CN107433354A - 一种高放射性管道水下切割装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高放射性管道水下切割装置，包括固定台架、管道切割装置，还包括顶部夹紧机构、废渣收集器；顶部夹紧机构设置在固定台架顶部；固定台架采用侧面可开门式结构，当侧门关闭时，整个台架内腔与外部空间隔离；废渣收集器设置在固定台架底部；管道切割装置设置在顶部夹紧机构与废渣收集器之间，管道切割装置正对废渣收集器，管道切割装置切割产生的废渣落入废渣收集器中。本发明在水下对核废料管道进行切割，防止了放射性废物的扩散；通过铣刀的自动转动和旋转平台带动铣刀转动对管道进行切割的方式，能有效快速的切断管道。

Description

一种高放射性管道水下切割装置
技术领域
本发明涉及高放射性管道切割，具体涉及一种高放射性管道水下切割装置。
背景技术
放射性物质由原子核的聚变和裂变产生，具有很高的辐射能量，对于人体健康的影响极其巨大。长期接触放射性物质，会造成胎儿畸形，人体病变，以及癌症等问题。同时核能所具有的能量巨大，只要合理研究和利用就能解决现有的能源问题，减轻大连开发能源带来的环境问题。所以对于核能的研究，也是一项重要的科研项目。
研究堆日常科研生产会产生大量长度较长，是一般大于2m的高放射性不锈钢和铝材管道废物管，外径为Φ50mm～Φ250mm，厚度小于20mm，为了便于此类高放射性废物的处理，需要将其进行分段解体切割。对于高放射性固体废物，若在空气中进行切割会产生大量的放射性气溶胶，危害操作人员身体健康。本发明针对该类问题，发明一种可在水下自动夹紧、切割的高放射性管道切割装置，能安全、可靠地对高放射性管道进行水下分段切割。
发明内容
本发明解决了现有技术存在的在空气中切割放射性材料时产生溶胶气体危害人体健康，以及废渣收集的问题。
本发明主要通过以下技术方案来实现：
一种高放射性管道水下切割装置，包括长方体形固定台架，在固定台架顶部设置有顶部夹紧机构，在固定台架底部设置有四棱锥形的废渣收集器；顶部夹紧机构与废渣收集器(4)之间还设置有管道切割装置。顶部夹紧机构用来固定需要切割的管道，以便于管道切割装置切割，为了防止切割产生的溶胶性气体外泄危害人体健康，对于管道的切割在水下进行，在水下进行切割时使用固定台架将水和切割的内部空间隔离，在水下切割属于冷切割产生的溶胶气体少，同时由于内部切割空间与外部空间的隔离，溶胶气体也不会泄露到外部空间，危害才作人员的身体健康，切割产生的废渣若是直接放到水里则会影响后续对废渣进行集中处理也会污染水，若是直接堆积在切割装置旁边则会影响切割，因此，在固定台架最底部，切割装置下方设置了废渣收集器，废渣收集器用于收集切割后的废渣。
进一步的，固定台架采用侧面可开门式结构，当侧门关闭时，整个台架内腔与外部空间隔离，能够有效隔离水，防止水进入切割空间内。
进一步的，顶部夹紧机构还连接有操作液压站。顶部夹紧装置要夹紧比较重的铁制管道就需要物体提供一个用来夹紧固定管道的力，操作液压站就用来为顶部夹紧装置提供所需的力。
进一步的，管道切割装置包括圆盘形的设备连接底座；设备连接底座连接有同轴的夹紧圆盘，夹紧圆盘又连接有同轴的旋转平台；夹紧圆盘外侧环上安装有铣刀旋转传动机构，旋转平台上安装有铣刀；铣刀旋转传动机构与旋转平台上都设置有齿轮，两者的齿轮相互啮合。铣刀用于切割管道，铣刀旋转传动机构用于为旋转平台提供动力，旋转平台带动铣刀旋转。设备连接底座用于连接铣刀旋转传动机构、铣刀和旋转平台。通过以上工作实现了铣刀跟着旋转平台旋转切割管道四周的功能。
进一步的，夹紧圆盘上外侧环边缘设置有夹紧大齿轮、同时夹紧圆盘外侧环上还安装有管道夹紧传动机构；管道夹紧传动机构上设置有齿轮并且与夹紧大齿轮的齿轮啮合；夹紧大齿轮带有螺旋槽，螺旋槽内安装有夹爪机构。要使用管道切割装置对管道进行切割，则在切割铅固定管道。管道夹紧传动机构带动夹紧大齿轮转动，大齿轮控制夹爪机构抓取要切割的管道。通过以上工作对于被切割管道的固定，解决了切割过程中管道摇晃切割不完全的问题。
进一步的，旋转平台上铣刀的左侧还安装有铣刀进给传动机构；铣刀进给传动机构下方设置有铣刀进给齿条；铣刀进给传动机构内侧设置有齿轮，铣刀进给齿条与铣刀进给传动机构通过齿轮啮合，铣刀进给齿条与铣刀连接。铣刀进给传动机构带动铣刀进给齿条转动，铣刀进给齿条控制铣刀前进和后退。管道有一定的厚度，通过调整铣刀的前进和后退解决铣刀在固定位置不能切割到管道所有部分的问题。
在以上内容的基础之上，铣刀尾部固定有自转传动机构。铣刀自转传动机构通过转动控制铣刀自转。铣刀随着旋转平台旋转冷切割到管道的四周，但是不能从径向切断管道，铣刀自转解决铣刀从径向切断管道的问题。
综上所述，本发明达到的有益效果有：
1、本发明通过液压驱动的管道切割装置对高放射性管道在水下的切割，切割装置安装在密闭的切割台架内，防止了放射性废物的扩散；
2、底部设置的废渣收集器可实现对切割碎屑的收集与集中处理；
3、通过铣刀的自动转动和旋转平台带动铣刀转动对管道进行切割的方式，能有效快速的切断管道。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明结构示意图；
图2为管道切割装置结构示意图；
图3为管道切割装置铣刀方向侧视图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-顶部夹紧机构、2-固定台架、3-管道切割装置、4-废渣收集器、5-管道夹紧传动机构、6-设备连接底座、7-铣刀旋转传动机构、8-夹紧大齿轮、9-夹爪机构、10-铣刀、11-旋转平台、12-铣刀自转传动机构、13-铣刀进给传动机构、14-铣刀进给齿条。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例
如图1-3所示：
一种高放射性管道水下切割装置，包括长方体形固定台架2其特征在于，还包括设置在固定台架2顶部的顶部夹紧机构1，以及设置在固定台架底部的四棱锥形废渣收集器4；顶部夹紧机构1与废渣收集器4之间还设置有管道切割装置3。顶部夹紧机构1用来固定需要切割的管道，以便于管道切割装置3切割。顶部夹紧机构1可以夹取的管道直径范围在1cm-5cm之间。为了防止切割产生的溶胶性气体外泄，同时也防止固定台架2采用可开门式结构，在车门关闭内部与外部之间不能留有空隙。固定台架2的长设置为0.3m-2m，固定台架2的宽设置为0.2m-1m。管道切割装置3用来切割管道。为了防止切割出来的废渣污染水，以及废渣随便散落，在固定台架2底部设置了废渣收集器4用来收集废渣。废渣收集器4中的废渣可以直接吊出或取出。废渣收集器4体积设置在0.2立方米到0.6立方米之间。
固定台架采用侧面可开门式结构，当侧门关闭时，整个台架内腔与外部空间隔离。固定台架采用侧面可开门式结构可以打开侧门更换切割材料，同时外部空间与内部隔离，能够有效隔离水，防止水进入切割空间内。
顶部夹紧机构1还连接有操作液压站。顶部夹紧装置要夹紧比较重的铁制管道就需要物体提供一个用来夹紧固定管道的力，操作液压站就用来为顶部夹紧装置提供所需的力。操作液压站主要的器件是液压机和控制按钮。下文中的抓夹机构、铣刀旋转传动机构7、管道夹紧传动机构5、铣刀进给传动机构13、铣刀自转传动机构12，都与操作液压站连接，都使用液压机提供所需的动力。液压机优选使用SHP-27-800A-SM型号的液压机。
管道切割装置3包括圆盘形的设备连接底座6；设备连接底座6连接有同轴的夹紧圆盘，夹紧圆盘又连接有同轴的旋转平台11；夹紧圆盘外侧环上安装有铣刀旋转传动机构7，旋转平台11上安装有铣刀10；铣刀旋转传动机构7与旋转平台11上都设置有齿轮，两者的齿轮相互啮合。要对管道进行切割必不可少的元器件就是铣刀，由于切割时固定台架2之内的空间是封闭的，所以不可能手动操作。所以可以通过将铣刀10安装在旋转平台11上，通过旋转平台11的转动来控制铣刀转动进而对管道进行切割。当然旋转平台11转动也是需要动力源的，所以需要铣刀旋转传动机构7来为旋转平台11提供动力。铣刀旋转传动机构7与旋转平台11通过齿轮啮合，能够有效使用铣刀旋转传动机构7带动旋转平台11转动，同时其中一个部件坏了以后另一个部件可以继续使用。设备连接底座6则是为铣刀旋转传动机构7、铣刀、旋转平台11提供一个连接的平台。
夹紧圆盘上外侧环边缘设置有夹紧大齿轮8、同时夹紧圆盘外侧环上还安装有管道夹紧传动机构5；管道夹紧传动机构5上设置有齿轮并且与夹紧大齿轮8的齿轮啮合；夹紧大齿轮8带有螺旋槽，螺旋槽内安装有夹爪机构9。通过使用夹爪机构9来抓取放入切割装置内的管道的方式来固定管道，要抓紧管道就必须有抓力的来源。抓力由管道夹紧传动机构5产生，管道传动机构与夹紧大齿轮8啮合。管道传动机构转动带动夹紧大齿轮8转动，夹爪机构9安装在夹紧大齿轮8的螺旋槽内，夹紧大齿轮8转动就会带动夹爪机构9实现对切割管道的夹紧和松开。
旋转平台上铣刀的左侧还安装有铣刀进给传动机构；铣刀进给传动机构下方设置有铣刀进给齿条14；铣刀进给传动机构内侧设置有齿轮，铣刀进给齿条与铣刀进给传动机构13通过齿轮啮合，铣刀进给齿条14与铣刀10连接。铣刀进给传动机构13上安装有齿轮，齿轮与铣刀进给齿条14相互啮合。铣刀进给传动机构13旋转就会带动铣刀进给齿条14转动，又因为铣刀进给齿条14与铣刀相连接，所以铣刀进给齿条14转动就可以控制铣刀的前进和后退。因为管道直径都比较大，铣刀只有实现了可以前进后退的功能才能将管道切割完全。
所述铣刀尾部固定有自转传动机构12。通过旋转平台11带动铣刀旋转能切到管道的四周，而通过铣刀10的自转才能彻底切掉管道。铣刀自转传动机构12与铣刀尾部连接控制铣刀10的自动转动。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高放射性管道水下切割装置，包括长方体形固定台架(2)其特征在于，在固定台架(2)顶部设置有顶部夹紧机构(1)，在固定台架底部设置有四棱锥形的废渣收集器(4)；顶部夹紧机构(1)与废渣收集器(4)之间还设置有管道切割装置(3)。
2.根据权利要求1所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述固定台架(2)采用侧面可开门式结构。
3.根据权利要求1所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述顶部夹紧机构(1)还连接有操作液压站。
4.根据权利要求1所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述管道切割装置(3)包括圆盘形的设备连接底座(6)；设备连接底座(6)连接有同轴的夹紧圆盘，夹紧圆盘又连接有同轴的旋转平台(11)；夹紧圆盘外侧环上安装有铣刀旋转传动机构(7)，旋转平台(11)上安装有铣刀(10)；铣刀旋转传动机构(7)与旋转平台(11)上都设置有齿轮，两者的齿轮相互啮合。
5.根据权利要求4所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述夹紧圆盘上外侧环边缘设置有夹紧大齿轮(8)、同时夹紧圆盘外侧环上还安装有管道夹紧传动机构(5)；管道夹紧传动机构(5)上设置有齿轮并且与夹紧大齿轮(8)的齿轮啮合；夹紧大齿轮(8)带有螺旋槽，螺旋槽内安装有夹爪机构(9)。
6.根据权利要求4所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述旋转平台(11)上铣刀(10)的左侧还安装有铣刀进给传动机构(13)；铣刀进给传动机构(13)下方设置有铣刀进给齿条(14)；铣刀进给传动机构(13)内侧设置有齿轮，铣刀进给齿条(14)与铣刀进给传动机构(13)通过齿轮啮合，铣刀进给齿条(14)与铣刀(10)连接。
7.根据权利要求4所述的一种高放射性管道水下切割装置，其特征在于，所述铣刀尾部固定有自转传动机构(12)。
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