二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置及方法制造方法及图纸

二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置和方法属于材料特性测量领域；在隔振台架上固装X向运动导轨组件，Y向运动导轨组件可沿X向往复运动地配装在X向运动导轨组件上，在Y向运动导轨组件上可沿Y向往复运动地安装水平直线运动滑块，在水平直线运动滑块上固装自密封辐照松弛组件，在隔振台架上依次固装压力测量系统和支架，在支架的同一侧面上沿Y向依次安装盒盖抓取组件和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统，通过自密封辐照松弛组件依次分别与螺栓自动旋入旋出与气体交换系统、盒盖抓取组件和压力测量系统的相互配合完成检测；解决了辐照松弛特性全自动、高精度测量及自动化气体保护的问题。保护的问题。保护的问题。

【技术实现步骤摘要】
二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置及方法


[0001]本专利技术属于辐照松弛特性测量
，具体涉及一种行程扩展并自密封的辐照松弛全自动检测装置及方法。

技术介绍

[0002]在核工业等领域中，核安全问题一直是国内外社会关注的焦点，其影响着人们的生命财产安全、环境的可持续发展以及经济的稳定运行。其中，结构件在服役过程中往往会由于在高温和辐射条件下发生蠕变，导致材料内应力降低，这种现象称为辐照松弛。辐照松弛现象会导致结构件失效。为了避免这一问题，需要掌握材料的辐照松弛特性规律并选择性能合适的材料制作结构件。因此对结构件材料的松弛特性的测量与研究就变得格外重要。目前，关于结构件的应力、刚度等性能的研究理论计算相对较多，但对结构件受辐照后松弛特性的试验测量及分析却很少，因此开展结构件受辐照后松弛特性测量工作具有极其重要的意义。
[0003]张世权提出了一种单一弹簧片辐照松弛特性的测量方法和四种格架夹持力松弛情况的测量方法(张世权.PWR燃料组件定位格架夹持力辐照松弛的研究[J].核动力工程, 1987(01):17
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23.)。单一弹簧片的辐照松弛测量采用三层平板组成的夹具结构，使弹簧片尽可能符合真实的工作条件。夹具三层平板分别为上板、中板和下板，中板具有长槽，其槽宽与格架栅元尺寸相应；弹簧片夹在中板和下板之间，弹簧波峰从中板槽中突出；弹簧压下量通过在中板与上板之间的不同厚度的垫片调节；三块平板用螺栓固定；从而模拟了其真实受力状态及边界条件。经过一系列操作步骤后，根据冷态与辐射态的弹簧力计算得到弹簧松弛量。文献中对格架夹持力松弛情况的测量采用了小格架堆内辐照、燃料棒移动力和滑动力的测量、格架栅元摩擦力测量和栅元几何尺寸测量法四种方法。综上，该文献提出的技术方案具有以下特点：(1)对格架夹持力松弛情况的四种测量方法均是针对格架整体结构进行的松弛特性测量，均无法实现对无特定结构特性的材料本身的松弛特性的测量；(2)对单一弹簧片的松弛特性的测量方法没有对弹簧片所处空间进行密封处理，为使弹簧片的物理化学性质保持稳定，需要使整个装置处于惰性气体环境中，造成惰性气体资源的浪费；(3)弹簧压下量通过在中板与上板之间的不同厚度的垫片调节，调节过程短促，易造成弹簧片样品及测量装置的损坏等。该技术方案难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量及自动化气体保护等效果。
[0004]Kenfield T.A.等提出了一种辐照松弛特性测量方法并设计了一种密封胶囊式测量装置 (Kenfield T.A.,Busboom H.J.,Appleby W.K..In
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reactor stress relaxation in bending of 20％ cold
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worked 316stainless steel[J].North
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Holland,1977,65.)。在一密封胶囊装置内设置多个两点支撑两点下压结构，使辐照松弛样品形成梁的弯曲模型，利用梁的弯曲理论和梁的挠度计算应力，进而计算并比较不同辐照状态下的松弛情况，同时，该测量过程全部在一密封胶囊式装置中完成，密封装置中为惰性气体环境。该技术方案具有以下特点：设计了一全密封胶囊式检测装置，可以有效节约气体资源并保证辐照松
弛样品物理化学性质的稳定，但是无法与外界进行气体交换，装置无法拆卸，导致测量精度有限，空间受限，无法使用外部更精密的装置对辐照松弛样品进行测量。该技术方案难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量及自动化气体保护等效果。
[0005]材料的松弛特性测量，关键之一是材料内应力的测量。内应力测量过程中需要对材料样品的受力及因此产生的形变或位移进行高精度测量。这其中涵盖了力测量装置对材料样品施加力与此时装置推动压头移动走过的行程之间关系的测量。为了得到更精确的关系描述，期望得到在相同的施力条件下更长的行程。此过程难以全自动实现，也导致目前尚无全自动、高精度辐照松弛特性测量解决方案。
[0006]此外，在对材料辐照松弛特性进行检测的过程中，需要辐照松弛样品处在一定压力的密封惰性气体环境下，且能保证材料辐照松弛检测要求。因此需要一种自动化气体保护解决方案。目前，已存在的专利提到的密封及气体交换的技术方案多采用多层机械结构构成过渡室、气压密封、液体密封和浮动球阀等密封方法以及抽气排气模块结合通气孔、内置循环风机结合通气孔和气囊气体交换等气体交换方式。这些气体交换的密封装置的尺寸一般较大，而且较为复杂。实际测量中，往往需要一个较小且易于安置的辐照松弛装置，以便在模拟环境中进行材料辐照松弛检测，上述密封及气体交换方式不能满足装置要求。
[0007]综上，现有研究难以实现辐照松弛特性全自动、高精度测量及自动化气体保护。因此，亟需提出一种全自动、高精度、自动化气体保护的辐照松弛测量装置及方法，以满足我国在材料辐照松弛特性精密测量领域的需求。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的就是针对上述现有技术中存在的问题，提出二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置及方法，实现辐照松弛特性的全自动、高精度测量及自动化气体保护。
[0009]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供的技术方案如下：
[0010]二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置，包括隔振台架、X向运动导轨组件、Y 向运动导轨组件、水平直线运动滑块、盒盖抓取组件和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统；所述隔振台架由高平面度台板、高强度支架和高性能隔振器装配构成，在所述高强度支架的上部支撑安装高性能隔振器，在所述高性能隔振器的上端部安装高平面度台板；在隔振台架上固装X向运动导轨组件，Y向运动导轨组件可沿X向往复运动地配装在X向运动导轨组件上，在所述Y向运动导轨组件上可沿Y向往复运动地安装水平直线运动滑块，在所述水平直线运动滑块上固装自密封辐照松弛组件，在所述隔振台架上依次固装压力测量系统和支架，在所述支架的同一侧面上沿Y向依次安装盒盖抓取组件和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统，所述压力测量系统、盒盖抓取组件和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统位于自密封辐照松弛组件的上方。
[0011]二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测方法，步骤是：
[0012]步骤1、将自密封辐照松弛组件固装在水平直线运动滑块上，通过Y向运动导轨组件在 X向运动导轨组件上的X向运动和水平直线运动滑块在Y向运动导轨组件上的Y向运动，带动自密封辐照松弛组件运动至螺栓自动旋入旋出与气体交换系统处，通过螺栓自动旋入旋出与气体交换系统将锁紧螺栓A和通气螺栓从自密封辐照松弛组件的盒体、盒盖上
旋出；
[0013]步骤2、在Y向运动导轨组件上由水平直线运动滑块带动自密封辐照松弛组件一并运动至盒盖抓取组件处，将盒盖从自密封辐照松弛组件上取下；
[0014]步骤3、再通过Y向运动导轨组件在X向运动组件和水平直线运动滑块在Y向运动导轨组件上的Y向运动，由水平直线运动滑块带动无盒盖的自密封辐照松弛组件运动至压力测量系统部位处，按下述方法对自密封辐照松弛组件内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置，包括隔振台架(1)、X向运动导轨组件(2)、Y向运动导轨组件(9)、水平直线运动滑块(5)、盒盖抓取组件(7)和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统(8)；所述隔振台架(1)由高平面度台板(1.1)、高强度支架(1.2)和高性能隔振器(1.3)装配构成，在所述高强度支架(1.2)的上部支撑安装高性能隔振器(1.3)，在所述高性能隔振器(1.3)的上端部安装高平面度台板(1.1)；其特征在于：在隔振台架(1)上固装X向运动导轨组件(2)，Y向运动导轨组件(9)可沿X向往复运动地配装在X向运动导轨组件(2)上，在所述Y向运动导轨组件(9)上可沿Y向往复运动地安装水平直线运动滑块(5)，在所述水平直线运动滑块(5)上固装自密封辐照松弛组件(6)，在所述隔振台架(1)上依次固装压力测量系统(3)和支架(4)，在所述支架(4)的同一侧面上沿Y向依次安装盒盖抓取组件(7)和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统(8)，所述压力测量系统(3)、盒盖抓取组件(7)和螺栓自动旋入旋出与气体交换系统(8)位于自密封辐照松弛组件(6)的上方。2.根据权利要求1所述的二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置，其特征在于：所述压力测量系统(3)包括系统架(3.1)、精密直线运动滑轨(3.2)、安装板(3.3)、辐射屏蔽壳体(3.4)和压力测量机构(3.5)；在所述系统架(3.1)上沿竖直方向可上下移动地安装精密直线运动滑轨(3.2)，安装板(3.3)固装在精密直线运动滑轨(3.2)上，在安装板(3.3)的下端部配装压力测量机构(3.5)和辐射屏蔽壳体(3.4)，所述辐射屏蔽壳体(3.4)位于压力测量机构(3.5)的四周外侧部将压力测量机构(3.5)包围；所述压力测量机构(3.5)由平座板(3.5.1)、精密拉力弹簧(3.5.2)、垂直直线运动滑块(3.5.3)、高精度力传感器(3.5.4)、精密压头(3.5.5)和导向控制立柱(3.5.6)构成；所述平座板(3.5.1)固装在安装板(3.3)下端部，在所述平座板(3.5.1)下端部相互对称地安装导向控制立柱(3.5.6)，垂直直线运动滑块(3.5.3)可上下往复移动地安装在相互对称配置的导向控制立柱(3.5.6)之间的部位上，精密拉力弹簧(3.5.2)配置在平座板(3.5.1)的下方与垂直直线运动滑块(3.5.3)的上方之间部位处，所述精密拉力弹簧(3.5.2)的上端和下端分别与平座板(3.5.1)和垂直直线运动滑块(3.5.3)固定连接，将垂直直线运动滑块(3.5.3)弹性吊装在平座板(3.5.1)上，在所述垂直直线运动滑块(3.5.3)的下端面上安装高精度力传感器(3.5.4)，在所述高精度力传感器(3.5.4)的下端面上安装精密压头(3.5.5)。3.根据权利要求1所述的二维行程扩展自密封辐照松弛全自动检测装置，其特征在于：所述自密封辐照松弛组件(6)的结构是：在盒体(6.3)内以两点支撑两点下压方式安装辐照松弛样品(6.9)，在盒体(6.3)的上端部从下至上依次配置密封垫A(6.2)和盒盖(6.1)，通过锁紧螺栓A(6.7)和通气螺栓(6.8)将盒盖(6.1)固装在盒体(6.3)上端面上，在所述盒体(6.3)的两侧端面上通过锁紧螺栓B(6.6)固装端盖(6.5)，密封垫B(6.4)配置在盒体(6.3)两端面与端盖(6.5)之间部位上；在所述通气螺栓(6.8)的螺栓主体(6.8.4)内...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔俊宁，康博，齐宝军，丁宁，孙明哲，刘悦，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：