一种燃料棒抓取工装的制作方法

本发明涉及乏燃料贮存领域，具体涉及一种燃料棒抓取工装。

背景技术：

核燃料的形式为由铀混合物粉末烧结成的二氧化铀陶瓷芯块。瓷芯块为直径1厘米，高度1厘米的圆柱体。几百个芯块叠在一起装入直径1厘米，长度约4米，厚度为1毫米左右的细长锆合金材料套管内，因为核裂变反应就像是在燃烧原子，因此称为燃料棒。乏燃料又称辐照核燃料，是经受过辐射照射、使用过的核燃料，通常是由核电站的核反应堆产生。由于乏燃料中包含有大量的放射性元素，因此具有放射性，需要加以妥善处理，避免影响环境与人的健康。由于燃料棒为细棒状结构，且燃料棒的长度较长，在乏燃料处理过程中，有必要借助工装对燃料棒头部进行夹持和松脱，以实现对燃料棒的抓取，从而避免对处理人员造成影响，需要设计一种燃料棒抓取工装，以实现对燃料棒的灵活抓取。

技术实现要素：

本发明目的在于：针对目前在乏燃料处理过程中缺乏能够对燃料棒进行灵活夹持与松脱工装的问题，提供一种燃料棒抓取工装，该抓取工装能够实现对燃料棒的灵活夹持和松开，使用寿命长且夹持松脱灵活自如。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种燃料棒抓取工装，包括弹性抓头和套于其上的锁紧套管，所述弹性抓头前端设有至少三片周向均布的夹持瓣，在自然状态下所有的夹持瓣围成与燃料棒头部相适配的空间，所述弹性抓头后端设有用于推动锁紧套管沿弹性抓头外壁滑动的滑杆，当锁紧套管向夹持瓣方向滑动后，所述锁紧套管将同步挤压所有的夹持瓣向中心运动。

本发明通过设置弹性抓头和锁紧套管，并在弹性抓头前端设置至少三片周向均布的夹持瓣，同时设置滑杆推动锁紧套管沿弹性抓头外壁滑动，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管将同步挤压所有的夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该抓取工装能够实现对燃料棒的反复夹持和松开，使用寿命长且夹持松脱灵活自如，且在夹持和松开燃料棒时抓取工装均是沿燃料棒轴向运动，有利于拓展至在径向空间较小的情况下对其他棒料的抓取。

作为本发明的优选方案，所述锁紧套管前端内壁与夹持瓣外壁之间设有相互配合的锥形面。通过在锁紧套管前端内壁与夹持瓣外壁之间设置相互配合的锥形面，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管内锥面将同步挤压所有的夹持瓣外锥面，使得夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该配合的锥形面结构设计可以对燃料棒实现连续且平稳的夹紧或松开。

作为本发明的优选方案，所述滑杆插设于弹性抓头内部，所述弹性抓头上设有滑槽，其内设有沿滑槽往返运动的滑块，且所述滑块分别与滑杆、锁紧套管相连接。通过在弹性抓头上设置滑槽和滑块，并将滑块分别与滑杆、锁紧套管相连接，当滑杆在弹性抓头内滑动时，带动滑块在滑槽内滑动，从而带动锁紧套管滑动实现对燃料棒的夹持或松脱。

作为本发明的优选方案，在所述滑杆和锁紧套管上均开设有与所述滑块相适配的滑块槽，以确保滑杆、滑块以及锁紧套管三者运动的同步性。

作为本发明的优选方案，所述锁紧套管上的滑块槽为单侧贯穿锁紧套管管壁。通过将锁紧套管上的滑块槽设置为一侧贯穿管壁，另一侧未贯穿管壁，可以避免滑块从锁紧套管管壁另一侧的滑块槽内脱落。

作为本发明的优选方案，所述弹性抓头采用0Cr17Ni4Cu4Nb材料制成。通过采用0Cr17Ni4Cu4Nb材料来制造弹性抓头，该材料具有高强度、硬度和抗腐蚀，经过热处理后，产品的机械性能更加完善，可以达到很高的耐压强度，满足对燃料棒的反复夹持与松脱需求。

作为本发明的优选方案，所述滑杆上还连有用于推动滑杆运动的气缸，通过采用气缸来推动滑杆反复运动，从而实现对燃料棒的夹持和松脱，有利于实现对燃料棒整个抓取过程的自动化控制。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明通过设置弹性抓头和锁紧套管，并在弹性抓头前端设置至少三片周向均布的夹持瓣，同时设置滑杆推动锁紧套管沿弹性抓头外壁滑动，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管将同步挤压所有的夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该抓取工装能够实现对燃料棒的反复夹持和松开，使用寿命长且夹持松脱灵活自如，且在夹持和松开燃料棒时抓取工装均是沿燃料棒轴向运动，有利于拓展至在径向空间较小的情况下对其他棒料的抓取；

2、通过在锁紧套管前端内壁与夹持瓣外壁之间设置相互配合的锥形面，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管内锥面将同步挤压所有的夹持瓣外锥面，使得夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该配合的锥形面结构设计可以对燃料棒实现连续且平稳的夹紧或松开；

3、通过在弹性抓头上设置滑槽和滑块，并将滑块分别与滑杆、锁紧套管相连接，当滑杆在弹性抓头内滑动时，带动滑块在滑槽内滑动，从而带动锁紧套管滑动实现对燃料棒的夹持或松脱；

4、通过在滑杆和锁紧套管上均开设与滑块相适配的滑块槽，以确保滑杆、滑块以及锁紧套管三者运动的同步性。

附图说明

图1为本发明中的燃料棒抓取工装示意图。

图2为图1的主剖视图。

图3为图2的A-A剖视图。

图4为图1中的弹性抓头示意图。

图中标记：1-滑杆，2-弹性抓头，21-滑槽，22-夹持瓣，23-锥形面，24-分隔槽，3-滑块，4-锁紧套管，5-滑块槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例

本实施例提供一种燃料棒抓取工装；

如图1-图4所示，本实施例中的燃料棒抓取工装，包括弹性抓头2和套于其上的锁紧套管4，所述弹性抓头2前端设有三片周向均布的夹持瓣22，相邻的夹持瓣22之间设置分隔槽24，在自然状态下所有的夹持瓣围成与燃料棒头部相适配的空间，所述弹性抓头2后端设有用于推动锁紧套管4沿弹性抓头外壁滑动的滑杆1，当锁紧套管4向夹持瓣22方向滑动后，所述锁紧套管4将同步挤压所有的夹持瓣22向中心运动。

本实施例中，所述锁紧套管4前端内壁与夹持瓣22外壁之间设有相互配合的锥形面23。本实施例中锥形面对应的圆锥角为10°。通过在锁紧套管前端内壁与夹持瓣外壁之间设置相互配合的锥形面，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管内锥面将同步挤压所有的夹持瓣外锥面，使得夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该配合的锥形面结构设计可以对燃料棒实现连续且平稳的夹紧或松开。

本实施例中，所述滑杆1插设于弹性抓头2内部，即在弹性抓头后端设有与滑杆相适配的中心孔，所述弹性抓头2上设有滑槽21，该滑槽沿径向贯穿管壁，其内设有沿滑槽21往返运动的滑块3，且所述滑块3分别与滑杆1、锁紧套管4相连接。通过在弹性抓头上设置滑槽和滑块，并将滑块分别与滑杆、锁紧套管相连接，当滑杆在弹性抓头内滑动时，带动滑块在滑槽内滑动，从而带动锁紧套管滑动实现对燃料棒的夹持或松脱。

本实施例中，在所述滑杆1和锁紧套管4上均开设有与所述滑块3相适配的滑块槽5，所述滑块槽均沿滑杆和锁紧套管径向方向开设，使用时将滑块穿入滑杆和锁紧套管上的滑块槽即可，从而确保滑杆、滑块以及锁紧套管三者运动的同步性。

本实施例中，所述锁紧套管上的滑块槽为单侧贯穿锁紧套管管壁。通过将锁紧套管上的滑块槽设置为一侧贯穿管壁，另一侧未贯穿管壁，可以避免滑块从锁紧套管管壁另一侧的滑块槽内脱落。

本实施例中，所述弹性抓头采用0Cr17Ni4Cu4Nb材料制成。通过采用0Cr17Ni4Cu4Nb材料来制造弹性抓头，该材料具有高强度、硬度和抗腐蚀，经过热处理后，产品的机械性能更加完善，可以达到很高的耐压强度，满足对燃料棒的反复夹持与松脱需求。在本实施例中所采用的热处理工艺为固溶处理和真空时效处理。

本实施例中，所述滑杆上还连有用于推动滑杆运动的气缸，通过采用气缸来推动滑杆反复运动，从而实现对燃料棒的夹持和松脱，有利于实现对燃料棒整个抓取过程的自动化控制。

本实施例中通过设置弹性抓头和锁紧套管，并在弹性抓头前端设置至少三片周向均布的夹持瓣，同时设置滑杆推动锁紧套管沿弹性抓头外壁滑动，当锁紧套管向靠近夹持瓣方向滑动后，锁紧套管将同步挤压所有的夹持瓣向中心运动，从而实现对燃料棒头部的夹持，当锁紧套管向远离夹持瓣方向滑动后，所有的夹持瓣恢复至初始位置，从而实现对燃料棒头部的松开，该抓取工装能够实现对燃料棒的反复夹持和松开，使用寿命长且夹持松脱灵活自如，且在夹持和松开燃料棒时抓取工装均是沿燃料棒轴向运动，有利于拓展至在径向空间较小的情况下对其他棒料的抓取。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原理之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。