反复晃动经常对精密的燃料棒组件造成磕碰。同时电动夹具需要使用遥控器控制夹腿开闭，只能依靠肉眼观测电动夹具是否夹紧或者松开，容易误操作导致燃料棒组件掉落。电动夹具夹腿开闭过程缓慢，作业效率低。电动夹具使用一段时间需要充电，充电耗时长。燃料棒组件所在厂房区域为放射性空间，夹具使用后需要硼酸水清洗去除放射性，而电动夹具机构复杂，除机械部分外还有电控箱、电动推杆、蓄电池等很多部件不适合硼酸水清洗，清洗将减少电动夹具的使用寿命。因此机械式循环自动夹取燃料棒组件的方法可在一定程度上提高作业效率、提高作业可靠性，增加作业便利性，并可对燃料棒组件可靠保护。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，包括用于与起重机吊钩连接的吊装单元、用于夹取燃料棒组件的抓取单元，所述吊装单元与所述抓取单元滑动配合；

所述抓取单元包括可沿所述吊装单元上下滑动的内筒组件，所述内筒组件外侧转动套设有外筒组件，所述外筒组件外侧开设有波浪槽，所述吊装单元与所述波浪槽滑动配合，所述内筒组件滑动安装有卡爪组件，所述外筒组件与所述卡爪组件传动配合。

优选的，所述内筒组件包括筒体，所述筒体顶部可拆卸安装有受力板，所述受力板可沿所述吊装单元上下滑动，所述筒体与所述外筒组件转动配合，所述筒体侧壁底部周向开设有若干滑孔，所述卡爪组件贯穿所述滑孔且与所述滑孔滑动配合。

优选的，所述外筒组件包括可拆卸连接的上外筒和下外筒，所述卡爪组件位于所述上外筒和所述下外筒之间，所述波浪槽开设于所述上外筒外表面，所述上外筒内壁与所述筒体转动连接，所述上外筒底端开设有闭合环槽，所述闭合环槽为莱洛三角形，所述卡爪组件与所述闭合环槽滑动配合。

优选的，所述卡爪组件包括若干卡爪，所述卡爪一端贯穿所述滑孔且与所述滑孔滑动配合，所述卡爪另一端固定安装有定位销，所述定位销插入所述闭合环槽内且与所述闭合环槽滑动配合。

优选的，所述下外筒内侧壁顶部周向固定安装有若干凸起，若干所述凸起与若干所述卡爪对应设置，所述卡爪底部开设有缺口，所述凸起与所述缺口相匹配。

优选的，所述上外筒底端开设有凹槽，所述凹槽位于所述闭合环槽内侧，所述凹槽的外侧边与所述闭合环槽的内侧边重合，所述凹槽的顶壁与所述卡爪底壁滑动接触。

优选的，所述吊装单元包括与所述起重机吊钩连接的吊梁组件，所述吊梁组件两侧分别对称拆卸安装有吊臂组件，所述吊臂组件可沿所述内筒组件上下滑动，且所述吊臂组件与所述波浪槽滑动配合。

优选的，所述吊梁组件包括两腹板，两所述腹板之间固定安装有挂钩柱和两筋板，两所述筋板对称设置于所述挂钩柱两侧，所述吊臂组件与两所述腹板端面通过螺钉可拆卸连接。

优选的，所述吊臂组件包括与所述吊梁组件端面通过螺钉可拆卸连接的主吊板，所述主吊板上开设有长滑槽，所述内筒组件两侧分别固定安装有第一导向销，所述第一导向销插入长滑槽内且与所述长滑槽滑动配合，所述主吊板底端通过螺钉可拆卸连接有吊装块，所述吊装块内侧固定安装有第二导向销，所述第二导向销与所述波浪槽滑动配合。

优选的，所述筒体通过轴承与所述上外筒转动连接。

本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型吊装单元中部与内筒组件滑动连接，内筒组件与吊装单元可以产生相对上下滑动，吊装单元底部与波浪槽滑动配合，内筒组件与外筒组件滑动配合，使得内筒组件与外筒组件两者可相对旋转，内筒组件与吊装单元相对上下滑动时，吊装单元底端沿波浪槽滑动，使外筒组件旋转，外筒组件旋转过程中为卡爪组件提供动力，使卡爪组件在内筒组件内滑动，从而驱动卡爪组件伸缩，完成抓取和释放动作，机构简单，操作方便，使用便捷，可靠性高。

本实用新型克服了效率低、磕碰、除放射性困难等问题，无需额外的能源和动力，无易损原件，使用寿命长，利用起重机吊钩的升降和设备自身的动力，在放射性的特殊环境中，实现纯机械的自动循环作业。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备的立体结构示意图；

图2为用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备主视方向剖视图；

图3为吊梁组件的结构示意图；

图4为吊臂组件的结构示意图；

图5为内筒组件的结构示意图；

图6为外筒组件的结构示意图；

图7为卡爪的结构示意图；

图8为上外筒的仰视图；

图9为下外筒的俯视图；

图中：1、吊梁组件；1-1、腹板；1-2、筋板；1-3、挂钩柱；2、吊臂组件；2-1、主吊板；2-2、吊装块；2-3、第二导向销；2-4、长滑槽；3、内筒组件；3-1、筒体；3-2、受力板；3-3、卡板；3-4、轴承；3-5、第一导向销；3-6、滑孔；3-7、尼龙套；3-8、锥形导向筒；4、外筒组件；4-1、上外筒；4-2、下外筒；4-3、凸起；4-5、波浪槽；4-6、闭合环槽；4-7、凹槽；5、卡爪组件；5-1、卡爪；5-2、定位销。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-9所示，本实用新型提供一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，包括用于与起重机吊钩连接的吊装单元、用于夹取燃料棒组件的抓取单元，吊装单元与抓取单元滑动配合；

抓取单元包括可沿吊装单元上下滑动的内筒组件3，内筒组件3外侧转动套设有外筒组件4，外筒组件4外侧开设有波浪槽4-5，波浪槽4-5的上边沿和下边沿为反向波浪线，上下形成反向波浪槽，波浪槽4-5是沿外筒组件4周向的闭环形式，因此可循环操作。吊装单元与波浪槽4-5滑动配合，内筒组件3滑动安装有卡爪组件5，外筒组件4与卡爪组件5传动配合。

本实用新型吊装单元中部与内筒组件3滑动连接，内筒组件3与吊装单元可以产生相对上下滑动，吊装单元底部与波浪槽4-5滑动配合，内筒组件3与外筒组件4滑动配合，使得内筒组件3与外筒组件4两者可相对旋转，内筒组件3与吊装单元相对上下滑动时，吊装单元底端沿波浪槽4-5滑动，使外筒组件4旋转，外筒组件4旋转过程中为卡爪组件5提供动力，使卡爪组件5在内筒组件3内滑动，从而驱动卡爪组件5伸缩，完成抓取和释放动作，外筒组件4只起旋转作用，内筒组件3起到定位燃料棒组件的作用。

进一步优化方案，内筒组件3包括筒体3-1，筒体3-1顶部可拆卸安装有受力板3-2，受力板3-2可沿吊装单元上下滑动，筒体3-1与外筒组件4转动配合，筒体3-1侧壁底部周向开设有若干滑孔3-6，卡爪组件5贯穿滑孔3-6且与滑孔3-6滑动配合，抓取时，筒体3-1将燃料棒组件套设在内，起到定位的作用。

筒体3-1侧壁底部周向开设有若干滑孔3-6，滑孔3-6数量优选为三个，滑孔3-6为矩形孔，用于安装卡爪组件5，筒体3-1顶端有轴肩和卡槽，用卡板3-3插入卡槽内将受力板3-2压紧，卡板3-3用于将受力板3-2和筒体3-1组合成一体。受力板3-2和吊臂组件2滑动连接，是直接承重零件。

筒体3-1内部固定安装有尼龙套3-7，避免筒体3-1与燃料棒组件直接接触，将燃料棒组件划伤，筒体3-1底端固定安装有锥形导向筒3-8，锥形导向筒3-8的大径端位于底部，使燃料棒组件更容易进入筒体3-1，锥形导向筒3-8内侧固定安装有尼龙保护层，起到保护燃料棒组件的作用，避免燃料棒组件与锥形导向筒3-8刚性接触。

进一步优化方案，外筒组件4包括可拆卸连接的上外筒4-1和下外筒4-2，卡爪组件5位于上外筒4-1和下外筒4-2之间，波浪槽4-5开设于上外筒4-1外表面，上外筒4-1内壁与筒体3-1转动连接，上外筒4-1底端开设有闭合环槽4-6，闭合环槽4-6为莱洛三角形，卡爪组件5与闭合环槽4-6滑动配合。

波浪槽4-5与的闭合环槽4-6有相对位置关系，即吊装单元位于波浪槽4-5内顶点时，闭合环槽4-6驱动卡爪组件5处于完全夹取或松开的状态。

进一步优化方案，卡爪组件5包括若干卡爪5-1，卡爪5-1一端贯穿滑孔3-6且与滑孔3-6滑动配合，卡爪5-1另一端固定安装有定位销5-2，定位销5-2插入闭合环槽4-6内且与闭合环槽4-6滑动配合。

波浪槽4-5与吊装单元上的第二导向销2-3相对移动使其转动时，上外筒4-1旋转，使定位销5-2在闭合环槽4-6内滑动，带动卡爪5-1在滑孔3-6内伸缩，波浪槽4-5与闭合环槽4-6有相对位置关系，即吊装单元上的第二导向销2-3位于波浪槽4-5内顶点时，闭合环槽4-6驱动卡爪组件5处于完全夹取或松开的状态。

进一步优化方案，下外筒4-2内侧壁顶部周向固定安装有若干凸起4-3，若干凸起4-3与若干卡爪5-1对应设置，卡爪5-1底部开设有缺口，凸起4-3与缺口相匹配。

凸起4-3数量为3个，当定位销5-2沿闭合环槽4-6滑动到圆弧的最近端时，卡爪5-1伸出夹取燃料棒，同时凸起4-3顶住卡爪5-1的末端，用于卡爪5-1的防脱二次保护。

进一步优化方案，上外筒4-1底端开设有凹槽4-7，凹槽4-7位于闭合环槽4-6内侧，凹槽4-7的外侧边与闭合环槽4-6的内侧边重合，凹槽4-7同样是莱洛三角形，凹槽4-7的顶壁与卡爪5-1底壁滑动接触。

进一步优化方案，吊装单元包括与起重机吊钩连接的吊梁组件1，吊梁组件1两侧分别对称拆卸安装有吊臂组件2，吊臂组件2可沿内筒组件3上下滑动，且吊臂组件2与波浪槽4-5滑动配合。

进一步优化方案，吊梁组件1包括两腹板1-1，两腹板1-1之间固定安装有挂钩柱1-3和两筋板1-2，两筋板1-2对称设置于挂钩柱1-3两侧，吊臂组件2与两腹板1-1端面通过螺钉可拆卸连接，挂钩柱1-3用于挂设起重机吊钩，两筋板1-2用于加强两腹板1-1之间的连接强度，两筋板1-2与挂钩柱1-3之间距离够大，不妨碍起重机吊钩的安装。

进一步优化方案，吊臂组件2包括与吊梁组件1端面通过螺钉可拆卸连接的主吊板2-1，主吊板2-1上开设有长滑槽2-4，内筒组件3两侧分别固定安装有第一导向销3-5，第一导向销3-5插入长滑槽2-4内且与长滑槽2-4滑动配合，主吊板2-1底端通过螺钉可拆卸连接有吊装块2-2，吊装块2-2内侧固定安装有第二导向销2-3，第二导向销2-3与波浪槽4-5滑动配合，第一导向销3-5可在长滑槽2-4上下滑动。

进一步优化方案，筒体3-1通过轴承3-4与上外筒4-1转动连接。

设备空载时，处于未吊装状态，设备挂接在起重机吊钩上，起重机吊钩挂在挂钩柱1-3，由于设备自重，第二导向销2-3处于波浪槽4-5的槽顶，因波浪槽4-5与闭合环槽4-6有相对位置关系，此时定位销5-2处在闭合环槽4-6的圆弧远端，卡爪5-1处于收缩状态。设备移动到燃料棒组件上方，依靠锥形导向筒3-8的导向作用，设备缓慢下降直到燃料棒组件顶到筒体3-1内的尼龙套3-7。燃料棒组件作为支撑，筒体3-1和上外筒4-1不动，吊梁组件1和吊臂组件2继续下降，第二导向销2-3沿着波浪槽4-5滑动直到槽底，由于筒体3-1和上外筒4-1转动连接，上外筒4-1伴随着旋转，筒体3-1固定不动。筒体3-1的旋转使定位销5-2在闭合环槽4-6内沿环形轨迹滑动。卡爪5-1限制在滑孔3-6内，只能在滑孔3-6收缩，因此卡爪5-1伸出滑孔3-6一定距离。起重机吊钩向上移动，使吊臂组件2转变方向向上提，第二导向销2-3沿着波浪槽4-5滑动直到槽顶，上外筒4-1继续旋转，卡爪5-1完全伸出，同时凸起4-3正好顶住卡爪5-1。此时卡爪5-1完全将燃料棒组件夹紧。吊梁组件1和吊臂组件2继续向上提，吊臂组件2的吊装块2-2钩住受力板3-2上，完成吊装。吊具提升力传递顺序为吊梁组件1→吊臂组件2→吊装块2-2→内筒组件3→受力板3-2→筒体3-1→卡爪5-1。夹取和吊装两个功能由不同部件分别实现。上外筒4-1驱动卡爪5-1实现夹取，内筒组件3是实际吊装的承载部分。

吊装完成后，将燃料棒组件放下。此时卡爪5-1仍然处于夹紧状态。内筒组件3由于燃料棒组件对尼龙套3-7的支撑作用，固定不动。吊梁组件1和吊臂组件2随着起重机行车下降，吊臂组件2上的第二导向销2-3沿着波浪槽4-5滑动直到槽底。由于筒体3-1和上外筒4-1转动连接，上外筒4-1伴随着旋转，筒体3-1固定不动。上外筒4-1的旋转使定位销5-2在闭合环槽4-6内沿环形轨迹滑动。卡爪5-1限制在滑孔3-6内，只能在滑孔3-6收缩，因此卡爪5-1在滑孔3-6内收缩一定距离。吊臂组件2转变方向向上提，第二导向销2-3沿着波浪槽4-5滑动直到槽顶，上外筒4-1继续旋转，卡爪5-1完全缩进，从而设备和燃料棒组件脱离。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：包括用于与起重机吊钩连接的吊装单元、用于夹取燃料棒组件的抓取单元，所述吊装单元与所述抓取单元滑动配合；

所述抓取单元包括可沿所述吊装单元上下滑动的内筒组件(3)，所述内筒组件(3)外侧转动套设有外筒组件(4)，所述外筒组件(4)外侧开设有波浪槽(4-5)，所述吊装单元与所述波浪槽(4-5)滑动配合，所述内筒组件(3)滑动安装有卡爪组件(5)，所述外筒组件(4)与所述卡爪组件(5)传动配合。

2.根据权利要求1所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述内筒组件(3)包括筒体(3-1)，所述筒体(3-1)顶部可拆卸安装有受力板(3-2)，所述受力板(3-2)可沿所述吊装单元上下滑动，所述筒体(3-1)与所述外筒组件(4)转动配合，所述筒体(3-1)侧壁底部周向开设有若干滑孔(3-6)，所述卡爪组件(5)贯穿所述滑孔(3-6)且与所述滑孔(3-6)滑动配合。

3.根据权利要求2所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述外筒组件(4)包括可拆卸连接的上外筒(4-1)和下外筒(4-2)，所述卡爪组件(5)位于所述上外筒(4-1)和所述下外筒(4-2)之间，所述波浪槽(4-5)开设于所述上外筒(4-1)外表面，所述上外筒(4-1)内壁与所述筒体(3-1)转动连接，所述上外筒(4-1)底端开设有闭合环槽(4-6)，所述闭合环槽(4-6)为莱洛三角形，所述卡爪组件(5)与所述闭合环槽(4-6)滑动配合。

4.根据权利要求3所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述卡爪组件(5)包括若干卡爪(5-1)，所述卡爪(5-1)一端贯穿所述滑孔(3-6)且与所述滑孔(3-6)滑动配合，所述卡爪(5-1)另一端固定安装有定位销(5-2)，所述定位销(5-2)插入所述闭合环槽(4-6)内且与所述闭合环槽(4-6)滑动配合。

5.根据权利要求4所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述下外筒(4-2)内侧壁顶部周向固定安装有若干凸起(4-3)，若干所述凸起(4-3)与若干所述卡爪(5-1)对应设置，所述卡爪(5-1)底部开设有缺口，所述凸起(4-3)与所述缺口相匹配。

6.根据权利要求3所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述上外筒(4-1)底端开设有凹槽(4-7)，所述凹槽(4-7)位于所述闭合环槽(4-6)内侧，所述凹槽(4-7)的外侧边与所述闭合环槽(4-6)的内侧边重合，所述凹槽(4-7)的顶壁与所述卡爪(5-1)底壁滑动接触。

7.根据权利要求1所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述吊装单元包括与所述起重机吊钩连接的吊梁组件(1)，所述吊梁组件(1)两侧分别对称拆卸安装有吊臂组件(2)，所述吊臂组件(2)可沿所述内筒组件(3)上下滑动，且所述吊臂组件(2)与所述波浪槽(4-5)滑动配合。

8.根据权利要求7所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述吊梁组件(1)包括两腹板(1-1)，两所述腹板(1-1)之间固定安装有挂钩柱(1-3)和两筋板(1-2)，两所述筋板(1-2)对称设置于所述挂钩柱(1-3)两侧，所述吊臂组件(2)与两所述腹板(1-1)端面通过螺钉可拆卸连接。

9.根据权利要求7所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述吊臂组件(2)包括与所述吊梁组件(1)端面通过螺钉可拆卸连接的主吊板(2-1)，所述主吊板(2-1)上开设有长滑槽(2-4)，所述内筒组件(3)两侧分别固定安装有第一导向销(3-5)，所述第一导向销(3-5)插入所述长滑槽(2-4)内且与所述长滑槽(2-4)滑动配合，所述主吊板(2-1)底端通过螺钉可拆卸连接有吊装块(2-2)，所述吊装块(2-2)内侧固定安装有第二导向销(2-3)，所述第二导向销(2-3)与所述波浪槽(4-5)滑动配合。

10.根据权利要求3所述的用于机械式循环自动夹取燃料棒组件的设备，其特征在于：所述筒体(3-1)通过轴承(3-4)与所述上外筒(4-1)转动连接。

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