УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМЕНЫ ЭЛЕКТРОДА, ОБЛАДАЮЩЕЕ ПОВЫШЕННОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ
HIGHER-SAFETY DEVICE FOR ELECTRODE REPLACEMENT

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для замены электрода и, более конкретно, к устройству для установки электрода в устройство, предназначенное для изготовления ядерных топливных стержней и удаления электрода из этого устройства.
Уровень техники
Топливные стержни содержат оболочку, содержащую таблетки ядерного топлива и оконечный колпачок для закрывания оболочки.
Оконечный колпачок затем приваривают вдоль всей его внешней окружности с помощью первого сварочного устройства.
Оконечный колпачок имеет отверстие, через которое в стержень подают газ. Это отверстие затем блокируют с помощью другого сварочного устройства, называемого герметизирующим сварочным устройством.
Каждое из этих сварочных устройств содержит электрод для выполнения сварки.
Такой электрод подвергается износу и должен заменяться.
Замена производится вручную оператором.
Электрод помещают в держателе электрода на одном конце, а другой конец используется для сварки.
Для замены электрода оператор захватывает своими пальцами свободный конец электрода и вытягивает его для удаления его из устройства для удержания электрода.
Для установки нового электрода оператор захватывает электрод за его сварочный конец и помещает другой конец в держатель электрода.
Кроме того, такие устройства устанавливают в перчаточных боксах, изолирующих стержни от оператора.
Оператор может использовать сварочные устройства только с помощью перчаток, закрепленных на стенке перчаточного бокса.
Поэтому такого рода вмешательство в процесс является трудоемким.
Кроме того, требуется гарантировать целостность герметизации, и, таким образом, должен предотвращаться любой разрыв перчаток.
Однако конец электродов, предназначенный для сварки, является чрезвычайно острым. Поэтому часто операторы рвут свои перчатки при замене электродов.
Учитывая то, что внутреннее пространство перчаточных боксов может быть загрязнено, такой разрыв может привести к загрязнению оператора и внешней окружающей среды.
Задача настоящего изобретения заключается в создании устройства для смены электродов с повышенной безопасностью для оператора, которое в большей степени конкретно защищает от риска разрыва электродом.
Раскрытие изобретения
Вышеуказанная задача решена в устройстве для смены электрода, содержащего неподвижную часть для удержания электрода сварочного устройства, и подвижную часть, закрывающую конец для удержания электрода, удерживающего электрод, при этом подвижная часть выполнена с возможность захвата электрода на его заостренном конце и удаления его из устройства для удержания электрода, и установки другого электрода на его место, защищая, таким образом, оператора от любого разрыва, из-за электрода.
Другими словами, предусмотрен инструмент захвата электродов, который закрывает заостренный конец израсходованного электрода и конец нового электрода для изоляции оператора от этих концов.
Объектом изобретения является устройство для удаления электрода из оправки инструмента для удержания электрода и/или для установки электрода в оправку инструмента для удержания электрода, при этом инструмент для удержания электрода формирует часть сварочного устройства, причем инструмент для удержания электрода удаляют из сварочного устройства, прежде чем электрод будет удален или установлен, при этом устройство для удаления/установки электрода содержит первую часть, предназначенную для размещения инструмента для удержания электрода, причем электрод выступает, по меньшей мере, частично наружу из первой части, при этом первая часть содержит средство остановки инструмента для удержания электрода при его перемещении и при его повороте, и вторую часть, установленную вокруг первой части и предназначенную для закрывания части электрода, выступающей наружу из первой части, причем вторая часть может быть отделена от первой части путем скольжения ее вдоль электрода и выполнена с возможностью вращения относительно первой части, когда она ее окружает, при этом вторая часть содержит средство затягивания или разжимания оправки инструмента для удержания электрода и средство закрепления электрода на подвижной части для обеспечения возможности его удаления из оправки, когда первая и вторая части разделены друг от друга, или средство для вставки электрода, когда первая и вторая части установлены.
Средство остановки перемещения и вращения инструмента для удержания электрода сформировано, например, в виде внутренней резьбы, взаимодействующей с резьбой инструмента для удержания электрода.
Первая часть может содержать трубчатый корпус, формирующий держатель инструмента, а вторая часть может содержать трубчатое покрытие, окружающее держатель инструмента, и выполнена с возможностью поворота вокруг него, при этом средство затягивания или разжимания оправки имеет полость, сформированную как элемент затягивания и разжимания оправки.
Например, средство закрепления электрода на части, выступающей из электрода, представляет собой средство, формирующее зажим на одном конце электрода. Средство, формирующее зажим, может содержать два пальца, формирующие рычаг, вращающийся вокруг его средней части в двух диаметрально противоположных пазах трубчатого корпуса второй части, причем пальцы содержат свободные концы, предназначенные для захвата электрода, и содержат рабочий участок, выступающий из трубчатого корпуса второй части.
Подвижная часть предпочтительно содержит средство регулирования длины проникновения электрода во вторую часть.
Например, вторая часть содержит открытый в продольном направлении конец для ввода держателя инструмента, и второй закрытый в продольном направлении конец, при этом средство регулирования содержит винт, установленный на втором, закрытом в продольном направлении конце, который выдвигается внутрь второй части, причем винт выровнен с осью электрода, а конец винта, расположенный на второй части, предназначен для входа в контакт со свободным концом электрода, формирующего упор для него.
Также предпочтительно вторая часть содержит средство направления ввода электрода во вторую часть.
Первая часть может содержать стержень, на котором предусмотрено основание, удерживающее держатель инструмента, причем основание предназначено для закрепления на рабочей поверхности.
Устройство для смены электрода в соответствии с изобретением может быть установлено в перчаточном боксе.
Устройство для смены электрода в соответствии с изобретением предпочтительно используется для устройств, предназначенных для сварки оконечных колпачков для оболочек ядерных топливных элементов и/или для устройств, предназначенных для герметичной сварки оконечных колпачков ядерных топливных элементов. Другим объектом изобретения является способ удаления электрода из инструмента для удержания электрода с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением, включающий после этапа удаления инструмента для удержания электрода из сварочного устройства следующие этапы:
а) ввод инструмента для удержания электрода в держатель инструмента, при этом вторая часть установлена на держателе инструмента, а свободный конец электрода походит через держатель инструмента и выступает из второй части,
б) остановку линейного перемещения и вращения инструмента для удержания электрода в держателе инструмента,
в) разжатие оправки с помощью второй части,
г) закрепление электрода на второй части,
д) отделение держателя инструмента и второй части путем линейного перемещения, при этом электрод остается во второй части.
Этап б) может быть получен путем привинчивания инструмента для удержания электрода на держателе инструмента. Этап в) может быть получен путем вращения второй части относительно держателя инструмента. Этап г) может быть получен путем зажима электрода, обеспечивая схождение пальцев.
Способ удаления в соответствии с изобретением может включать этап удаления электрода из второй части путем высвобождения зажима, в этом случае электрод падает под действием силы тяжести.
Другим объектом изобретения является способ установки электрода в инструмент для удержания электрода с помощью устройства в соответствии с настоящим изобретением, включающий после этапа удаления инструмента для удержания электрода из сварочного устройства следующие этапы:
а') ввод инструмента для удержания электрода в держатель инструмента, при этом оправка проходит через держатель инструмента,
б') остановку перемещения и поворота инструмента для удержания электрода в держателе инструмента,
в') установку электрода во второй части и обездвиживание его во второй части с помощью сварочного конца электрода,
г') выполнение сборки держателя инструмента и второй части путем линейного перемещения и путем сведения их вместе, причем остающийся свободный конец электрода проникает внутрь оправки,
д') разделение электрода и второй части,
е') затягивание оправки.
Этап б') может быть выполнен путем закручивания инструмента для удержания электрода в держателе инструмента.
Этап в') может быть выполнен путем зажима электрода, обеспечивая схождение пальцев.
Этап д') может быть выполнен путем высвобождения зажима электрода пальцами.
Этап е') может быть выполнен в результате вращения второй части относительно держателя инструмента.
Краткое описание чертежей
Настоящее изобретение будет более понятно из следующего описания и приложенных чертежей.
На фиг.1 показан вид сбоку примерного варианта осуществления устройства для замены электрода в соответствии с настоящим изобретением, в котором установлен держатель электрода;
на фиг.2 - продольный вид блока устройства по фиг.1;
на фиг.3 - вид спереди устройства по фиг.1;
на фиг.4 - вид в перспективе устройства по фиг.1;
на фиг.5А-5F - подробные изображения подвижной части устройства по фиг.1;
на фиг.6 - продольный вид блока неподвижного держателя устройства по фиг.1.
Осуществление изобретения
На фиг.2 показан вид в разрезе вдоль оси Х инструмента 2 для удержания электрода, предназначенного для удержания сварочного электрода, при этом данный инструмент сам по себе установлен в сварочном устройстве (не показано).
Показанный инструмент 2 для удержания электрода установлен в устройстве в соответствии с изобретением.
Инструмент 2 для удержания электрода содержит корпус 4 и оправку 6, установленную в корпусе 4, причем оправка 6 предназначена для удержания электрода 8 путем зажима.
На наружной стороне корпус 4 содержит резьбовой участок 5, обеспечивающий возможность установки корпуса 4 в сварочном устройстве.
Оправка 6, которая установлена в отверстии корпуса 4, содержит на ее свободном конце 6.1 элемент, который обеспечивает возможность разжима и зажима электрода 8, при этом указанный элемент может иметь, например, шестиугольное или квадратное сечение. Электрод 8 установлен коаксиально с осью X.
На фиг.1-4 показан примерный вариант выполнения устройства D для замены электрода в соответствии с настоящим изобретением.
Устройство для замены электрода содержит неподвижную часть 12, закрепляемую на рабочей поверхности Т, например на столе, на котором установлено сварочное устройство, и подвижную часть 14, предназначенную для манипуляции с электродами.
Неподвижная часть 12 содержит держатель 16 инструмента, предназначенный для вмещения инструмента 2 для удержания электрода.
В показанном примере держатель 16 инструмента установлен в кольце 17, поддерживаемом стержнем 18, вставленным в основание 20, закрепленное на рабочей поверхности.
Основание 20 в показанном примере привинчено к рабочей поверхности.
Предпочтительно основание 20 имеет две параллельные канавки 20.1 для пропуска винтов и для обеспечения возможности регулировки положения основания относительно рабочей поверхности, как показано на фиг. 4.
Держатель 16 инструмента содержит трубчатый корпус 22 с осью X1, имеющий форму, идентичную инструменту 2 для удержания электрода. Корпус 22 открыт с обоих концов. Когда инструмент 2 для удержания электрода установлен в держателе 16 инструмента, оси X и X1 совпадают.
В показанном примере инструмент для удержания электрода содержит цилиндрический участок с круговым сечением и конусный участок.
Корпус 22 также содержит участок 22.1 с соответствующим круговым сечением и участок 22.2 с соответствующим конусным сечением.
В показанном примере корпус содержит участок 24 с большим внешним диаметром, установленный в кольце 17. Корпус удерживается, например, в кольце 17 в результате зажима, при этом кольцо 17 сформировано из двух круговых дуг, соединенных друг с другом на обоих концах с помощью винтов, завинчиваемых непосредственно в одну из круговых дуг.
Внутренняя поверхность корпуса 22 содержит участок 26 с внутренней резьбой, предназначенный для взаимодействия с резьбовым участком 5 корпуса 4 инструмента для удержания электрода.
Длина корпуса держателя 16 инструмента такова, что когда инструмент 2 для удержания электрода установлен в корпусе, инструмент выступает за его пределы на обоих концах.
Подвижная часть 14 содержит корпус, формирующий крышку 28, предназначенную для охвата конца 30 держателя 16 инструмента, из которого выступает электрод, как показано на фиг. 1 и 2. Подвижная часть 14 отдельно показана на фиг. 5А-5С.
Поэтому крышка 28 образует корпус 32 с осью Х2, предназначенный для приема конца 30 держателя 16 инструмента, оправки и свободного конца электрода 8. Когда крышка 28 установлена на держателе 16 инструмента, оси X, X1 и Х2 расположены коаксиально.
Корпус 32 имеет продольное отверстие 34, через которое держатель 16 инструмента проникает в корпус 32, при этом отверстие 34 имеет диаметр, приблизительно равный внешнему диаметру круглого участка корпуса держателя инструмента. Таким образом, когда крышка 28 установлена в держателе 16, крышка 28 устанавливается на держателе 16 с минимальным зазором.
Подвижная часть 14 также содержит средство 33 для разжимания или зажима оправки. В показанном примере это средство образовано фланцем, отдельно показанным на фиг.5Е, и содержащим пластину, в которой предусмотрена полость 35 с профилем, соответствующим элементу 10 инструмента 2 для удержания электрода; в данном примере профиль выполнен шестиугольным. Фланец 33 установлен в корпусе таким образом, что когда крышку 28 устанавливают на место держателя 16 инструмента, оправка устанавливается в полость 35. На фиг.5Е показана полость 35.
Подвижная часть 14 также содержит средство 36, образующее зажим, предназначенный для захвата электрода, который должен быть удален из инструмента 2 для удержания электрода или для его помещения в инструмент 2 для удержания электрода.
В показанном примере зажим 36 содержит два пальца 38, установленных с возможностью поворота относительно крышки 28.
На фиг.5D палец 38 показан отдельно.
Крышка 28 содержит два диаметрально противоположных удлиненных паза 40, продолжающихся вдоль продольной оси Х2.
В каждом пазу 40 установлен палец 38, поворачивающийся вокруг оси 42. Ось 42 ортогональна оси Х2. Ось 42 расположена приблизительно в центре пальцев 38.
Каждый палец 38 формирует рычаг, шарнирно поворачивайся на оси 42.
Палец 38 содержит конец 44, предназначенный для входа в контакт с электродом и для приложения силы затягивания к электроду 8 при взаимодействии с другим пальцем 38.
Между осью 42 и концом 44 палец 38 содержит рабочий участок 46, продолжающийся поперечно и обеспечивающий поворот пальца 38 в направлении затягивания электрода.
Рабочий участок 46 выступает из поверхности крышки 28, обеспечивая доступ к ней оператора, который одновременно прикладывает усилие к элементам 46 обоих пальцев 38 для обеспечения зажима электрода 8.
В пальцах 38 также установлены возвратные пружины, предназначенные для отделения пальцев друг от друга, то есть удержании зажима открытым, когда отсутствует воздействие на пальцы, поскольку зажим закрывается из-за давления, приложенного оператором.
Перед участком затягивания электрода подвижная часть 14 также содержит средство 47 направления одного свободного конца электрода. Такое средство направления сформировано с помощью пластины, продольный разрез которой показан на фиг.5F. В этой пластине имеется канал 49, через который проходит электрод 8, при этом диаметр указанного канала приблизительно равен диаметру электрода 8. Предпочтительно вход в канал имеет фаску 49.1, ориентированную в направлении проникновения электрода, что улучшает направление электрода.
Подвижная часть 14 также содержит средство 48 регулирования продольного положения электрода 8, а именно на этапе установки нового электрода, для обеспечения постоянной длины электрода, продолжающегося за пределы инструмента 2 для удержания электрода.
Средство 48 регулирования содержит регулирующий винт 50, завинченный в сквозное отверстие, выполненное в закрытом конце крышки 28 и имеющее ось Х2. Глубина, на которую проникает электрод 8 в крышку, таким образом, изменяется в соответствии с глубиной, на которую завинчивают регулирующий винт 50.
Далее описано использование устройства замены электрода в соответствии с изобретением. Когда оператор удаляет изношенный электрод, его, в общем, сразу заменяют.
При неиспользовании подвижная часть 14 устройства D для замены электрода установлена на неподвижной части 12 устройства D для замены электрода находится в положении ожидания использования; более конкретно крышка 28 установлена на держателе 16 инструмента.
Когда оператор желает заменить электрод 8, он удаляет инструмент 2 для удержания электрода из сварочного устройства и устанавливает последний на держатель 16 инструмента. С этой целью он проталкивает корпус инструмента 2 для удержания электрода и завинчивает последний на держателе 16 инструмента. Инструмент 2 для удержания электрода затем неподвижно удерживается в держателе 16 инструмента.
Когда инструмент 2 для удержания электрода установлен в держателе 16 инструмента, электроды 8 проникают в канал 35 направляющей пластины крышки, и элемент оправки с шестиугольным сечением устанавливается во фланец 33 оправки.
Оператор затем поворачивает крышку 28 относительно держателя 16 инструмента вокруг оси X, обеспечивая вращение гайки 10 через вращение пластины 33 и обеспечивая разжатие электрода 8.
Оператор затем одновременно прижимает оба рабочих элемента 46, которые обеспечивают поворот пальцев вокруг осей 42 и зажим электрода 8. Оператор затем перемещает подвижную часть 14 в продольном направлении для ее удаления из держателя 16 инструмента, поддерживая давление на пальцы; электрод 8 при этом удерживается неподвижно на подвижной части 14 и удаляется вместе с ней.
Оператор затем захватывает электрод 8 за его конец затягивания, что не представляет какой-либо риск для перчаток, прекращает давить на пальцы 38, удаляет электрод 8 из подвижной части 14 и выбрасывает его в соответствующий контейнер.
Для замены электрода 8 в инструменте 2 для удержания электрода выполняют обратные операции.
С этой целью берут новый электрод за его конец затяжки; кроме того, только этот конец является доступным в новых электродах, когда они находятся в своей коробке.
Оператор затем проталкивает электрод 8 его свободным концом в подвижную часть 14, до тех пор пока он не упрется в регулирующий винт 50. Таким образом, это показывает, что электрод 8 находится в правильном положении.
Затем прикладывают давление к обоим рабочим элементам пальцев 38 для затяжки нового электрода 8.
Подвижную часть 14 отводят назад на держатель 16 инструмента, направляя сварочный конец электрода 8 в оправку 6. Прекращают давить на пальцы 38, и электрод 8 больше не удерживается пальцами 38.
Оператор затем поворачивает крышку 28 в направлении затяжки оправки 6, и электрод 8 затем зажимается в оправке 6.
Затем отвинчивают инструмент 2 для удержания электрода, высвобождая его из держателя 16 инструмента, и возвращают его в положение в сварочном устройстве.
Устройство для замены электрода в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает защитный барьер между острым концом электрода и оператором. Единственный момент, когда этот конец видим, представляет собой момент, когда оператор удаляет электрод из крышки или устанавливает электрод в крышке.
И во время этих этапов нет причины, по которой оператор прикасался бы к этому концу, и поскольку при этом не требуется сложная или трудоемкая обработка, он может сосредоточить свое внимание на этом конце. Поэтому риск телесных поврежденийснижается.
Кроме того, регулирование длины электрода, выступающего из инструмента для удержания электрода, является очень простым. С этой целью регулирующий винт нужно просто завинтить или отвинтить для регулирования глубины проникновения электрода в крышку. Когда электрод устанавливают в крышку, оператор вводит сварочный конец электрода, пока он не упрется в регулирующий винт; в результате можно гарантировать, что длина электрода будет правильной.
Устройство смены электрода в соответствии с настоящим изобретением особенно пригодно для использования в ограниченном пространстве и, в частности, в перчаточных боксах.
Однако следует понимать, что настоящее изобретение можно применять для любого сварочного устройства, а не только для сварочных устройств, работающих в ограниченном пространстве.
Форма разных частей инструментов не ограничена каким-либо образом и может быть модифицирована, в частности, в соответствии с формой соответствующего инструмента для удержания электрода.