辐照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，具体涉及一种辐照靶件切割装置。
【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)、切割时靶件易向上下窜动、切割噪音和振动较大、切割后靶件的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不同长度靶件切割的辐照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、切割时靶件易向上窜动、切割噪音和振动较大、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，本发明提供一种辐照靶件切割装置。
[0006]实现本发明的技术方案如下:
本发明的辐照靶件切割装置，其特点是，所述的辐照靶件切割装置包括切割机构、夹持机构、锁紧机构、旋转机构、机箱、滑轨、控制器，其连接关系是，所述的切割机构置于机箱顶面上设置的限位槽内，夹持机构、锁紧机构并排置于机箱中层台面上方，旋转机构设置于夹持机构的正下方，滑轨固定设置在锁紧机构下方的机箱上。所述的切割机构与机箱的顶面滑动连接，夹持机构与旋转机构固定连接，锁紧机构与滑轨滑动连接。所述的旋转机构与机箱内的底板固定连接，并与机箱的中层台面滚动连接。所述的切割机构、夹持机构、锁紧机构、旋转机构分别与控制器电连接。
[0007]所述的切割机构包括电机1、支架1、螺杆、刀架、刀片、圆锥销、辊杠、辊杠支架、插销、连接柱，切割机构的外形为水平放置的长方体形。所述的支架I置于机箱的顶板上，支架I由两块板架通过插销、连接柱拼接构成。支架I 一端的外侧固定设置有电机I，内侧依次设置有螺杆、刀架，支架另一端内侧固定设置有辊杠支架。所述的螺杆的一端与电机I的轴固定连接，另一端与刀架滑动连接，螺杆还通过轴承与支架I滚动连接，刀架与支架I滑动连接。在刀架上水平设置有圆片形的刀片，刀架与刀片通过圆锥销滚动连接。所述的刀架的内螺纹与螺杆的螺纹匹配设置。所述的辊杠支架上垂直设置有两个平行的辊杠，两条辊杠的轴心线分别与水平设置的刀片的垂直中心线之间的垂直距离相等。所述的电机I与控制器电连接。
[0008]所述的夹持机构包括夹持块、丝杆、支架Π、限位器，支架Π为水平放置的“工”字形结构，所述的支架Π设置在机箱中层台面的上方，丝杆水平设置在支架Π上，丝杆的两端穿出支架Π，丝杆端面的中心均设置有内六角凹槽，在丝杆的中部对称设置有两个夹持块，丝杆的两端通过轴承分别与支架Π的侧壁滚动连接，夹持块与支架Π滑动连接。在夹持块下方的支架Π底板的中心位置固定设置有水平放置的U形结构的限位器，在限位器内设置有垫块，在垫块上设置有靶件，限位器的中心线与丝杆的轴心线垂直设置。
[0009]所述的锁紧机构包括电机Π、滑块、六角锥杆，其连接关系是，所述的电机Π固定设置在滑块上面，滑块与滑轨滑动连接，在电机Π的轴上固定设置有同轴心的六角锥杆。
[0010]所述的旋转机构包括电机m、直角减速器、转盘，所述的电机m、直角减速器固定设置于机箱内的底板上，电机m与直角减速器固定连接。转盘置于支架π与机箱中层台面之间，转盘与支架π固定连接。转盘与正下方设置的直角减速器的直立转轴固定连接，直角减速器的直立转轴通过轴承与机箱中层台面滚动连接。所述的转盘、直角减速器的直立转轴、被夹持块夹持后的靶件的垂直中心线为同轴心设置。所述的电机π、电机m分别与控制器电连接。
[0011]所述的丝杆端面的内六角凹槽与电机π轴上的六角锥杆匹配设置。所述的丝杆上设置的两个夹持块的外部结构为对称设置，两个夹持块的内螺纹互为反向设置，夹持块的内螺纹与丝杆的螺纹匹配设置。
[0012]所述的控制器置于热室外，切割机构、夹持机构、锁紧机构、旋转机构、机箱、滑轨置于热室内。
[0013]本发明的辐照靶件切割装置的简要工作原理是:利用热室或屏蔽箱的机械手将反应堆辐照后的靶件放在置于切割机的限位器内的垫块上，并推锁紧机构向夹持机构靠紧，控制器指令电机π运行并通过联动的六角锥杆和丝杆驱动两个夹持块相对运动将靶件夹紧(电机π运行反转则可解除夹持块对靶件的夹持)。在将锁紧机构推离夹持机构后，控制器指令电机m和电机I运行，被夹紧的靶件随旋转机构的转盘旋转，同时电机I通过螺杆驱动刀架向靶件快速靠近，在靶件与刀片和两个辊杠三点接触后，电机I降速继续驱动刀架向靶件缓慢水平移动，刀片随靶件反向旋转，在刀片旋转挤压靶件和两个辊杠顶力的合力下，逐步将旋转的靶件切割打开。当出现停电或机械故障等情况，可利用机械手拔出支架I的插销和刀架上的圆锥销，将支架I的一段沿连接柱推开一定角度和将刀片取下，再利用辅助解锁工具解除对靶件的夹持，即可将靶件安全取出。
[0014]本发明中利用了跟随转盘旋转的夹持机构，将在一定尺度范围内的不同直径的靶件始终固定在同一旋转轴心上，防止了靶件在切割过程中可能出现的上下窜动或振动，并明显降低了切割噪音;采用在限位槽内浮动和两部分拼接结构的切割机构，保证当刀片或辊杠任一方首先接触靶件后，另一方将通过支架在限位槽内不同方向上的滑动迅速向靶件靠近，逐步将靶件包围在刀片与两个平行的辊杠之间的中间，保证在刀片与辊杠相对运动过程中刀片挤压切割靶件时的力不对旋转的靶件的重心造成偏移或偏移量很小，并利用垂直设置的两个平行的辊杠与水平设置的圆片形刀片形成与直立的圆柱体形靶件三点接触，使靶件中心点与三个接触点连线形成的夹角分别约为120度，使靶件在切割过程中受力均匀而减少切口的变形量，消除了水平切割力导致靶件切口变形的主要因素，并消除了在断电或切刀与靶件咬合不能顺利完成切割和不能通过电机I驱动刀片退离靶件的现象，通过拔出圆锥销后取出刀片、拔出插销旋开支架I和利用辅助解锁工具以解除对靶件的包围，能够方便用机械手取出被切割的靶