一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及核聚变反应堆工程技术领域，具体是一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构。
【背景技术】
[0002]可控核聚变是当前世界各国正在努力研宄的一个重要的技术领域。核聚变的主要原理是由轻原子核(如氘和氚)结合成较重原子核(如氦)时，放出巨大能量。核聚变能够为解决人类的能源问题提供一个比较理想的方案。磁约束核聚变装置是目前研宄可控核聚变的一种主要装置。其中包层是磁约束核聚变装置的核心部件之一，对整个装置具有十分重要的作用:包层的金属锂能够在中子作用下产生氚(聚变反应核心元素)；其中的中子倍增剂能够实现中子增值，维持聚变反应；将聚变反应产生的巨大能量带出真空室，送至热电交换系统；实现辐射屏蔽等。基于包层的多种作用，每个包层单元内包含冷却剂、增殖剂等多种材料，因此需要包含冷却、氚提取等多种管道，对内部的多种材料进行补充和交换。模块化的包层设计方案，每片包层模块含有至少5个包层单元，总计管路多达15根。这些管路的管头需要集中在包层底部，以便于维护。由于管头密集程度高，其可操作空间十分有限，切割工具无法通过侧面夹持的方式进行切割，因此要求切割工具能够实现对管头进行正面切割。同时，在管路维护的时候，真空室内部温度较高(60度左右)，清洁度要求高。因此需要设计一种管路切割工具，实现在真空室环境下对模块化的管路管头的快速切割，并不对真空室产生污染。
[0003]
【发明内容】
本发明的目的是提供一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，结构简单，能够在真空室高温的环境下工作、不对真空室造成污染。
[0004]为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为:
一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:包括矩形的工具外壳，工具外壳后端设为壳口，且壳口处盖合安装有后盖，后盖中心开有四个呈十字形分布且彼此不连通的碎肩通孔，工具外壳前端封闭且中心有通孔，工具外壳中心通孔处连接有圆管状的刀头保护壳，工具外壳内设置有齿轮电机、刀具行程直线电机，所述齿轮电机的电机轴上固定安装有齿轮，刀具行程直线电机的电机轴上固定安装有一对行程作用环，工具外壳前端中心通孔中活动安装有圆管状的刀头夹具，刀头夹具前端伸入刀头保护壳中，且刀头夹具前端连接有圆形切割刀头，刀头夹具后端伸入工具外壳中，且刀头夹具后端安装有夹具齿轮，所述齿轮电机电机轴上的齿轮与夹具齿轮传动啮合，且齿轮电机电机轴上齿轮宽度小于夹具齿轮宽度，刀头夹具伸入工具外壳中部分还固定安装有行程定位环，刀具行程直线电机电机轴上的行程作用环夹持住行程定位环环边，还包括设置在刀头夹具中的管头导杆，管头导杆杆身上沿中心轴线方向开有四个碎肩通道，四个碎肩通道在管头导杆上呈十字分布，管头导杆后端穿出刀头夹具并固定在后盖上，且管头导杆上四个碎肩通道一一对应与后盖上四个碎肩通孔连通，管头导杆前端随刀头夹具前端伸入刀头保护壳中，且管头导杆前端中心连接有导杆橡胶帽。
[0005]所述的一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:所述工具外壳前端中心通孔孔壁上沿环向滚动安装有多个滚珠，工具外壳内设置有带中心通孔的滚珠座，滚珠座中心通孔内壁沿环向滚动安装有多个滚珠，所述刀头夹具被中心通孔中多个滚珠夹持，且刀头夹具穿过滚珠座中心通孔并被滚珠座中心通孔中滚珠夹持。
[0006]所述的一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:所述管头导杆上中后部套有导杆套筒，形成半封闭的碎肩抽排通道。
[0007]所述的一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:所述刀头保护壳前端连接有橡胶密封圈。
[0008]所述的一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:所述后盖外盖面中心连接有圈住四个碎肩通孔的抽气接口。
[0009]所述的一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，其特征在于:所述后盖外盖面四角位置分别设有连接螺丝座。
[0010]本发明的有益效果在于:
本发明的机构能够对密集型管头进行正面快速切割，对空间要求低；切割过程产生的金属碎肩由本发明的抽排系统抽出，不对真空室环境造成污染；实现管头的夹持、切割、移除的一体化，能有效的提高管路的维护效率。
【附图说明】
[0011]图1为本发明整体结构立体示意图。
[0012]图2为本发明整体结构剖视图。
[0013]图3为本发明中刀具旋转机构和推进机构结构示意图。
[0014]图4为本发明中后盖结构示意图。
[0015]图5为本发明中碎肩抽排结构示意图。
[0016]图6为本发明解决的管头结构示意图。
[0017]图7为本发明工作示意图。
【具体实施方式】
[0018]如图1-图5所示，一种用于核聚变装置包层管路管头切割的机构，包括矩形的工具外壳I，工具外壳I后端设为壳口，且壳口处盖合安装有后盖2，后盖2中心开有四个呈十字形分布且彼此不连通的碎肩通孔17，工具外壳I前端封闭且中心有通孔，工具外壳I中心通孔处连接有圆管状的刀头保护壳3，工具外壳I内设置有齿轮电机12、刀具行程直线电机13，齿轮电机12的电机轴上固定安装有齿轮15，刀具行程直线电机13的电机轴上固定安装有一对行程作用环14，工具外壳I前端中心通孔中活动安装有圆管状的刀头夹具9，刀头夹具9前端伸入刀头保护壳3中，且刀头夹具9前端连接有圆形切割刀头6，刀头夹具9后端伸入工具外壳I中，且刀头夹具9后端安装有夹具齿轮11，齿轮电机12电机轴上的齿轮15与夹具齿轮11传动啮合，且齿轮电机12电机轴上齿轮15宽度小于夹具齿轮11宽度，刀头夹具9伸入工具外壳I中部分还固定安装有行程定位环10，刀具行程直线电机13电机轴上的行程作用环14夹持住行程定位环10环边，还包括设置在刀头夹具9中的管头导杆5，管头导杆5杆身上沿中心轴线方向开有四个碎肩通道20，四个碎肩通道20在管头导杆5上呈十字分布，管头导杆5后端穿出刀头夹具9并固定在后盖2上，且管头导杆5上四个碎肩通道20 —一对应与后盖2上四个碎肩通孔17连通，管头导杆5前端随刀头夹具9前端伸入刀头保护壳3中，且管头导杆5前端中心连接有导杆橡胶帽21。
[0019]工具外壳I前端中心通孔孔壁上沿环向滚动安装有多个滚珠7-1，工具外壳I内设置有带中心通孔的滚珠座8，滚珠座8中心通孔内壁沿环向滚动安装有多个滚珠7-2，刀头夹具9被中心通孔中多个滚珠7-1夹持，且刀头夹具9穿