本发明涉及核燃料后处理技术领域，具体涉及一种用于将物料自热室外运送至热室内的全自动屏蔽转运门。
背景技术：
在核燃料后处理工艺中，放射性物料需要按照特定的工艺流程在相应的热室内进行加工、处理。放射性物料首先会放入特殊的屏蔽转运容器中，然后通过热室转运门运送入热室内。
热室是进行高放射性试验和操作的屏蔽空间，其内需要转入大量的放射性物质，具备较强辐射。为了实现放射性物料的安全转入，热室转运门的设计显得尤为重要。然而，现有的热室转运门在安全性及操作自动化方面还存在明显的不足。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中所存在的上述缺陷，提供一种既能确保人员辐射安全，又能实现全程自动化操作的全自动屏蔽转运门。
解决本发明技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供一种全自动屏蔽转运门，用于将物料自热室外运送至热室内，所述转运门包括屏蔽块、前座、后座、转门和传动机构，所述屏蔽块、前座和后座均嵌入至热室墙体内，并沿热室外至热室内的方向依次排列，所述屏蔽块上沿水平方向开设有与热室外连通的第一通孔，所述前座和后座的内部形成有与转门的外形相匹配的空腔，且前座靠近热室外的一侧开设有分别与所述空腔和第一通孔连通的入口，后座靠近热室内的一侧开设有分别与所述空腔和热室内连通的出口，所述转门设置在所述空腔内，其上沿水平方向开设有第二通孔，且第一通孔、入口、第二通孔和出口能够依次连通并形成一条通道，所述传动机构依次穿过屏蔽块和前座后与转门的顶端或底端连接，用于驱动转门绕其竖直轴在所述空腔内自由转动，从而使转门上的第二通孔与其前后的入口和出口连通或错开，以开启或关闭所述转运门。
可选地，所述屏蔽块采用壳式结构，且壳内灌注有防辐射材料。
可选地，所述转运门还包括嵌入至转门顶端的上轴头和嵌入至转门底端的下轴头，所述上轴头外套有上轴承，所述下轴头外套有下轴承，所述传动机构与上轴头或下轴头连接。
可选地，所述前座和后座接触处的顶部与上轴头对应的位置开设有第三通孔，所述转运门还包括能够从外向内插入至第三通孔内的上塞；
所述前座和后座接触处的底部上与下轴头对应的位置开设有第四通孔，所述转运门还包括能够从外向内插入至第四通孔内的下塞。
可选地，所述转门采用阶梯柱状结构，其上部由上至下呈逐层递增的阶梯状，其下部由下至上也呈逐层递增的阶梯状；所述前座与后座内部的空腔采用与所述转门的外形相匹配的阶梯结构。
可选地，所述转运门还包括连接在前座的入口侧的前法兰盘、连接在后座的出口侧的后法兰盘，以及与后法兰盘连接并向热室内水平延伸的接管。
可选地，所述转运门还包括设置在转门的第二通孔内且两端开口的内筒，且内筒的外壁与第二通孔的孔壁贴合；所述转门采用壳式结构，且壳内灌注有铅。
可选地，所述传动机构包括电机、蜗轮和蜗杆，所述蜗轮的转轴与转门的顶端或底端连接，所述蜗杆与蜗轮相配合，且蜗杆的端部与电机的轴连接。
可选地，所述转运门还包括用于控制电机转动转数的编码器。
可选地，所述转运门还包括机械限位机构，其包括开设在转门的外表面并沿其周向延伸三分之一至二分之一周长的限位凹槽，以及与所述限位凹槽匹配的限位销，所述限位销插入限位凹槽内，从而在编码器出现故障时，转门上的第二通孔与其前后的入口和出口连通/错开后对转门进行机械限位，以保证转运门的正确开启/关闭。
可选地，所述转运门还包括能够从外向内插入至屏蔽块的第一通孔内，以及能够从该第一通孔内拔出的密封塞。
有益效果：
本发明所述全自动屏蔽转运门中，靠近热室外的屏蔽块可以满足相应的辐射防护要求；而且，在蜗轮蜗杆传动机构的驱动下，转门可以在前座和后座内部的空腔中转动，从而实现了转运门的自动开启与自动关闭，操作方便、保证了人员辐射安全，而且结构形式简单、巧妙，节约了空间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的全自动屏蔽转运门呈开启状态时的截面示意图；
图2为本发明实施例提供的全自动屏蔽转运门呈关闭状态时的截面示意图；
图3为本发明实施例提供的全自动屏蔽转运门呈关闭状态时的三维结构示意图；
图4为本发明实施例提供的传动机构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的转门上设置有机械限位机构的示意图之一；
图6为本发明实施例提供的转门上设置有机械限位机构的示意图之二。
图中：1－密封塞；2－前法兰盘；3－屏蔽块；4－前座；5
－转门；6－上塞；7－上轴承；8－后座；9－上轴头；10－后法兰盘；11－接管；12－内筒；13－下轴承；14－下轴头；15－蜗轮；16－下塞；17－蜗杆；18－限位销；19－电机；20－限位凹槽。
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。
本发明提供一种全自动屏蔽转运门，用于将物料，例如放射性物料，自热室外运送至热室内。所述热室可应用于核工业领域，也可以应用于其他需要传送危险性物料的领域。
由于热室内含有大量的放射性物质，具备较强辐射，这些特殊性使得在设计热室转运门时需要考虑以下几点：为控制热室内气氛不污染外界环境，需要热室转运门具备一定密封功能；为确保人员的安全，需保证热室转运门的屏蔽功能；同时，为操作方便、安全，需要实现转运门的全程自动化操作。现针对热室转运门的密封性、安全性、操作自动化以及空间布置等问题，提出一种全自动屏蔽热室转运门。
具体地，如图1至图3所示，所述转运门包括屏蔽块3、前座4、后座8、转门5和蜗轮蜗杆传动机构。所述屏蔽块3、前座
4和后座8均嵌入至热室墙体内，并沿热室外至热室内的方向依次排列。所述屏蔽块3采用能够满足热室辐射防护要求的材料制成，其上沿水平方向开设有与热室外连通的第一通孔。所述前座4和后座8的内部形成有与转门5的外形相匹配的空腔，且前座4靠近热室外的一侧开设有分别与所述空腔和第一通孔连通的入口，后座8靠近热室内的一侧开设有分别与所述空腔和热室内连通的出口。所述转门5设置在所述空腔内，其上沿水平方向开设有第二通孔，且第一通孔、入口、第二通孔和出口能够依次连通并形成一条通道，该通道即为放射性物料进出通道，用于放射性物料的进出。所述蜗轮蜗杆传动机构依次穿过屏蔽块3和前座4后与转门5的底端连接(也可以与转门5的顶端连接)，用于驱动转门5绕其竖直轴在所述空腔内自由转动，从而使转门5上的第二通孔与其前后的入口和出口连通或错开，以开启或关闭所述转运门。换言之，转门5上的第二通孔与其前后的入口和出口连通时，第一通孔、入口、第二通孔和出口依次连通并形成放射性物料进出通道，转运门开启，具体如图1所示；转门5上的第二通孔与其前后的入口和出口错开时，放射性物料进出通道断开，转运门关闭，具体如图2所示，从而实现了转运门的开启与关闭。
较优地，所述屏蔽块3采用壳式结构，且壳内灌注有防辐射材料。具体地，屏蔽块3可根据热室内放射源不同，而灌注不同的材料，以满足辐射防护要求。
如图1和图2所示，所述转运门还包括密封塞1，其能够从外向内插入至屏蔽块3的第一通孔内，以及从该第一通孔内拔出，相应地，由于设置了密封塞1，故而第一通孔也可称为塞孔。密封塞1保证了通常情况下热室内气氛与外界的隔离。
所述转运门还包括嵌入至转门5顶端的上轴头9和嵌入至转门5底端的下轴头14，所述上轴头9外套有上轴承7，所述下轴头14外套有下轴承13，所述蜗轮蜗杆传动机构与下轴头14连接(也可以与上轴头9连接)。
所述前座4和后座8接触处的顶部与上轴头9对应的位置开设有第三通孔，所述转运门还包括能够从外向内插入至第三通孔内的上塞6；所述前座4和后座8接触处的底部上与下轴头14对应的位置开设有第四通孔，所述转运门还包括能够从外向内插入至第四通孔内的下塞16。
本实施例中，可以使密封塞1、上塞6和下塞16配合使用橡胶垫片，以更好地实现对热室内气氛的有效密封。
如图1和图2所示，所述转门5采用阶梯柱状结构，其上部由上至下呈逐层递增的阶梯状，其下部由下至上也呈逐层递增的阶梯状；相应地，所述前座4与后座8内部的空腔采用与所述转门5的外形相匹配的阶梯结构，以实现转门在前座和后座内部的空腔内自由转动，将空间最大化利用。
所述转运门还包括连接在前座4的入口侧的前法兰盘2、连接在后座8的出口侧的后法兰盘10，以及与后法兰盘10连接并向热室内水平延伸的接管11。所述接管11与所述出口连通，用于向热室内延长所述放射性物料进出通道。
为避免放射性物料污染转门，较优地，所述转运门还包括设置在转门5的第二通孔内且两端开口的内筒12，且内筒12的外壁与第二通孔的孔壁贴合；所述转门5也采用壳式结构，且壳内灌注有铅，以起到屏蔽防护作用。
如图4所示，所述蜗轮蜗杆传动机构包括电机19、蜗轮15和蜗杆17，所述蜗轮15的转轴与转门5底端连接(也可以与转门5的顶端连接)，具体为与嵌入至转门5底端的下轴头14连接(也可以与嵌入至转门5顶端的上轴头9连接)，所述蜗杆17与蜗轮15相配合，且蜗杆17的端部与电机19的轴连接。具体地，电机19带动蜗杆17转动，蜗杆17与蜗轮15相配合带动下轴头14转动，从而带动转门5转动。
需要说明的是，本实施例中以蜗轮蜗杆传动机构为例进行说明，在实际应用时，还可以采用其他类型的传动机构，如齿轮传动机构等，只需能够带动转门5转动即可，本发明对传动机构的具体结构不作限制。
进一步地，所述转运门还包括用于控制电机19转动转数的编码器。具体地，应用编码器控制电机19转动的转数，从而控制转门5的旋转角度，进而控制转运门的开启和关闭，操作方便、安全。采用绝对值编码器保证了转运门运动的准确性。
如图5和图6所示，所述转运门还包括机械限位机构，其包括开设在转门5的外表面并沿其周向延伸三分之一至二分之一周长的限位凹槽20，以及与所述限位凹槽匹配20的限位销18，所述限位销18插入限位凹槽20内，从而在编码器出现故障时，转门5上的第二通孔与其前后的入口和出口连通/错开后对转门5进行机械限位，以保证转运门正确的开启/关闭。
本实施例所述转运门的具体操作方法如下：
开启转运门：如图2所示，转运门的常态为关闭状态，当需要向热室内运入物料时，首先将密封塞1取下，然后开启电机19，电机19带动蜗杆17转动，蜗杆17将转动传递给蜗轮15，蜗轮15带动下轴头14转动，从而使转门5转动，当转门5的内筒12与前法兰盘2、后法兰盘10所在通道准确对接时，形成一条完整的运送通道，此时将电机19关闭，转运门开启完毕，可利用该通道运送物料。
关闭转运门：打开电机19，使转门5旋转一定角度，从而使转门5的内筒12与前法兰盘2、后法兰盘10所在通道完全错开，此时运送通道关闭，此时将电机19关闭，并将密封塞1插入屏蔽块3的塞孔，完成转运门关闭。
当然，转运门的开启和关闭均通过编码器控制电机转动的转数来实现。
综上所述，本实施例提供了一种采用电机驱动的热室转运门，有效解决了现有热室转运门存在的问题，一方面，使转运门的开启与关闭实现全自动化，具体地，电机带动蜗杆转动，蜗杆与蜗轮相配合带动下轴头转动，从而带动转门转动，并且应用编码器控制电机转动的转数，从而控制转门的旋转角度，进而控制转运门的开启和关闭，操作方便、安全；另一方面，保证了转运门的密封功能和屏蔽功能，安全可靠，具体地，通过为转运门设置密封塞、上塞和下塞，很好地保证了对热室内气氛的有效密封，而且在转门内灌注铅，起到屏蔽防护作用，屏蔽块可根据热室内放射源不同而灌注不同的材料，以满足辐射防护要求；又一方面，转运门的结构简单、巧妙，节约空间，具体地，前座与后座内部的空腔及转门的外形均采用阶梯结构，实现了转门在空腔内的自由转动，将空间最大化利用。
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。