高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，包括：主体支架；具有投放部且可上下活动的提升机构；球床；位于球床上方的落球车，落球车上的落球闸门与球床的竖向间距可调；设在球床侧下方的进球滑道；可活动地设在球床上的推球机构；设在实验球的移动路线上且适于对经过其的实验球计数的计数装置；设在进球滑道的出口端以限制实验球进入提升机构的制动机构；控制提升机构、落球车、推球机构、计数装置以及制动机构工作的控制系统；防护罩，主体支架、提升机构、球床、落球车、进球滑道、推球机构、计数装置、制动机构和控制系统设在防护罩内。根据本实用新型专利技术的实验装置可实现落球高度的调节及落球实验的自动循环进行。

【技术实现步骤摘要】
高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置
本技术涉及落球实验
，特别涉及一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置。
技术介绍
目前，我国球床式高温气冷堆所使用的球形燃料元件直径为60mm，结构为球形包覆颗粒(TRISO)弥散在燃料区的石墨基体中。作为燃料元件的结构材料，基体石墨使包覆燃料颗粒获得热工水力学条件，包括将热量传给冷却剂氦气，并作为慢化材料，对快中子有足够的慢化能力，同时还具有一定的滞留裂变产物的能力。在球床堆内加载和卸载燃料球时，燃料球从加卸载系统的不同高度落到球床的不同部位，在此过程中受到不同程度的撞击，如果反应堆采取燃料球进行多次循环的方式，那么燃料球就会受到更多撞击，因此球形燃料元件需要满足一定的落球强度要求。相关技术中采用的解决方案是将球形燃料元件从四米高度自由落体到相同材质球床上，连续循环实验五十次以上并且表面无明显破损(直径大于3mm，深度大于1.5mm)视为合格。本申请的技术人已经授权的技术专利(ZL201110332665.9)给出了一种球体元件从四米高度自由下落到球床上以检测其落球强度的装置。现有的检测球形燃料元件落球强度的设备存在以下缺点：(1)人工参与多，检测时间长；(2)设备高度固定，应用范围受限；(3)缓冲装置容易疲劳，球形燃料元件自由落体运动会出现偏差；(4)设备在完成预设实验次数后不能自动停止运行；(5)在可观察实验过程的前提下，操作安全性有待提高。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本技术要解决的技术问题是提供一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，以克服现有的检测设备存在的人工参与多、检测周期长、设备高度固定应用范围受限、自由落体实验存在误差、设备完成预设实验次数后不能自动停止等缺陷，并保证了高空落球实验的安全性与可视性。(二)技术方案本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术提供了一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，可以实现落球高度的调节以及落球实验的自动循环进行，其包括：主体支架；提升机构，所述提升机构可上下活动地设在所述主体支架上，所述提升机构具有适于放置并放下实验球的投放部，所述投放部可活动并且通过弹簧的张合实现提球和放球；球床，所述球床适于承接下落的实验球；落球车，所述落球车设在所述主体支架上并通过倒链实现高度连续可调，所述落球车位于所述球床上方且包括落球滑道和落球闸门，所述落球滑道适于承接从所述提升机构放入的实验球，所述落球闸门将所述实验球以自由落体方式落到所述球床，所述落球滑道的前端设有用于使所述投放部弹簧张开的拨叉，所述实验球在所述弹簧张开时进入所述落球滑道；所述落球闸门包括两个平行设置且间距可变的水平杆，每个水平杆上套设有圆形套筒，所述落球闸门通过闸板控制器调节两个所述水平杆的间距以实现开合，所述实验球在所述落球闸门打开时适于以自由落体下落至所述球床，所述落球闸门与所述球床的竖向间距可调；进球滑道，所述进球滑道设在所述球床侧下方并适于承接从所述球床移出的实验球并将所述实验球送入所述提升机构；推球机构，所述推球机构可活动地设在所述球床上且适于将所述球床上的实验球推入所述进球滑道；计数装置，所述计数装置设在所述实验球的移动路线上且适于对经过其的实验球进行计数；制动机构，所述制动机构设在所述进球滑道的出口端，以限制所述实验球进入所述提升机构；控制系统，所述控制系统控制所述提升机构、所述落球车、所述推球机构、所述计数装置以及所述制动机构工作；防护罩，所述防护罩内限定有罩腔，所述主体支架、提升机构、球床、落球车、进球滑道、推球机构、计数装置、制动机构和所述控制系统设在所述罩腔内。根据本技术的一些实施例，高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置还包括：与所述控制系统相连的激光测距仪，所述落球车通过所述激光测距仪的测量以及倒链的调节来共同控制与所述球床的竖向间距。根据本技术的一些实施例，所述主体支架沿竖直方向延伸设置，所述提升机构和所述落球车设在所述主体支架上。根据本技术的一些实施例，所述进球滑道为弧形且所述进球滑道的进口端高于所述进球滑道的出口端。根据本技术的一些实施例，所述提升机构包括：提升链条，所述提升链条形成为环形并且沿所述主体支架的延伸方向设在所述主体支架上；提升电机，所述提升电机与所述控制系统以及所述提升链条相连且在所述控制系统的控制下驱动所述提升链条沿所述主体支架的延伸方向上下活动，所述投放部设在所述提升链条上，所述投放部的弹簧在移动至设定高度后张开并放球到所述落球车上，所述投放部包括N个，N个所述投放部沿所述提升链条的延伸方向间隔开分布，N为正整数且满足：1≤N≤30。根据本技术的一些实施例，所述提升电机为变频调速型电机。根据本技术的一些实施例，所述球床内部设有与所述实验球相同材质的球体，所述球体从上到下分布为多层结构，堆积方式为ABA紧密排列，由丝网固定在球床的底箱内并由有机玻璃衬板围绕所述球床的四周。根据本技术的一些实施例，所述推球机构包括：推挡组件，所述推挡组件可活动地设在所述球床上；推球电机，所述推球电机与所述控制系统以及所述推挡组件相连且在所述控制系统的控制下驱动所述推挡组件活动。根据本技术的一些实施例，所述推球电机为变频调速型电机。根据本技术的一些实施例，所述计数装置为光电计数器，计数范围为：0-999999。根据本技术的一些实施例，所述计数装置设在所述进球滑道或所述落球滑道上。根据本技术的一些实施例，所述控制系统设有适于显示当前落球次数和设定落球次数的显示屏。根据本技术的一些实施例，所述控制系统设有急停开关。根据本技术的一些实施例，所述实验球为球形燃料元件、石墨球或轴承球等。根据本技术的一些实施例，所述防护罩为金属网罩，所述金属网罩的网孔尺寸小于所述实验球的直径。根据本技术的一些实施例，所述高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置安装在水泥基础上。(三)有益效果本技术提供了一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，所述球形元件落球强度实验装置可以实现落球高度的调节以及落球实验的自动循环进行，并具有以下优点：(1)设备操作简单，操作中避免人为参与，实现了全自动循环检测，设备运转检测速度快。(2)设备高度连续可调，应用范围广。(3)实验精度高，保证球形燃料元件做自由落体运动。(4)设备易于控制，实现自动计数和显示，到预定次数自动停止运行。(5)保证了高空落球实验的安全性与可视性。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明图1是根据本技术实施例的高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置的结构示意图。附图标记：主体支架1、进球滑道2、提升机构3、提升电机4、提升链条5、投放部6、落球车7、落球滑道8、落球闸门9、球床10、推球机构11、推挡组件12、推球电机13、计数装置14、制动机构15、控制系统16、防护罩17。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，包括：主体支架；提升机构，所述提升机构可上下活动地设在所述主体支架上，所述提升机构具有适于放置并放下实验球的投放部，所述投放部可活动并且通过弹簧的张合实现提球和放球；球床，所述球床适于承接下落的实验球；落球车，所述落球车设在所述主体支架上并通过倒链实现高度连续可调，所述落球车位于所述球床上方且包括落球滑道和落球闸门，所述落球滑道适于承接从所述提升机构放入的实验球，所述落球闸门适于将所述实验球以自由落体方式落到所述球床，所述落球滑道的前端设有用于使所述投放部的弹簧张开的拨叉，所述实验球在所述弹簧张开时进入所述落球滑道；所述落球闸门包括两个平行设置且间距可变的水平杆，每个水平杆上套设有圆形套筒，所述落球闸门通过闸板控制器调节两个所述水平杆的间距以实现开合，所述实验球在所述落球闸门打开时适于以自由落体下落至所述球床，所述落球闸门与所述球床的竖向间距可调；进球滑道，所述进球滑道设在所述球床的侧下方并适于承接从所述球床移出的实验球并将所述实验球送入所述提升机构；推球机构，所述推球机构可活动地设在所述球床上且适于将所述球床上的实验球推入所述进球滑道；计数装置，所述计数装置设在所述实验球的移动路线上且适于对经过其的实验球进行计数；制动机构，所述制动机构设在所述进球滑道的出口端，以限制所述实验球进入所述提升机构；控制系统，所述控制系统控制所述提升机构、所述落球车、所述推球机构、所述计数装置以及所述制动机构工作；防护罩，所述防护罩内限定有罩腔，所述主体支架、提升机构、球床、落球车、进球滑道、推球机构、计数装置、制动机构和所述控制系统设在所述罩腔内。...

【技术特征摘要】
1.一种高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，包括：主体支架；提升机构，所述提升机构可上下活动地设在所述主体支架上，所述提升机构具有适于放置并放下实验球的投放部，所述投放部可活动并且通过弹簧的张合实现提球和放球；球床，所述球床适于承接下落的实验球；落球车，所述落球车设在所述主体支架上并通过倒链实现高度连续可调，所述落球车位于所述球床上方且包括落球滑道和落球闸门，所述落球滑道适于承接从所述提升机构放入的实验球，所述落球闸门适于将所述实验球以自由落体方式落到所述球床，所述落球滑道的前端设有用于使所述投放部的弹簧张开的拨叉，所述实验球在所述弹簧张开时进入所述落球滑道；所述落球闸门包括两个平行设置且间距可变的水平杆，每个水平杆上套设有圆形套筒，所述落球闸门通过闸板控制器调节两个所述水平杆的间距以实现开合，所述实验球在所述落球闸门打开时适于以自由落体下落至所述球床，所述落球闸门与所述球床的竖向间距可调；进球滑道，所述进球滑道设在所述球床的侧下方并适于承接从所述球床移出的实验球并将所述实验球送入所述提升机构；推球机构，所述推球机构可活动地设在所述球床上且适于将所述球床上的实验球推入所述进球滑道；计数装置，所述计数装置设在所述实验球的移动路线上且适于对经过其的实验球进行计数；制动机构，所述制动机构设在所述进球滑道的出口端，以限制所述实验球进入所述提升机构；控制系统，所述控制系统控制所述提升机构、所述落球车、所述推球机构、所述计数装置以及所述制动机构工作；防护罩，所述防护罩内限定有罩腔，所述主体支架、提升机构、球床、落球车、进球滑道、推球机构、计数装置、制动机构和所述控制系统设在所述罩腔内。2.根据权利要求1所述的高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，还包括：与所述控制系统相连的激光测距仪，所述落球车通过所述激光测距仪的测量以及倒链的调节来共同控制与所述球床的竖向间距。3.根据权利要求1所述的高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，所述主体支架沿竖直方向延伸设置，所述提升机构和所述落球车设在所述主体支架上。4.根据权利要求1所述的高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，所述进球滑道为弧形且所述进球滑道的进口端高于所述进球滑道的出口端。5.根据权利要求1所述的高度可调自动循环的球形元件落球强度实验装置，其特征在于，所述提升机构包括：提升...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯红，赵宏生，刘兵，王玮，李自强，刘小雪，
申请(专利权)人：清华大学，陕西源知科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11