輻照靶件切割裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射性同位素制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輻照靶件切割裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]所有通過反應(yīng)堆輻照用于生產(chǎn)放射性同位素的靶料都必須裝在金屬容器中焊接密封，特別是需要在高反應(yīng)堆運(yùn)行功率和長時(shí)間輻照條件下的靶料。這種送入反應(yīng)堆輻照的裝有靶料的密封金屬容器通常稱為靶件或同位素靶件，靶件的外形通常是圓柱體形，靶件的外殼一般由高純鋁或鋯合金材料制成。
[0003]從反應(yīng)堆中取出的輻照后的同位素靶件具有很強(qiáng)的放射性，需要在熱室或屏蔽箱內(nèi)用專門的切割裝置打開，取出其中的靶料，轉(zhuǎn)入特定的工藝系統(tǒng)或裝置制備放射性同位素或制成放射源。由于靶件殼體材料在反應(yīng)堆輻照后被活化，在對(duì)靶件實(shí)施切割的過程中，為防止切肩飛濺對(duì)工作場所造成放射性污染，往往需要進(jìn)行無肩切割。
[0004]我國從20世紀(jì)60年代開始至今開展了放射性同位素研制與生產(chǎn)，由于各單位使用靶件的材料和靶件形狀、規(guī)格尺寸等的差異，所用的同位素靶件切割裝置的結(jié)構(gòu)和功能差別較大，這些差別在切割裝置的核心部件-切割機(jī)的結(jié)構(gòu)和功能上體現(xiàn)尤其明顯?，F(xiàn)有同位素研制與生產(chǎn)中使用的電動(dòng)切割機(jī)存在切割靶件的位置高度不可調(diào)(即只適用于長度固定的靶件切割)、切割時(shí)靶件易向上下竄動(dòng)、切割噪音和振動(dòng)較大、切割后靶件的切口變形量大的不足，往往導(dǎo)致卡刀而不能順利完成切割、切口變形而難于取出內(nèi)包裝的靶料、靶件竄動(dòng)引起靶件內(nèi)的靶料(特別是粉狀靶料)外濺和產(chǎn)生較多切肩而導(dǎo)致較大的放射性污染，而且均未有在事故(如停電及電氣故障)狀態(tài)下退刀取出靶件的功能，不能夠?qū)Σ煌L度的靶件進(jìn)行安全有效的切割。目前，尚未見具備故障發(fā)生時(shí)退刀取靶功能和適應(yīng)不同長度靶件切割的輻照靶件切割裝置的公開報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的同位素靶件切割裝置存在只能對(duì)固定長度靶件進(jìn)行切割而不能對(duì)不同長度的靶件進(jìn)行安全切割、切割時(shí)靶件易向上竄動(dòng)、切割噪音和振動(dòng)較大、切割后靶件切口變形量大、易產(chǎn)生放射性污染的不足，和不具備在事故(如停電或電氣故障)狀態(tài)下退刀取出靶件的功能，本發(fā)明提供一種輻照靶件切割裝置。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
本發(fā)明的輻照靶件切割裝置，其特點(diǎn)是，所述的輻照靶件切割裝置包括切割機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)箱、滑軌、控制器，其連接關(guān)系是，所述的切割機(jī)構(gòu)置于機(jī)箱頂面上設(shè)置的限位槽內(nèi)，夾持機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)并排置于機(jī)箱中層臺(tái)面上方，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置于夾持機(jī)構(gòu)的正下方，滑軌固定設(shè)置在鎖緊機(jī)構(gòu)下方的機(jī)箱上。所述的切割機(jī)構(gòu)與機(jī)箱的頂面滑動(dòng)連接，夾持機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)固定連接，鎖緊機(jī)構(gòu)與滑軌滑動(dòng)連接。所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與機(jī)箱內(nèi)的底板固定連接，并與機(jī)箱的中層臺(tái)面滾動(dòng)連接。所述的切割機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)分別與控制器電連接。
[0007]所述的切割機(jī)構(gòu)包括電機(jī)1、支架1、螺桿、刀架、刀片、圓錐銷、輥杠、輥杠支架、插銷、連接柱，切割機(jī)構(gòu)的外形為水平放置的長方體形。所述的支架I置于機(jī)箱的頂板上，支架I由兩塊板架通過插銷、連接柱拼接構(gòu)成。支架I 一端的外側(cè)固定設(shè)置有電機(jī)I，內(nèi)側(cè)依次設(shè)置有螺桿、刀架，支架另一端內(nèi)側(cè)固定設(shè)置有輥杠支架。所述的螺桿的一端與電機(jī)I的軸固定連接，另一端與刀架滑動(dòng)連接，螺桿還通過軸承與支架I滾動(dòng)連接，刀架與支架I滑動(dòng)連接。在刀架上水平設(shè)置有圓片形的刀片，刀架與刀片通過圓錐銷滾動(dòng)連接。所述的刀架的內(nèi)螺紋與螺桿的螺紋匹配設(shè)置。所述的輥杠支架上垂直設(shè)置有兩個(gè)平行的輥杠，兩條輥杠的軸心線分別與水平設(shè)置的刀片的垂直中心線之間的垂直距離相等。所述的電機(jī)I與控制器電連接。
[0008]所述的夾持機(jī)構(gòu)包括夾持塊、絲桿、支架Π、限位器，支架Π為水平放置的“工”字形結(jié)構(gòu)，所述的支架Π設(shè)置在機(jī)箱中層臺(tái)面的上方，絲桿水平設(shè)置在支架Π上，絲桿的兩端穿出支架Π，絲桿端面的中心均設(shè)置有內(nèi)六角凹槽，在絲桿的中部對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)夾持塊，絲桿的兩端通過軸承分別與支架Π的側(cè)壁滾動(dòng)連接，夾持塊與支架Π滑動(dòng)連接。在夾持塊下方的支架Π底板的中心位置固定設(shè)置有水平放置的U形結(jié)構(gòu)的限位器，在限位器內(nèi)設(shè)置有墊塊，在墊塊上設(shè)置有靶件，限位器的中心線與絲桿的軸心線垂直設(shè)置。
[0009]所述的鎖緊機(jī)構(gòu)包括電機(jī)Π、滑塊、六角錐桿，其連接關(guān)系是，所述的電機(jī)Π固定設(shè)置在滑塊上面，滑塊與滑軌滑動(dòng)連接，在電機(jī)Π的軸上固定設(shè)置有同軸心的六角錐桿。
[0010]所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)m、直角減速器、轉(zhuǎn)盤，所述的電機(jī)m、直角減速器固定設(shè)置于機(jī)箱內(nèi)的底板上，電機(jī)m與直角減速器固定連接。轉(zhuǎn)盤置于支架π與機(jī)箱中層臺(tái)面之間，轉(zhuǎn)盤與支架π固定連接。轉(zhuǎn)盤與正下方設(shè)置的直角減速器的直立轉(zhuǎn)軸固定連接，直角減速器的直立轉(zhuǎn)軸通過軸承與機(jī)箱中層臺(tái)面滾動(dòng)連接。所述的轉(zhuǎn)盤、直角減速器的直立轉(zhuǎn)軸、被夾持塊夾持后的靶件的垂直中心線為同軸心設(shè)置。所述的電機(jī)π、電機(jī)m分別與控制器電連接。
[0011]所述的絲桿端面的內(nèi)六角凹槽與電機(jī)π軸上的六角錐桿匹配設(shè)置。所述的絲桿上設(shè)置的兩個(gè)夾持塊的外部結(jié)構(gòu)為對(duì)稱設(shè)置，兩個(gè)夾持塊的內(nèi)螺紋互為反向設(shè)置，夾持塊的內(nèi)螺紋與絲桿的螺紋匹配設(shè)置。
[0012]所述的控制器置于熱室外，切割機(jī)構(gòu)、夾持機(jī)構(gòu)、鎖緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、機(jī)箱、滑軌置于熱室內(nèi)。
[0013]本發(fā)明的輻照靶件切割裝置的簡要工作原理是:利用熱室或屏蔽箱的機(jī)械手將反應(yīng)堆輻照后的靶件放在置于切割機(jī)的限位器內(nèi)的墊塊上，并推鎖緊機(jī)構(gòu)向夾持機(jī)構(gòu)靠緊，控制器指令電機(jī)π運(yùn)行并通過聯(lián)動(dòng)的六角錐桿和絲桿驅(qū)動(dòng)兩個(gè)夾持塊相對(duì)運(yùn)動(dòng)將靶件夾緊(電機(jī)π運(yùn)行反轉(zhuǎn)則可解除夾持塊對(duì)靶件的夾持)。在將鎖緊機(jī)構(gòu)推離夾持機(jī)構(gòu)后，控制器指令電機(jī)m和電機(jī)I運(yùn)行，被夾緊的靶件隨旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)，同時(shí)電機(jī)I通過螺桿驅(qū)動(dòng)刀架向靶件快速靠近，在靶件與刀片和兩個(gè)輥杠三點(diǎn)接觸后，電機(jī)I降速繼續(xù)驅(qū)動(dòng)刀架向靶件緩慢水平移動(dòng)，刀片隨靶件反向旋轉(zhuǎn)，在刀片旋轉(zhuǎn)擠壓靶件和兩個(gè)輥杠頂力的合力下，逐步將旋轉(zhuǎn)的靶件切割打開。當(dāng)出現(xiàn)停電或機(jī)械故障等情況，可利用機(jī)械手拔出支架I的插銷和刀架上的圓錐銷，將支架I的一段沿連接柱推開一定角度和將刀片取下，再利用輔助解鎖工具解除對(duì)靶件的夾持，即可將靶件安全取出。
[0014]本發(fā)明中利用了跟隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的夾持機(jī)構(gòu)，將在一定尺度范圍內(nèi)的不同直徑的靶件始終固定在同一旋轉(zhuǎn)軸心上，防止了靶件在切割過程中可能出現(xiàn)的上下竄動(dòng)或振動(dòng)，并明顯降低了切割噪音;采用在限位槽內(nèi)浮動(dòng)和兩部分拼接結(jié)構(gòu)的切割機(jī)構(gòu)，保證當(dāng)?shù)镀蜉伕苋我环绞紫冉佑|靶件后，另一方將通過支架在限位槽內(nèi)不同方向上的滑動(dòng)迅速向靶件靠近，逐步將靶件包圍在刀片與兩個(gè)平行的輥杠之間的中間，保證在刀片與輥杠相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中刀片擠壓切割靶件時(shí)的力不對(duì)旋轉(zhuǎn)的靶件的重心造成偏移或偏移量很小，并利用垂直設(shè)置的兩個(gè)平行的輥杠與水平設(shè)置的圓片形刀片形成與直立的圓柱體形靶件三點(diǎn)接觸，使靶件中心點(diǎn)與三個(gè)接觸點(diǎn)連線形成的夾角分別約為120度，使靶件在切割過程中受力均勻而減少切口的變形量，消除了水平切割力導(dǎo)致靶件切口變形的主要因素，并消除了在斷電或切刀與靶件咬合不能順利完成切割和不能通過電機(jī)I驅(qū)動(dòng)刀片退離靶件的現(xiàn)象，通過拔出圓錐銷后取出刀片、拔出插銷旋開支架I和利用輔助解鎖工具以解除對(duì)靶件的包圍，能夠方便用機(jī)械手取出被切割的靶