本發(fā)明涉及高放射性管材切割，尤其涉及一種應(yīng)用于高放射性環(huán)境下的新型輻照膠囊切割裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著各種新型核能系統(tǒng)快速發(fā)展，用于各種新型反應(yīng)堆系統(tǒng)的燃料及其結(jié)構(gòu)材料輻照考核需求急劇增加，燃料或材料輻照考驗(yàn)環(huán)境構(gòu)建要求越來(lái)越高。在輻照膠囊設(shè)計(jì)過(guò)程中為了保證反應(yīng)堆安全、保證輻照樣品輻照環(huán)境要求，需將輻照樣品裝在焊接密封的單層(6061鋁合金)輻照膠囊或多層(zr4、不銹鋼、6061鋁合金)輻照膠囊內(nèi)，在進(jìn)行輻照后檢測(cè)時(shí)需要切開(kāi)管狀輻照膠囊，取出樣品進(jìn)行后續(xù)分析檢測(cè)，同時(shí)，管狀材料是反應(yīng)堆內(nèi)關(guān)鍵的材料形式之一，如核燃料包殼管等。因此，對(duì)于在熱室內(nèi)對(duì)輻照后的放射性管狀輻照膠囊的切割有著較為強(qiáng)烈的需求。

2、目前，常用的熱室內(nèi)放射性管材的切割裝置主要有：1、金相切割機(jī)；2、數(shù)控機(jī)床式切割裝置；3、型材切割機(jī)。金相切割機(jī)采用金剛石砂輪切割刀片對(duì)樣品進(jìn)行切割，刀片下端配有盛裝冷卻液的凹槽，樣品夾持在樣品臺(tái)上，切割過(guò)程中，在重力作用下逐漸切斷，金相切割機(jī)采用水或者冷卻液對(duì)砂輪切割片進(jìn)行冷卻。該方法會(huì)產(chǎn)生大量放射性廢液和切屑，難以被有效收集，會(huì)對(duì)熱室造成沾污，影響后續(xù)設(shè)備的檢修，處置費(fèi)用高昂。數(shù)控機(jī)床式切割裝置工作時(shí)，采用類似數(shù)控車床的原理，將待切輻照膠囊裝夾在數(shù)控車床三爪上，利用車床刀具對(duì)輻照膠囊進(jìn)行切割，切割時(shí)數(shù)控車床三爪旋轉(zhuǎn)，刀具不動(dòng)，調(diào)節(jié)刀具進(jìn)給量來(lái)對(duì)輻照膠囊進(jìn)行切割，最終將輻照膠囊端蓋切割掉，數(shù)控機(jī)床式切割裝置體積大，占用熱室面積大，在熱室內(nèi)電子學(xué)零部件易損壞，設(shè)備故障率高。型材切割機(jī)，電機(jī)與切割刀片進(jìn)行連接，切割時(shí)切割刀片進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速約4000轉(zhuǎn)/分，輻照膠囊裝夾在切割機(jī)下方夾緊工裝上，機(jī)械手控制切割刀片扶手，由上向下按壓切割，切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量放射性金屬?gòu)U屑，切割時(shí)轉(zhuǎn)速快，產(chǎn)生振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致輻照膠囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)破損，切割?yuàn)A具不穩(wěn)固，會(huì)導(dǎo)致輻照膠囊跑位，在切割過(guò)程中容易引入形變和毛刺，不適用于樣品與輻照盒裝配緊密的情況，會(huì)導(dǎo)致樣品卡住難以取出。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，金相切割機(jī)采用水或者冷卻液對(duì)砂輪切割片進(jìn)行冷卻。該方法會(huì)產(chǎn)生大量放射性廢液和切屑，難以被有效收集，會(huì)對(duì)熱室造成沾污，影響后續(xù)設(shè)備的檢修，處置費(fèi)用高昂，電子學(xué)零部件易損壞。數(shù)控機(jī)床式切割裝置體積大，占用熱室面積大，在熱室內(nèi)電子學(xué)零部件易損壞，設(shè)備故障率高。型材切割機(jī)，切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量放射性金屬?gòu)U屑，切割時(shí)轉(zhuǎn)速快，產(chǎn)生振動(dòng)會(huì)導(dǎo)致輻照膠囊內(nèi)部結(jié)構(gòu)破損，切割?yuàn)A具不穩(wěn)固，會(huì)導(dǎo)致輻照膠囊跑位，在切割過(guò)程中易引入形變和毛刺，不適用于樣品與輻照膠囊裝配緊密的情況，會(huì)導(dǎo)致樣品卡住難以取出。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種應(yīng)用于高放射性環(huán)境下的新型輻照膠囊切割裝置，所述高放射環(huán)境下新型的輻照膠囊切割裝置包括裝置主體、控制線、控制盒、空氣壓縮系統(tǒng)、氣體管路，所裝置主體與所述控制盒通過(guò)所述控制線進(jìn)行連接，所述裝置主體位于高放射性熱室內(nèi)，所述控制盒位于熱室外，所述空氣壓縮系統(tǒng)位于熱室外；

2、其中，所述裝置主體包括底座、夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、切割作業(yè)平臺(tái)以及螺桿調(diào)節(jié)平臺(tái)，所述底座在所述裝置的最底端，所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)在所述底座的正上方，所述切割作業(yè)平臺(tái)在所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)正上方，所述絲桿調(diào)節(jié)平臺(tái)在所述切割作業(yè)平臺(tái)正上方共四層，所述底座、所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、所述切割作業(yè)平臺(tái)與所述螺桿調(diào)節(jié)平臺(tái)通過(guò)導(dǎo)向柱進(jìn)行連接。

3、本發(fā)明實(shí)施例提供的應(yīng)用于高放射性環(huán)境下的新型輻照膠囊切割裝置，可以采用氣動(dòng)卡盤對(duì)工件進(jìn)行夾持，適用樣品尺寸范圍廣，樣品裝載及卸載簡(jiǎn)便；工件夾持組件固定于底座上，包括夾緊旋轉(zhuǎn)部件和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)夾緊旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，切割速度勻速，振動(dòng)小，切割過(guò)程穩(wěn)定；設(shè)置了螺桿調(diào)節(jié)平臺(tái)，可以通過(guò)螺桿來(lái)調(diào)節(jié)切割位置，可對(duì)輻照膠囊切割位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。

4、可選的，所述的一種應(yīng)用于高放射性環(huán)境下的新型輻照膠囊切割裝置，所述底座由接料盒、切割平臺(tái)無(wú)刷電機(jī)、底板組成。

5、可選的，所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)主要由氣動(dòng)卡盤、卡盤無(wú)刷電機(jī)、卡盤安裝板組成。

6、可選的，所述氣動(dòng)卡盤由卡盤主體、氣動(dòng)夾緊爪頭、回轉(zhuǎn)齒輪組成，所述無(wú)刷電機(jī)由電機(jī)主體、卡盤電機(jī)齒輪，所述無(wú)刷電機(jī)固定設(shè)置在所述卡盤安裝板上，所述卡盤主體與所述空氣壓縮系統(tǒng)連接，控制所述氣動(dòng)夾緊爪頭夾緊，用于放射性輻照膠囊的夾持，所述回轉(zhuǎn)齒輪與所述卡盤電機(jī)齒輪連接，控制所述氣動(dòng)卡盤運(yùn)動(dòng)。

7、可選的，所述切割作業(yè)平臺(tái)由切割刀具、頂出組件、去毛刺組件、割刀安裝板組成。

8、可選的，所述切割刀具由進(jìn)刀絲杠、刀片固定銷、合金刀片、直線軸承、光軸、刀架組成，所述直線軸承固定在所述割刀安裝板上，所述進(jìn)刀絲杠用來(lái)調(diào)節(jié)切割進(jìn)刀量，所述直線軸承與所述光軸連接，控制所述切割刀具的左右運(yùn)動(dòng)，所述刀片固定銷用來(lái)固定所述合金刀片，插拔所述刀片固定銷可對(duì)所述合金刀片進(jìn)行更換。

9、可選的，所述頂出組件由頂出絲杠、頂出臂、卡銷、頂出桿組成，所述頂出絲杠與所述頂出桿通過(guò)強(qiáng)磁鐵連接，作業(yè)時(shí)可根據(jù)輻照膠囊直徑更換所述頂出桿。

10、可選的，所述去毛刺組件由去毛刺主體、去毛刺滑軌、去毛刺刀頭組成，所述去毛刺滑軌通過(guò)螺釘與所述頂出臂進(jìn)行連接，通過(guò)撥動(dòng)所述去毛刺撥手控制所述毛刺主體沿所述毛刺滑軌運(yùn)動(dòng)。

11、可選的，所述螺桿調(diào)節(jié)平臺(tái)由夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)絲桿與切割作業(yè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)絲桿、上頂板組成，所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)絲桿與所述卡盤安裝板連接，控制所述夾緊旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)，所述切割作業(yè)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)絲桿與切割平臺(tái)無(wú)刷電機(jī)和所述卡盤安裝板連接，控制所述切割作業(yè)平臺(tái)上下運(yùn)動(dòng)。

12、可選的，所述控制線、氣體管路在所述熱室內(nèi)部分在熱室現(xiàn)有圓形不銹鋼線槽內(nèi)，所述控制線、氣體管路在所述熱室外部分在熱室外現(xiàn)有方形碳鋼線槽內(nèi)。

13、本發(fā)明的有益效果在于：

14、本發(fā)明采用氣動(dòng)卡盤對(duì)工件進(jìn)行夾持，適用樣品尺寸范圍廣，樣品裝載及卸載簡(jiǎn)便。相對(duì)于金相切割機(jī)、數(shù)控機(jī)床、等切割方式，本發(fā)明中，工件夾持組件固定于底座上，包括夾緊旋轉(zhuǎn)部件和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)通過(guò)齒輪驅(qū)動(dòng)夾緊旋轉(zhuǎn)部件轉(zhuǎn)動(dòng)，切割速度勻速，振動(dòng)小，切割過(guò)程穩(wěn)定。在金相切割機(jī)、數(shù)控機(jī)床式切割裝置、型材切割機(jī)等切割方式中，刀具采用機(jī)械方式壓緊，刀具更換步驟繁瑣，機(jī)械手操作難度大，操作人員可能需要進(jìn)入熱室內(nèi)手工進(jìn)行更換，本發(fā)明采用插銷式固定刀片，刀片更換方便，機(jī)械手操作簡(jiǎn)單，刀具固定牢靠，不需要操作人員進(jìn)入熱室內(nèi)手工更換。在金相切割機(jī)、數(shù)控機(jī)床式切割裝置、型材切割機(jī)等切割方式中，切割時(shí)都會(huì)產(chǎn)生大量放射性金屬碎屑，本發(fā)明采用旋轉(zhuǎn)擠壓的切割方式，切割時(shí)基本無(wú)金屬碎屑產(chǎn)生，減少了收集金屬碎屑的步驟，提高了工作效率。在金相切割機(jī)、型材切割機(jī)等切割方式中，切割完成后，切口處可能會(huì)出現(xiàn)切割毛刺，沒(méi)有可行的辦法將毛刺去除，輻照膠囊內(nèi)的樣品可能會(huì)出現(xiàn)腫脹，導(dǎo)致樣品取不出的問(wèn)題，沒(méi)有辦法解決，本發(fā)明設(shè)置了去毛刺組件與頂出組件，可以去除切口處的毛刺，使切口平整光滑，可以使用頂出組件將輻照膠囊內(nèi)樣品頂出，功能性強(qiáng)。在金相切割機(jī)、型材切割機(jī)等切割方式中，機(jī)械手難以確定切割位，切割位置調(diào)節(jié)不準(zhǔn)確，本發(fā)明設(shè)置了螺桿調(diào)節(jié)平臺(tái)，可以通過(guò)螺桿來(lái)調(diào)節(jié)切割位置，可對(duì)輻照膠囊切割位置進(jìn)行精準(zhǔn)定位。