一种包壳管抽真空充氦压塞装置的制作方法

本发明属于核燃料元件单棒制造技术领域，具体涉及一种包壳管抽真空充氦压塞装置。

背景技术：

目前绝大多数燃料棒的包壳管及端塞的压塞过程在空气中进行，不需要进行抽真空及填充气体，内外压力保持一致，端塞装配质量良好。而同时进行抽真空，真空度需达到10pa以下，充氦气压力在0.11～0.15mpa左右，又要确保端塞装配质量良好的装置报道甚少。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种包壳管抽真空充氦压塞装置，用于实现在抽真空充氦条件，管内压力大于大气压的情况下，上端塞自动压入包壳管中，保证上端塞与包壳管贴合紧密，缝隙均匀，为燃料棒包壳管管内抽真空充气体的研究奠定基础。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种包壳管抽真空充氦压塞装置，气缸a和气缸b与连接杆的一端连接，连接杆的另一端与上端塞夹紧气动卡盘连接，上端塞夹紧气动卡盘夹紧上端塞；燃料棒包壳管穿过包壳管夹紧气动卡盘，抽真空充氦密闭器位于上端塞与燃料棒包壳管之间；燃料棒包壳管下方设置有包壳管橡胶固定装置a和包壳管橡胶固定装置b。

所述的上端塞夹紧气动卡盘和包壳管夹紧气动卡盘为圆形，中间带有圆形可密封通孔。

所述的抽真空充氦密闭器是圆柱形的四通阀，四通阀靠近燃料棒包壳管一侧安装圆形密封气囊，四通阀与真空泵连接，连接管路上安装真空电磁阀；四通阀还与氦气源连通，连接管路上安装电磁阀。

松开包壳管橡胶固定装置a和包壳管橡胶固定装置b，将燃料棒包壳管放置在包壳管橡胶固定装置a和包壳管橡胶固定装置b上；传输滚轮将燃料棒包壳管经过包壳管夹紧气动卡盘传输至抽真空充氦密闭器停止，同时抽真空充氦密闭器上靠近包壳管一侧圆形气囊充气膨胀，夹紧燃料棒包壳管；包壳管橡胶固定装置a和包壳管橡胶固定装置b夹紧包壳管；在上端塞夹紧气动卡盘中放入上端塞，上端塞夹紧气动卡盘夹紧上端塞；气缸a伸出，通过连接杆将上端塞送入抽真空充氦密闭器中；抽真空充氦密闭器上连接真空泵管路上的真空电磁阀打开，真空泵开启抽真空，待真空度小于10pa时，关闭真空电磁阀，真空泵停止，抽真空结束；抽真空充氦密闭器6连接氦气源管路上的电磁阀开启，开始充氦气，待氦气压力达到0.11～0.15mpa，关闭电磁阀，停止氦气充入；气缸b伸出，通过连接杆在抽真空充氦密闭器中将上端塞压入燃料棒包壳管；抽真空充氦密闭器上靠近包壳管一侧圆形气囊放气，松开燃料棒包壳管，抽真空充氦密闭器泄气；上端塞夹紧气动卡盘松开上端塞；包壳管夹紧气动卡盘、包壳管橡胶固定装置a、包壳管橡胶固定装置b松开燃料棒包壳管；传输滚轮反转，送出压好上端塞的燃料棒包壳管。

本发明所取得的有益效果为：

本发明能够实现在上端塞压入包壳管之前，实现对包壳管管内抽真空，同时充入氦气，氦气压力达到0.11～0.15mpa左右，压入上端塞，实现管内气压大于大气压条件下的自动压塞，同时上端塞与包壳管贴合紧密，缝隙均匀。另外装置结构简单，制作成本低，使用方便快捷。

附图说明

图1为包壳管抽真空充氦压塞装置结构图；

图中：1-气缸a；2-气缸b；3-连接杆；4-上端塞夹紧气动卡盘(圆形形状，中间带有圆形可密封通孔)；5-上端塞；6-抽真空充氦密闭器(靠近包壳管一侧安装圆形密封气囊)；7-包壳管夹紧气动卡盘；8-燃料棒包壳管；9-包壳管橡胶固定装置a；10-包壳管橡胶固定装置b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，本发明所述包壳管抽真空充氦压塞装置包括气缸a1、气缸b2、连接杆3、上端塞夹紧气动卡盘4、抽真空充氦密闭器6、包壳管夹紧气动卡盘7、燃料棒包壳管8、包壳管橡胶固定装置a9和包壳管橡胶固定装置b10。

气缸a1和气缸b2与连接杆3的一端连接，连接杆3的另一端与上端塞夹紧气动卡盘4连接，上端塞夹紧气动卡盘4夹紧上端塞5；燃料棒包壳管8穿过包壳管夹紧气动卡盘7，抽真空充氦密闭器6位于上端塞5与燃料棒包壳管8之间；燃料棒包壳管8下方设置有包壳管橡胶固定装置a9和包壳管橡胶固定装置b10。

所述的上端塞夹紧气动卡盘4和包壳管夹紧气动卡盘7为圆形，中间带有圆形可密封通孔。所述的抽真空充氦密闭器6是圆柱形的四通阀，四通阀靠近燃料棒包壳管8一侧安装圆形密封气囊，四通阀与真空泵连接，连接管路上安装真空电磁阀；四通阀还与氦气源连通，连接管路上安装电磁阀。

松开包壳管橡胶固定装置a9和包壳管橡胶固定装置b10，将燃料棒包壳管8放置在包壳管橡胶固定装置a9和包壳管橡胶固定装置b10上；传输滚轮将燃料棒包壳管8经过包壳管夹紧气动卡盘7传输至抽真空充氦密闭器6停止，同时抽真空充氦密闭器6上靠近包壳管一侧圆形气囊充气膨胀，夹紧燃料棒包壳管8；包壳管橡胶固定装置a9和包壳管橡胶固定装置b10夹紧包壳管；在上端塞夹紧气动卡盘4中放入上端塞5，上端塞夹紧气动卡盘4夹紧上端塞5；气缸a1伸出，通过连接杆3将上端塞5送入抽真空充氦密闭器6中；抽真空充氦密闭器6上连接真空泵管路上的真空电磁阀打开，真空泵开启抽真空，待真空度小于10pa时，关闭真空电磁阀，真空泵停止，抽真空结束；抽真空充氦密闭器6连接氦气源管路上的电磁阀开启，开始充氦气，待氦气压力达到0.11～0.15mpa左右，关闭电磁阀，停止氦气充入；气缸b2伸出，通过连接杆3在抽真空充氦密闭器6中将上端塞5压入燃料棒包壳管8；抽真空充氦密闭器6上靠近包壳管一侧圆形气囊放气，松开燃料棒包壳管8，抽真空充氦密闭器6泄气；上端塞夹紧气动卡盘4松开上端塞5；包壳管夹紧气动卡盘7、包壳管橡胶固定装置a9、包壳管橡胶固定装置b10松开燃料棒包壳管8；传输滚轮反转，送出压好上端塞5的燃料棒包壳管8。

技术特征：

技术总结
本发明属于核燃料元件单棒制造技术领域，具体涉及一种包壳管抽真空充氦压塞装置。气缸A和气缸B与连接杆的一端连接，连接杆的另一端与上端塞夹紧气动卡盘连接，上端塞夹紧气动卡盘夹紧上端塞；燃料棒包壳管穿过包壳管夹紧气动卡盘，抽真空充氦密闭器位于上端塞与燃料棒包壳管之间；燃料棒包壳管下方设置有包壳管橡胶固定装置A和包壳管橡胶固定装置B。本发明用于实现在抽真空充氦条件，管内压力大于大气压的情况下，上端塞自动压入包壳管中，保证上端塞与包壳管贴合紧密，缝隙均匀，为燃料棒包壳管管内抽真空充气体的研究奠定基础。

技术研发人员：李庆杰;张雪伟;商献伟;韩志华;申俊华;李万普;刘长城;刘志华;周续;张彩凤;张蒙蒙;杨劲松;徐亮;王晓威
受保护的技术使用者：中核北方核燃料元件有限公司;沈阳新松机器人自动化股份有限公司
技术研发日：2018.12.29
技术公布日：2019.04.05