一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统的制作方法

本实用新型涉及人造石墨生产技术领域，尤其涉及一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统。

背景技术：

高温气冷堆核燃料元件生产方法是：燃料铀经碳化硅包覆后(1mm左右)，均匀分散在石墨基体中，制成直径60mm的“石墨球”，称为核燃料元件；石墨基体材料，主要由人造石墨粉和天然石墨粉通过酚醛数据粘结而成，在核燃料元件中，其重量占比达90％以上，是核燃料元件生产制造过程中的核心材料之一；由于进入核反应堆中的任何材料都有非常苛刻的条件要求，由其对于核燃料元件的强度、耐磨性要求严格。

中国专利申请号为：2016104144468所公开的高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制备方法及石墨粉，公开了制备方法具体为混料、等静压成型、致密化处理、磨粉、整形及分级处理、以及石墨化及高温提纯步骤，通过该方法制备而成的石墨粉进行核燃料元件工艺试验时，由于石墨粉都是圆形或椭圆形的形状，且粒度大小分布合理，压制而成的核燃料元件，内部不会因为搭桥现象形成孔洞，燃料颗粒的密度大，强度高，稳定性好，在反应堆中的使用寿命长。

在上述技术方案中，将原料粗碎后，经气流磨进行磨粉，然后再整形处理；其所得的粉料粒径不可控的同时，通过气流磨磨粉后再经整形机进行整形，众所周知，整形过程中同样存在粉料与设置之间的摩擦，且磨损为不可控，因此经气流磨后的粉料与整形后的粉料指标不同的同时且难以控制，导致对于高标准的核燃料元件生产难以满足。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统，通过将粉体细磨与整形的整合，结合原材料粗磨及细磨整形过程中分别对其主机、风机及分级机的频率控制，实现粉料指标的准确控制，解决现有技术中存在的因人造石墨粉的粉料指标无法准确控制而导致高标准核燃料元件难以实现批量生产的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统，包括颚式破碎机、3R雷蒙磨粉机及机械磨粉机，该机械磨粉机包括风机和分级机，其特征在于，还包括主机，该主机包括：细磨仓、转动设置于该细磨仓内的动盘、固定设置于该动盘上的锤头、安装于所述细磨仓内且位于所述动盘外圈的齿圈以及驱动所述动盘转动的驱动电机，所述动盘与所述齿圈之间形成磨粉区，所述锤头的转动区域形成球化区；人造石墨粉原材料依次经所述颚式破碎机及3R雷蒙磨粉机破碎后所形成的粉体经开设于所述细磨仓侧壁上的进料口落于动盘上，经该动盘转动以离心方式将粉体甩至所述磨粉区内的过程中，穿过所述球化区的同时经所述锤头以碰撞冲击方式对粉体上的棱角去除，实现粉体的初级球化；粉体进入磨粉区内后经动盘的外圆周面与齿圈的以摩擦方式对粉体进行细磨处理，细磨后所形成的粉料经所述锤头运转与其上方所形成的漩涡气流以吸附力对粉料进行集中，在粉料集中过程中，粉料经经所述锤头以碰撞冲击方式对粉料进行二级球化处理，经二级球化后的粉料再经所述风机运转所产生的负压气流带动漩涡气流中的粉料，经所述分级机筛分过滤后输出，形成标准指标的粉料。

作为改进,所述细磨仓为筒形结构设置，所述分级机位于该细磨仓的上方，所述风机、分级机及细磨仓内依次连通设置。

作为改进,所述分级机包括固定设置于所述细磨仓上的罩壳及转动设置于该罩壳内的滤芯，该滤芯沿其轴线水平设置。

作为改进,所述锤头数量为18-30个，该锤头绕所述动盘的轴线均布设置于其上表面。

作为改进，所述齿圈为内齿圈结构设置，且所述锤头的高度h与所述齿圈的高度H之间，H>h。

本实用新型的有益效果：

(1)在本实用新型中通过3R雷蒙磨粉机与机械磨粉机的配合生产，实现对标准指标的人造石墨粉粉料的准确控制，结合3R雷蒙磨粉机中风机a和分级机a频率的控制，是粉体颗粒标准均匀生产，配合机械磨粉机中主机、风机及分级机的频率控制，使得能够生产标准指标人造石墨粉粉料的同时，生产效率及控制性大大提高，解决现有技术中存在的因人造石墨粉的粉料指标无法准确控制而导致高标准核燃料元件难以实现批量生产的技术问题。

(2)在本实用新型中通磨盘与锤头及齿圈的特殊机构设置及运动方式，实现对粉料细磨过程中对粉料颗粒的同步整形，从而使细磨工序与整形工序的同步运行，结合转盘上锤头运转过程中将细磨后的粉料经其转动所形成的漩涡气流进行收集后经风机转移输出，再经风机对粉料进行收集，使合格粉料与粉体自动分离的同时，实现对粉料指标的准确控制。

(3)在本实用新型中通过锤头与转盘的特殊结构设置使粉体细磨过程中与锤头的多次冲击接触，使粉体细磨的同时进行棱角去除，使粉体颗粒呈类球形，从而减少人造石墨粉颗粒件的架桥线性，提高松装密度，提高核燃料元件的密度及强度，结合锤头以旋转运转方式所产生的漩涡气流对细小粉料的吸附收集，通过对主机的运转频率控制实现粉料指标的控制。

综上所述，本实用新型具有机构合理、生产稳定及粉料指标控制准确等优点；尤其涉及一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中的机械磨粉机局部剖视图；

图3为图2中A-A放心剖视图；

图4为本实用新型状态图之一；

图5为本实用新型状态图之二；

图6为分级机剖视结构示意图；

图7为图2中B处放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1、2、3、4和5所示，一种高温气冷堆核燃料元件用人造石墨粉的制粉系统，包括颚式破碎机10、3R雷蒙磨粉机20及机械磨粉机30，该机械磨粉机30包括风机1和分级机2，其特征在于，还包括主机3，该主机3包括：细磨仓31、转动设置于该细磨仓31内的动盘32、固定设置于该动盘32上的锤头33、安装于所述细磨仓31内且位于所述动盘32外圈的齿圈34以及驱动所述动盘32转动的驱动电机35，所述动盘32与所述齿圈34之间形成磨粉区36，所述锤头33的转动区域形成球化区37；人造石墨粉原材料依次经所述颚式破碎机10及3R雷蒙磨粉机20破碎后所形成的粉体经开设于所述细磨仓31侧壁上的进料口311落于动盘32上，经该动盘32转动以离心方式将粉体甩至所述磨粉区36内的过程中，穿过所述球化区37的同时经所述锤头33以碰撞冲击方式对粉体上的棱角去除，实现粉体的初级球化；粉体进入磨粉区36内后经动盘32的外圆周面与齿圈34的以摩擦方式对粉体进行细磨处理，细磨后所形成的粉料经所述锤头33运转与其上方所形成的漩涡气流以吸附力对粉料进行集中，在粉料集中过程中，粉料经经所述锤头33以碰撞冲击方式对粉料进行二级球化处理，经二级球化后的粉料再经所述风机1运转所产生的负压气流带动漩涡气流中的粉料，经所述分级机2筛分过滤后输出，形成标准指标的粉料。

实施例二

如图2、3和5所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：所述细磨仓31为筒形结构设置，所述分级机2位于该细磨仓31的上方，所述风机1、分级机2及细磨仓31内依次连通设置；经动盘31与齿圈34对粉体进行细磨处理后，经风机1运转所产生的吸附气流将动盘32转动所形成的含有粉料的漩涡气流吸附输出，实现细磨后粉料的连续输出。

进一步地，如图2、4和6所示，所述分级机2包括固定设置于所述细磨仓31上的罩壳21及转动设置于该罩壳21内的滤芯22，该滤芯22沿其轴线水平设置；在本实施例中，通过分级机2对粉料进行筛选过程中，将不合格粉料隔离后旋转，带动大颗粒粉料在一侧落下，实现分级机2对大颗粒粉料的筛除及转移的同时，通过分级机2上的不同位置进行粉料筛选，防止大颗粒粉料对滤网阻挡的同时，提高生产效率；在本实施例中，分级机2通过转动离心方式将吸附于其上且不能通过的大颗粒粉料甩出，通过滤芯外侧与其配合设置的壳体结构实现大颗粒粉料的单侧落下。

进一步地，如图5和6所示，所述锤头33为18-30个且绕所述动盘32的轴线均布且凸起安装于其上表面；经过多次实验测试，锤头33的数量处于18-30个时，粉料颗粒外形结果呈均匀的类球形，当锤头33的数量过少时，不利于粉料颗粒的类球形处理，过多时，锤头33之间的距离较小，不利于粉料颗粒的运转，从而减少锤头33与粉料颗粒的冲击次数；在本实施例中，粉料颗粒的球形处理，主要通过粉料颗粒经气流带动运动过程中与转动的锤头33碰撞，实现粉料颗粒外形棱角的圆滑处理。

另外，如图4和5所示，经3R雷蒙磨粉机破碎后形成的粉体进入细磨仓31内后落于转盘32上，经转盘32转动过程中以离心方式甩出至磨粉区36的过程中，经锤头33撞击，实现对粉体的初步整形；粉体经转盘32与齿圈34细磨处理后，经转盘32带动锤头33旋转所产生的漩涡气流将处于磨粉区36内的粉料聚中吸附，再经风机1运转所产生的吸附气流携带粉料经分级机2过滤筛分后输出，实现标准指标粉料的输出。

进一步地，如图5和6所示，所述齿圈34为内齿圈结构设置，且所述锤头33的高度h与所述齿圈34的高度H之间，H>h；在工作时，粉体颗粒经转盘32离心甩出后聚集于磨粉区36内，通过齿圈34的高度大于锤头33的高度设置，使粉体在磨粉区36内聚集的过程中，有转动中的锤头33沿转盘32的径向向外推挤，实现磨粉区36内的自动填料。

在本实用新型中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型的技术提示下可轻易想到的变化或替换，如通过将粉体细磨与整形的整合，结合原材料粗磨及细磨整形过程中分别对其主机、风机及分级机的频率控制，实现粉料指标的准确控制，的设计构思，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。