一种移动式屏蔽体以及手套箱的制作方法

1.本发明属于放射性核燃料制造领域，具体涉及一种移动式屏蔽体结构，用于mox(混合氧化物)燃料棒的进料、手动集束组装和燃料棒束的出箱等过程中的屏蔽防护，实现对放射性物料的动态屏蔽，本发明还涉及一种包括所述移动式屏蔽体结构的手套箱。


背景技术：

2.在核燃料制造领域，针对在手套箱内部需人工操作放射性物料的场合，通常将屏蔽体与手套箱做成一体进行整体防护。屏蔽壳厚度加成易导致手套箱厚度增加，制作成本较高，同时因操作人员需带含铅手套(或含钨手套等)进行操作，物料进出操作难度较大且不能近距离观察。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种移动式屏蔽体以及手套箱，所述移动式屏蔽体用以解决手套箱内部的放射性物料mox燃料棒在人工近距离集束操作和出箱移动时的安全防护问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种移动式屏蔽体，其包括：固定屏蔽结构，其包括屏蔽壳和不锈钢框架，屏蔽壳和不锈钢框架通过螺钉连接，以形成阶梯型进料通道和内腔；移动屏蔽结构，其与固定屏蔽结构结合，移动屏蔽结构可相对于固定屏蔽结构在轴向上运动；驱动机构，其用于提供驱动力，以驱动移动屏蔽结构的运动。
5.根据本发明，移动屏蔽结构包括钢壳体、屏蔽板以及设于所述屏蔽板上的导向运动组件，钢壳体与屏蔽板形成固定连接，所述导向运动组件用于将移动屏蔽结构与固定屏蔽结构连接。
6.根据本发明，所述导向运动组件包括导轨和滑块，其中导轨通过螺钉固定在移动屏蔽结构上，滑块通过螺钉固定在固定屏蔽结构上。
7.根据本发明，导轨为两个，滑块为四个，每个导轨与两个滑块配合。
8.根据本发明，驱动机构包括：气缸，用于提供驱动力；推块，受气缸的驱动沿着轴向正向和反向运动；导向轴，其与移动屏蔽结构以固定方式连接，与推块以可滑动的方式连接，在气缸的驱动下，带动移动屏蔽结构沿着轴向正向和反向运动；离合组件，包括摆块和分离块，摆块以可旋转的方式设于推块上，随推块运动，分离块以固定方式设置在摆块的运动轨迹的合适位置，其中，所述导向轴上设有凹槽，摆块可卡入导向轴的凹槽中。
9.根据本发明，分离块用于使摆块脱离导向轴的凹槽，分离块设置在对应于当导向轴带动移动屏蔽结构运动至相对于固定屏蔽结构伸出最大的位置时导向轴的凹槽所在的位置，在摆块脱离导向轴的凹槽之后，导向轴与移动屏蔽结构停止运动，推块可在气缸的驱动下进一步沿着轴向正向运动。
10.根据本发明，驱动机构还包括：导向套，其设置在推块上，导向轴套入导向套中，实现与推块之间的可滑动的方式连接；辅助支撑座，其固定地设置在导向轴的运动轨迹上，用
于对导向轴进行辅助支撑。
11.本发明的有益技术效果在于：
12.所述移动式屏蔽体可跟随需要屏蔽的物料进行移动，实现尽可能大范围的动态屏蔽，同时可有效节约制造屏蔽壳的材料。固定屏蔽结构形成的阶梯式通道在保证物料进出的同时，可有效减弱mox燃料棒活性区的辐射程度。通过设置移动式屏蔽体，可实现对所操作mox燃料棒束活性区的随动防护，确保燃料棒束出箱时的防护安全。其中的移动屏蔽结构可满足操作人员近距离长时间观察和操作的要求，具有结构巧妙、占用空间小、操作方便等优点。
13.根据本发明的移动式屏蔽体针对性地对物料的活性区进行屏蔽，以满足放射性物料进出料时的屏蔽防护要求，同时又便于人工近距离操作和观察。
附图说明
14.图1为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的透视图，示出了移动屏蔽结构从固定屏蔽结构中被推出的状态；
15.图2为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的固定屏蔽结构的透视图；
16.图3为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的移动屏蔽结构的透视图，示出了移动屏蔽结构处于初始位置的状态；
17.图4为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的移动屏蔽结构的驱动机构的透视图。
18.图中：1-固定屏蔽结构，2-移动屏蔽结构，3-屏蔽壳，4-不锈钢框架，5-钢壳体，6-屏蔽板，7-导向运动组件，8-驱动机构，9-导轨，10-滑块，11-气缸，12-推块，13-支座，14-导向轴，15-离合组件，16-燃料棒束，17-连接板，18-l形连扳、19-摆块、20-销轴，21-分离板，22-导向套，23-辅助支撑座。
具体实施方式
19.为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。
20.下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.实施例1
22.图1为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的透视图，示出了移动屏蔽结构从固定屏蔽结构中被推出的状态。图2为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的固定屏蔽结构的透视图。图3为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的移动屏蔽结构的透视图，示出了移动屏蔽结构处于初始位置的状态。
23.如图1所示，本实施例中的移动式屏蔽体包括固定屏蔽结构1、移动屏蔽结构2以及驱动机构8。其中移动屏蔽结构2可以相对于固定屏蔽结构1在一个方向(下文中，称作轴向，即图中的x方向)上移动。下面结合图2和图3分别对固定屏蔽结构1和移动屏蔽结构2进行详
细说明。
24.如图2所示，根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的固定屏蔽结构1主要由屏蔽壳3和不锈钢框架4形成，屏蔽壳3和不锈钢框架4通过螺钉连接，以形成阶梯型进料通道和内腔。根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的固定屏蔽结构1用于实现在mox(混合氧化物)燃料棒的进料过程中对其活性区的屏蔽，由于在屏蔽壳3和不锈钢框架4之间形成的阶梯型进料通道，避免了mox燃料棒在进料过程中其辐射直接到达固定屏蔽结构1的外部，很好地降低了活性区的散射，对mox燃料棒的进料操作起到了较好的防护作用。
25.如图3所示，移动屏蔽结构2包括钢壳体5、屏蔽板6。所述钢壳体5和屏蔽板6通过螺钉形成固定连接。图3中还示出了驱动机构8，驱动机构8用于驱动移动屏蔽结构2沿轴向移动，并且用于推出燃料棒束。将在下面结合图4更详细地描述图3中的驱动机构8。
26.图4为根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的驱动机构8的透视图。
27.驱动机构8包括气缸11、推块12、支座13、导向轴14和摆块19。推块12用于在轴向(x方向)上推动燃料棒束16，以将燃料棒束16推出手套箱。摆块19通过销轴20连接在l形连扳18上以相对于l形连扳18可枢转，l形连扳18与推块12通过螺钉连接，因此摆块19随推块12一起运动。摆块19和分离块21一起构成离合组件15，其中，分离块21沿轴向固定不动。在驱动机构8中，通过气缸11驱动推块12沿着轴向(图中x方向)运动。
28.驱动机构8还可以包括导向套22和辅助支撑座23，其中导向套22用于与导向轴14连接，导向轴14可在导向套22中滑动；辅助支撑座23用于对导向轴14形成额外支承，避免导向轴14弯曲变形。
29.对于移动屏蔽结构2与固定屏蔽结构1的连接，移动屏蔽结构2与导向轴14的连接，说明如下。
30.如图1至图4所示，移动屏蔽结构2通过导向运动组件7与固定屏蔽结构1连接。导向运动组件7包括导轨9和滑块10。导轨9通过螺钉固定在移动屏蔽结构2的屏蔽板6上。滑块10通过螺钉固定在固定屏蔽结构1上。通过导向运动组件7的导轨9和滑块10之间的相对运动，实现固定屏蔽结构1和移动屏蔽结构2之间沿着轴向的相对运动。
31.如图3所示，移动屏蔽结构2的一端通过连接板17与驱动机构8的导向轴14形成固定连接。导向轴14通过气缸11驱动，在移动屏蔽结构2相对于固定屏蔽结构1在轴向上运动的过程中，导向轴14带动移动屏蔽结构2一起运动。如图3所示，在导向轴14上形成有一个凹槽。该凹槽用于与离合组件15中的摆块19配合和分离。离合组件15中的摆块19可在重力作用下嵌入导向轴14上的凹槽。
32.下面结合图1至图4说明根据本发明的实施例的移动式屏蔽体的工作流程：
33.首先，单根燃料棒通过屏蔽壳3和不锈钢框架4之间形成的阶梯型进料通道进料，并在根据本发明的实施例的移动式屏蔽体内集束成燃料棒束16。
34.接着，气缸11需要驱动燃料棒束16沿着轴向(x方向)运动以将其推出根据本发明的实施例的移动式屏蔽体。在这个过程中，气缸11驱动推块12，推块12推动燃料棒束16沿着轴向(x方向)运动，同时，通过摆块19与导向轴14的凹槽的配合以及移动屏蔽结构2的一端通过连接板17与导向轴14形成的固定连接，导向轴14和移动屏蔽结构2一起沿着轴向运动，从而实现移动屏蔽结构2相对于固定屏蔽结构1在轴向上伸出，如图1所示。当移动屏蔽结构2从图3所示的位置运动至图1所示的位置时，摆块19运动至分离块21的位置，此时摆块19可
借助分离块21实现其与导向轴14的分离。具体地说，分离块21将摆块19顶起，从而促使摆块19脱离导向轴14上的凹槽。当摆块19脱离导向轴14上的凹槽时，导向轴14的运动停止，移动屏蔽结构2也因此停止运动。随后，气缸11继续驱动推块12以及燃料棒束16进一步沿着轴向运动，直至将燃料棒束16推出手套箱。
35.最后，在燃料棒束16被推出手套箱后，气缸11驱动推块12反向运动回到图3所示的初始位置，即归零位。在这个过程中，气缸11驱动推块12连同摆块12一起反向(在-x方向上)运动经过分离块21所在位置，随即到达导向轴14的凹槽处，在重力作用下，摆块12嵌入导向轴14的凹槽。此时，气缸11继续驱动推块12，而导向轴14通过摆块12的嵌入，随推块12一起反向(在-x方向上)运动，与此同时，通过导向轴14的带动，移动屏蔽结构2也反向运动，直至返回到图3所示的初始位置，此时，移动屏蔽结构2缩回至固定屏蔽结构1内。从而进入下一个工作循环。
36.实施例2
37.本实施例还公开了一种手套箱，包括箱体，还包括上述的移动式屏蔽体，所述移动式屏蔽体设于箱体内，并处于物料的活性区，用于将燃料棒推出手套箱，并且同时动态地屏蔽物料。
38.根据本发明，所述移动式屏蔽体可跟随需要屏蔽的物料进行移动，实现尽可能大范围的动态屏蔽，同时可有效节约制造屏蔽壳的材料。固定屏蔽结构形成的阶梯式通道在保证物料进出的同时，可有效减弱mox燃料棒活性区的辐射程度。通过设置移动式屏蔽体，可实现对所操作mox燃料棒束活性区的随动防护，确保燃料棒束出箱时的防护安全。移动屏蔽结构可满足操作人员近距离长时间观察和操作的要求，具有结构巧妙、占用空间小、操作方便等优点。
39.可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。