專利名稱：球形元件分選裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬核反應(yīng)堆裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及球床高溫氣冷堆不同尺寸球形元件的分選裝置。
背景技術(shù)：
為了不同目的，球床高溫氣冷堆可能采用不同尺寸的燃料元件和石墨元件，如公告號(hào)為CN1159726C的中國發(fā)明專利“球床型高溫氣冷堆雙區(qū)堆芯交界面的測(cè)定方法及裝置”中采用了兩種直徑的元件(即Φ60燃料元件和Φ35石墨元件)。在初始的過渡循環(huán)運(yùn)行階段，也可能采用直徑Φ 60的高富集度燃料元件和直徑Φ 58的低富集度燃料元件，以便通過尺寸差異來識(shí)別兩種燃料元件。直徑Φ60球形元件的公差為-0.4 +0.2mm，制造過程中，通常采用60. 2mm 和59. 6mm兩個(gè)定制卡規(guī)手工將不合格元件剔除。針對(duì)入堆新燃料元件，在公開號(hào)為 CN101789273A的中國發(fā)明專利申請(qǐng)書“一種球床高溫堆燃料目視裝置”公開了一種進(jìn)行元件結(jié)構(gòu)完整性和尺寸檢測(cè)的目視裝置，該裝置僅分檢并排除直徑大于60. 2mm的燃料元件及破損元件，不分檢小尺寸元件。這兩種分選方法都是手動(dòng)分選，勞動(dòng)強(qiáng)度大，且存在誤檢和漏檢的情況。公告號(hào)為CN1327453C的中國發(fā)明專利“球床高溫氣冷堆雙徑球碎球分選裝置”公開了一種利用卸料裝置進(jìn)行雙徑球的機(jī)械分選方法，該裝置對(duì)于專利所述的Φ60和Φ35 兩種直徑相差較大的球形元件的分選是可靠地，但對(duì)于球形元件直徑相差不大的情況，如 Φ 60的高富集度燃料元件和Φ58的低富集度元件，因小球分檢測(cè)間隙增大，且接近于大球直徑，在小球分檢處發(fā)生大球卡球的概率大。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種對(duì)球床高溫堆球形元件分選準(zhǔn)確、高效，并且可以防止卡球的分選裝置。( 二 )技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種球形元件分選裝置，該分選裝置包括箱體、轉(zhuǎn)子、襯板、第一檢測(cè)孔板、進(jìn)球管和第一出球管；所述箱體上有與所述進(jìn)球管和出球管直通的進(jìn)球通道與第一出球通道；所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有一個(gè)撥板；所述檢測(cè)檢測(cè)孔板包含第一孔道和一個(gè)第二孔道；撥板和第一檢測(cè)孔板的兩個(gè)孔道均具有導(dǎo)向斜面，第一孔道的尺寸小于打球尺寸，大于小球和中球的尺寸。其中，箱體內(nèi)有通孔，通孔下部設(shè)置有第二檢測(cè)孔板和第二出球通道，并外接第二出球管；所述第二檢測(cè)孔板具有第一出球通道、第一出球通道導(dǎo)向斜面、撥板通道槽和第二出球通道導(dǎo)向斜面；所述撥板與所述第二檢測(cè)孔板配合，能夠?qū)⑿∏蚝痛笄蚍謩e導(dǎo)向和推
送出第一出球管與第二出球管。
其中，箱體的通孔下部設(shè)置還設(shè)有第三出球通道；所述撥板與所述第二檢測(cè)孔板配合，能夠?qū)⒅星驅(qū)蚝屯扑统龅谌銮蚬?。其中，進(jìn)球管和第一出球管的軸線位于箱體的對(duì)稱面上；所述第一檢測(cè)孔板的第一孔道與第二孔道不聯(lián)通，所述撥板是一個(gè)偏心的異形撥板。其中，轉(zhuǎn)子通過傳動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)部件連接。其中，驅(qū)動(dòng)部件采用交流伺服系統(tǒng)。其中，傳動(dòng)部件采用聯(lián)軸器。其中，聯(lián)軸器為磁耦合聯(lián)軸器。(三)有益效果本發(fā)明檢測(cè)孔板分別用于攔截大球和公差范圍內(nèi)的合格燃料球，轉(zhuǎn)子在驅(qū)動(dòng)部件及傳動(dòng)部件驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)撥板轉(zhuǎn)動(dòng)，從而推送被檢測(cè)孔板攔截的燃料元件，使大球、合格球和小球分別經(jīng)由三個(gè)出球通道排出，提高了球形原件的分選效率以及分選的準(zhǔn)確性，設(shè)置的撥板可以解除分選過程中發(fā)生的卡球現(xiàn)象。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一中3種球形元件分選裝置的原理及結(jié)構(gòu)圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例一分選裝置的裝配圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一分選裝置第一檢測(cè)孔板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例一分選裝置第二檢測(cè)孔板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中等尺寸球形元件分選示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例一大球分選示意圖；圖7是本發(fā)明第實(shí)施例二中2種球形元件分選裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明第實(shí)施例三中小球通過第一通孔后的示意圖；圖9是本發(fā)明第實(shí)施例三中大球通過第二通孔后的示意圖。其中，1 小球；2 合格球(或中等球)；3 大球；4 進(jìn)球管；5 進(jìn)球通道；6 箱體； 7 箱體通孔；8 第一檢測(cè)孔板；9 轉(zhuǎn)子；10 撥板；11 第二出球管；12 第二出球通道； 13 第二檢測(cè)孔板；14 第一出球管；15 第一出球通道；16 第三出球通道；17 第三出球管；18 驅(qū)動(dòng)部件；19 傳動(dòng)部件；20 第一組緊固件；21 第一襯板；22 第二襯板；23 端法蘭；24 撥板寬度尺寸；25 襯板間隙尺寸；26 第二組緊固件；27 第一通孔檢測(cè)尺寸；28 第一通孔檢測(cè)長(zhǎng)度；29 第一通孔導(dǎo)向斜面；30 第二通孔導(dǎo)向長(zhǎng)度；31 第二通孔導(dǎo)向斜面；32 第二通孔寬度尺寸；33 第一通孔；34 第一檢測(cè)孔板連通孔；35 第二通孔；36 第三通孔檢測(cè)尺寸；37 第三通孔檢測(cè)長(zhǎng)度；38 第三通孔導(dǎo)向斜面；39 第二出球通道導(dǎo)向斜面；40 小球通孔；41 撥板通道槽。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例一圖1和圖2示出了本發(fā)明第一實(shí)施例球形元件分揀裝置的截面圖和裝配圖，圖3和圖4分別示出了本發(fā)明第一實(shí)施例中兩個(gè)檢測(cè)孔板的俯視圖。本實(shí)施例分選裝置包含兩個(gè)檢測(cè)孔板和三個(gè)出球管，通過兩個(gè)檢測(cè)孔板中第一通孔27與第三通孔36配合，并在兩側(cè)襯板的限制及撥板的作用下，可以分選出大、中、小三種尺寸的球形元件，并分別經(jīng)由三個(gè)出球管第二出球管11、第三出球管17和第一出球管14排
出ο球形元件分揀裝置由驅(qū)動(dòng)部件18、傳動(dòng)部件19、箱體6、端法蘭23、轉(zhuǎn)子8、第一襯板21、第二襯板22、第一檢測(cè)孔板8、第二檢測(cè)孔板13、進(jìn)球管4、第一出球管11、第二出球管14和第三出球管17等零部件組成。所述箱體6上設(shè)置有一個(gè)進(jìn)球通道5和三個(gè)出球通道12、15、16，并分別與所述進(jìn)球管4和三個(gè)出球管11、14、17直通，所述轉(zhuǎn)子9上設(shè)置有一個(gè)撥板10，所述撥板10的端部有導(dǎo)向斜面。所述檢測(cè)孔板8上有兩個(gè)長(zhǎng)方形截面通孔33和35。第一通孔33上部設(shè)有導(dǎo)向斜面四，其短邊27的尺寸a為檢測(cè)尺寸，其長(zhǎng)邊28的尺寸dl為檢測(cè)區(qū)長(zhǎng)度。第二通孔35 上部也設(shè)有導(dǎo)向斜面31，其短邊32的尺寸b為通孔寬度尺寸，其長(zhǎng)邊30的尺寸d2為通孔導(dǎo)向長(zhǎng)度尺寸。第一通孔33和第二通孔35通過連通孔34連通，共同構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子9上撥板10的轉(zhuǎn)動(dòng)通道。所述檢測(cè)孔板13上的第三通孔40也是一個(gè)長(zhǎng)方形截面通孔，其上部設(shè)有導(dǎo)向斜面38，其短邊36的尺寸c為檢測(cè)尺寸，其長(zhǎng)邊37的尺寸d3為檢測(cè)區(qū)長(zhǎng)度。第三通孔40與通道槽41連接，共同構(gòu)成所述轉(zhuǎn)子9上撥板10的轉(zhuǎn)動(dòng)通道。所述球形元件分選裝置的原理及分選方法說明如下球形元件分選裝置為短時(shí)連續(xù)工作制，其轉(zhuǎn)子9轉(zhuǎn)動(dòng)一周的時(shí)間為、，上游以最小時(shí)間間隔t2連續(xù)輸送球形元件。所述檢測(cè)孔板8、13和襯板21、22裝配后置于箱體6的通孔7內(nèi)，共同組成球形元件分揀空間，襯板21和22之間距離25的尺寸為f。所述轉(zhuǎn)子9上撥板10的初始工作位如圖1所示，撥板10的寬度M的尺寸e小于兩個(gè)檢測(cè)孔板的通孔及通道間隙尺寸。當(dāng)直徑分別為Φ 1、Φ 2和Φ 3的球形元件小球1、合格球2與大球3從上游流入通孔7時(shí)，所述撥板10將其導(dǎo)入第一檢測(cè)孔板8的第一通孔33上部，在延時(shí)t3后，驅(qū)動(dòng)部件18驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子9帶動(dòng)其撥桿10轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行分選操作。如果上游來的是大球3，則因Φ 3 > a而被第一檢測(cè)孔板8攔截；如果是合格球2 或小球1，則因Φ1< $2<3可穿過第一通孔33進(jìn)入下部空間。同理，進(jìn)入下部空間的合格球2，因Φ2> c可被第二檢測(cè)孔板13攔截，而小球1則因Φ1 < c，可直接通過第三通孔40后從箱體6的第二出球通道14排出。當(dāng)有合格球2被第二檢測(cè)孔板13攔截時(shí)，如圖5所示，在所述撥板10轉(zhuǎn)動(dòng)過程中， 撥板10可從第二檢測(cè)孔板13的通道槽41和第三通孔40的上部經(jīng)過，并將合格球2推送至箱體6的第三出球通道16，然后合格球2依靠重力經(jīng)由第三出球管17排出。如果有大球3被第一檢測(cè)孔板8攔截，如圖6所示，則當(dāng)撥板10經(jīng)過第一檢測(cè)孔板8的第一通孔33時(shí)，可推送大球3到該檢測(cè)孔板的第二通孔35處，因Φ 3 < b，故在重力作用下，被襯板21與22、撥板10和第二檢測(cè)孔板13的導(dǎo)向面39共同阻擋并導(dǎo)入箱體6 的第一出球通道12，進(jìn)而由所述第一出球管11排出。
為避免通過第一通孔33的撥桿10將小球1和合格球2推送至第二通孔35，或者撥桿10轉(zhuǎn)動(dòng)過程中將小球1導(dǎo)入箱體6的第三出球通道16，需要協(xié)調(diào)好落球時(shí)間和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間和位置，滿足、+t3 < t2。優(yōu)選地，檢測(cè)孔板設(shè)計(jì)為滿足不同檢測(cè)尺寸要求，可互換或者檢測(cè)間隙可調(diào)整的檢測(cè)孔板。本發(fā)明第一實(shí)施例中，兩個(gè)檢測(cè)孔板配對(duì)使用，通過對(duì)其三個(gè)通孔檢測(cè)尺寸的限制，可以滿足不同情況下大、中、小三種球形元件的分選，如(1)、在新燃料供應(yīng)系統(tǒng)的兩路裝料管道中，各設(shè)置一臺(tái)分選裝置，其中一臺(tái)分選裝置的兩個(gè)檢測(cè)孔板檢測(cè)通孔的尺寸分別為60. 2mm和59. 6mm，用于分選合格的直徑Φ 60 高富集度燃料元件和石墨元件并裝入堆內(nèi)；另一臺(tái)分選裝置的兩個(gè)檢測(cè)孔板的檢測(cè)通孔的尺寸分別為58. 2mm和57. 6mm，用于分選合格的直徑Φ 58低富集度燃料元件并裝入堆內(nèi)。所述兩臺(tái)裝置同樣適用于元件制造階段進(jìn)行Φ60高富集度元件及石墨球合格元件的分選， 以及Φ 58低富集度合格元件的分選。(2)、在堆芯燃料裝卸和循環(huán)過程中，采用58. 5mm塊規(guī)配合56. 5mm塊規(guī)，可由三個(gè)通道分揀出高富集度元件及石墨球、低富集度元件、碎球(小于56. 5mm)及碎片。(3)、對(duì)應(yīng)于雙區(qū)堆芯(中國發(fā)明專利“球床型高溫氣冷堆雙區(qū)堆芯交界面的測(cè)定方法及裝置”CN1159726C)，采用58. 5mm塊規(guī)配合40mm塊規(guī)，可由三個(gè)通道分揀出高富集度元件、低富集度元件、小石墨球(Φ35)。實(shí)施例二相對(duì)于第一實(shí)施例而言，如圖7所示的第二實(shí)施例刪減了第三出球管17，其箱體6 上也相應(yīng)地減少了第三出球通道16，因此，可用于分選兩種尺寸的球形元件，且大小兩種元件分別經(jīng)由第一出球管11和第二出球管14排出，其工作原理與第一實(shí)施例相同。實(shí)施例三在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例結(jié)構(gòu)具有以下改變(1)、出球管減少到1個(gè)，箱體 6上的出球通道相應(yīng)地減少到了 1個(gè)；( 、第一檢測(cè)孔板的第一孔道33與第二通道35不再聯(lián)通，而是被34隔斷，相應(yīng)地，撥桿10的運(yùn)動(dòng)方式由回轉(zhuǎn)式改變?yōu)閿[動(dòng)式；C3)、進(jìn)球管4 與出球管14的軸線不再偏心，而是位于箱體6對(duì)稱面上，因此撥桿10是一個(gè)偏心結(jié)構(gòu)板， 可利用下箱體6的通孔7間隙，保證球形元件能夠?qū)霗z測(cè)孔板8的第一孔道導(dǎo)向斜面四處。由于只有一個(gè)出球管，第三實(shí)施例不能獨(dú)立進(jìn)行球形元件分選，但是可以配合其上下游的過球探測(cè)器工作。大小球被撥桿導(dǎo)入第一通孔導(dǎo)向斜面處后，小球在重力作用下， 經(jīng)斜面四導(dǎo)向可直接通過第一通孔33，通過所述裝置的時(shí)間小于0. Is ；而大球則被攔截， 在撥板擺動(dòng)過程中被推送至第二孔道導(dǎo)向斜面31處，進(jìn)而依靠自重由第二孔道35下落，由于撥桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間在1 4s。通過比較進(jìn)出球管上下游過球探測(cè)器探測(cè)到的過球時(shí)間信息， 利用過球時(shí)間長(zhǎng)短，能夠可靠地分辨出所過球形元件的種類，即是大球還是小球。在此種工作模式下，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)管路及設(shè)備，尤其適用于在堆芯卸料裝置至燃耗測(cè)量管段。上述實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)部件18采用交流伺服系統(tǒng)，與普通電機(jī)和直流伺服電機(jī)相比， 交流伺服系統(tǒng)能夠在低轉(zhuǎn)速下平穩(wěn)啟停，可靠地連續(xù)短時(shí)工作，并能精確控制轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)角， 從而能夠精確、平穩(wěn)地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子9可靠地運(yùn)轉(zhuǎn)。
上述實(shí)施例中傳動(dòng)部件19選用磁耦合聯(lián)軸器，磁耦合聯(lián)軸器具有密封隔離罩和內(nèi)磁組件及外磁組件，通過緊固件和密封件與箱體4連接，可將驅(qū)動(dòng)部件18與轉(zhuǎn)子9之間的動(dòng)密封變?yōu)殪o密封傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)從隔離罩外向罩內(nèi)的無接觸運(yùn)動(dòng)傳遞，保證燃料裝卸系統(tǒng)內(nèi)的高壓放射性氦氣氛不外泄。當(dāng)然，在滿足需求的情況下，驅(qū)動(dòng)部件和傳動(dòng)部件可以在現(xiàn)有技術(shù)范圍內(nèi)進(jìn)行選擇。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種球形元件分選裝置，其特征在于，所述球形元件分選裝置包括箱體、轉(zhuǎn)子、襯板、 第一檢測(cè)孔板、進(jìn)球管和第一出球管；所述箱體上有與所述進(jìn)球管和出球管直通的進(jìn)球通道與第一出球通道；所述轉(zhuǎn)子上設(shè)置有一個(gè)撥板；所述檢測(cè)檢測(cè)孔板包含第一孔道和一個(gè)第二孔道；撥板和第一檢測(cè)孔板的兩個(gè)孔道均具有導(dǎo)向斜面，第一孔道的尺寸小于打球尺寸，大于小球和中球的尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述箱體內(nèi)有通孔，通孔下部設(shè)置有第二檢測(cè)孔板和第二出球通道，并外接第二出球管；所述第二檢測(cè)孔板具有第一出球通道、第一出球通道導(dǎo)向斜面、撥板通道槽和第二出球通道導(dǎo)向斜面；所述撥板與所述第二檢測(cè)孔板配合，能夠?qū)⑿∏蚝痛笄蚍謩e導(dǎo)向和推送出第一出球管與第二出球管。
3.如權(quán)利要求1 2任意一項(xiàng)所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述箱體的通孔下部設(shè)置還設(shè)有第三出球通道；所述撥板與所述第二檢測(cè)孔板配合，能夠?qū)⒅星驅(qū)蚝屯扑统龅谌銮蚬堋?br> 4.如權(quán)利要求1所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述進(jìn)球管和第一出球管的軸線位于箱體的對(duì)稱面上；所述第一檢測(cè)孔板的第一孔道與第二孔道不聯(lián)通，所述撥板是一個(gè)偏心的異形撥板。
5.如權(quán)利要求1 4任意一項(xiàng)所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子通過傳動(dòng)部件與驅(qū)動(dòng)部件連接。
6.如權(quán)利要求5任意一項(xiàng)所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)部件采用交流伺服系統(tǒng)。
7.如權(quán)利要求5任意一項(xiàng)所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述傳動(dòng)部件采用聯(lián)軸器。
8.如權(quán)利要求7任意一項(xiàng)所述的球形元件分選裝置，其特征在于，所述聯(lián)軸器為磁耦合聯(lián)軸器。
全文摘要
本發(fā)明屬核反應(yīng)堆裝備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及球床高溫氣冷堆不同尺寸球形元件的分選裝置。本發(fā)明包括箱體、轉(zhuǎn)子、襯板、第一檢測(cè)孔板、進(jìn)球管和第一出球管；箱體上有與所述進(jìn)球管和出球管直通的進(jìn)球通道與第一出球通道；轉(zhuǎn)子上設(shè)置有一個(gè)撥板；檢測(cè)檢測(cè)孔板包含第一孔道和一個(gè)第二孔道；撥板和第一檢測(cè)孔板的兩個(gè)孔道均具有導(dǎo)向斜面，第一孔道的尺寸小于打球尺寸，大于小球和中球的尺寸。本發(fā)明檢測(cè)孔板分別用于攔截大球和公差范圍內(nèi)的合格燃料球，轉(zhuǎn)子帶動(dòng)撥板轉(zhuǎn)動(dòng)，推送被檢測(cè)孔板攔截的燃料元件，使大球、合格球和小球分別經(jīng)由三個(gè)出球通道排出，提高了球形原件的分選效率以及分選的準(zhǔn)確性，設(shè)置的撥板可以解除分選過程中發(fā)生的卡球現(xiàn)象。
文檔編號(hào)B07B13/04GK102522130SQ201110401728
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉繼國, 吳宗鑫, 張作義, 張海泉, 李紅克, 王鑫, 聶君鋒 申請(qǐng)人:清華大學(xué)