机械自锁式燃料组件抓具 【技术领域】
本发明属于抓取装置，具体涉及一种机械自锁式燃料组件抓具。
背景技术
核电站装卸料机用于在核电站反应堆首次装料或停堆换料时装卸燃料组件，在堆芯与转运装置之间运输燃料组件。机械自锁式燃料组件抓具是装卸料机中的一个重要部件，它处在装卸料机伸缩套筒的最下端，起着抓取及释放燃料组件的作用。
对燃料组件的操作需在12米深的水下进行，而燃料组件间的间距仅1mm，并且在燃耗后还有一定的弯曲变形，高度和水平位置都有一定量的变化。因此，要确保安全、可靠、灵活、准确地操作，正确无误地抓取燃料组件，抓具的对中性能、抓取功能、结构强度及其自锁机能都是十分重要的。此外还要求抓具具有抗震性能，在地震期间或误操作时，燃料组件都不能从抓具中脱钩。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种操作灵活、安全性能好的机械自锁式燃料组件抓具。
本发明是这样实现的：一种机械自锁式燃料组件抓具，它包括缸体，缸体内设有与之相滑动的滑动套筒，滑动套筒内设有控制套筒，控制套筒的下端外侧设有凸沿，该凸沿外侧接触有带折线边缘的抓钩，折线边缘的凹陷朝向控制套筒，抓钩通过销轴设在抓钩支架内，抓钩可绕销轴旋转，折线边缘使控制套筒相对抓钩向上运动过程中抓钩收拢，相对抓钩向下运动过程中抓钩张开；抓钩支架下端设有导向销和定位销；控制套筒的上端与手动螺杆相连，手动螺杆上的螺母与滑动套筒固定连接，手动螺杆的上端与驱动叉杆相固定，而驱动叉杆通过销轴与装卸料机上的气缸相连接，缸体的外侧设有与装卸料机伸缩套筒相连的夹紧套筒，夹紧套筒的内侧设有联锁板，滑动套筒的外侧设有另一联锁板，两联锁板之间的联锁滚柱位于缸体的侧壁内。
本发明正常操作情况下，手动螺杆上的螺母与滑动套筒固定连接，手动螺杆的上端与驱动叉杆相固定，而驱动叉杆通过销轴与装卸料机上的气缸相连接，通过气缸驱动使控制套筒的上下运动，由于手动螺杆上的螺母与滑动套筒固定连接，手动螺杆的上端与驱动叉杆相固定，而驱动叉杆通过销轴与装卸料机上的气缸相连接，因此，控制套筒的上下运动带动抓钩开、合。本发明还具有手动操作功能，气缸停止时，通过手动螺杆的转动带动控制套筒上下运动，从而带动抓钩的开、合，适用于停电等特殊工况下的卸料操作。气动和手动结合，操作灵活方便。此外，夹紧套筒的内侧设有联锁板，滑动套筒的外侧设有另一联锁板，因此，通过夹紧套筒的上升及下降，使控制套筒的动作处于锁定及非锁定状态，处于锁定状态时，通过气缸对抓具的操作是无效的。保证了在燃料组件被抓具抓住并已提起后，气动操作已失效，从而确保了燃料操作的可靠性。因此，本发明的显著优点是操作灵活、安全性能好。
【附图说明】
图1为本发明所提供的机械自锁式燃料组件抓具结构图；
图2为抓钩处于收拢且锁定状态，而机械自锁式燃料组件抓具在燃料组件上方时的示意图；
图3为抓钩处于收拢且解锁状态，而机械自锁式燃料组件抓具在燃料组件定位时的示意图；
图4为抓钩处于张开且解锁状态，而机械自锁式燃料组件抓具在燃料组件抓紧时的示意图；
图5为抓钩处于张开且锁定状态，而机械自锁式燃料组件抓具提起燃料组件时的示意图；
图中：1气缸，2手动螺杆，3夹紧套筒，4控制套筒，5抓钩，6燃料组件，7联锁滚柱，8联锁板，9另一联锁板，10螺母，11驱动叉杆，12销轴，13滑动套筒，14缸体，15导向销，16销轴，17抓钩支架。
【具体实施方式】
如图1所示，一种机械自锁式燃料组件抓具，它包括缸体14，缸体14内设有与之相滑动的滑动套筒13，滑动套筒13内设有控制套筒4，控制套筒4的下端外侧设有凸沿，该凸沿外侧接触有带折线边缘的抓钩5，抓钩5设在抓钩支架17内，抓钩5可绕销轴旋转，折线边缘使控制套筒4相对抓钩5向上运动过程中抓钩5收拢，相对抓钩5向下运动过程中抓钩5张开。抓钩支架17下端设有2个导向销15和1个定位销(图中未示出)；控制套筒4的上端与手动螺杆2相连，手动螺杆2上的螺母10通过螺钉与滑动套筒13连接，手动螺杆2的上端与驱动叉杆11相固定，而驱动叉杆11通过销轴12与装卸料机上的气缸1相连接，上述各部件经过各种方式连接后形成一个整体部件通过气动回路完成上下运动。抓钩的向外打开啮合与向内收拢脱开的动作是依靠控制套筒4的上下位移完成的。缸体14的外侧设有与装卸料机伸缩套筒相连的夹紧套筒3，夹紧套筒3的内侧通过螺钉(图中未示出)安装有联锁板8，滑动套筒13的外侧通过螺钉(图中未示出)安装有另一联锁板9，两联锁板之间的联锁滚柱7位于缸体14的侧壁内。
本发明地两个导向销15和一个定位销用于与燃料组件上管座6上的相应孔配合，完成抓具在燃料组件上的定位。四个抓钩5可与燃料组件上管座四条内缘相啮合或脱开，完成对燃料组件的抓取或释放。
控制套筒4的上端与手动螺杆2相连，螺杆上的螺母10通过螺钉与滑动套筒13连接，手动螺杆的上端与驱动叉杆11相固定，而驱动叉杆11通过销轴12与装卸料机上的气缸1相连接，上述各部件经过各种方式连接后形成一个整体部件通过气动回路完成上下运动。抓钩的向外打开啮合与向内收拢脱开的动作是依靠控制套筒4的上下位移完成的。
联锁板8、另一联锁板9分别通过螺钉固定在夹紧套筒3与滑动套筒13上，联锁滚柱7位于缸体14上，夹于两个联锁板8、9之间。夹紧套筒3上端与装卸料机伸缩套筒相连，因此夹紧套筒可通过伸缩套筒进行上升与下降，通过联锁板8、另一联锁板9的作用完成锁紧与解锁功能。
本机械自锁式燃料组件抓具用于抓取及释放燃料组件6，主要功能包括：正常操作情况下，通过控制套筒4的上下运动由气缸1驱动带动抓钩5开、合。手动操作情况下，通过手动螺杆2的转动带动控制套筒4上下运动，从而带动抓钩5的开、合。机械自锁功能：通过夹紧套筒3的上升及下降60mm，通过联锁板8、另一联锁板9的作用使控制套筒4的动作处于锁定及非锁定状态。
图2至图5依次示意了本发明抓取燃料组件6的过程。释放燃料组件6的过程与抓取的过程相反。
如图2：自锁式燃料组件抓具在燃料组件6上方时，控制套筒4处于缩回位置，夹紧套筒3下端与缸体之间形成60mm的间距。气缸1带动控制套筒4在上部位置，抓钩5处于收拢状态。此时联锁板8、另一联锁板9与联锁滚柱7所处的相对位置为机械锁定状态，使气缸1对控制套筒4的操作失效，抓钩5的状态锁定。
如图3：下降自锁式燃料组件抓具使其在燃料组件上管座上定位，继续下降控制套筒4，夹紧套筒3下端落于缸体14上，60mm的间距消失，此时联锁板8、另一联锁板9与联锁滚柱7所处的相对位置使抓钩5为解锁状态。
如图4：夹紧套筒3已向下移动60mm，抓钩5处于解锁状态。此时操作气缸1驱动控制套筒4向下移动使抓钩5张开与燃料组件6上管座内缘啮合而抓住燃料组件6。
如图5：提升伸缩套筒4使其处于缩回位置，夹紧套筒3下端与缸体之间又形成60mm间距，此时联锁板8、另一联锁板9与联锁滚注7之间的相对位置使抓钩5又处于锁定状态。继续提升控制套筒4便可提起燃料组件。
在正常情况下，自锁式燃料组件抓具的动作是由气缸1驱动的，控制套筒4上升，自锁式燃料组件抓具处于释放状态，控制套筒4下降，自锁式燃料组件抓具处于抓取状态。在气缸或气动回路发生故障时，通过一专用长杆工具转动手动螺杆2带动控制套筒4动作，而使抓钩5作抓取及释放动作，操作灵活方便。此外，气动操作时，抓钩5的动作必须在夹紧套筒3处于下部位置60mm消失时才可实现。在夹紧套筒3处于上部位置时，自锁式燃料组件抓具由于联锁滚柱7及联锁板8、另一联锁板9的作用处于锁定状态。此时，通过气缸1对自锁式燃料组件抓具的操作是无效的。即在燃料组件6被自锁式燃料组件抓具抓住并已提起后，气动操作已失效，从而确保了燃料操作的可靠性。