一种自适应接合的放射性气体取样设备的制作方法

1.本实用新型属于取样设备技术领域，特别涉及一种自适应接合的放射性气体取样设备。


背景技术：

2.核电厂核岛设置有堆芯冷却管道，冷却管道内的冷却剂在高温、高压下容易分解成氢气和氧气(2h
20→
2h2+o2)，超标的氧气容易促使冷却管道氧化腐蚀，且容易与氢气反应产生爆炸，因此在冷却管道中添加氢气以抑制分解反应的发生，进而降低氧气的生成量。但为了避免氧气的过多积累，化学人员需定期对冷却管路中的放射性气体进行氢氧含量检测，以保证安全运行。
3.目前，现有技术中的取样设备主要包括进气管、取样钢瓶和排气管，取样钢瓶的进气端、取样钢瓶的出气端、进气管和排气管上均设置有手动阀门，进气管连接着采集气源，排气管连接着放射性气体衰变装置，需要取样时，取样钢瓶的进气端和出气端分别通过管连接器(如快速接头)与进气管和排气管连接，然后手动打开各阀门使得气样注入取样钢瓶内，排气管的作用在于避免瓶内压力过大导致气体不能流入取样钢瓶内。但现有技术中存在的问题是：取样的过程中需要手动连接多个管连接器，且还需手动开关多个阀门，导致操作流程繁琐，费时费力，取样效率低。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是针对现有技术的不足而提供一种自适应接合的放射性气体取样设备，有效解决现有技术中的取样设备在取样时需要手动连接多个管连接器，且还需手动开关多个阀门，导致操作流程繁琐，费时费力，取样效率低的问题。
5.本实用新型所采用的技术方案：
6.一种自适应接合的放射性气体取样设备，包括外箱、取样钢瓶和两第二缸体，外箱内的底部上通过触发组件设置有支撑座，外箱的两侧内壁上相对设置有第一缸体，第一缸体内设置有第一活塞，第一活塞上设置有活塞杆，活塞杆的端部穿出第一缸体并设置有公接头，取样钢瓶放置在支撑座上，取样钢瓶的两端相对设置有与公接头相对应的母接头，公接头和母接头接合时能相互耦合使彼此导通，两第二缸体分别设置于外箱内的顶部上，两第二缸体通过管道分别与两第一缸体连通，第二缸体内设置有第二活塞，第二活塞上设置有第一滑杆，第一滑杆穿过外箱顶部并与设置在外箱顶部上的自适应驱动机构连接，自适应驱动机构与触发组件电性连接。
7.进一步的，自适应驱动机构包括设置在外箱顶部上的第一u形架和控制器，第一u形架顶部的两侧分别滑动穿设有第二滑杆，第二滑杆的底部设置有齿条，齿条的底部与第一滑杆的顶部连接，电动伸缩杆设置于第一u形架顶部上并位于两齿条之间，电动伸缩杆端部设置有第二u形架，第二u形架上穿设有转轴，转轴上转动设置有齿轮，齿轮两侧分别与两齿条啮合，控制器与电动伸缩杆电性连接。
8.进一步的，至少一个第一缸体内设置有压力传感器，压力传感器与控制器电性连接。
9.进一步的，还包括设置于外箱顶部上的手动开关，手动开关与控制器电性连接。
10.进一步的，触发组件包括设置于外箱底部上的若干第一套筒、上接触块和下接触块，第一套筒内滑动设置有第三滑杆，第三滑杆顶部与支撑座连接，第一套筒上套设有第一弹簧，第一弹簧两端分别与支撑座底部和外箱底部连接，上接触块和下接触块分别设置于支撑座底部和外箱底部上，且上接触块和下接触块均与控制器电性连接。
11.进一步的，公接头包括设置于活塞杆端部上的公壳体，公壳体前端设置有第一出气口，公壳体远离第一出气口的一侧上连接有软管，公壳体内设置有与第一出气口相配合的第一阀芯，第一阀芯通过复位组件与公壳体后壁连接；母接头包括与公壳体相配合的母壳体、顶杆和第二弹簧，母壳体为两端为开口结构，母壳体设置于取样钢瓶上，母壳体内滑动设置有阀座，阀座上设置有第二进气口，顶杆设置于母壳体内，顶杆前端穿过第二进气口并设置有第二阀芯，第二弹簧套设于顶杆上并抵接于阀座和取样钢瓶侧壁间，母壳体通过若干第二出气口与取样钢瓶连通，第二出气口设置于取样钢瓶上。
12.进一步的，复位组件包括第三弹簧、设置于第一阀芯上的第四滑杆和设置于公壳体后壁上的第二套筒，第四滑杆滑动设置于第二套筒内，第三弹簧套设于第二套筒上并抵接于第一阀芯与公壳体后壁间。
13.进一步的，阀座与母壳体的连接处设置有密封圈。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
15.1、需要取样时，将取样钢瓶放在支撑座上，支撑座作用于接触组件，接触组件向自适应驱动机构传递接触信号，自适应驱动机构带动两个第一滑杆在外箱顶部上向下滑动，第一滑杆带动第二活塞在第二缸体内滑动，第二活塞利用液压带动第一活塞在第一缸体内滑动，第一活塞通过活塞杆带动公接头朝向母接头移动，两公接头朝着中间的两母接头相对靠近移动并接合；取样结束后，利用自适应驱动机构带动第一滑杆向上滑动使公接头与母接头分离，实现公接头和母接头的自动连接和断开，操作简单、方便，大大减轻了人工操作劳力，提高取样效率。
16.2、利用公接头和母接头相互耦合作用，使公接头和母接头在接合过程中自动导通，且在分离过程中自动阻断，不需要手工开关阀门，实现全自动取样，简化了操作流程，进一步减轻了人工操作劳力，提高取样效率。
附图说明
17.图1为本实用新型未连接状态的整体结构示意图；
18.图2为图1中a处的放大图；
19.图3为本实用新型半连接状态的控制原理示意图；
20.图4为图3中b处的放大图；
21.图5为本实用新型连接后的整体结构示意图；
22.图6为图5中c处的放大图；
23.图7为本实用新型电动伸缩杆与齿轮的配合结构示意图；
24.图中：1、取样钢瓶；2、支撑座；3、上接触块；4、下接触块；5、第三滑杆；6、第一套筒；
7、第一弹簧；8、活塞杆；9、第一缸体；10、第一活塞；11、压力传感器；12、管道；13、软管；14、外箱；15、第二缸体；16、第二活塞；17、第一滑杆；18、齿条；19、齿轮；20、第二u形架；21、电动伸缩杆；22、第二滑杆；23、第一u形架；24、控制器；25、手动开关；26、公壳体；27、第一出气口；28、第二阀芯；29、阀座；30、顶杆；31、第二出气口；32、第二弹簧；33、第二进气口；34、母壳体、35、第一阀芯；36、第四滑杆；37、第三弹簧；38、第二套筒；39、转轴。
具体实施方式
25.为了更好理解本实用新型技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本实用新型做进一步的说明。
26.参见图1至7，本实用新型提供一种自适应接合的放射性气体取样设备，包括外箱14、取样钢瓶1和两个第二缸体15，外箱14前侧为开口结构以方便取样钢瓶1的取放操作，外箱14内底部的中间处通过触发组件设置有支撑座2，外箱14两侧的内壁上相对设置有第一缸体9，第一缸体9内滑动设置有第一活塞10，第一活塞10上设置有活塞杆8，活塞杆8的端部穿出第一缸体9并设置有公接头，取样钢瓶1放置在支撑座2上，取样钢瓶1为方形结构，有利于放置在支撑座2上时使母接头和公接头处于相对齐的预接合位置，操作方便，取样钢瓶1的两端相对设置有与公接头相对应的母接头，利用公接头和母接头相互耦合，使公接头和母接头在接合过程中自动导通，且在分离过程中自动阻断，两个第二缸体15分别设置于外箱14内的顶部上，两个第二缸体15通过管道12分别与两个第一缸体9连通，第二缸体15内滑动设置有第二活塞16，第二活塞16上设置有第一滑杆17，第一滑杆17滑动穿过外箱14顶部并与设置在外箱14顶部上的自适应驱动机构连接，自适应驱动机构与触发组件电性连接。
27.具体的，自适应驱动机构包括设置在外箱14顶部上的第一u形架23和控制器24，第一u形架23顶部的两侧分别滑动穿设有第二滑杆22，两个第二滑杆22相平行，第二滑杆22的底部设置有齿条18，齿条18的底部与第一滑杆17的顶部连接，电动伸缩杆21设置于第一u形架23内的顶部并位于两齿条18之间，电动伸缩杆21端部设置有第二u形架20，第二u形架20上穿设有转轴39，转轴39上转动设置有齿轮19，齿轮19两侧分别与两齿条18啮合，控制器24与电动伸缩杆21电性连。控制器24接收到接触信号后控制电动伸缩杆21带动齿轮19向下移动，齿轮19带动两齿条18在第一u形架23内滑动，齿条18带动第一滑杆17和第二滑杆22分别在外箱14顶部和第一u形架23上滑动，第一滑杆17带动第二活塞16在第二缸体15内滑动，第二活塞16利用液压作用带动第一活塞10在第一缸体9内滑动，第一活塞10通过活塞杆8带动公接头朝向母接头移动，两个公接头朝着中间的两个母接头相对靠近移动，当左侧的公接头先与母接头先接触时，左侧的公接头受到阻力，在齿轮19和两个齿条18的配合作用下，齿轮19在电动伸缩杆21的带动下绕着转轴39顺时针转动且向下移动，使左侧的齿条18保持在当前位置，进而使得左侧的公接头保持在当前位置，而右侧的齿条18在齿轮19的带动下向下滑动，右侧的齿条18带动右侧的公接头向右侧的母接头靠近，当两侧的公接头均与母接头接触后，两侧的齿条18受到的阻力相同，使得齿轮19停止转动并向下移动，齿轮19带动两齿条18同步向下滑动，使两侧的公接头同步向母接头挤压进行接合，有效避免了当两侧的公接头之一先接触母接头后推动取样钢瓶1偏离，导致公接头与母接头相对位置错开，造成接合不良或接合失败的问题，提高了自动接合的稳定性，且在取样时取样钢瓶1不需要放置在两公接头中间处，使操作更方便。
28.具体的，左侧的第一缸体9内设置有压力传感器11，压力传感器11与控制器24电性连接。利用控制器24内预设定有压力阈值，当压力传感器11检测到第一缸体9内的液压达到压力阈值时，说明公接头和母接头完成接合，控制器24则控制电动伸缩杆21停止伸长，实现有效的自动控制电动伸缩杆21的工作，保证了公接头和母接头的良好接合，提高接合的可靠性。
29.具体的，还包括设置于外箱14顶部上的手动开关25，手动开关25与控制器24电性连接。利用手动开关25提供一种手动控制模式，开始取样后可通过操作手动开关25向控制器24向出信号使公接头与母接头断开以停止取样，也可利用在控制器24内设置取样时间，以第一缸体9内的压力达到压力阈值后30分钟为止，控制器24控制电动伸缩杆21回缩以断开公接头和母接头并停止取样。使取样操作更灵活、方便，更符合具体使用。
30.具体的，触发组件包括设置于外箱14底部上的若干第一套筒6、上接触块3和下接触块4，第一套筒6内滑动设置有第三滑杆5，第三滑杆5顶部与支撑座2连接，第一套筒6上套设有第一弹簧7，第一弹簧7两端分别与支撑座2底部和外箱14底部连接，上接触块3和下接触块4分别设置于支撑座2底部和外箱14底部上，且上接触块3和下接触块4均与控制器24电性连接。取样钢瓶1放在支撑座2上后，支撑座2克服第一弹簧7的作用并带动上接触块3下移与下接触块4接触，控制器24接收接触信号后控制自适应驱动机构工作，进而实现快速的自动接合取样，结构简单、可靠，反应灵敏，实用性高。
31.具体的，公接头包括设置于活塞杆8端部上的公壳体26，公壳体26前端设置有第一出气口27，公壳体26远离第一出气口27的一侧上连接有软管13，公壳体26内设置有与第一出气口27相配合的第一阀芯35，第一阀芯35通过复位组件与公壳体26后壁连接；母接头包括与公壳体26相配合的母壳体34、顶杆30和第二弹簧32，母壳体34为两端为开口结构，母壳体34设置于取样钢瓶1上，母壳体34内滑动设置有阀座29，阀座29上设置有第二进气口33，顶杆30设置于母壳体34内，顶杆30前端穿过第二进气口33并设置有第二阀芯28，第二弹簧32套设于顶杆30上并抵接于阀座29和取样钢瓶1侧壁间，母壳体34通过若干第二出气口31与取样钢瓶1连通，第二出气口31设置于取样钢瓶1上。活塞杆8带动公壳体26插入母壳体34的过程中，公壳体26前端面与阀座29前端面先相贴合并克服第二弹簧32的作用再推动阀座29移动，使第二阀芯28与第二进气口33分离实现母接头导通，在克服复位组件的作用下，第二阀芯28穿过第一出气口27并带动第一阀芯35离开第一出气口27将公接头导通，使得公接头和母接头先连接再彼此导通，且断开过程是先彼此阻断后分离的，有效避免了管连接器连接和断开过程中放射性气体的泄漏，提高操作安全性。
32.具体的，复位组件包括第三弹簧37、设置于第一阀芯35上的第四滑杆36和设置于公壳体26后壁上的第二套筒38，第四滑杆36滑动设置于第二套筒38内，第三弹簧37套设于第二套筒38上并抵接于第一阀芯35与公壳体26后壁间。在第一阀芯35贴合第一出气口27的过程中，利用第四滑杆36在第二套筒6内滑动进行导向，保证了当公接头与母接头分离时第一阀芯35能对第一出气口27进行良好的阻断，有效避免了放射性气体的泄漏，提高操作安全性。
33.具体的，阀座29与母壳体34的连接处设置有密封圈。增加阀座29与母壳体34间的密封性。
34.工作原理：
35.进行取样时，将取样钢瓶1放在支撑座2上且处于母接头与公接头相对齐的预接合位置，在取样钢瓶1的重力作用下，支撑座2克服第一弹簧7的作用，且在第三滑杆5和第一套筒6的导向作用下，支撑座2带动上接触块3向下移动并与下接触块4接触，控制器24接收到接触信号后控制电动伸缩杆21带动齿轮19向下移动，齿轮19带动两齿条18在第一u形架23内滑动，齿条18带动第一滑杆17和第二滑杆22分别在外箱14顶部和第一u形架23顶部上滑动，第一滑杆17带动第二活塞16在第二缸体15内滑动，第二活塞16利用液压作用带动第一活塞10在第一缸体9内滑动，第一活塞10通过活塞杆8带动公接头朝向母接头移动并进行接合，两个公接头是朝着中间的两个母接头相对靠近移动的；当左侧的公接头先与母接头先接触时，左侧的公接头受到阻力，且在齿轮19和两个齿条18的配合作用下，齿轮19在电动伸缩杆21的带动下绕着转轴39顺时针转动且同时向下移动，使左侧的齿条18保持在当前位置，进而使得左侧的公接头保持在当前位置，而右侧的齿条18在齿轮19的带动下向下滑动，右侧的齿条18带动右侧的公接头向右侧的母接头靠近，当两侧的公接头均与母接头接触后，两侧的齿条18受到的阻力相同，齿轮19停止转动并向下移动，齿轮19带动两齿条18同步向下滑动，两齿条18通过液压作用同步带动两侧的公接头向母接头挤压并接合；当右侧的公接头先与母接头接触时，右侧的公接头保持不动，在左侧的公接头与左侧的母接头接触后再进行同步接合，完成接合后第一缸体9内的压力传感器11检测到液压值达到压力阈值，控制器24控制电动伸缩杆21停止工作。有效避免了当两侧的公接头之一先接触母接头后推动取样钢瓶1偏移，导致公接头与母接头相对位置偏离，造成接合不良或接合失败的问题，提高了自动接合的稳定性，且在取样时取样钢瓶1不需要放置在两公接头中间处，使操作更方便。
36.在公接头和母接头接合的过程中，公壳体26前端面与阀座29前端面密封贴合，在克服第二弹簧32的作用下，公壳体26推动阀座29在母壳体34内滑动，在顶杆30的作用下使得第二阀芯28与第二进气口33分离并将母接头导通，继续推动公壳体26使得第二阀芯28穿过第一出气口27并抵于第一阀芯35上，在克服第三弹簧37的作用下，第二阀芯28推动第一阀芯35离开第一出气口27并将公接头导通，气体依次经左侧的软管13、第一出气口27、第二进气口33和第二出气口31流入取样钢瓶1内，将取样钢瓶1内的原有的气体经另一侧的母接头、公接头和右侧的软管13推出。结束取样后控制器24控制电动伸缩杆21缩短，使公接头和母接头先阻断，然后再相互分离。有效避免了连接器连接和断开过程中放射性气体的泄漏，提高操作安全性。
37.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。