一种核辐射环境下电子枪检修设备的制作方法

文档序号:14713506发布日期:2018-06-16 00:52阅读:258来源:国知局
一种核辐射环境下电子枪检修设备的制作方法

本实用新型涉及一种中子核辐射环境下的电子枪检修自动化控制设备,特别是一种核辐射环境下电子枪检修设备。



背景技术:

随着核能和核技术的开发和利用,核放射源在工业、农业、医疗、科研和教育等领域的应用日益增多。然而,随着核技术的大范围的使用,核事故也随之不断发生,比如2011年3月11日,发生在日本东北地区的福岛核电站的核泄漏事故,导致大量放射性物质放到了周边环境,单独依靠人员是无法进行有效清理,目前主要是依靠防辐化机器人进行清理,但是由于该地区辐射强,设备的电子元器件多(价格昂贵),往往不能高效稳定的工作,最后还是得依靠人去清理。

目前电子枪已经广泛应用在不同领域,比如电视机显示管、示波器以及熔熔的金属的3D打印等。在核工业中,电子枪主要是用来发射高性能的电子束。当电子枪在达到使用年限和损坏时,如何能够安全、有效的将它从具有辐射的环境中取出、替换、然后送入热室的研究较少,造成这种情况的主要原因有以下几个方面:

(1)人员安全考虑。人体接收到核辐射会导致头晕、失眠、皮肤发红、溃疡、脱发、白血病、呕吐;严重时还会导致癌变、畸变、遗传性病变等,影响几代人的身体健康。

(2)设备稳定性考虑。在核辐射环境下,常规的电子设备往往可能会发生不同程度的损伤甚至失效,因为电子设备中常常包含了大量的传感器件及执行器件,在经过长时间高能核辐射(中子辐射和伽玛辐射)后电子元器件往往会失效。

根据以上提出的问题及本实用新型专利的具体情况,考虑对电子枪发射器的运载,有必要对电子枪运载设备进行设计研究。



技术实现要素:

针对上述问题,本实用新型提出了一种结构设计合理、紧凑,结构设计合理、紧凑,可在核辐射环境下进行工作,尤其电子枪运转小车运行安全、稳定,功能齐全,可靠性高且拥有完整的工作机制的核辐射环境下电子枪检修设备。

本实用新型的技术方案如下:

上述的核辐射环境下电子枪检修设备,包括电控系统、检修平台、小车运行轨道、易损件替换装置、电子枪转运小车、电子枪、高压电接口模块和低压电接口模块;所述检修平台置于地面,所述小车运行轨道设置于所述检修平台台面上,位于所述检修平台台面后侧的所述小车运行轨道为直线轨道结构,位于所述检修平台台面前侧的所述小车运行轨道的顶部轨道面上还设有齿条;所述电子枪转运小车用于运载电子枪且运行于所述小车运行轨道上,所述电子枪转运小车包括小车主体、弹簧压力开关、小车电机、发条储能器、传动机构、主动车轮、从动车轮和无电机端S极永久磁铁;所述无电机端S极永久磁铁安装于所述小车运行轨道上;所述小车主体的车架选用能屏蔽中子的不锈钢材料或含氢的复合材料;所述小车主体的右半段底部设有定位N极电磁铁,所述定位N极电磁铁通电时与所述无电机端S极永久磁铁吸合;所述弹簧压力开关为安装于所述小车主体前后两端的一对且与所述电控系统电连接;所述小车电机安装于所述小车主体的左半段内部且与所述电控系统电连接,所述小车电机的外部设有不锈钢材料制成的防护罩;所述发条储能器设于所述小车主体的左半段内部;所述传动机构安装于所述小车主体的左半段内部,其与所述小车电机或所述发条储能器连接;所述主动车轮均匀设置于所述小车主体的前侧底部,其轴向连接所述传动机构,径向通过齿与所述齿条匹配啮合;所述从动车轮均匀布设于所述小车主体的后侧底部,其与位于所述检修平台台面后侧的所述小车运行轨道滚动连接;所述易损件替换装置设置于所述第一检修台的台面上且位于所述小车运行轨道之间;所述高压电接口模块和低压电接口模块设置于热室内,所述高压电接口模块和所述低压电接口模块成前后对称且平行,所述高压电接口模块和低压电接口模块的右端之间设有小车挡位块。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:所述发条储能器由外轮盘、发条、拨片连接件及端面封盖组成;所述外轮盘中部轴向设有轮盘轴并通过所述轮盘轴与所述传动机构连接;所述发条为卷带状结构且装设于所述外轮盘内部;所述拨片连接件装设于所述发条的中部空隙处;所述端面封盖罩设于所述外轮盘一侧端并将所述发条和拨片连接件封闭于所述外轮盘内部。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:所述传动机构包括第一锥齿轮、第一直齿轮、第一变速齿轮副、第二锥齿轮、第二直齿轮、第三锥齿轮、第三直齿轮和第二变速齿轮副;所述第一锥齿轮与所述小车电机的动力输出轴或所述轮盘轴装配连接;所述第一直齿轮与所述第一锥齿轮匹配啮合;所述第一变速齿轮副位于所述第一锥齿轮后侧,其包括第一变速主齿轮和第一变速副齿轮,所述第一变速主齿轮通过连接轴与所述第一直齿轮轴向连接,所述第一变速副齿轮与所述第一变速主齿轮匹配啮合;所述第二锥齿轮位于所述第一直齿轮前方且与所述第一直齿轮匹配啮合;所述第二直齿轮与所述第二锥齿轮匹配啮合;所述第三锥齿轮位于所述第二直齿轮前侧且通过连接轴与所述第二直齿轮轴向连接;所述第三直齿轮与所述第三锥齿轮匹配啮合;所述第二变速齿轮副位于所述第三直齿轮后侧且包括第二变速主齿轮和第二变速副齿轮,所述第二变速主齿轮通过连接轴与所述第三直齿轮轴向连接,所述第二变速副齿轮与所述第二变速主齿轮匹配啮合。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:每个所述主动车轮包括主动滑块和铰接于所述主动滑块外侧面中部的主动齿轮;所述主动滑块为横截面呈L形的结构且直角部位沿左右贯通开设有横截面呈L形的滑槽;位于所述检修平台台面前侧的所述小车运行轨道的下部与所述滑槽匹配滑动连接;所述主动齿轮轴向与所述第一变速副齿轮或第二变速副齿轮通过连接轴连接,所述主动齿轮的径向齿与所述齿条匹配啮合。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:每个所述从动车轮包括从动滑块和铰接于所述从动滑块外侧面中部的从动轮体;所述从动车轮通过所述从动轮体与位于所述检修平台台面后侧的所述小车运行轨道滚动连接。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:所述检修平台置于地面,其包括第一检修台、第二检修台和第三检修台;所述第一检修台和第二检修台之间竖直设有第一密封门;所述第二检修台和第三检修台之间竖直设有墙体,所述墙体的底部置于地面且中上部水平穿设有墙体隧道;所述墙体隧道的左侧隧道口与所述第二检修台之间竖直设有第二密封门;所述墙体隧道的右侧隧道口与所述第三检修台之间竖直设有第三密封门。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:所述小车运行轨道为设置于所述检修平台台面上的四段,其中一段为拐弯轨道,其余三段为水平直线轨道;每段所述小车运行轨道为横截面呈L形的一对。

所述核辐射环境下电子枪检修设备,其中:所述电控系统设置于控制室内,其包括电源、电流计A、开关K1~K4、发条继电器KT1、前侧接口处继电器KT2、后侧接口处继电器KT3、挡块处继电器KT4、接触器KM1~KM2以及所述定位N极电磁铁;所述后侧接口处继电器KT3设置在所述低压电接口模块内部,所述前侧接口处继电器KT2设在所述高压电接口模块内部;所述电流计A串接于所述电源的负极;所述接触器KM1和KM2并联于所述电源和电流计A的串联体两端;所述弹簧压力开关一端连接所述电流计A并通过所述电流计A连接至电源负极,另一端连接于所述小车电机一端;所述小车电机另一端连接电源正极;所述开关K1与发条继电器KT1串接在一起,所述开关K1与发条继电器KT1的串联体并联在所述电源和电流计A的串联体两端;所述开关K2与后侧接口处继电器KT3也串接在一起,所述开关K2与后侧接口处继电器KT3的串联体并联在所述电源和电流计A的串联体两端;所述前侧接口处继电器KT2一端连接于所述开关K2和后侧接口处继电器KT3之间,另一端连接于所述电流计A并通过所述电流计A连接至所述电源负极;所述开关K3与挡块处继电器KT4也串接在一起,所述开关K3与挡块处继电器KT4的串联体并联在所述电源和电流计A的串联体两端;所述开关K4与定位N极电磁铁串接在一起,所述开关K4与定位N极电磁铁的串联体并接在所述电源和电流计A的串联体两端。

有益效果:

本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备结构设计合理、紧凑,结构设计合理、紧凑,可在核辐射环境下进行工作,尤其电子枪运转小车运行安全、稳定,功能齐全,可靠性高且拥有完整的工作机制;解决了以下问题:

(1)在核辐射环境下,工作人员无法直接对电子枪发射装置的维修和替换;

(2)在核辐射环境下,辐射对运载小车设备中电子元器件的辐射问题;

(3)在核辐射环境下,电子枪转运小车集成了多项功能以适应其工作的外部环境,当电子枪转运小车电气控制失效后的应对方案:

同时,本实用新型还具有以下优点:

(1)车架本身选用对中子屏蔽最有效不锈钢或含氢成分较多的复合材料,仅屏蔽不吸收,减少了对车架本身的核腐蚀并保证了工作人员对车身进行维修时的人身安全;

(2)小车整体上采用纯机械结构,减少了辐射对电气系统的损害,保证了系统的稳定性,当系统中电机失效后,采用发条储能机构,保证了小车的正常工作;

(3)小车内外轮采用不同的形式,当转弯时,保证了小车的运行顺畅不被卡死;

(4)小车前后部分设置的弹簧压力开关,根据小车前后端触碰到的密封门,从而控制电机转动的回路,使电机前进或后退,提高了系统的自动化程度,降低了人员控制出错率。

附图说明

图1为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的结构示意图;

图2为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的另一结构示意图;

图3为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的易损件自动化替换装置的结构示意图;

图4为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的工装夹具的结构示意图;

图5为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的易损件自动化替换装置的原理平面图;

图6为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的工装夹具的结构示意图;

图7为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电子枪转运小车通过相邻两段小车运行轨道之间空隙的状态图;

图8为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的小车运行轨道的布局图;

图9为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的高压电接口模块和低压电接口模块布局图;

图10为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的发条储能器的结构分解图;

图11为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电子枪转运小车的俯视图;

图12为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电子枪转运小车的从动车轮与小车运行轨道的布局图;

图13为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电子枪转运小车的主动车轮与小车运行轨道的布局图;

图14为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的控制电路图;

图15为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的发条储能器的触发电路图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步描述,文中出现的“前、后、左、右、上、下、顶、底”等方位词均与“附图2、图9、图11、图13”的朝向一致。

如图1至15所示,本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备,包括检修平台1、小车运行轨道2、易损件替换装置3、电子枪转运小车4、电子枪5、高压电接口模块6、低压电接口模块7和电控系统。

该检修平台1置于地面,其包括第一检修台11、第二检修台12和第三检修台13;其中,该第一检修台11、第二检修台12和第三检修台13的高度相同;其中,该第一检修台11和第二检修台12之间竖直设有第一密封门14;该第二检修台12顶部还设有箱体121;该第二检修台12和第三检修台13之间竖直设有墙体15,该墙体15的底部置于地面且中上部水平穿设有墙体隧道151,该墙体隧道151的道孔内底面与第一检修台11、第二检修台12和第三检修台13台面位于同一条水平线上;该墙体隧道151的左侧隧道口与第二检修台12之间竖直设有第二密封门16;该墙体隧道151的右侧隧道口与第三检修台13之间竖直设有第三密封门17。同时,该第三检修台13位于热室内。

该小车运行轨道2为设置于检修平台1台面上的四段,其中一段为拐弯轨道且设置在热室内,其余三段为水平直线轨道且设置在检修平台1的台面上;每段小车运行轨道2为横截面呈L形的一对,位于检修平台1台面后侧的小车运行轨道2为直线轨道结构,位于检修平台1台面前侧的小车运行轨道2顶部轨道面上还设有齿条21。

如图2、3所示,该易损件替换装置3设置于该检修平台1的第一检修台11台面上的小车运行轨道2之间,其包括易损件替换底座31、立柱32、电子枪检修装置33、工装夹具34、链条吊挂机构35、容置箱36、立柱X向驱动电机37和工装夹具Z向驱动电机38;该易损件替换底座31、立柱32、电子枪检修装置33、工装夹具34、链条吊挂机构35、立柱X向驱动电机37和工装夹具Z向驱动电机38均位于容置箱36内。

该易损件替换底座31固设于该检修平台1的第一检修台11的台面上,其顶面沿第一检修台11长度方向水平布设有一段水平直线轨道311;其中,该水平直线轨道311上还设有实时检测立柱水平推入力的应力应变片。

该立柱32具有一对即包括后立柱321、前立柱322,该后立柱321和前立柱322的底端分别滑动连接于该易损件替换底座31顶面的一段水平直线轨道311上;该后立柱321和前立柱322相对的一侧壁上均纵向设有竖直直线轨道323;该后立柱321上端设有上档位块324,下端设有下档位块325。该立柱X向驱动电机37设置于立柱32底端一侧,其动力输出端与后立柱321和前立柱322匹配连接,以驱动后立柱321和前立柱322同时沿着水平直线轨道311滑动位移。

该电子枪检修装置33设置于该易损件替换底座31上,其包括左检修座331和右检修座332;该左检修座331和右检修座332彼此呈平行布置;其中,该左检修座331位于水平直线轨道311左端之间,该右检修座332位于水平直线轨道311右端之间。易损件上有两个直径为9mm的孔,两孔轴距为16mm,误差在0.1mm区间,电子枪检修装置33直接连接易损件的两个圆柱型插针用来安放易损零部件,易损件露出后通过工装夹具34将易损件完成拔出和插入的工作,易损件的拔出和插入大约需要50N左右的轴向力,易损件的替换工程中还需要拧紧和松开辅助易损件固定的连接螺钉。

该工装夹具34装设于一对立柱32上且在上档位块324与下档位块325之间的竖直直线轨道323上做直线运动;该工装夹具34包括后蜗杆驱动电机340、后滑动臂341、前滑动臂342、夹紧座343、夹紧块344、后蜗杆345、前蜗杆346、滚动夹紧轮347、激光位移传感器348和前蜗杆驱动电机349。

其中,该后滑动臂341一端滑动连接于后立柱321的竖直直线轨道323上,另一端与夹紧座343左侧壁固定连接;该前滑动臂342一端滑动连接于前立柱322的竖直直线轨道323上,另一端与夹紧座343右侧壁固定连接。该工装夹具Z向驱动电机38设置于后滑动臂341或前滑动臂342一侧外部,其动力输出端与后滑动臂341或前滑动臂342连接,以驱动整个工装夹具34沿立柱32的竖直直线轨道323上下滑动位移。该夹紧座343被固定于后滑动臂341和前滑动臂342之间且顶面中部开设有凹槽3431;该夹紧块344设置于该夹紧座343的凹槽3431内,其顶部中央开设有V字形槽3441;该V字形槽3441上端的前后内槽壁及槽底均装设有滚动夹紧轮347。该后蜗杆驱动电机340和后蜗杆345安装于夹紧座343后侧内部,该前蜗杆346和前蜗杆驱动电机349安装于夹紧座343前侧内部;该后蜗杆345一端与后蜗杆驱动电机340的动力输出端连接,另一端连接位于V字形槽3441后侧内槽壁的滚动夹紧轮347;该前蜗杆346一端与前蜗杆驱动电机349的动力输出端连接,另一端连接位于V字形槽3441前侧内槽壁的滚动夹紧轮347;该滚动夹紧轮347配合后蜗杆345和前蜗杆346来调整被替换的易损件的位置。该激光位移传感器348安装于夹紧块344前槽壁的左侧,用来检测替换的零部件的角度。

该链条吊挂机构35设置于该工装夹具34正上方,其包括链条吊挂壳351、工件夹紧组件352和链条吊挂电机353;其中,该链条吊挂壳351为一个矩形环状壳体结构,其顶端通过对称的四根固定柱354固定连接于容置箱36的内箱顶,底端周向设有环形轨道355。该工件夹紧组件352具有多个且安装于该链条吊挂壳351底端的环形轨道355上,该工件夹紧组件352上装夹有多个新的准备替换的零部件,工件夹紧组件352采用弹簧进行压紧,压紧的方式是采用端面轴向压紧,可以给整个机构提供准确的初始位置,为后面的调整减轻负担。该链条吊挂电机353安装于链条吊挂壳351一端外壁,其动力输出端连接工件夹紧组件352并带动工件夹紧组件352在环形轨道355上进行环绕运动,进而进行易损零部件的替换和废旧易损件的保存工作。

该电子枪转运小车4用于运载电子枪5且运行于检修平台1台面上的小车运行轨道2上,其包括小车主体41、弹簧压力开关42、小车电机43、发条储能器44、传动机构45、主动车轮46、从动车轮47和无电机端S极永久磁铁。

该小车主体41的车架选用对中子屏蔽最有效不锈钢材料或含氢成分较多的复合材料等;该弹簧压力开关42为安装于小车主体41前后端面的一对,其与控制小车电机43的运转回路相连以控制小车电机43工作,从而控制电子枪转运小车4顺利通过行程中第一密封门14、第二密封门16和第二密封门17并运行到指定位置。

该弹簧压力开关42开关处于闭合状态,当接触障碍物的时候,弹簧压力开关42受力,弹簧压缩,开关断开,此时回路上的电流计显示为0,障碍物移开,弹簧压力开关42被压缩的弹簧开始伸长,控制小车电机43转动的开关自动闭合,再次驱动小车电机43进行前进。

该小车电机43安装于小车主体41的左半段内部,其外部有抗辐射能力强的不锈钢材料制成的防护罩,防止核辐射(中子辐射)对小车电机43本身的损伤。

该发条储能器44也设于小车主体41的左半段内部,其由外轮盘441、发条442、拨片连接件443以及端面封盖444组成;该发条储能器44还设有阻止开关;该外轮盘441中部轴向设有轮盘轴445并通过轮盘轴445与传动机构45连接;该发条442为卷带状结构且装设于外轮盘441内部;该拨片连接件443装设于发条442中部空隙处;该端面封盖444罩设于外轮盘441一侧端并将发条442和拨片连接件443封闭于外轮盘441内部。

该发条储能器44用来预防在核辐射条件下电气系统出现故障导致电子枪转运小车4不能继续运行的状况发生,为电子枪转运小车4提供了另一种驱动力,保证电子枪5能最终退出所有密封门。该发条储能器44是预先将能量储存在拧紧的发条442里面,只有在小车电机43驱动失效的情况下,才能被触发,将发条能量从外轮盘441连接的传动机构45上进行输出。该发条储能器44是在电子枪转运小车4中电气系统在核辐射后完全失效情况下,通过打开发条储能器44的阻止开关,该发条储能器44释放预先储存的机械能量代替小车电机43,为传动机构45提供驱动力,驱动电子枪转运小车4进行退出。

该传动机构45安装于该小车主体41的左半段内部,其包括第一锥齿轮451、第一直齿轮452、第一变速齿轮副453、第二锥齿轮454、第二直齿轮455、第三锥齿轮456、第三直齿轮457和第二变速齿轮副458。其中,该第一锥齿轮451与小车电机43的动力输出轴装配连接;该第一直齿轮452与第一锥齿轮451匹配啮合;该第一变速齿轮副453位于第一锥齿轮451后方,其包括第一变速主齿轮4531和第一变速副齿轮4532,该第一变速主齿轮4531通过连接轴与第一直齿轮452轴向连接,该第一变速副齿轮4532与第一变速主齿轮4531匹配啮合;该第二锥齿轮454位于第一直齿轮452前方且与第一直齿轮452匹配啮合;该第二直齿轮455与第二锥齿轮454匹配啮合;该第三锥齿轮456位于第二直齿轮455前侧且通过连接轴与第二直齿轮455轴向连接;该第三直齿轮457与第三锥齿轮456匹配啮合;该第二变速齿轮副458位于第三直齿轮457后侧且包括第二变速主齿轮4581和第二变速副齿轮4582,该第二变速主齿轮4581通过连接轴与第三直齿轮457轴向连接,该第二变速副齿轮4582与第二变速主齿轮4581匹配啮合。

该主动车轮46具有多个且均匀设置于小车主体41的前侧底部,每个主动车轮46包括主动滑块461和铰接于主动滑块461外侧面中部的主动齿轮462;其中,该主动滑块461为横截面呈L形的结构且直角部位沿左右贯通开设有横截面呈L形的滑槽463;位于检修平台1台面前侧的小车运行轨道2下部与滑槽463匹配滑动连接;该主动齿轮462轴向与第一变速齿轮副453的第一变速副齿轮4532或者该第二变速齿轮副458的第二变速副齿轮4582通过连接轴连接,该主动齿轮462的径向齿与小车运行轨道2上的齿条21匹配啮合。

该从动车轮47具有多个且均匀布设于该小车主体41的后侧底部,每个从动车轮47包括从动滑块471和铰接于从动滑块471外侧面中部的从动轮体472;该从动车轮47通过从动轮体472与位于检修平台1台面后侧的小车运行轨道2滚动连接。

该无电机端S极永久磁铁安装于该小车运行轨道2上,其与通电时的定位N极电磁铁匹配吸引。

该高压电接口模块6和低压电接口模块7设置于热室内,该高压电接口模块6和低压电接口模块7成前后对称且平行,该高压电接口模块6和低压电接口模块7的右端之间设有小车限位块8;该高压电接口模块6和低压电接口模块7内设有通过弹簧连接的接口。

该电控系统设置于控制室内,其包括电源、电流计A、开关K1~K4、发条继电器KT1、前侧接口处继电器KT2、后侧接口处继电器KT3、挡块处继电器KT4、定位N极电磁铁和接触器KM1~KM2;其中,该电流计A串接于电源的负极;该接触器KM1和KM2并联于电源和电流计A的串联体两端;该弹簧压力开关42一端连接电流计A并通过电流计A连接至电源负极,另一端连接于小车电机43一端;该小车电机43另一端连接电源正极;该开关K1与发条继电器KT1串接在一起,该开关K1与发条继电器KT1的串联体并联在电源和电流计A的串联体两端;该发条继电器KT1与发条储能器44的阻止开关连接。该开关K2与后侧接口处继电器KT3也串接在一起,该开关K2与后侧接口处继电器KT3的串联体并联在电源和电流计A的串联体两端;该前侧接口处继电器KT2一端连接于该开关K2和后侧接口处继电器KT3之间,另一端连接于电流计A并通过电流计A连接至电源负极;该开关K3与挡块处继电器KT4也串接在一起,该开关K3与挡块处继电器KT4的串联体并联在电源和电流计A的串联体两端;该开关K4与定位N极电磁铁串接在一起,该开关K4与定位N极电磁铁(该定位N极电磁铁设在小车主体41右半段底部)的串联体并接在电源和电流计A的串联体两端;当开关K4接通,该定位N极电磁铁通电产生N极磁性,与小车运行轨道2上的无电机端S极永久磁铁吸引住,然后小车主体41的右半段就停止下来,小车主体41的左半段在控制室控制下继续前走到达合适的地方,从而实现电子枪转运小车4分开,然后自动替换系统对内部的易损件进行更换。其中,该后侧接口处继电器KT3设置在低压电接口模块7内部,该前侧接口处继电器KT2设在高压电接口模块6内部。

本实用新型工作流程:

承载电子枪5的电子枪转运小车4放置在小车运行轨道2起始位置,小车运行轨道2在控制室供电,4段小车运行轨道2通过串联的形式,利用贯穿件辅助实现连接外部电源,闭合开关KM1,电机回路开始供电,进而驱动电子枪转运小车4上的小车电机43,带动电子枪转运小车4的主动车轮46和从动车轮47在小车运行轨道2上进行运动,一直运动到第一密封门14处。小车主体41前端有一个弹簧压力开关42(包括控制开关KP和弹簧),弹簧压力开关42刚开始一直处于闭合状态,当接触第一密封门14的时候,弹簧压力开关42受力,弹簧压缩,控制开关KP断开,此时回路上的电流计A显示为0,说明电子枪转运小车4已经运动到第一密封门14的位置,电子枪转运小车4等待第一密封门14打开。

打开第一密封门14,小车主体41前端因为推力而压缩的弹簧压力开关42的弹簧开始伸长,控制小车电机43转动的弹簧压力开关42的控制开关KP自动闭合,再次驱动电机43使电子枪转运小车4继续前进;小车主体41下部的多组轮子,其中一组慢慢开始悬空在两段小车运行轨道2的中间位置;由于车身整体重量和可承载式设计的小车运行轨道2,可以保证悬空小车运行轨道2仍然是和其他组小轮保持直线。在2组小轮的驱动下,悬空的第一组小轮和第二段接口有5mm圆弧倒角的小车运行轨道2进行对接,其后每组小轮都依次通过两组小车运行轨道2的中间位置。当小车完全进入第二组小车运行轨道3,直到小车到达第二密封门16处时,整体回路再次断开,电流为0。此时控制第一密封门14关闭,第二密封门16打开,接下来,电子枪转运小车4准备通过第二密封门16。

打开第二密封门16后,电子枪转运小车4的车轮再次以同样的方式通过两段小车运行轨道2之间的悬空处,进入墙体15的延长口,并逐渐运动到墙体15隧道内部,之后电子枪转运小车4到达第三密封门17位置,控制第二密封门16关闭,第三密封门17打开,电子枪转运小车4再次开始运动,进入到热室。

电子枪转运小车4经过一段弯轨道,由于拐弯时小车运行轨道2前后侧的行程是不一样长度,此时电子枪转运小车4前侧的主动齿轮462负责精确驱动,后侧为从动车轮47,在一定程度上从动车轮47可以有少量的滑动距离,保证整个运动的平顺性,从而保证电子枪转运小车4顺利通过弯轨道并继续前进,直到电子枪转运小车4运动到小车限位块8位置,此时弹簧压力开关42的弹簧压紧而控制开关KP断开,再次使小车电机43控制回路上面的电流为0,电子枪转运小车4停止运动,准备开始接入接口,并控制关上第三密封门17。

连接过程首先是连接前侧接口处继电器KT2和后侧接口处继电器KT3的接口并卡紧,闭合开关K2,通过前侧接口处继电器KT2和后侧接口处继电器KT3控制的方式,推动热室中对称分布的高压电接口模块6和低压电接口模块7,使高压电接口模块6和低压电接口模块7上的水管和气管的匹配接口快速滑入电子枪5上的指定接口位置;电子枪5上的接口(水管接口,气管接口,高压接口)连接在前侧接口处继电器KT2和后侧接口处继电器KT3通电的条件下,电子枪5上的接口进行压入式连接,压入的力大小由前侧接口处继电器KT2和后侧接口处继电器KT3的设计特性来决定,连接成功后,电子枪5进入工作状态。

电子枪5工作顺利完成后,电子枪5开始进行整体退出;首先断开开关KM1,闭合开关KM2,使小车电机43进行反向接线连;断开开关K2,使前侧接口处继电器KT2、后侧接口处继电器KT3断开,前侧接口处继电器KT2和后侧接口处继电器KT3的接口由于高压电接口模块6和低压电接口模块7的弹簧张紧力释放而退回到初始状态。此时闭合档位块处电磁继电器KT3的开关K3,小车限位块8向右移动,使弹簧压力开关42的弹簧与小车限位块8停止接触,弹簧压力开关42的开关KP自动闭合,小车电机43供给反向电流,进行反转;按照进入过程的相反流程,退出连接工作;然后再按照之前进入热室和通过第一密封门14、第二密封门16和第三密封门17的形式,反方向依次退出热室、墙体15以及外室并最终到达外部空间的初始位置,断开开关KM2。

检查整个电子枪检修设备,若没有出现故障,则再次准备进入工作,进入下一个新的行程;如果检查发现某些易损件出现故障和问题,则立刻通过易损件替换装置3进行易损件替换工作;闭合开关KM2和K4,电子枪转运小车4运动至易损件替换装置3中,直至到定位N极电磁铁恰好与电子枪转运小车4上无电机端的S极永久磁铁相互吸合的位置时,在磁极间吸引力的作用下电子枪转运小车4无电机驱动端停止运动,而有电机驱动端在小车电机43的带动下继续向前运动,使电子枪5分开成为两个部分并露出需要更换的易损件,此时断开开关KM2,电子枪转运小车4静止在进行易损件替换的恰当位置;然后在后立柱321、前立柱322、竖直直线轨道323和水平直线轨道311的带动下,工装夹具34到达易损件位置,随后紧紧夹住破损的易损件并施加适当大小的轴向力将易损件从电子枪5中拔出。工装夹具34顺着竖直直线轨道323向上移动,到达上档位块324处时,将从电子枪5上取出的破损的易损件装入到链条吊挂机构35的空置位置上,从而完成破损易损件的移动存储工作。启动链条吊挂机构35的链条吊挂电机353,带动链条吊挂机构35做环绕运动,此时链条吊挂机构35运动到下一个位置并将已经安放的破损的易损件移走,并运送过来一个崭新的易损件。工装夹具34将新易损件夹紧,移动到下档位块325的位置后,再通过控制小车运行轨道2方向的直线运动并施加适当大小的轴向力将替换完成的易损件重新插入到电子枪5中,拧紧连接易损件和电子枪5的连接螺钉,然后工装夹具34继续竖直向上移动一定的距离,等待下一次的替换易损件的指令。断开开关K4,闭合开关KM1,电子枪5两部分重新合二为一并沿着小车运行轨道2方向退出易损件替换装置3,从而完成整个易损件的替换工作。待易损件更换完毕或者故障排除后,电子枪转运小车4再进入下一个新的行程。

本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的应急处理措施:

1)因为本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备是在热室核辐射和中子辐射环境下工作的,因而这些辐射很有可能会给本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电气系统诸如小车电机43以及电控系统带来严重破坏,故需要在本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备出现故障后,采用非电气系统方案,对电子枪转运小车4进行机械驱动。

2)机械动力源驱动是采用发条储能的机构,其提前预紧安置在电子枪转运小车4内部,通过阻止开关限制发条储能器44释放能量。当本实用新型核辐射环境下电子枪检修设备的电控系统出现故障后,控制电磁触发开关K1让其闭合,电磁阀KT1控制其电磁铁,松开阻止开关。此时发条储能器44将代替小车电机43,触发发条442释放能量,为传动机构45提供能量,驱动电子枪转运小车4退出热室到达第三密封门17;由于主动齿轮462和齿条21在限制运动时,可以完整保留机械能的特性,因此不需要加入限制开关;等密封门17打开时,可以自动触发释放机械能,继续后退,直到完全退出为止。

本实用新型结构设计合理、紧凑,功能齐全、可靠性高,易损件替换装置工作效率高、稳定性好、便于操作人员调整、维修、空间利用率高、可靠性高以及定位精准。

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