同位素靶件切割装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于放射性同位素制备技术领域，具体涉及一种同位素靶件切割装置。
【背景技术】
[0002]所有通过反应堆辐照用于生产放射性同位素的靶料都必须装在金属容器中焊接密封，特别是需要在高反应堆运行功率和长时间辐照条件下的靶料。这种送入反应堆辐照的装有靶料的密封金属容器通常称为靶件或同位素靶件，靶件的外形通常是圆柱体形，靶件的外壳一般由高纯铝或锆合金材料制成。
[0003]从反应堆中取出的辐照后的同位素靶件具有很强的放射性，需要在热室或屏蔽箱内用专门的切割装置打开，取出其中的靶料，转入特定的工艺系统或装置制备放射性同位素或制成放射源。由于靶件壳体材料在反应堆辐照后被活化，在对靶件实施切割的过程中，为防止切肩飞溅对工作场所造成放射性污染，往往需要进行无肩切割。
[0004]我国从20世纪60年代开始至今开展了放射性同位素研制与生产，由于各单位使用靶件的材料和靶件形状、规格尺寸等的差异，所用的同位素靶件切割装置的结构和功能差别较大，这些差别在切割装置的核心部件-切割机的结构和功能上体现尤其明显。现有同位素研制与生产中使用的电动切割机存在切割靶件的位置高度不可调(即只适用于长度固定的靶件切割)、切割时靶件易上下窜动、切割后靶件切口变形量大的不足，往往导致卡刀而不能顺利完成切割、切口变形而难于取出内包装的靶料、靶件窜动引起靶件内的靶料(特别是粉状靶料)外溅和产生较多切肩而导致较大的放射性污染，而且均未有在事故(如停电及电气故障)状态下退刀取出靶件的功能，不能够对不同长度的靶件进行安全有效的切割。目前，尚未见具备故障发生时退刀取靶功能和适应多种长度规格的靶件安全切割的同位素靶件切割装置的公开报道。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术中的同位素靶件切割装置存在只能对固定长度靶件进行切割而不能对不同长度的靶件进行安全切割、切割时靶件易上下窜动、切割后靶件切口变形量大、易产生放射性污染的不足，和不具备在事故(如停电或电气故障)状态下退刀取出靶件的功能，本发明提供一种同位素靶件切割装置。
[0006]实现本发明的技术方案如下:
本发明的同位素靶件切割装置，其特点是，所述的同位素靶件切割装置包括屏蔽箱、切割机、控制器、手动机构。其中，所述的手动机构包含平台、锥齿轮副1、固定器、摇柄，所述的屏蔽箱设置有进料孔、机械手、窥视窗、出料口，其连接关系是，所述的切割机固定设置在屏蔽箱内底板上，控制器设置在屏蔽箱外，手动机构固定设置在屏蔽箱的一侧。所述的手动机构中的平台与屏蔽箱固定连接，固定器固定设置在平台上，锥齿轮副I与切割机、摇柄分别固定连接，摇柄与固定器滑动连接。所述的切割机与控制器电连接。所述的机械手、窥视窗设置在屏蔽箱的前面板上，进料孔设置在屏蔽箱的底板上，出料口设置在屏蔽箱的后面板上。
[0007]所述的切割机包含机箱、电机1、主轴、齿轮副1、副轴、齿轮副I1、丝杠、载靶台、辊轴、压片、锥齿轮副I1、立轴、圆片形的切刀、限位开关、升降坪、电机I1、滑轨，电机I与机箱的一侧固定连接，主轴水平设置于机箱内并通过轴承与机箱滚动连接，主轴与电机I的轴同轴心固定连接。在主轴的上方、下方分别水平设置有丝杠、副轴，在机箱另一侧垂直设置有立轴，丝杠、副轴、立轴均通过轴承与机箱滚动连接。所述的主轴、副轴、丝杠互为平行设置，主轴、副轴、丝杠、立轴的轴心线均处于同一立面上。所述的副轴、丝杠、立轴的一端置于机箱内，另一端置于机箱外。在机箱内设置有齿轮副1、齿轮副I1、锥齿轮副II，齿轮副I与主轴、副轴分别固定连接，齿轮副II与副轴、丝杠分别固定连接，锥齿轮副II与副轴、立轴分别固定连接。所述的机箱的顶面上沿丝杠的轴向设置有载靶台、两个限位开关、两条平行的滑轨，载靶台用于沿丝杠轴线水平移动，载靶台的中部与伸出机箱的丝杠滑动连接，载靶台的下端与机箱、滑轨分别滑动连接，限位开关、滑轨与机箱固定连接。在载靶台的平台上固定设置有升降坪、电机II，电机II通过螺杆与升降坪连接，靶件放置在升降坪上。在载靶台的顶端固定连接有压片，在压片与载靶台的台面之间固定设置有两条辊轴。所述的两个限位开关设置在丝杠同一侧的机箱顶面上，并分别位于载靶台沿丝杠的轴向移动的起点位置和终点位置。所述的切刀水平固定在机箱外的立轴顶端，立轴与切刀同轴心设置。所述的副轴置于机箱外的一端与锥齿轮副I固定连接。所述的两条辊轴并排垂直设置，两条辊轴的轴心线分别与立轴的轴心线之间的垂直距离相等。所述的两条滑轨与丝杠平行设置，两条滑轨与丝杠的轴心线之间的垂直距离相等。所述的电机1、电机I1、限位开关分别与控制器电连接。
[0008]本发明的同位素靶件切割装置的简要工作原理是:利用屏蔽箱上设置的机械手将通过进料孔进入屏蔽箱的靶件放在切割机载靶台上的升降坪上，控制器指令电机II运转调节靶件的位置高度，再指令电机I运转并驱动主轴旋转，通过齿轮副1、副轴、齿轮副I1、丝杠的联动和齿轮副1、副轴、锥齿轮副I1、立轴的联动，分别驱动载靶台向切刀方向水平移动和切刀水平旋转，在载靶台上的两个并排直立的辊轴的推力和旋转切刀的顶力合作下，将置于切刀和两个辊轴之间随切刀反向旋转的靶件逐步切割打开，或在断电情况下人工操作摇柄，通过锥齿轮副1、副轴、齿轮副I1、丝杠的联动和锥齿轮副1、副轴、锥齿轮副II的联动分别驱动载靶台向切刀方向水平移动和切刀水平旋转，将靶件切割打开。控制器指令电机I反向运转或人工反向操作摇柄，切刀将从切开的靶件上移开，可利用机械手将靶件取出。
[0009]本发明中利用直立并排的两条辊轴与水平设置的圆片形的切刀形成与直立的圆柱体形靶件三点接触，使靶件的中轴线与三个接触点连线形成的夹角分别约为120度，而且通过靶件的被动旋转使靶件在切割过程中受力均匀而减少切口的变形量；采用设置于两个辊轴上方的压片将随切刀旋转而被动反向旋转的靶件盖住，在与靶件下方安装在载靶台上电动的升降坪的共同作用下，防止靶件在割过程中上下窜动，从而降低了靶料(特别是粉状靶料)外溅和产生较多切肩而导致较大的放射性污染的可能性；采用与切割机副轴连接的手动机构不仅可以实现手动切割，还同时具有事故(如停电或电气故障)状态下退刀功能；在载靶台上安装电动的升降坪，能够适应在有限长度范围内的不同长度规格的靶件的安全切割，总体上能够实现反应堆辐照后的Te02等同位素靶件的安全切割打开和故障发生时退刀取靶等应急处理，较大提高了同位素靶件切割装置运行的安全性和可靠性及切割质量。本发明的同位素靶件切割装置结构紧凑，不产生切削，适用于对多种长度规格的靶件实施安全切割，操作的稳定性和安全性好。
【附图说明】
[0010]图1为本发明的同位素靶件切割装置的总体结构布局示意图；
图2为本发明中的切割机的剖面示意图；
图3为本发明中的切割机的俯视示意图。
[0011]图中1.屏蔽箱2.切割机3.控制器4.平台5.锥齿轮副I 6.固定器
7.摇柄8.进料孔9.机械手10.窥视窗11.出料口 12.机箱13.电机I 14.主轴15.齿轮副I 16.副轴17.齿轮副II 18.丝杠19.载靶台20.辊轴21.压片22.靶件23.锥齿轮副II 24.立轴25.切刀26.限位开关27.升降坪28.电机II29.滑轨。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0013]实施例1
图1为本发明的同位素靶件切割装置的总体结构布局示意图，图2为本发明中的切割机的剖面示意图，图3为本发明中的切割机的俯视示意图。在图1~图3中，本发明的同位素靶件切割装置，包括屏蔽箱1、切割机2、控制器3、手动机构。其中，所述的手动机构包含平台4、锥齿轮副I 5、固定器6、摇柄7，所述的屏蔽箱1设置有进料孔8、机械手9、铅玻璃的窥视窗10、出料口 11，其连接关系是，所述的切割机2固定设置在屏蔽箱1内底板上，控制器3设置在屏蔽箱1外，手动机构固定设置在屏蔽箱1的一侧。所述的手动机构中的平台4与屏蔽箱1固定连接，固定器6固定设置在平台4上，锥齿轮副I 5与切割机2、摇柄7分别固定连接，摇柄7与固定器6滑动连接。所述的切割机2与控制器3电连接。所述的机械手9、窥视窗10设置在屏蔽箱1的前面板上，进料孔8设置在屏蔽箱1的底板上，出料口 11设置在屏蔽箱1的后面板上。如图1所示。
[0014]所述的切割机2包含机箱12、电机I 13、主轴14、齿轮副I 15、副轴16、齿轮副II 17、丝杠18、载靶台19、辊轴20、压片21、锥齿轮副II 23、立轴24、圆片形的切刀25、限位开关26、升降坪27、电机II 28、滑轨29，所述的电机I 13与机箱12的一侧固定连接，主轴14水平设置于机箱12内并通过轴承与机箱12滚动连接，主轴14与电机I 13的轴同轴心固定连接。在主轴14的上方、下方分别水平设置有丝杠18、副轴16，在机箱12另一侧垂直设置有立轴24，丝杠18、副轴16、立轴24均通过轴承与机箱12滚动连接。所述的主轴14、副轴16、丝杠18互为平行设置，主轴14、副轴16、丝杠18、立轴24的轴心线均处于同一立面上。所述的副轴16、丝杠18、立轴24的一端置于机箱12内，另一端置于机箱12外。在机箱12内设置有齿轮副I 15、齿轮副II 17、锥齿轮副II 23，齿轮副I 15与主轴14、副轴16分别固定连接，齿轮副II 17与副轴16、丝杠18分别固定连接，锥齿轮副II 23与副轴16、立轴24分别固定连接。所述的机箱12的顶面上沿丝杠18的轴向设置有载靶台19、两个限位开关26、两条平行的滑轨29，载靶台19用于沿丝杠18轴线水平移动，载靶台19的中部与伸出机箱12的丝杠18滑动连接，载靶台19的下端与机箱12、滑轨29分别滑动连接，限位开关26、滑轨29与机箱12固定连接。在载靶台19的平台上固定设置有升降坪27、电机II 28，电机II 28通过螺杆与升降坪27连接，靶件22放置在升降坪27上。在载靶台19的顶端固定连接有压片21，在压片21与载靶台19的台面之间固定设置有两条辊轴20。所述的两个限位开关26置设置在丝杠18同一侧的机箱12顶面上，并分别位于载靶台19沿丝杠18的轴向移动的起点位置和终点位。所述的切刀25水平固定在机箱12外的立轴24顶端，立轴24与切刀25同轴心设置。所述的副轴16置于机箱12外的一端与锥齿轮副I 5固定连接。所述的两条辊轴20并排垂直设置，两条辊轴20的轴心线分别与立轴24的轴心线之间的垂直距离相等。所述的两条滑轨29与丝杠18平行设置，两条滑轨29与丝杠18的轴心线之间的垂直距离相等。所述的电机I