专利名称：一种用于核电站的气动吊具的制作方法
技术领域：
本发明涉及吊具技术领域，特别是涉及一种用于核电站的气动吊具。
技术背景
众所周知，吊具是用于吊装各类设备的工具，现有的吊具有电磁式、气动式，主要是由外部提供的驱动力来让设备吊装物体。由于是通过外力驱动来吊装物体，一旦由于意外出现外力消失的情况，就会发生吊装物体的掉落事故，危及操作人员和吊装物品的安全。
在核、高温等危险环境下，吊具的可靠性要求更高，在各种工况下，都要保证吊装物体的安全。2011年3月日本福岛核电事故之后，核电站的固有安全性得到普遍重视，我国目前正在积极开发球床模块式高温气冷堆核电站，高温堆核电站被公认为是具有第四代核电主要特征的核电站，具有固有安全、防止核扩散、可产生高温工艺热等优点。核燃料主要由可裂变材料和可转换材料组成。反应堆中的可裂变材料，在裂变过程中会释放大量的热量，即核能；裂变材料消耗到一定程度后，裂变材料将成为乏燃料，乏燃料的主要特征是， 具有很强的放射性，并仍产生衰变热。由于球床高温气冷堆的燃料元件与压水堆核电站不同，从堆芯排出的球形乏燃料，需要采用适合球形燃料元件贮存的贮存容器，并贮存在合适的中间贮存设施内。在乏燃料贮罐的操作过程和贮存过程中，要保证乏燃料的操作安全。为保证乏燃料贮罐的操作安全，需要采用可靠的贮罐吊具进行操作，该贮罐吊具要求在各种工况下，都能够保证贮罐吊装的安全。
现有的吊具不能避免意外脱钩事故的发生，无法适应核、高温等特殊环境工作。 发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是有效避免吊具由于意外出现的吊装物体的事故脱落，提高吊具的可靠性。
( 二 )技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于核电站的气动吊具。
其中，所述气动吊具包括吊具本体、吊柱、气缸装置和气管，所述吊具本体的外周设有若干个气缸装置，每个气缸装置的外侧连接有吊柱，所述气管与气缸装置相连接，用于向气缸装置提供进气和出气，所述气缸装置根据气管提供的进气和出气分别给对应的吊柱提供推力和拉力，使得吊柱伸入到吊具本体中不同深度。
优选地，所述吊具本体上设有安装孔，通过所述安装孔来安装吊装钢丝绳。
优选地，所述安装孔中连接有钢丝绳，通过该钢丝绳来吊装气动吊具。
优选地，所述气缸装置包括活塞、活塞杆、弹簧和活塞腔室，所述吊柱在靠近吊具本体的一侧设有活塞腔室，所述活塞腔室由外侧的活塞和内侧的吊柱端盖密封构成，所述活塞与穿过吊柱端盖的活塞杆相连接，所述活塞和吊柱之间设有弹簧，所述吊柱端盖与吊柱相连接，所述气管与活塞腔室相连通。
优选地，所述活塞杆中开有气孔，所述气孔与气管相连通。
优选地，所述活塞腔室和吊具本体之间设有端盖腔室，所述端盖腔室中设有排气孔。
优选地，所述弹簧设置在弹簧腔室中，所述弹簧腔室位于活塞和吊柱之间，所述弹簧腔室中设有排气孔。
优选地，所述气管的阀门由远距离控制开关进行控制，实现吊具的远程控制。
优选地，所述吊柱本体上设有吊柱堵头，用于限制吊柱的运动距离。
优选地，所述气缸装置为3-8个。
(三)有益效果
上述技术方案具有如下优点本发明的用于核电站的气动吊具采用气缸提供驱动力，实现物体的高可靠性吊装，可以实现吊装过程的固有安全，在突然断电的意外工况下， 吊具仍然保持对被吊装物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故的发生。而且该气动吊具不需要供电，节省了电力，可以适用于没有电源的工作环境，可用来操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站的乏燃料贮罐，也可应用于普通工业各类容器的吊装。
图1是本发明一种实施例的侧视图2是图1的俯视图3是图2的A-A向剖视图4是图3的B处放大图。
其中，1 吊具本体；2 吊柱；3 第一排气孔；4 弹簧腔室；5 第二排气孔；6 活塞腔室；7 端盖腔室；8 第三排气孔；9 气管；10 第四排气孔；11 气缸端盖；12 活塞杆； 13 吊柱端盖；14 吊柱堵头；15 第一螺钉；16 弹簧；17 活塞；18 第二螺钉；19 第一钢丝绳；20 第二钢丝绳；21 贮罐。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式
作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-4所示，为本发明的一种实施例，该气动吊具包括吊具本体1、吊柱2、气缸装置和气管9，吊具本体1的外周设有若干个气缸装置，每个气缸装置的外侧连接有吊柱2， 所述气管9与气缸装置相连接，用于向气缸装置提供进气和出气，所述气缸装置根据气管9 提供的进气和出气分别给对应的吊柱2提供推力和拉力，使得吊柱2伸入到吊具本体1中不同深度。本发明提供的气动吊具采用气缸提供驱动力，气缸装置的个数可以根据需要来设定。当利用本发明的气动吊具进行吊装物体时，通过气管9向气缸装置提供高压进气，从而给吊柱2提供拉力，使得吊柱2深入到吊具本体1中，便于插入到被吊装物体中；然后关闭气管9的进气阀门，并通过气管9排出高压气体，气缸装置给吊柱2提供推力，使得吊柱2 伸出到吊具本体1的外侧，从而卡住被吊装物体。本发明提供的气动吊具可以实现吊装过程的固有安全，在突然断电的意外工况下，吊具仍然保持对被吊装物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故的发生。而且该气动吊具不需要供电，节省了电力，适用于没有电源的工作环境，可用来操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站的乏燃料贮罐，也可应用于普通工业各类容器的吊装。
请参阅图1和2，为本发明的一种实施例，为了便于通过吊车来吊装该气动吊具， 优选地，所述吊具本体1上设有安装孔，通过所述安装孔来安装吊装钢丝绳。更优地，所述安装孔中连接有两套钢丝绳第一钢丝绳19和第二钢丝绳20，通过这两套钢丝绳的预先安装，可以直接利用吊车通过这两套钢丝绳吊装该气动吊具。为了实现气动吊具的远程控制， 避免操作人员在现场操作，优选地，所述气管9的阀门由远距离控制开关进行控制，实现了吊具的远程控制。
请参阅图3和4，该气缸装置的个数可以根据需要来设定，优选地，所述气缸装置为3-8个。图中示出了在吊具本体1外周的下部开有四个孔，每个孔中设有1个气缸装置。 该气缸装置可以采用各种合适的结构设计，优选地，其包括活塞17、活塞杆12、弹簧16和活塞腔室6，活塞腔室6位于吊柱2在靠近吊具本体的一侧，该活塞腔室6是由外侧的活塞17 和内侧的吊柱端盖13密封构成，所述活塞17与穿过吊柱端盖13的活塞杆12相连接，所述活塞17和吊柱1之间设有弹簧16，所述吊柱端盖13与吊柱2相连接，所述气管9与活塞腔室6相连通。当进气管9上游的高压气体阀门打开，排气阀门关闭，活塞腔室6内为高压， 吊柱端塞13在高压作用下处于最内侧，与气缸端盖11靠近，端盖腔室7处于压缩状态，活塞腔室6则处于高压的扩张状态，此时弹簧16处于压缩状态，使得吊柱2深入到吊柱本体1 中。当进气管9上游的高压气体阀门关闭，排气阀门打开，活塞腔室6内为常压，吊柱端盖 13在弹簧16的张力作用下处于最外侧，远离气缸端盖11，端盖腔室7处于扩张状态(体积较大)，活塞腔室6则处于压缩状态，此时弹簧16处于张开状态，使得吊柱2伸出到吊柱本体1的外侧。
本发明的弹簧16用于吊柱2的复位打开，优选地，所述活塞杆12中开有气孔，所述气孔与气管9相连通，用于将气管中的气体送入活塞腔室6以及将活塞腔室6中的气体排出。请参阅图4，该实施例在吊柱本体1上设有吊柱堵头14，用于限制吊柱2的运动距离。 活塞腔室6两端分别设有端盖腔室7和弹簧腔室4，活塞腔室6和吊具本体1之间设有端盖腔室7，弹簧16位于弹簧腔室。端盖腔室7中设有第三排气孔8和第四排气孔10，在吊柱 2前后运动时，端盖腔室7内的空气通过两个排气孔吸入或排出。吊柱2上开有第一排气孔3，该排气孔用于吊柱2前后运动时，将空气从弹簧腔室4内排出或吸入。吊柱2的内侧设有吊柱端盖13，吊柱端盖13通过第二螺钉18固定在吊柱2上。吊柱端盖13将吊柱2内的空腔密封，吊柱端盖13的中心开孔，活塞杆12从吊柱端盖13的开孔穿过。吊柱2在前后运动时，均受到机械限位，外部的机械限位是吊柱堵头14，吊柱堵头14通过第一螺钉15 固定在吊具本体1上，并卡在吊柱2的凸台上，限制其向外伸出的长度。吊柱2向内运动的机械限位是气缸端盖11，气缸端盖11固定在吊具本体1上，限制吊柱2向内运动收回的长度。
以下结合实施例对本发明的气动吊具吊装贮罐的过程进行描述
当需要对贮罐进行吊装时，吊罐卷扬机组通过钢丝绳19和20连接和吊装贮罐吊具，将贮罐吊具下落放置到贮罐21的上表面，吊柱2落到贮罐21顶板的下部，关闭进气管 9上游的高压气体阀门，打开进气管9上游的排气阀门，活塞腔室6内的高压释放至常压， 吊柱2在弹簧16的外推作用下向外张开，从而抓住贮罐顶板的吊装口，此时端盖腔室7处于扩张状态(体积较大)，活塞腔室6则处于压缩状态(体积较小)，弹簧16处于张开状态 (基本不受力)。当吊罐卷扬机组通过钢丝绳19和20吊起贮罐吊具时，贮罐吊具通过张开的吊柱2将贮罐21吊起。
当需要放开吊装的贮罐时，吊罐卷扬机组通过钢丝绳19和20连接和吊装贮罐吊具，吊具的吊柱2处于张开状态抓住贮罐21顶板的吊装口，此时，关闭进气管9上游的排气阀门，打开进气管9上游的高压气体阀门，活塞腔室6内充入高压空气，吊柱端塞13在高压作用下移动至最内侧，与气缸端盖11靠近，端盖腔室7处于被压缩(体积较小)状态，活塞腔室6则处于高压的扩张状态(体积较大)，此时弹簧16处于压缩状态(受到压缩力)，吊柱2则处于收回状态，从而可以从贮罐21顶板的吊装口脱开。
由以上实施例可以看出，本发明实施例通过采用气缸提供驱动力，实现对物体的吊装，可靠性高，可以实现吊装过程的固有安全，在突然断电的意外工况下，吊具仍然保持对被吊装物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故的发生。而且该气动吊具不需要供电，节省了电力，适用于没有电源的工作环境，可用来操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站的乏燃料贮罐，也可应用于普通工业各类容器的吊装。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种用于核电站的气动吊具，其特征在于，包括吊具本体、吊柱、气缸装置和气管，所述吊具本体的外周设有若干个气缸装置，每个气缸装置的外侧连接有吊柱，所述气管与气缸装置相连接，用于向气缸装置提供进气和出气，所述气缸装置根据气管提供的进气和出气分别给对应的吊柱提供推力和拉力，使得吊柱伸入到吊具本体中不同深度。
2.如权利要求1所述的气动吊具，其特征在于，所述吊具本体上设有安装孔，通过所述安装孔来安装吊装钢丝绳。
3.如权利要求2所述的气动吊具，其特征在于，所述安装孔中连接有钢丝绳，通过该钢丝绳来吊装气动吊具。
4.如权利要求1-3任何一项所述的气动吊具，其特征在于，所述气缸装置包括活塞、活塞杆、弹簧和活塞腔室，所述吊柱在靠近吊具本体的一侧设有活塞腔室，所述活塞腔室由外侧的活塞和内侧的吊柱端盖密封构成，所述活塞与穿过吊柱端盖的活塞杆相连接，所述活塞和吊柱之间设有弹簧，所述吊柱端盖与吊柱相连接，所述气管与活塞腔室相连通。
5.如权利要求4所述的气动吊具，其特征在于，所述活塞杆中开有气孔，所述气孔与气管相连通。
6.如权利要求4所述的气动吊具，其特征在于，所述活塞腔室和吊具本体之间设有端盖腔室，所述端盖腔室中设有排气孔。
7.如权利要求4所述的气动吊具，其特征在于，所述弹簧设置在弹簧腔室中，所述弹簧腔室位于活塞和吊柱之间，所述弹簧腔室中设有排气孔。
8.如权利要求1-3任何一项所述的气动吊具，其特征在于，所述气管的阀门由远距离控制开关进行控制，实现吊具的远程控制。
9.如权利要求1-3任何一项所述的气动吊具，其特征在于，所述吊柱本体上设有吊柱堵头，用于限制吊柱的运动距离。
10.如权利要求1-3任何一项所述的气动吊具，其特征在于，所述气缸装置为3-8个。
全文摘要
一种用于核电站的气动吊具，包括吊具本体、吊柱、气缸装置和气管，所述吊具本体的外周设有若干个气缸装置，每个气缸装置的外侧连接有吊柱，所述气管与气缸装置相连接，用于向气缸装置提供进气和出气，所述气缸装置根据气管提供的进气和出气分别给对应的吊柱提供推力和拉力，使得吊柱伸入到吊具本体中不同深度。本发明的气动吊具采用气缸作为驱动力，实现对物体的高可靠性吊装，在突然断电的意外工况下，吊具仍然保持对被吊装物体的抓取状态，有效避免意外脱钩事故的发生。而且该气动吊具不需要供电，适于用在没有电源的工作环境，可用来吊装操作高温气冷堆核电站和其它类型核电站的乏燃料贮罐，也可应用于普通工业各类容器的吊装。
文档编号B66C1/10GK102515011SQ201110423229
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者刘继国, 吴彬, 张作义, 李悦, 王金华 申请人:清华大学