CN110723638B - 一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构 - Google Patents
一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，包括基架、一对吊臂、一对圆弧臂，基架内前部位置设有顶部电机，基架内后部位置设有一对旋转电机，基架底部设有一对滑槽，吊臂的上部内侧分别滑动卡装于滑槽中，两个吊臂上部之间连接有第一齿条，顶部电机的输出轴连接的第一齿轮与第一齿条传动啮合；基架左、右侧对应旋转电机位置分别各自设有多个支撑点，每侧圆弧臂分别通过弧形槽滑动装配于各个支撑点，圆弧臂的外弧面上有第二齿条，基架左、右侧第二齿轮与对应侧第二齿条传动啮合，旋转电机输出轴与第二齿轮传动连接。本发明吊装方案流程简单，对狭小空间有着良好的适应性；可降低维护成本。
Description
技术领域
本发明涉及核聚变反应堆工程技术领域，具体是一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构。
背景技术
核聚变能是一种相对清洁的新型能源，它具有原料消耗少，资源丰富、放射性污染少的特点，因此受控核聚变的研究越来越受到世界各国的重视。托卡马克磁约束核聚变被认为时聚变能商业化研究中最具前途的途径之一。托卡马克装置包含一个用于聚变反应发生的环状真空室，装置运行期间，真空室内第一壁部件偏滤器由于长期运行于核辐射环境中，同时承受等离子体热冲击和中子辐照，在运行一段时间后，会造成较大的损伤，因此需要转移至托卡马克装置之外进行维护，而单块偏滤器的重量高达十数吨，并且转运机构需通过窗口进入真空室内部取出偏滤器，这对转运部件提出了较高的体积和载重要求。此外在核环境下不能有潜在污染装置内部的介质如液压油等。目前在实施的偏滤器的维护方式主要是人工与机械相结合，难以适应未来聚变堆核环境下遥操作的发展需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，以解决现有技术核聚变反应堆需要人工转运偏滤器的问题。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：
包括基架、一对吊臂、一对圆弧臂，基架内前部位置设有顶部电机，基架内后部位置设有一对旋转电机，基架底部对应顶部电机位置设有一对呈左右对称的滑槽，每个滑槽一端分别延伸至基架底部对应侧边位置，两吊臂分列于基架左右侧并彼此相对，以两吊臂彼此相对的一侧为内侧，每个吊臂的第一连接件均滑动卡装于对应侧卡槽中，两个吊臂上部之间连接有第一齿条，且第一齿条滑动安装于基架内前部位置，所述顶部电机的输出轴传动连接有第一齿轮，第一齿轮与第一齿条传动啮合，两个吊臂下部分别向下延伸至超过基架底部，两个吊臂下端内侧面分别成型为凸面，凸面分别转动安装有滚轮；
两个圆弧臂分列于基架左、右侧，每个圆弧臂的外弧面朝上，每个圆弧臂中分别设有随圆弧臂形状的弧形槽，弧形槽分别左右贯通所在圆弧臂，每个圆弧臂的外弧面上分别设有随圆弧臂形状的第二齿条，基架左、右侧对应旋转电机位置分别各自设有多个支撑点，每侧的多个支撑点排列为与圆弧臂匹配的弧形，每侧圆弧臂分别通过其弧形槽滑动装配于对应侧各个支撑点，圆弧臂一端向前上方延伸，圆弧臂另一端向后下方延伸至超过基架底部，且两个圆弧臂另一端分别安装有连接件，基架左、右侧对应旋转电机位置还分别转动安装有第二齿轮，第二齿轮分别与对应侧圆弧臂外弧面上的第二齿条传动啮合，所述旋转电机输出轴一一对应与第二齿轮传动连接。
进一步的，所述基架顶部四角位置分别连接有吊耳。
进一步的，所述支撑点为转动安装于基架对应侧的转轮，转轮分别位于对应侧圆弧臂的弧形槽中，由此形成对圆弧臂的支撑。
进一步的，所述第二齿条的弧向长度小于圆弧臂外弧面的弧向长度。
进一步的，所述吊臂下端滚轮与对应侧圆弧臂同心。
进一步的，所述顶部电机输出轴与一个90度转角减速机的输入轴连接，90度转角减速机的输出轴固定安装第一齿轮。
进一步的，每个旋转电机的输出轴分别各自与90度转角减速机的输入轴连接，两个90度转角减速机的输出轴一一对应与两个第二齿轮同轴连接。
本发明中，吊臂分为左右两只，顶部电机通过齿轮齿条驱动两只吊臂同时反向运动，吊臂可沿滑槽方向伸出和收回。吊臂下部各有一凸出的滚轮，用以连接大型重载部件。
圆弧臂安装在基架的两侧，旋转电机通过齿轮驱动圆弧臂，使得圆弧臂可沿由多个支撑点所确定的弧形运动。圆弧臂下部各有一连接件，用以连接大型重载部件。
吊臂下部的滚轮与对应侧圆弧臂位于一个同心圆上。当吊臂和圆弧臂均连接上待转运的偏滤器部件时，驱动圆弧臂可使该部件沿滚轮的同心圆弧旋转。
本发明为偏滤器的遥操作维护提供了一种上部吊装的方案，具有以下优点：
(1)吊装方案流程简单，可以提高维护效率；
(2)吊装机构结构紧凑，空间要求较低，对狭小空间有着良好的适应性；
(3)吊装系统技术成熟，产品稳定，可降低故障发生率；
(4)与托卡马克装置中其他模块维护设备的通用率高，可降低维护成本；
(5)采用电机驱动，没有污染真空室的风险。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是本发明顶部电机与吊臂连接示意图；
图3是本发明局部放大图；
图4是本发明结构侧视图；
图5是本发明转运偏滤器时工作状态图；
图6是本发明使偏滤器转动时工作状态图。
图中：基架1、圆弧臂2、支撑点3、滚轮4、两吊臂5、吊耳6、电机7、旋转电机8、卡槽9、第二齿轮10、第一减速机11、第二减速机12、偏滤器13、第二齿条2-1、弧形槽2-2、连接件2-3、第一齿条5-1、第一连接件5-2、第二连接件5-3、第一齿轮11-1。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进一步说明。
如图1-图3所示，一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，包括基架1、一对吊臂5、一对圆弧臂2，基架1顶部四角位置分别连接有吊耳6，基架1内前部位置设有顶部电机7，基架1内后部位置设有一对旋转电机8，基架1底部对应顶部电机7位置设有一对呈左右对称的卡槽9，每个卡槽9一端分别延伸至基架1底部对应侧边位置，两吊臂5分列于基架1左右侧并彼此相对，以两吊臂5彼此相对的一侧为内侧，每个第一连接件5-2分别滑动卡装于卡槽9中，卡槽9位于基架1内，两个吊臂5上部均安装有第二连接件5-3，第一连接件5-2滑动安装于基架1内部，且第一连接件5-1与第二连接件5-3之间固定，第一齿条5-1安装在第一连接件5-2内侧面，顶部电机7的输出轴传动连接有第一齿轮11-1，第一齿轮11-1与两侧的第一齿条5-1传动啮合，两个吊臂5分别沿卡槽9反向运动，两个吊臂5下部分别向下延伸至超过基架1底部，两个吊臂5下端内侧面分别成型为凸面，凸面分别转动安装有滚轮4；
两个圆弧臂2分列于基架1左、右侧，每个圆弧臂2的外弧面朝上，每个圆弧臂2中分别设有随圆弧臂形状的弧形槽2-2，弧形槽2-2分别左右贯通所在圆弧臂2，每个圆弧臂2的外弧面上分别设有随圆弧臂2形状的第二齿条2-1，第二齿条2-1的弧向长度小于圆弧臂2外弧面的弧向长度，在基架1的两侧，圆弧臂2的中心线上分别各自设有两个支撑点3，每侧圆弧臂2分别通过其弧形槽2-2滑动装配于对应侧各个支撑点3，圆弧臂2一端向前上方延伸，圆弧臂2另一端向后下方延伸至超过基架1底部，且两个圆弧臂2另一端分别安装有连接件2-3，吊臂5下端滚轮4的中心与对应侧圆弧臂2所在圆同心。基架1左、右侧对应旋转电机8位置还分别转动安装有第二齿轮10，第二齿轮10分别与对应侧圆弧臂2外弧面上的第二齿条2-1传动啮合，两个旋转电机8输出轴一一对应分别与两个第二齿轮10传动连接。
支撑点3为转动安装于基架1对应侧的转轮，转轮分别位于对应侧圆弧臂2的弧形槽2-2中，由此形成对圆弧臂2的支撑。
顶部电机7输出轴与一个90度转角第一减速机11的输入轴连接，90度转角减速机11的输出轴固定安装第一齿轮11-1。由第一齿轮11-1驱动两侧的齿条板5-1，通过第一连接件5-2的滑动，经过第二连接件5-3使吊臂5完成伸出和缩回，每个旋转电机8的输出轴分别各自与90度转角减速机12的输入轴连接，两个90度转角第二年减速机12的输出轴一一对应与两个第二齿轮10同轴连接。
如图4所示，转运时，通过两个吊臂5、两个圆弧臂2共同夹持偏滤器13。如图5所示，当需要偏滤器13转动时，使圆弧臂2伸长，即可实现偏滤器13转动。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。
Claims (10)
1.一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：
包括基架、一对吊臂、一对圆弧臂，基架内前部位置设有顶部电机，基架内后部位置设有一对旋转电机，基架底部对应顶部电机位置设有一对呈左右对称的卡槽，每个卡槽一端分别延伸至基架底部对应侧边位置，两吊臂分列于基架左右侧并彼此相对，以两吊臂彼此相对的一侧为内侧，每个吊臂的第一连接件均滑动卡装于对应侧卡槽中，两个吊臂上部之间均分别连接有第一齿条，且第一齿条滑动安装于基架内前部位置，所述顶部电机的输出轴传动连接有第一齿轮，第一齿轮与第一齿条传动啮合，两个吊臂下部分别向下延伸至超过基架底部，两个吊臂下端内侧面分别成型为凸面，凸面分别转动安装有滚轮；
两个圆弧臂分列于基架左、右侧，每个圆弧臂的外弧面朝上，每个圆弧臂中分别设有随圆弧臂形状的弧形槽，弧形槽分别左右贯通所在圆弧臂，每个圆弧臂的外弧面上分别设有随圆弧臂形状的第二齿条，基架左、右侧对应旋转电机位置分别各自设有多个支撑点，每侧的多个支撑点排列为与圆弧臂匹配的弧形，每侧圆弧臂分别通过其弧形槽滑动装配于对应侧各个支撑点，圆弧臂一端向前上方延伸，圆弧臂另一端向后下方延伸至超过基架底部，且两个圆弧臂另一端分别安装有连接件，基架左、右侧对应旋转电机位置还分别转动安装有第二齿轮，第二齿轮分别与对应侧圆弧臂外弧面上的第二齿条传动啮合，所述旋转电机输出轴一一对应与第二齿轮传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：所述基架顶部四角位置分别连接有吊耳。
3.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：所述支撑点为转动安装于基架对应侧的转轮，转轮分别位于对应侧圆弧臂的弧形槽中，由此形成对圆弧臂的支撑。
4.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：所述第二齿条的弧向长度小于圆弧臂外弧面的弧向长度。
5.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：所述吊臂下端滚轮与对应侧圆弧臂同心。
6.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：所述顶部电机输出轴与一个90度转角减速机的输入轴连接，90度转角减速机的输出轴固定安装第一齿轮。
7.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：
每个旋转电机的输出轴分别各自与90度转角减速机的输入轴连接，两个90度转角减速机的输出轴一一对应与两个第二齿轮同轴连接。
8.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：
顶部电机通过第一齿轮和第一齿条驱动两只吊臂同时反向运动，吊臂沿卡槽方向伸出和收回；吊臂下部各有一凸出的滚轮，用以连接大型重载部件。
9.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：圆弧臂安装在基架的两侧，旋转电机通过第二齿轮驱动圆弧臂，使得圆弧臂沿由多个支撑点所确定的弧形运动；圆弧臂下部各有一连接件，用以连接大型重载部件。
10.根据权利要求1所述的一种用于核环境下大型重载部件的吊装机构，其特征在于：
吊臂下部的滚轮与对应侧圆弧臂位于一个同心圆上；当吊臂和圆弧臂均连接上待转运的偏滤器部件时，驱动圆弧臂使该偏滤器部件沿滚轮的同心圆弧旋转。
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