一种桶盖自锁装置的制作方法

本发明涉及放射性废物贮存装置，具体涉及一种放射性废物贮存桶的桶盖自锁装置。

背景技术：

目前国内核电站及核领域中产生的放射性浓缩液、废树脂，多数利用水泥进行固化处理，形成水泥固化物，以便进行永久的处置。将废物处理后装在400l钢桶中，需将钢桶封盖防止放射性物质扩散，当钢桶外表面剂量率高于2msv/h时，需将钢桶放入厚度足够的屏蔽容器中，以避免在运输和存放时放射线物质的外泄，屏蔽容器也必须封盖后转运到放射性固体废物暂存区域。在以往的核电工程中，对装有固化物的钢桶和屏蔽容器在不同工位分别设置两套取封盖装置，以实现钢桶盖和屏蔽容器盖的密封和打开。这种桶体的桶盖缺少自锁装置，安全性和可靠性较差。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种能够使放射性废物贮存桶的桶盖在不同工位进行锁定的自锁装置，从而简化设备，并提高设备的安全性和可靠性。

本发明的技术方案如下：一种桶盖自锁装置，设置在桶盖密封装置上，所述桶盖密封装置包括桶盖转盘和伸缩杆，桶盖转盘中心设置转轴，并在转轴的带动下旋转，桶盖转盘旋转时能够带动所述伸缩杆运动，使伸缩杆的端部进入或脱出与桶体固定连接的桶盖法兰的圆弧槽；所述转轴包括轴套和轴芯，轴套与轴芯之间设有轴芯复位弹簧，所述轴芯能够在下压作用下在轴套内向下运动并压缩轴芯复位弹簧，在下压作用解除后能够通过轴芯复位弹簧向上复位；所述桶盖自锁装置包括与转轴的轴芯相连接的竖直向上的第一销轴，在桶盖支座底部设有与所述第一销轴的不同工位相对应的第一销轴孔。

进一步，如上所述的桶盖自锁装置，其中，桶盖密封装置包括外桶盖密封装置、内桶盖密封装置，所述的第一销轴与设置在外桶盖密封装置的外桶盖支座底部的第一销轴孔相对应；所述内桶盖密封装置包括内桶盖转盘和内拉杆，内桶盖转盘能够被所述转轴带动旋转，并同时带动所述内拉杆运动，使内拉杆的端部进入或脱出与桶体固定连接的内桶盖法兰的圆弧槽，在内桶盖支座中心孔内设有短轴，所述短轴与内桶盖支座之间设有短轴复位弹簧，所述短轴能够在下压作用下在内桶盖支座中心孔内向下运动并压缩短轴复位弹簧，在下压作用解除后能够通过短轴复位弹簧向上复位，所述的短轴连接竖直向上的第二销轴，在内桶盖支座底部设有与所述第二销轴的不同工位相对应的第二销轴孔。

进一步，如上所述的桶盖自锁装置，其中，所述的外桶盖密封装置包括外桶盖转盘，外桶盖转盘上设有多段形状不同的沟槽，在外桶盖转盘的沟槽内设置外桶盖轴承，外桶盖轴承连接伸缩杆；所述的内桶盖转盘上设有多段形状不同的沟槽，在内桶盖转盘的沟槽内设置内桶盖轴承，内桶盖轴承连接内拉杆；所述外桶盖转盘与内桶盖转盘之间通过转轴相连接，通过转轴的旋转能够实现外桶盖转盘与内桶盖转盘的同步转动，在外桶盖转盘和内桶盖转盘的转动过程中，所述外桶盖轴承和内桶盖轴承分别在各自所在的沟槽内滑动，从而分别带动伸缩杆和内拉杆运动，使伸缩杆和内拉杆的端部分别进入或脱出各自对应的外桶盖法兰或内桶盖法兰的圆弧槽，实现双桶盖的密封或打开。

进一步，如上所述的桶盖自锁装置，其中，所述外桶盖转盘的沟槽内侧为外桶盖支座，外桶盖与外桶盖支座固定连接；所述内桶盖转盘的沟槽内侧为内桶盖支座，内桶盖与内桶盖支座固定连接。

进一步，如上所述的桶盖自锁装置，其中，还包括可以插入所述转轴端部的顶杆，通过旋转顶杆带动所述转轴转动。

进一步，如上所述的桶盖自锁装置，其中，外桶盖转盘以及内桶盖转盘上设置的所述多段形状不同的沟槽分别包括两段圆弧段以及位于两段圆弧段之间的直边段。

本发明的有益效果如下：本发明所提供的放射性废物贮存桶的桶盖自锁装置，能够在桶盖密封或打开的不同工位将桶盖转盘锁死，从而保证了密封或开盖状态下的设备稳定性，使相关操作更加的安全可靠。将该自锁装置应用到双桶盖密封装置中，可通过同一套装置实现对钢桶盖和屏蔽容器盖(内外两个桶盖)的密封和打开，并且可以单独密封及拆取外桶盖，简化了设备，减少了桶盖密封的程序，极大的提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明实施例中双桶盖密封装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中双桶盖密封装置的自锁装置结构示意图；

图3为本发明实施例中双桶盖密封装置的外桶盖与外桶盖法兰以及内桶盖与内桶盖法兰的连接关系示意图；

图4为本发明实施例中双桶盖密封装置的外桶盖转盘中多段形状不同的沟槽结构示意图；

图5为本发明实施例中双桶盖密封装置的内桶盖转盘中多段形状不同的沟槽结构示意图；

图6为本发明实施例中双桶盖密封装置的顶杆结构示意图；

图7为本发明实施例中双桶盖密封装置的转轴结构示意图；

图8为本发明实施例中双桶盖密封装置的自锁装置的剖面结构示意图。

图中，1.外桶盖转盘2.外桶盖轴承3.外桶盖支座4.外拉杆5.内桶盖转盘6.内桶盖轴承7.内桶盖支座8.内拉杆9.转轴10.顶杆11.外桶盖自锁机构12.内桶盖自锁机构13.外桶盖14.外桶盖法兰15.内桶盖16.内桶盖法兰17.轴芯复位弹簧18.轴套19.轴芯20.第一销轴21.短轴22.短轴复位弹簧23.第二销轴

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明的实施例是以双桶盖密封装置为例进行的示例性说明。但是，本发明所提供的桶盖自锁装置也可以直接用于单桶盖的自锁操作，这种技术方案已包含在本发明权利要求的保护范围之内，对于本领域的技术人员来说是显而易见的。另外，无论是单桶盖还是双桶盖，其密封装置的具体结构都不局限于以下实施例的描述，只要是以转盘的方式带动连杆结构进行伸缩动作，配合桶盖法兰圆弧槽的密封锁紧装置，都可将本发明的自锁装置应用其中，实现转盘的自锁功能。

实施例

以下以双桶盖密封装置为例，双桶盖密封装置包括外桶盖密封装置、内桶盖密封装置，还可以进一步包括自锁装置。如图1所示，所述的外桶盖密封装置包括外桶盖转盘1，外桶盖转盘1上设有多段形状不同的沟槽(参见图4)，在外桶盖转盘1的沟槽内设置外桶盖轴承2，沟槽内侧为外桶盖支座3，外桶盖13与外桶盖支座3固定连接，外桶盖轴承3连接外拉杆4，在与桶体固定连接的外桶盖法兰14上设有与外拉杆4的端部相适配的圆弧槽(参见图3)。所述的内桶盖密封装置包括内桶盖转盘5，内桶盖转盘5上设有多段形状不同的沟槽(参见图5)，在内桶盖转盘5的沟槽内设置内桶盖轴承6，沟槽内侧为内桶盖支座7，内桶盖15与内桶盖支座7固定连接，内桶盖轴承6连接内拉杆8，在与桶体固定连接的内桶盖法兰16上设有与内拉杆的端部相适配的圆弧槽(参见图3)。所述外桶盖转盘1与内桶盖转盘5之间通过转轴9相连接，转轴9包括轴套18和轴芯19(见图8)，轴套18与轴芯19之间设有轴芯复位弹簧17，所述轴芯19能够在下压作用下在轴套18内向下运动并压缩轴芯复位弹簧17，在下压作用解除后能够通过轴芯复位弹簧17向上复位。通过插入所述转轴端部的顶杆10带动转轴9的旋转能够实现外桶盖转盘1与内桶盖转盘5的同步转动，在外桶盖转盘1和内桶盖转盘5的转动过程中，所述外桶盖轴承2和内桶盖轴承6分别在各自所在的沟槽内滑动，从而分别带动外拉杆4和内拉杆8运动，使外拉杆4和内拉杆8的端部分别进入或脱出各自对应的外桶盖法兰或内桶盖法兰的圆弧槽，实现双桶盖的密封或打开。

具体来说，外桶盖轴承2可沿着外桶盖转盘1的沟槽内滑动，随着外桶盖转盘1的旋转，外桶盖轴承2位于外桶盖转盘1上不同的弧段，带动外拉杆4水平运动，外拉杆4向外运动时，拉杆端部伸进外桶盖法兰14圆弧槽中，外桶盖13与外桶盖法兰14通过垫圈密封，从而实现外桶盖13的封盖操作。当外拉杆4向内运动时，外拉杆4端部脱离外桶盖法兰14的圆弧槽，可将外桶盖13提升(此时外桶盖转盘1和转轴9同时被提升)，完成取盖操作。内桶盖转盘5旋转时，内桶盖轴承6在内桶盖转盘5的沟槽内滑动，随着旋转的位置不同，带动内拉杆8水平运动，内拉杆8向外运动时，内拉杆8端部伸进内桶盖法兰16的圆弧槽中，实现内桶盖的密封；当内拉杆8向内运动时，内拉杆8端部脱离内桶盖法兰16的圆弧槽，实现内桶盖15的打开。通过外拉杆4和内拉杆8水平伸出和缩回，来实现内外桶盖的密封和打开。

如图2所示，自锁装置包括外桶盖自锁机构11和内桶盖自锁机构12。如图8所示，所述外桶盖自锁机构包括与转轴的轴芯19相连接的竖直向上的第一销轴20，在外桶盖支座底部设有与所述第一销轴20的不同工位相对应的第一销轴孔。所述内桶盖自锁机构包括设置在内桶盖支座7中心孔内的短轴21，所述短轴21与内桶盖支座7之间设有短轴复位弹簧22，所述短轴21能够在所述顶杆10的下压作用下在内桶盖支座中心孔内向下运动并压缩短轴复位弹簧22，在下压作用解除后能够通过短轴复位弹簧22向上复位，所述的短轴21连接竖直向上的第二销轴23，在内桶盖支座底部设有与所述第二销轴23的不同工位相对应的第二销轴孔。

上述双桶盖密封装置的工作过程如下：

1)封盖操作

初始状态时，外桶盖轴承2位于外桶盖转盘1上的a圆弧段部位，内桶盖轴承6位于内桶盖转盘5上的a’圆弧段部位。外桶盖转盘1上设置的所述多段形状不同的沟槽可参见图4，包括两段圆弧段a、b以及位于两段圆弧段之间的直边段c。内桶盖转盘5上设置的所述多段形状不同的沟槽可参见图5，包括两段圆弧段a’、b’以及位于两段圆弧段之间的直边段c’。初始状态时，外拉杆4和内拉杆8均处于收回状态。

将顶杆10(如图6所示)插入转轴9的沟槽(如图7所示)后旋转并压下顶杆10，使转轴9下降，此时外桶盖自锁机构11的第一销轴20沿着转轴轴套上的长圆槽垂直向下滑动，外桶盖自锁机构的第一销轴脱离外桶盖支座3上的销轴孔，外桶盖支座3与外桶盖13之间通过螺栓固定，不随外桶盖转盘1的旋转而转动，外桶盖自锁机构11打开，同理内桶盖自锁机构的第二销轴23脱离内桶盖支座7上的销轴孔，内桶盖自锁机构也同时打开，此时外桶盖转盘1和内桶盖转盘5处于活动状态。使转轴9顺时针旋转，带动外桶盖转盘1开始旋转，外桶盖轴承2一直位于外桶盖转盘1上的a圆弧段部位，内桶盖轴承6从内桶盖转盘5的a’圆弧段过渡到直边段c’部位，此时内拉杆8开始水平向外动作，内拉杆8完全打开，内拉杆8端部插入内桶盖法兰16的圆弧槽内，内桶盖15与内桶法兰16的密封面接合，内桶盖15实现了封盖操作。外桶盖转盘1上的外桶盖轴承2此时仍处于a圆弧段部分，外拉杆4始终保持收回状态，此时可将外桶盖13取走。以上操作实现了对内桶盖15的封盖。

继续顺时针旋转顶杆10，使外桶盖转盘1和内桶盖转盘5旋转，当外桶盖轴承2从a圆弧段过渡到直边段c时，外拉杆4开始向外动作，此时外拉杆4完全打开，外拉杆4的端部插入外桶盖法兰14的圆弧槽内，将外桶盖13锁死，外桶盖13实现了封盖操作。此时内桶盖轴承6一直位于内桶盖转盘5的b’圆弧段部分，内桶盖15的状态不变，仍旧保持锁死状态。继续旋转顶杆10，外桶盖轴承2由直边段c过渡到b圆弧段，外桶盖13的状态不变，内桶盖轴承6持续保持在b’圆弧段旋转，内桶盖15的状态也保持不变。此时外拉杆4和内拉杆8都保持伸出状态，使两个桶盖都被锁死。将顶杆10脱离密封装置的转轴9，此时转轴9上方由于没有顶杆10压着，在轴芯复位弹簧17的作用下，转轴9的轴芯上升，外桶盖自锁机构11的第一销轴随着轴芯19上升，沿着轴套18侧面的长圆槽向上运动，最终第一销轴20进入外桶盖支座3底部的销轴孔，外桶盖支座3与外桶盖13之间固定连接，因此，外桶盖自锁机构11将外桶盖固定，同理内桶盖自锁机构12也同时固定内桶盖，保证内外两个桶盖的状态不变，实现了内外两个桶盖的封盖操作。

2)取盖操作

初始状态为内外桶盖都处于密封状态下，外桶盖轴承2位于外桶盖转盘1上的b圆弧段部位，内桶盖轴承6位于内桶盖转盘5上的b’圆弧段部位。外拉杆4和内拉杆8均处于拉伸状态。

将顶杆10插入转轴9的沟槽后旋转并压下顶杆10，使转轴的轴芯19下降，此时外桶盖自锁机构11的第一销轴20由于轴芯19下降，脱离外桶盖支座的销轴孔，外桶盖自锁机构11打开，同理内桶盖自锁机构12也同时打开，此时外桶盖转盘1和内桶盖转盘5处于活动状态。利用顶杆10使转轴9逆时针旋转，带动外桶盖转盘1开始旋转，当外桶盖轴承2由外桶盖转盘1上的b圆弧段旋转过渡到直边段c部位后，内桶盖轴承6持续在内桶盖转盘5的b’圆弧段旋转，此时外拉杆4开始水平向内动作，外拉杆4完全收回，外拉杆4端部离开外桶盖法兰14的圆弧槽，外桶盖13实现了开盖操作。内桶盖转盘5上的外桶盖轴承6此时仍处于b’圆弧段部分，内拉杆8依旧保持收回状态，内桶盖15始终被封盖锁死，此时可单独将外桶盖13取走。以上操作实现了外桶盖13的开盖。

继续旋转顶杆10，当外桶盖轴承2从直边段c过渡到a圆弧段时，外拉杆4始终保持收回状态，此时内桶盖轴承6由内桶盖转盘5从直边段c’过渡到a’圆弧段部分，内拉杆8收回，内拉杆8端部离开内桶盖法兰16的圆弧槽，内桶盖15实现了开盖操作。外桶盖轴承2始终位于外桶盖转盘1的a圆弧段部位，外桶盖13始终保持打开状态。

当两个桶盖都被打开后，将顶杆10脱离密封装置的转轴9，在轴芯复位弹簧17的作用下，此时转轴的轴芯19上升，外桶盖自锁机构11的第一销轴20随着轴芯19上升，沿着转轴轴套18的长圆槽向上运动最终销轴进入外桶盖支座3底部的销轴孔，外桶盖支座3与外桶盖13之间固定，因此外桶盖自锁机构11实现外桶盖的自锁功能，同理内桶盖自锁机构12也实现自锁功能，保证内外两个桶盖打开的状态不变，实现了内外两个桶盖的开盖操作。此时可使用吊装设备对内外桶盖进行吊取(此时外桶盖转盘1和内桶盖转盘5均被吊取)，实现了内外两个桶盖的取盖操作。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。