一种放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置的制作方法

本发明涉及放射性废物处理技术领域，尤其是一种在不影响水泥固化体关键性能的前提下对固体样品进行处理，满足测量要求的前提下的放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置。

背景技术：

水泥固定是核电站目前广泛使用的废物固化技术之一，该技术将生成各种水泥固化体，并最终送到处置场处置。为保证生成的水泥固化体在处置期间的安全性，需对生成的水泥固化体的抗压、抗浸泡、抗冻融等进行测定和评估。

用做测定的水泥固化体样品由磨具制成圆柱体小块，在做这些测定之前，需要对圆柱的端面进行打磨，并且对圆柱端面平面度，磨削面与立面的垂直度等有较高要求。

同时，由于本水泥固化体放射性水平为中低放，在对样品进行前处理的过程中，需要考虑人员及环境的防护，且准备过程中不能有其它物质对样品本身产生影响(例如水)。

技术实现要素：

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置，该放射性水泥固化体样品性能预测定处理装置其能够在相对密封的箱体对样品进行打磨处理作业，样品磨削过程中不使用水等液体冷却，并能够对打磨过程中产生的放射性粉尘进行收集，同时对箱体内的空气流通进行控制，防止放射性物质释放到箱体外部。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置，包括有呈密封结构的箱体、设置在所述箱体内的磨削器、用于对放射性固化体样品进行夹持的样品磨削伺服部件、分别与所述样品磨削伺服部件相配合进行样品导入和导出的样品导出部件与样品导入部件、用于对所述箱体内磨削产生的水泥粉尘进行过滤和收集的袋滤器和粉尘收集罐、分别设置在所述箱体上下两端上的局部进口和局部出口以及自动控制器，其中所述局部出口与局部进口相配合，用于在所述箱体内形成负压。

进一步，还包括有设置在所述局部出口处的风机。

进一步，还包括有设置在所述样品导出部件和样品导入部件之间的取样器，其中所述取样器用于将样品从所述样品磨削伺服部件中放入到所述样品导出部件中。

进一步，所述样品磨削伺服部件包括有夹持旋转轴、安装在所述夹持旋转轴前端上的夹持器、安装在所述夹持旋转轴末端上的用于驱动其旋转运动的夹持电机、设置在所述夹持旋转轴与箱体内壁之间的固定轴套、与所述固定轴套固定相连的平移丝杠以及用于驱动所述平移丝杠沿所述夹持旋转轴轴向前后移动的平移电机，所述夹持器由静止部和旋转部组成，其中所述旋转部通过所述夹持旋转轴带动转动完成对样品的夹持、固定以及松开动作。

进一步，在所述局部出口处该设置有用于对所述箱体内空气进行过滤作业的过滤器。

进一步，在所述箱体外侧上邻近所述磨削器一侧设置有便于维修和更换磨削刀片的附箱。

进一步，所述箱体其上还设置有便于观察的封闭视窗。

本发明的有益效果为：本方案中的上述预处理装置由自动送料器，退料器，磨头，箱体，袋滤器和局排等部分组成；水泥固化体样品由自动送料器进入箱体内，被磨头将需要打磨的端面磨平，磨好的样品从退料器退出；磨削过程中产生的水泥粉末经袋滤器收集；局排系统通过在箱室合理位置设置进出风口和风机，确保箱室内始终保持负压，箱室内的空气经过高效过滤器后在排到环境中，确保放射性安全。

附图说明

图1为本发明中测定处理装置的结构原理示意图。

图2为本发明中水泥固化体样品预处理过程示意图。

图3为本发明中样品导入部件、样品导出部件以及样品磨削伺服部件相配合的结构示意图。

图4为本发明中样品磨削伺服部件结构示意图。

图中：

1-箱体，2-磨削器，3-附箱，4-袋滤器，5-粉尘收集罐，6-风机，7-局部出口，8-过滤器，9-自动控制器，10-样品导出部件，11-样品磨削伺服部件，12-样品导入部件，13-局部进口，14-取样器，15-样品，111-夹持旋转轴，112-夹持器，113-箱体内壁，114-固定轴套，115-夹持电机，116-平移丝杠，117-平移电机。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本实施例是针对用于测试的水泥固化体样品其在进行测定之前需要进行打磨，而水泥固化体放射性水平为中低放射性，在对样品进行前处理的过程中，需要考虑人员及环境的防护，且准备过程中不能有其它物质对样品本身产生影响，进而提出的一种放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置，该放射性水泥固化体样品性能预测定处理装置其能够在相对密封的箱体对样品进行打磨处理作业，并能够对打磨过程中产生的放射性粉尘进行收集，同时对箱体内的空气流通进行控制，防止放射性物质释放到箱体外部。

如图1所示，本实施例中的放射性水泥固化体样品性能测定预处理装置，其包括有呈密封结构的箱体1、设置在箱体1内的磨削器2、用于对放射性固化体样品进行夹持的样品磨削伺服部件11、分别与样品磨削伺服部件11相配合进行样品导入和导出的样品导出部件10与样品导入部件12、用于对箱体1内磨削产生的水泥粉尘进行过滤和收集的袋滤器4和粉尘收集罐5、分别设置在箱体1上下两端上的局部进口13和局部出口7以及自动控制器9，其中局部出口7与局部进口13相配合，用于在箱体1内形成负压。自动控制器9采用现有的plc控制技术，与本实施例中的各个伺服电机(步进电机)相连，用于对电机的旋转速度、角度等进行精确控制，确保在工作过程中的夹持、平移、打磨等动作的精确控制，对打磨速度以及打磨厚度等进行控制，保证预处理样品的磨削精度，此外本实施例中的自动控制器9还对风机6、照明以及磨削等部件进行控制，以保证预处理工作的顺利进行。

本实施例在局部出口7上游处设置有风机6，风机6的设置可以使得箱体1内部始终处于负压状态，即保证箱体1内部的放射性粉尘扩散到外部环境中。在工作时，在风机6的作用下，外部的空气从箱体1上部的局部进口13进入箱体1内部中，进入的空气与箱体1内部的放射性粉尘在风机6的作用下，其整体向箱体1底端流动，进入到箱体1下方的袋滤器4和粉尘收集罐5中进行过滤和收集，过滤收集后的空气继续在风机6的风力作用下，经位于箱体1底端的局部出口7排出，形成一个循环的流动气体通道，保证箱体1内部始终处于一个负压状态。此外为了保证经局部出口7流出的空气具备更好的安全性，还可以在局部出口7上游处安装有过滤器8，对流出的空气做进一步的过滤作业。

结合参照附图2所示，为本实施例水泥固化体样品进行预处理的作业流程示意图。将多个水泥固化体样品15放入样品导入部件12的暂存盒内，样品导入部件12每次将一个样品导入箱体1内并由样品磨削伺服部件11接收和固定；随后已固定的样品15随伺服部件一起在箱体1内向磨削器2平移，磨削器2将样品打磨好之后，伺服部件再反向平移至导出部件处，随后已磨削好的样品由样品导出部件10导出箱体1；不断重复此过程，即可进行多个样品的自动处理。

在实际作业过程中，磨削器2可能由于长时间的作业而会导致损坏，因此需要进行维修更换，为了便于维修更换操作，本实施例还在箱体1外侧上邻近磨削器2一侧设置有便于维修和更换磨削刀片的附箱3。同时，为了在磨削作业过程中能够直观的观察到水泥固化体样品的状态，在箱体1其上还设置有便于观察的封闭视窗以及照明视窗。

结合参照附图3所示，为本实施例中的样品导入部件、样品导出部件10以及样品磨削伺服部件相配合的结构示意图。本实施例在样品导入部件12与样品导出部件10之间的取样器14，取样器14用于将样品从样品磨削伺服部件11中放入到样品导出部件10中。工作时，将原始样品放入样品导入部件12后，样品磨削伺服部件11接收一个样品后并将其固定在样品磨削伺服部件11上；待样品磨削结束，样品磨削伺服部件11再次回到导出部件位置后，松开样品，送样器在电机驱动下将样品送入样品导出部件10，样品在样品导出部件10内沿导出通道送出。导入部件能暂存一定数量的样品，操作人员一次装入这些样品，装置将自动依次完成各个样品的预处理，并将其导出暂存于导出部件暂存盒中。

结合参照附图4所示，为本实施例中样品磨削伺服部件结构示意图。本实施例中的样品磨削伺服部件11包括有夹持旋转轴111、安装在夹持旋转轴111前端上的夹持器112、安装在夹持旋转轴111末端上的用于驱动其旋转运动的夹持电机115、设置在夹持旋转轴111与箱体内壁113之间的固定轴套114、与固定轴套114固定相连的平移丝杠116以及用于驱动平移丝杠116沿所述夹持旋转轴111轴向前后移动的平移电机117，夹持器112由静止部和旋转部组成，其中旋转部通过夹持旋转轴111带动转动完成对样品的夹持、固定以及松开动作。夹持器112由静止部和旋转部组成，旋转部由夹持电机115驱动并经夹持旋转轴111进行旋转完成样品的夹持、固定与松开动作。工作时，夹持器112固定好样品后，在平移电机117驱动下，经平移丝杠116传动，夹持旋转轴111、夹持器112、夹持电机115整体沿平移丝杠116轴向做平移动作，使得样品端面与磨头接触并完成打磨，打磨完成后再做反向平移，夹持器112回到导出部件位置。夹持电机115与平移电机117均为伺服(或步进)电机，其转速，旋转角度均可精确控制，确保夹持动作准确，打磨速度合理。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。