一种芯块干磨及磨渣收集装置的制作方法

本发明涉及核燃料生产技术领域，具体涉及一种芯块干磨及磨渣收集装置。

背景技术：

在核燃料领域，燃料芯块加工过程中，为保证芯块外径尺寸符合要求，通常需要对芯块外圆进行磨削处理。在相关技术中，芯块磨削工艺分为两种，一种是湿法磨削工艺，掉落的磨渣会随磨削液一起被收集，但湿法磨削工艺会产生放射性废液，后续处理工艺复杂，费用高；另一种是干法磨削工艺，其不使用磨削液，也就不会产生放射性废液，但干法磨削过程中，会产生大量的放射性磨渣及粉尘，磨渣在磨床上堆积会提高设备本体的放射性，且导致手套箱内气溶胶浓度严重超标，因此需要对磨渣进行收集，然而现有的干法磨削工艺，在磨削过程中会导致磨渣及粉尘飞扬，不利于磨渣收集，还会污染环境。

因此，本领域亟需一种针对干法磨削工艺的芯块干磨磨渣收集方案以解决上述问题，从而满足磨渣收集及粉尘处理要求。

技术实现要素：

为了至少部分解决现有技术中存在的技术问题而完成了本发明。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种芯块干磨及磨渣收集装置，其包括：

磨削装置，其用于采用干法磨削方式对芯块进行磨削处理；

磨渣收集装置，其进风口通过气管与所述磨削装置排风口连接，用于对所述磨削装置产生的磨渣进行收集；以及，

气体循环装置，其通过气管分别与所述磨渣收集装置排风口和所述磨削装置进风口连接，用于驱动气体沿所述磨削装置排风口至所述磨渣收集装置进风口，以及所述磨渣收集装置排风口至所述磨削装置进风口的路径循环流动。

可选地，所述磨削装置包括：磨床手套箱和无心磨床；所述无心磨床设置在所述磨床手套箱内。

可选地，所述磨削装置还包括：局部围封；所述局部围封设置在所述磨床手套箱内，所述无心磨床设置在所述局部围封内。

可选地，所述磨渣收集装置包括：旋风分离器、若干滤筒、滤筒更换手套箱、料杯和磨渣收集手套箱；

所述旋风分离器的顶部开口，侧面设有进风口，底部设有排渣口；

所述若干滤筒设置在所述旋风分离器内的中间位置处；

所述滤筒更换手套箱设置在所述旋风分离器顶部并与其顶部开口连通，且所述滤筒更换手套箱的侧面设有排风口；

所述磨渣收集手套箱设置在所述旋风分离器底部；

所述料杯设置在所述磨渣收集手套箱内部，并与所述旋风分离器的底部排渣口连接。

可选地，所述旋风分离器的底部排渣口处还设置有卸料阀。

可选地，所述磨渣收集装置还包括：反吹装置；所述反吹装置设置在所述滤筒上方，用于在所述滤筒需清理时向所述滤筒喷射高频高压气流，以吹落所述滤筒上吸附的磨渣。

可选地，所述反吹装置包括：储气罐、若干连接管、若干阀门和若干喷嘴；每根连接管均对应一个阀门和一个喷嘴；

所述储气罐设置在所述滤筒更换手套箱上方；

所述若干连接管的一端与所述储气罐连接，另一端自上而下伸入至所述滤筒更换手套箱内部；

所述若干阀门分别设置在各自对应的连接管上；

所述若干喷嘴位于所述滤筒更换手套箱内部，且分别与各自对应的连接管的另一端连接，以将所述储气罐中存储的高频高压气流向所述滤筒喷射。

可选地，所述气体循环装置包括：风机和风机手套箱；所述风机设置在所述磨渣收集装置排风口与所述磨削装置进风口之间的气管上，并位于所述风机手套箱内。

可选地，所述芯块干磨磨渣收集装置还包括：过滤装置，其设置在所述磨渣收集装置排风口与所述气体循环装置之间的气管上。

可选地，所述磨渣收集装置排风口与所述气体循环装置之间还设置有备用气管。

有益效果：

本发明所述芯块干磨磨渣收集装置通过磨渣收集装置对磨削装置干法磨削产生的磨渣进行收集，并通过气体循环装置为整套设备的气体循环流动提供动力，以实现从磨削装置到磨渣收集装置再返回磨削装置的气体循环，在对磨削装置连续生产的磨渣进行充分收集的同时，还避免了磨削过程中的磨渣及粉尘飞扬，从而避免污染环境。

附图说明

图1为本发明实施例提供的芯块干磨磨渣收集装置的主视图；

图2为图1的剖视图。

图中：i－磨削装置；ii－磨渣收集装置；iii－气体循环装置；1－无心磨床；2－局部围封；3－磨床手套箱；4－气管；5－旋风分离器；6－滤筒；7－卸料阀；8－料杯；9－磨渣收集手套箱；10－气管；11－高效过滤器；12－风机；13－风机手套箱；14－气管；15－气管；16－喷嘴；17－阀门；18－储气罐；19－滤筒更换手套箱；20－袋封口。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，各种方位术语所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发明和简化描述，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发明的限制。

为解决芯块干法磨削工艺中磨渣及粉尘飞扬，不利于磨渣收集的问题，本发明实施例提供了一种芯块干磨及磨渣收集装置，主要用于放射性芯块外圆干法磨削，以及磨削时的磨渣收集。

如图1和图2所示，所述芯块干磨及磨渣收集装置包括：磨削装置i、磨渣收集装置ii和气体循环装置iii。

其中，磨削装置i用于采用干法磨削方式对芯块进行磨削处理，是磨渣的产生区域，其上设置有气体循环接口，即进风口和排风口。磨渣收集装置ii上也设置有气体循环接口，即进风口和排风口，且磨渣收集装置ii的进风口通过气管4与磨削装置i的排风口连接，用于对磨削装置i产生的磨渣进行收集。气体循环装置iii通过气管10与磨渣收集装置ii的排风口连接，通过气管14与磨削装置i的进风口连接，用于驱动气体沿磨削装置i的排风口至磨渣收集装置ii的进风口，以及磨渣收集装置ii的排风口至磨削装置i的进风口的路径循环流动，即为气体的循环流动提供动力。

本实施例中，通过磨渣收集装置对磨削装置干法磨削产生的磨渣进行收集，并通过气体循环装置为整套设备的气体循环流动提供动力，以实现从磨削装置到磨渣收集装置再返回磨削装置的气体循环，在对磨削装置连续生产的磨渣进行充分收集的同时，还避免了磨削过程中的磨渣及粉尘飞扬，从而避免污染环境。

如图2所示，磨削装置i包括：磨床手套箱3和无心磨床1。无心磨床1设置在磨床手套箱3内。

其中，无心磨床是不需要采用工件的轴心定位而进行磨削的一类磨床，主要由磨削砂轮、调整轮和工件支架三个机构构成，其中磨削砂轮实际担任磨削的工作，调整轮控制工件(如芯块)的旋转，并控制工件的进刀速度，工件支架在磨削时支撑工件。

由于将无心磨床1置于磨床手套箱3内，可避免磨削时产生的磨渣泄露到环境中，影响环境。

如图2所示，磨削装置i还包括：局部围封2，其位于磨削装置i内的磨削区中。局部围封2设置在磨床手套箱3内，而无心磨床1设置在局部围封2内，以通过局部围封2将无心磨床1产生的磨渣限制在较小区域内。

局部围封2上部设有进风口(即磨削装置i的进风口)与气管14连接，下部设有排风口(即磨削装置i的排风口)与气管4连接，以在气体循环装置iii提供的气体循环流动的带动下实现气体流通，并通过气体流通将磨渣带离磨削区。

由于在磨削装置i内的磨削区设置局部围封2，从而将磨削区进行相对封闭，有利于磨渣的收集。而磨削装置i产生的磨渣在气体循环装置iii提供的气体循环流动的带动下，通过其上的进排风口间的大风量将磨渣带至磨渣收集装置ii。

如图2所示，磨渣收集装置ii包括：旋风分离器5、若干滤筒6、滤筒更换手套箱19、料杯8和磨渣收集手套箱9。

其中，旋风分离器5的顶部开口，侧面设有进风口(即磨渣收集装置ii的进风口)与气管4连接，底部设有排渣口；为了便于磨渣的收集，旋风分离器5的下部采用锥型漏斗结构。

若干滤筒6设置在旋风分离器5内的中间位置处，结构紧凑合理。如图2所示，本实施例中，滤筒6设置有两组，每组可包含若干滤筒，当然，本发明并不限制于此，在旋风分离器内设置更多或更少数量的滤筒也应在本发明的保护范围内。

滤筒更换手套箱19设置在旋风分离器5顶部并与其顶部开口连通，且滤筒更换手套箱19的一侧面设有排风口(即磨渣收集装置ii的排风口)，滤筒更换手套箱19的另一侧面设有袋封口20，这两个侧面可以相对设置，必要时，可以将滤筒6从旋风分离器5中向上抽出，并通过滤筒更换手套箱19侧面的袋封口20将滤筒6取出，以满足滤筒6的更换及检修需求。

磨渣收集手套箱9设置在旋风分离器5底部。料杯8设置在磨渣收集手套箱9内部，并与旋风分离器5的底部排渣口连接。

本实施例中，无心磨床1产生的磨渣与气体的混合物经由气管4进入旋风分离器5，在旋风分离器5内旋转下降，同时由滤筒6进行过滤，产生的磨渣进入料杯8中，以收集磨渣。

磨渣收集装置ii作为磨渣的主要收集设备，设置了旋风分离和滤筒共两级过滤，以对磨削装置产生的磨渣进行充分回收，实现磨渣收集效率的最大化。由于旋风分离器和滤筒均属于现有成熟设备，故对其结构不再赘述。

如图2所示，旋风分离器5的底部排渣口处还设置有卸料阀7。

通过卸料阀7可以对旋风分离器5的卸料时段进行控制，即卸料阀7打开时，可将磨渣收集至料杯8内，卸料阀7关闭时，可将旋风分离器5和滤筒6与其他区域进行隔离。

磨渣收集装置ii还包括：反吹装置。反吹装置设置在滤筒6上方，用于在滤筒6需清理时向滤筒6喷射高频高压气流(也可称为高频脉冲气流)，以吹落滤筒6上吸附的磨渣。至于反吹装置喷射气流的频率和压力，可由本领域技术人员根据实际情况进行设定。

为滤筒6设置反吹装置，且反吹装置通过高频高压气流对滤筒进行反吹，可以清理堵塞的滤筒，还可以通过料杯8对吹落的磨渣进行收集，以进一步实现磨渣的高效回收。

如图2所示，反吹装置包括：储气罐18、若干连接管(图中未标出)、若干阀门17和若干喷嘴16。每根连接管均对应一个阀门17和一个喷嘴16，换言之，每个喷嘴16均通过对应的阀门17连接至储气罐18。

其中，储气罐18设置在滤筒更换手套箱19上方。若干连接管的一端与储气罐18连接，另一端自上而下伸入至滤筒更换手套箱19内部。若干阀门17分别设置在各自对应的连接管上。若干喷嘴16位于滤筒更换手套箱19内部，且分别与各自对应的连接管的另一端连接，以将储气罐18中存储的高频高压气流向滤筒6喷射。

当滤筒6需要反吹时，通过喷嘴16向滤筒6喷射高频高压气流，将滤筒6上附着的磨渣吹落。

可见，磨渣收集装置ii具有旋风分离、滤筒收集、气体反吹和磨渣回收等功能。

如图2所示，气体循环装置iii包括：风机12和风机手套箱13。风机12设置在磨渣收集装置ii的排风口与磨削装置i的进风口之间的气管10和14的相交处，并位于风机手套箱13内。

通过风机12让整个系统内气体进行循环流动，可以将大部分磨渣带至磨渣收集装置ii进行收集。而且，由于风机12设置在风机手套箱13内，可以防止放射性气溶胶外泄。

所述芯块干磨及磨渣收集装置还包括：过滤装置，其设置在磨渣收集装置ii的排风口与气体循环装置iii之间的气管10上。

本实施例中，过滤装置采用高效过滤器11，经由高效过滤器11过滤后的气体经过气管14返回磨削装置i内。高效过滤器为常规设备，其具体选型可由本领域技术人员根据实际情况来确定。

如图2所示，磨渣收集装置ii排风口与气体循环装置iii之间还设置有备用气管，即气管15。

可见，在磨渣收集装置ii排风口与气体循环装置iii之间设置了两根气管，分别为气管15和气管10，其中气管10上设置了高效过滤器11，为常用气管，而气管15为备用气管。当然，气管15和气管10上均设置有阀门(图中未示出)。

下面结合图2详细描述本实施例所述芯块干磨及磨渣收集装置的工作原理：

正常工况下，无心磨床1产生磨渣，在局部围封2的保护下，磨渣随气流经过气管4进入旋风分离器5内，大颗粒磨渣沿旋风分离器5壳壁落入底部，小颗粒磨渣进入滤筒6内被滤芯吸附，径旋风分离器5和滤筒6过滤后的气体经由气管10和高效过滤器11进入风机12中，被风机12加压后，经由气管14返回至局部围封2内，至此形成气流循环。

当滤筒6吸附一定量的磨渣颗粒后，其上方的喷嘴16向下喷射出高压高频气流将滤芯上附着的磨渣吹落，通过卸料阀7将磨渣收集至料杯8中。当滤筒6需要更换时，通过滤筒更换手套箱19和袋封口20进行更换。当高效过滤器11需要更换滤芯时，将气流从气管10切换至气管15中，对滤芯进行更换，待滤芯切换完毕，再将气流从气管15切换回气管10内。

综上所述，本发明提供的芯块干磨及磨渣收集装置通过无心磨床对芯块外圆进行干法磨削，并对无心磨床连续产生的磨渣进行收集，具体通过多级过滤(旋风分离器和滤筒)实现磨渣收集效率的最大化，进而实现芯块材料的高效利用；通过为滤筒设置反吹装置，可进一步实现磨渣的高效回收。整套设备的各个关键部分分别封闭在手套箱(磨床手套箱、磨渣收集手套箱、滤筒更换手套箱和风机手套箱)内，可防止放射性气溶胶外泄。而且，整套设备采用模块化设计，有利于装置的维护和检修。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。