阅读说明：本技术 一种核废液样品瓶自动密封发射装置 (Nuclear waste liquid sample bottle self sealing emitter ) 是由 何成 金中燕 顾润卫 瞿华滢 刘长春 吴涛 马仁杰 郭程程 于 2020-04-01 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种核废液样品瓶自动密封发射装置。该装置包含进气结构、旋转机构和出气结构；所述进气管机构包括进气管、薄型气缸、推板和设置在推板内的密封滑套；出气管机构包括出气管、薄型气缸、推板和设置在推板内的密封滑套；旋转机构包括旋转气缸、转轴和落料翻转桶；本发明通过旋转气缸、薄型气缸的相互动作配合,以及密封滑套的共同作用,实现在真空环境中发射样品瓶的功能。本发明提供的自动密封发射装置,可以实现自动密封发射样品瓶的功能,解决了真空环境发射样品瓶的难题,提高了设备密封的稳定性,具有良好的实际使用效果。(The invention discloses an automatic sealing and launching device for a nuclear waste liquid sample bottle. The device comprises an air inlet structure, a rotating mechanism and an air outlet structure; the air inlet pipe mechanism comprises an air inlet pipe, a thin cylinder, a push plate and a sealing sliding sleeve arranged in the push plate; the air outlet pipe mechanism comprises an air outlet pipe, a thin cylinder, a push plate and a sealing sliding sleeve arranged in the push plate; the rotating mechanism comprises a rotating cylinder, a rotating shaft and a blanking overturning barrel; the invention realizes the function of transmitting the sample bottle in a vacuum environment through the mutual action and the cooperation of the rotary cylinder and the thin cylinder and the combined action of the sealing sliding sleeve. The automatic sealing emission device provided by the invention can realize the function of automatically sealing and emitting the sample bottle, solves the problem of emitting the sample bottle in a vacuum environment, improves the stability of equipment sealing, and has good practical use effect.)

一种核废液样品瓶自动密封发射装置

技术领域

本发明涉及核废料处理技术领域，具体的说，特别涉及一种核废液样品瓶自动密封发射装置。

背景技术

随着科学技术不断进步，为了减轻能源危机以及环境污染问题，核电站开始逐步建立。核电站是利用原子核裂变反应释放出能量，经能量转化而发电。核电站发电相比于传统化石燃料发电，不会造成环境污染、燃料体积小也便于运输和储藏，另外燃料费用所占的比例也小，发电成本稳定。虽然核电站对国家经济做出了巨大贡献，但是核电发电所产生的核废料处理成本很高，如何处置这些废弃物是社会需要解决的重要问题之一。一旦处理不好，轻者引起争端，重者危害未来几代人的健康安全。在核废液处理的过程中，首先需要进行取样，分析核燃料的情况，才能进行下一步的核废液处理。

发明内容

本发明的目的是提供一种核废液样品瓶自动密封发射装置；该装置将加工好的空样品瓶传送到真空管道中，实现真空运输样品瓶到指定的核废液抽取位置功能。其不仅能实现样品瓶的自动密封和发射，而且能够保证装置运行的可靠性，避免工作人员受到核辐射的危害。

本发明的技术方案具体介绍如下。

一种核废液样品瓶自动密封发射装置，其包括进气管机构、90°旋转机构和出气管机构；其中:

所述进气管机构包括进气管、第一气缸固定板、第一薄型气缸、第二薄型气缸、第一推板和第一密封滑套；进气管的一端和外部空气球阀开关连接，另一端穿过第一气缸固定板，第一气缸固定板竖直放置，第一气缸固定板上水平安装第一薄型气缸和第二薄型气缸，第一薄型气缸和第二薄型气缸的活塞轴和第一推板连接；第一推板的中心位置设有第一密封滑套；第一密封滑套和进气管之间可形成密封连接；

所述出气管机构包括出气管、第二气缸固定板、第三薄型气缸、第四薄型气缸、第二推板和第二密封滑套；出气管的一端和真空泵连接，另一端穿过第二气缸固定板，第二气缸固定板竖直放置，第二气缸固定板上水平安装第三薄型气缸和第四薄型气缸， 第三薄型气缸和第四薄型气缸的活塞轴 和第二推板连接，第二推板的中心位置上设有第二密封滑套；第二密封滑套和出气管之间可形成密封连接；

所述90°旋转机构包括落料翻转桶、转轴和旋转气缸；转轴的中心位置设置通孔，落料翻转桶插入通孔并形成过盈配合，落料翻转桶的底部设有进气孔，转轴通过连接块和旋转气缸相连，旋转气缸为可调角度式旋转气缸，旋转气缸在初始位置时，落料翻转桶的开口向上，当旋转气缸旋转90度时，经传动作用带动落料旋转桶旋转使得开口对准出气管，底部进气孔对准进气管，此时进气管机构的第一密封滑套、落料翻转桶和出气管机构的第二密封滑套之间可形成密封连接。

本发明中，还包括发射装置前支架和发射装置前支架，用于安装进气管机构、出气管机构和90°旋转机构。

本发明中，第一、第二密封滑套的内壁上设有两道凹槽，两道凹槽内分别嵌入内密封圈；第一、第二密封滑套的端面设有凹槽，凹槽内设有外密封圈。

本发明中，第一密封滑套和进气管之间通过内密封圈和第一密封滑套形成密封连接，第一密封滑套和落料翻转桶之间通过外密封圈形成密封连接。

本发明中，第二密封滑套和出气管之间通过内密封圈形成密封连接，第二密封滑套和落料翻转桶之间通过外密封圈形成密封连接。

和现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明提供自动密封发射装置，可以实现自动密封发射样品瓶的功能，解决了真空环境发射样品瓶的难题，提高了设备密封的稳定性，具有良好的实际使用效果。

附图说明

图1为本发明的核废液样品瓶自动密封发射装置外接设备示意图。

图2是本发明的核废液样品瓶自动密封发射装置的视角1的结构示意图。

图3是本发明的核废液样品瓶自动密封发射装置的视角2的结构示意图。

图4是本发明的核废液样品瓶自动密封发射装置的视角3的结构示意图。

图5是进气管机构的结构示意图。

图6是进气管机构的爆炸示意图。

图7是出气管机构的结构示意图。

图8是出气管机构的爆炸示意图。

图9是90°旋转机构的结构示意图。

图10是90°旋转机构的爆炸示意图。

图中标记：1-第一薄型气缸，2-第二薄型气缸，3- 第三薄型气缸，4-第四薄型气缸，5-第二推板，6、25-密封滑套，7-第一推板，8、24-外密封圈，9-第二气缸固定板，10-第一气缸固定板，11-出气管，12-进气管，13-发射装置前支架，14-发射装置后支架，15-转轴，16-落料翻转桶，17-连接块，18-第一轴承座，19-法兰，20-旋转气缸，21-旋转气缸支架，22-第二轴承座，23-进料管道，16、27、28、29 –内密封圈，30-空气球阀，31-缓冲罐，32-真空泵，33-样品瓶需求工位。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细说明。

实施例1

核废液处理过程中，首先需要提供加工好的供空样品瓶，空样品瓶的加工通过外部自动化设备加工。然后，使用外部管道系统，将加工好的样品瓶运输到指定区域。本发明是空样品瓶外部加工自动化设备和外部管道系统的连接装置。本发明实现接收外部加工好的样品瓶，并转移到外部管道系统中的功能。最后，外部管道系统将样品瓶送至指定区域。

实施例中，一种核废液样品瓶自动密封发射装置（图2~图4），包含进气管机构（图5~图6）、90°旋转机构（图7~图8）和出气管机构（图9~图10）；该装置需要连接外部空气球阀开关和外部管道系统使用；进气管机构管道连接空气球阀30，空气球阀30出口不连接，暴露空气；出气管机构连接外部的管道系统，外部管道系统配有真空泵32，通过真空泵32将管道内抽真空（图1）。进气管机构包括进气管12、第一气缸固定板10、第一薄型气缸1、第二薄型气缸2、第一推板7和密封滑套6；出气管机构包括出气管11、第二气缸固定板9、第三薄型气缸3、第四薄型气缸4、第二推板5和密封滑套25； 90°旋转机构包括落料翻转桶16、转轴15和旋转气缸20。

进气管机构和出气管机构中，第二气缸固定板9、第一气缸固定板10是由一块不锈钢板组成；出气管11、第三薄型气缸3、第四薄型气缸4，根据第二气缸固定板9上的定位孔定位，使用螺栓连接。进气管12、第一薄型气缸1和第二薄型气缸2，根据第一气缸固定板10上的定位孔定位，使用螺栓连接。第二气缸固定板9竖直摆放，与发射装置前支架13、发射装置后支架14通过螺栓连接且相互垂直。第一气缸固定板10竖直摆放，与发射装置前支架13、发射装置后支架14通过螺栓连接且相互垂直。第一薄型气缸1、第二薄型气缸2、第三薄型气缸3、第四薄型气缸4的气缸行程优选为10mm， 第一气缸固定板10与第二气缸固定板9之间的距离优选为240mm，气缸行程为10mm，发射装置前支架13、发射装置后支架14之间的距离优选为120mm。

第一薄型气缸1、第二薄型气缸2的活塞杆与第一推板7通过螺栓连接，固定相同的距离，保证第一推板7与发射装置前支架13和发射装置后支架14之间的进气管12部分的中心线垂直。第三薄型气缸3、第四薄型气缸4的活塞杆与第二推板5通过螺栓连接，固定相同的距离，保证第二推板5竖直平面与出气管11的中心线垂直。

第一推板7内设有密封滑套6，密封滑套6中心线与进气管12中心线共线，第一推板7竖直平面与密封滑套6中心线垂直。另外，密封滑套6的端面有O型圈槽，O型圈槽内内嵌外密封圈24。密封滑套6的内壁上分布两个O型圈槽，O型槽内内嵌内密封圈28、29，相距为5mm。第一薄型气缸1、第二薄型气缸2同时伸缩，带动第一推板7的左移右移。第一推板7的左移右移，带动密封滑套6在进气管12上左移右移。第二推板5内设有密封滑套25，密封滑套25中心线与出气管11中心线共线，第二推板5竖直平面与密封滑套25的中心线垂直。另外，密封滑套25的端面有O型圈槽，O型圈槽内内嵌外密封圈8。密封滑套25的内壁上分布两个O型圈槽，O型槽内内嵌内密封圈26、27，相距为5mm。第三薄型气缸3和第四薄型气缸4同时伸缩，带动第二推板5的左移右移。第二推板5的左移右移，带动密封滑套25在出气管11上左移右移。

第一、二薄型气缸1、2推动第一推板7，第一推板7带动密封滑套6向左移动到指定位置，嵌在内壁上的两个内密封圈（O型圈）与进气管12之间形成密封。第三、第四薄型气缸3、4推动第二推板5，第二推板5带动密封滑套25向右移动到指定位置，嵌在内壁上的两个内密封圈（O型圈）与出气管11之间形成密封。

发射装置前支架13、发射装置后支架14之间的进气管12部分中心线和出气管11部分的中心线共线。进气管12外接外部空气球阀30开关出口，空气球阀30进口不接，暴露空气。空气球阀30通过阀门的开关，控制空气进入或者停止进入进气管12。空气球阀30默认状态是关闭状态，在关闭状态下，空气球阀30进口和出口不接通。出气管11外接外部管道系统，加工好的样品瓶通过出气管11进入到外部管道系统（图1）。

90°旋转机构中，落料翻转桶16呈上方开口结构，其上方的进料口直径大于核废液样品瓶直径，底部的进气孔直径小于样品瓶直径，保证样品瓶可以落进落料翻转桶16内。落料翻转桶16与转轴15通过过盈配合连接固定，转轴15旋转带动落料翻转桶16的旋转。当不工作时，落料翻转桶16的进料口竖直朝上，落料翻转桶底部进气孔竖直朝下。当样品瓶通过进料口进入落料翻转桶16，转轴带动落料翻转桶16逆时针旋转90度。根据安装定位要求，本发明装置在落料翻转桶16逆时针旋转90度的位置，其中心线与发射装置前支架13、发射装置后支架14之间的进气管12部分的中心线、出气管11部分的中心线共线。

转轴15与第二轴承座22之间通过滚动球轴承连接。第二轴承座22根据发射装置前支架13上的螺纹孔定位，使用螺栓将两者连接。

连接块17的板表面有定位孔，对应转轴15的旋转面上的螺纹孔，通过螺栓连接固定。连接块17的轴部分与发射装置后支架14处的第一轴承座18，通过滚动轴承连接。第一轴承座18通过发射装置后支架14上的螺纹孔定位，使用螺栓将两者连接。连接块17的轴中心线与第一轴承座18、第二轴承座22、转轴15的轴部分中心线重合。连接块17的轴端面处，沿轴方向加工略大于法兰19的轴部分直径的孔。在连接块17孔内壁上开有键槽。

法兰19中心位置焊接轴。轴上加工有键槽，通过平键与连接块17内壁上的键槽配合，相互传动。法兰19的另一端上的螺纹孔与旋转气缸20的孔对应，通过螺栓将两者连接。

旋转气缸20选用可调角度式旋转气缸，旋转角度范围调整为90度，旋转气缸安装方向与水平线成45度。旋转气缸20在初始位置时，落料翻转桶16的进料口竖直朝上，落料翻转桶16的进气孔竖直朝下，旋转气缸20逆时针旋转90度，通过法兰19、连接块17、转轴15传动，落料翻转桶16逆时针旋转90度，落料翻转桶16进料口对准出气管11，中心线重合。同时，落料翻转桶16底部进气孔对准进气管12，中心线重合。旋转气缸20旋转中心线与第一轴承座18、第二轴承座22中心线重合。

旋转气缸支架21根据发射装置后支架14上的螺纹孔定位，通过螺栓将两者连接。旋转气缸支架21上安装旋转气缸20的平面与发射装置后支架14平面平行。

采用本发明的核废液样品瓶自动密封发射装置的工作流程如下：

落料翻转桶16的进料口竖直朝上。外部自动化设备将样品瓶抽真空、打码、扫码。完成加工的样品瓶通过进料管道23进入落料翻转桶16。

旋转气缸20安装方向与水平线呈45度角度。当样品瓶落到落料翻转桶16内，通过PLC程序控制延时10秒，保证样品瓶已经落到落料翻转桶16内。延时10秒以后，旋转气缸20逆时针旋转90度，通过法兰19、连接块17、 转轴15传动，落料翻转桶16带着样品瓶逆时针旋转90度，落料翻转桶16的落料口对准出气管11，中心线重合。落料翻转桶16的进气孔对准进气管12，中心线重合。此时，完成样品瓶就位发射位置。

第一薄型气缸，第二薄型气缸、第三薄型气缸、第四薄型气缸默认情况下，处于收缩状态。样品瓶就位发射位置以后，PLC程序控制第一薄型气缸、第二薄型气缸伸出，带动第一推板7向左移动指定的距离。第一推板7带动密封滑套6在进气管12上左移动相同的距离。密封滑套6端面上的O型的外密封圈24与落料翻转桶16底部进气孔面挤压，形成一定压力，实现密封滑套6和落料翻转桶16之间的密封。另外，密封滑套6内壁嵌有一对O型的内密封圈28、29，这对O型圈实现密封滑套6与进气管12之间的密封。

样品瓶就位发射位置以后，PLC程序控制第三薄型气缸、第四薄型气缸伸出，带动第二推板5向右移动指定的距离。第二推板5带动密封滑套25在出气管11上右移动相同的距离。密封滑套25端面上的O型的外密封圈8与落料翻转桶16落料口面挤压，形成一定压力，实现密封滑套25与落料翻转桶16之间的密封。密封滑套25内部的一对O型的内密封圈26、27，实现对密封滑套25与出气管11之间的密封。

进气管12外接的空气球阀30，需要接收外部管道系统的信号，才能动作。默认状态下，处于关闭状态。外部管道系统通过外部传感器检测管道内部的气压值。当管道内部气压值达到设定的值，将这个信号发送给外接的空气球阀30，空气球阀30打开，外部空气从进气管12进入本发明装置。

出气管11外接的外部管道系统，主要将本发明中处于发射位置的样品瓶，抽取到外部管道系统。外部管道系统安装有真空泵32，用于将管道内部抽真空，形成负压环境。

当样品瓶在本发明就位发射位置后，此时，密封滑套6端面上的外密封圈24与落料翻转桶16底部进气孔面挤压，密封滑套6和落料翻转桶16之间实现密封。密封滑套6内壁嵌有一对内密封圈28、29，实现密封滑套6与进气管12之间的密封。密封滑套25端面上的外密封圈8与落料翻转桶16落料口面挤压，密封滑套25与出气管11之间实现密封，密封滑套25内部的一对内密封圈26、27，实现对密封滑套25与出气管11之间的密封。外部管道系统、本发明装置、空气球阀30三者组成一个密闭的管道空间。

完成上述的操作以后，外部管道系统给真空泵32一个信号，真空泵32开始抽真空，外部管道系统的传感器实时检测管道内部的负压情况，当管道内部的负压值达到设定的值时，传感器输出信号给外接的空气球阀30，空气球阀30瞬间打开，管道内外形成压力差。空气通过进气管12进入管道，通过落料翻转桶16底部的进气孔，将落料翻转桶16内的样品瓶从落料翻转桶16的进料口，吹入出气管11内，再进入到外部管道系统。根据外部管道系统分配，样品瓶进入到指定区域。此时，完成样品瓶发射。

完成样品瓶发射以后，外接的空气球阀30关闭，外部管道系统的真空泵32停止。本发明的第一薄型气缸1、第二薄型气缸2活塞杆右移指定位置，带动第一推板7向右移动，第一推板7带动密封滑套6向右移动，完成复位。本发明的第三薄型气缸3、第四薄型气缸4左移指定位置，带动第二推板5向左移动，第二推板5带动密封滑套25向左移动，完成复位。旋转气缸20顺时针旋转90度到初始位置，旋转气缸20通过法兰19、连接块17、转轴15传动，带动落料翻转桶顺时针旋转90度，落料翻转桶16回到初始位置。完成以上的复位以后，等待下一次样品瓶的传送信号，重复如上所述过程。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替换都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应有所附的权利要求来限定。