用于核燃料芯块水浸密度测量的旋转传送装置及实现方法与流程

本发明涉及芯块检测装置，具体地讲，是涉及一种用于核燃料芯块水浸密度测量的旋转传送装置及实现方法。

背景技术：

核燃料芯块为核燃料元件的核心部分，一般为小圆柱块。芯块制成后需要对其各项参数进行检测，以保证质量。对于芯块密度参数的检测，一般有两种方法：几何法和水浸法，二者相比，几何法的优势在于可以上生产线与其他参数一同测量，随着机械自动化技术的发展，更容易实现自动化的流水线式批量检测，劣势在于几何法本身受芯块尺寸测量误差影响，对于芯块密度的检测结果与芯块真实密度之间的误差略大；而水浸法能够更容易、更准确地测量出芯块的真实密度，但受限于测量方式和条件，较难实现自动化的批量检测。

因此，申请人基于核燃料芯块水浸密度测量的过程，针对性地设计一套核燃料芯块水浸密度自动测量装置，实现水浸法对芯块密度的自动化批量检测。本申请涉及对芯块传送的部分，由于测量过程中需要分别对芯块的干重和湿重进行测量的过程，常规的线式传送方式在实现两种测量过程时会使装置结构复杂度增加，对此申请人进行了针对性地改进设计。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种用于核燃料芯块水浸密度测量的旋转传送装置，通过旋转的形式进行待测芯块的循环，来匹配水浸密度测量中对干湿重分别测量的过程，优化装置结构。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于核燃料芯块水浸密度测量的旋转传送装置，包括平整放置的且中部带有一安装孔的台面，与安装孔同轴地放置于台面上的用于承载芯块料盘的多工位旋转盘托，安置于台面下方并穿过安装孔驱动所述多工位旋转盘托按特定角度旋转传送芯块料盘的旋转驱动机构，开设于台面上并与多工位旋转盘托上一个工位对应的浸泡口，与浸泡口匹配的用于对到达该工位的芯块料盘上的核燃料芯块进行浸泡的浸泡盘，以及安置于台面下方并与浸泡盘连接的升降机构。

进一步地，所述多工位旋转盘托包括与旋转驱动机构同轴连接的中心连接板，以及多个圆周均布地固定安置于中心连接板侧面形成承载芯块料盘的多个工位的托盘。

进一步地，所述托盘与中心连接板之间通过支撑臂固定连接，所述支撑臂上设有便于浸泡盘升起后容纳芯块料盘的避让缺口。

具体地，一个所述托盘上至少连接有两个支撑臂。

并且，相邻的所述托盘上最靠近的两个支撑臂之间共用与中心连接板连接的支撑部分。

进一步地，所述托盘上设有用于对放置的芯块料盘限位的限位钉。

更具体地，所述旋转驱动机构包括与多工位旋转盘托同轴固定连接的旋转平台机构，以及用于驱动旋转平台机构的旋转伺服电机。

更进一步地，所述台面上环绕安装孔设有与多工位旋转盘托的工位对应的支撑耐磨条，该支撑耐磨条在浸泡口位置处配置为断开缺口。

基于上述构造，本发明还提供了该用于核燃料芯块水浸密度测量的旋转传送装置的实现方法，包括以下步骤：

(s1)将多个装有核燃料芯块的料盘分别放置于多工位旋转盘托的每个托盘上，利用限位钉在托盘上对料盘进行限位，设定浸泡口所在工位为浸泡工位，并选用与浸泡工位相邻的一个工位作为起始的抓取工位；

(s2)由外部抓取机构在抓取工位对其上的核燃料芯块进行抓取，并进行干重测量后放回，直至该工位上的核燃料芯块全部测量完成；

(s3)旋转驱动机构驱动多工位旋转盘托转动，使处于浸泡工位的托盘旋转至抓取工位，并继续进行步骤(s2)的干重测量，直至所有托盘上的核燃料芯块均进行过干重测量；

(s4)在最后一个托盘在抓取工位对其上的核燃料芯块进行干重测量的同时，第一个托盘正处于浸泡工位，此时升降机构控制装有浸泡液体的浸泡盘从浸泡口升出，对该第一个托盘上的核燃料芯块进行浸泡工艺处理；

(s5)当此时在抓取工位的所有核燃料芯块干重测量完成时，升降机构驱动浸泡盘从浸泡口降下，使浸泡工位的核燃料芯块结束浸泡处理；

(s6)旋转驱动机构驱动多工位旋转盘托转动，使处于浸泡工位的托盘旋转至抓取工位，并由外部抓取机构在抓取工位对其上的核燃料芯块进行抓取，并进行悬浮重测量后放回，直至该工位上的核燃料芯块全部测量完成；

(s7)重复步骤(s4)-(s6)的过程，直至所有托盘上的核燃料芯块均进行过悬浮重测量。

本发明中水浸密度测量的原理为：分别测量单个核燃料芯块的干重m和浸泡于液体中的悬浮重m2，已知浸泡液体的密度δ，利用公式计算核燃料芯块的密度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙设计了多工位旋转盘托，通过旋转驱动机构使其在台面上逐次旋转，形成工位循环，方便了外部抓取机构在同一工位进行芯块抓取，利用自动化的操作，同时在一个工位上配置浸泡盘，使芯块在测量干重后能够循环回位进行浸泡处理，便于后续测量悬浮重的过程，而且采用旋转循环的芯块传送形式，也优化了整体装置的构造，不再需要多组驱动、多条传送通道和搬移结构，节约了制造成本。并且本发明结构简单，设计巧妙，使用方便，适于在核燃料芯块水浸密度测量中应用。

(2)本发明的多工位旋转盘托在中心连接板周围均布设置托盘，通过简洁的结构设计既方便了芯块料盘的布置，又便于旋转动作进行工位切换，使芯块干湿测量过程能够连续循环，大大方便了自动化过程的实现。

(3)本发明采用支撑耐磨条的设计，避免了托盘在移动过程中与台面接触的磨损，提高了部件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明-实施例的结构示意图。

图2为本发明-实施例中不含台面的结构示意图。

图3为本发明-实施例中多工位旋转盘托的结构示意图。

图4为本发明-实施例中多工位旋转盘托的俯视结构示意图。

图5为本发明-实施例中托盘与浸泡盘的对应结构示意图。

上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：

1-台面，2-浸泡口，3-浸泡盘，4-升降机构，5-旋转平台机构，6-旋转伺服电机，7-支撑耐磨条，8-断开缺口，10-多工位旋转盘托，11-中心连接板，12-托盘，13-支撑臂，14-避让缺口，15-限位钉，20-料盘，21-核燃料芯块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图1至图5所示，该旋转传送装置，用于核燃料芯块水浸密度测量中对核燃料芯块进行传送，具体包括平整放置的且中部带有一安装孔的台面1，与安装孔同轴地放置于台面上的用于承载芯块料盘的多工位旋转盘托10，安置于台面下方并穿过安装孔驱动所述多工位旋转盘托按特定角度旋转传送芯块料盘的旋转驱动机构，开设于台面上并与多工位旋转盘托上一个工位对应的浸泡口2，与浸泡口匹配的用于对到达该工位的芯块料盘上的核燃料芯块进行浸泡的浸泡盘3，以及安置于台面下方并与浸泡盘连接的升降机构4。

具体地，所述多工位旋转盘托包括与旋转驱动机构同轴连接的中心连接板11，以及多个圆周均布地固定安置于中心连接板侧面形成承载芯块料盘的多个工位的托盘12。所述托盘与中心连接板之间通过支撑臂13固定连接，所述支撑臂上设有便于浸泡盘升起后容纳芯块料盘的避让缺口14。一个所述托盘上至少连接有两个支撑臂。并且，相邻的所述托盘上最靠近的两个支撑臂之间共用与中心连接板连接的支撑部分。所述托盘上设有用于对放置的芯块料盘限位的限位钉15。本实施例中，中心连接板设置为方形；托盘配置为4个，大小与待放置的芯块料盘匹配，并分别在中心连接板的四边形成四个工位，托盘上可开设一些镂空孔洞或采用框架式结构来减轻托盘本身的重量；支撑臂呈拱形，由此形成避让缺口，支撑臂数量配置为8个，每个托盘通过两个支撑臂与中心连接板上的对应侧边固定连接，该两个支撑臂连接于托盘与中心连接板对应的两个角处，而在中心连接板四个角中每个角上的两个支撑臂共用与中心连接板连接的支撑部分，从而在实际制作时形成四个支撑臂件，其支撑部分别固定于中心连接板的四角上，与支撑部一体连接的两个相互垂直的悬臂部分别固定连接两个托盘；每个托盘上的限位钉配置两组，分别用于对料盘远离中心连接板的两个角进行限位，一组为两个限位钉，分别从料盘该角的两个侧面对其进行限位，也可根据料盘的实际放置需求在托盘上靠近中心连接板的一侧增配一组或两组限位钉。

具体地，所述旋转驱动机构包括与多工位旋转盘托同轴固定连接的旋转平台机构5，以及用于驱动旋转平台机构的旋转伺服电机6。该旋转平台机构可选用现有成熟的中空轴旋转平台，如md系列等；旋转伺服电机可选用现有成熟的伺服电机，如msmd042系列等。该旋转伺服电机和旋转平台机构的底座部分可通过支架结构固定地安设于台面下，旋转平台机构的转动部分通过台面上的安装孔与中心连接板固定连接，使其运行时能够驱动中心连接板在台面上旋转。

具体地，所述浸泡盘呈上部敞口的中空长方体形状，可在浸泡口所在工位将一个托盘和其上放置的芯块料盘及核燃料芯块完全容纳在内，其内注入与测悬浮重所用相同的液体，对测过干重且待测悬浮重的核燃料芯块进行预先浸泡处理，其侧面下部或底面可设置排液口；对于浸泡盘的加液，可在侧面上部设置加液口，或在台面下设置对浸泡盘加液的加液管，或者在使用前由人工加液。所述升降机构通过支架结构固定地安设于台面下，用于控制浸泡盘的在浸泡口处升降，可采用现有成熟的液压升降台、剪式升降架等结构，本实施例中对此不再赘述。

在另一实施方式中，所述台面上环绕安装孔设有与多工位旋转盘托的工位对应的支撑耐磨条7，该支撑耐磨条在浸泡口位置处配置为断开缺口8。

本发明的实现方法如下：将装有待检测的核燃料芯块21的料盘20分别放置在四个托盘上，利用限位钉对料盘进行限位，对应四个工位，把具有浸泡口的工位相邻的一个工位作为起始工位，外部抓取机构在该起始工位上进行核燃料芯块的取放，进行干重测量，在该料盘上的所有核燃料芯块干重测量完成后，旋转伺服电机动作通过旋转平台机构是该多工位旋转盘托连通其上的料盘和核燃料芯块旋转90度，进行下一料盘上的核燃料芯块的干重测量，当第四个料盘进行干重测量时，第一料盘正好位于浸泡口所在工位，由升降机构控制装有浸泡液体的浸泡盘从浸泡口下升起，将第一料盘和其上的核燃料芯块进行浸泡工艺处理，便于后续悬浮重测量。在第四个料盘干重测量完成后，浸泡盘下降，第一个料盘再次旋转到起始工位，由外部抓取机构取放其上的核燃料芯块进行悬浮重测量，重复该过程实现对四个料盘的悬浮重测量，最终完成对四个料盘上的核燃料芯块的水浸密度测量，实现自动化操作过程。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而做出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。