本发明属于激光去污,石材翻新13825404095具体涉及一种大型放射性封头激光去污装置及去污方法。
背景技术:
1、在核电运营和退役领域,需要对大型的金属设备开展表面去污,其中大型压力容器封头是主要去污对象,这类去污对象具有尺寸大(如压力容器封头,其直径达到4.7m)、放射性剂量大(长期运行的压力容器封头内表面会积累大量的腐蚀产物)、化学去污容易产生二次污染物等特点,一直是本领域的难点。
2、为适应去污对象的这些特点,急需一种去污速度快、去污效率高、能够自动作业、不产生二次污染物的去污装置及去污方法。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题,本发明提供了一种大型放射性封头激光去污装置,该装置去污速度快、效率高、能够自动作业、不产生二次污染物,本发明还提供一种适应该去污装置作业的去污方法。
2、为达到上述目的,本发明采用的技术方案中的产品是,大型放射性封头激光去污装置,包括:
3、用于吊运封头的行车;
4、设置在所述行车下方用于支撑所述封头的支撑单元,所述支撑单元至少包括两个沿前后方向竖直延伸的门框形支撑架,这两个所述支撑架沿左右方向间隔设置,当所述封头放置在所述支撑架上时,所述封头的底部距地面的高度为1至1.5米;
5、沿左右方向铺设在所述地面上的铁轨,所述铁轨穿过两个所述支撑架的下方,所述铁轨至少有两条并沿前后方向间隔设置;
6、具有底盘和车轮的轨道车,所述车轮连接在所述底盘的四个边角处并可转动地架设在所述铁轨上;
7、具有旋转基座、第一悬臂和第二悬臂的机械手,所述旋转基座可转动地设置在所述底盘的中部,所述第一悬臂的一端部转动连接在所述旋转基座上,另一端部形成第一悬臂自由端,所述第二悬臂的一端部转动连接在所述第一悬臂自由端,另一端部形成第二悬臂自由端,所述旋转基座的转动轴心线垂直于水平面,所述第一悬臂和所述第二悬臂的转动轴心线相平行并平行于水平面;
8、具有激光发生器和偏振组件的激光单元,所述激光发生器设置在所述第二悬臂与所述第一悬臂转动连接的端部,所述偏振组件设置在所述第二悬臂自由端,在所述激光单元启动时,所述激光发生器产生的激光射向所述偏振组件,经所述偏振组件改变方向后射向所述封头内壁;
9、设置在所述底盘上并位于所述旋转基座一侧的废料收集管,所述废料收集管向上延伸,用于收集所述激光照射所述封头内壁后掉落的碎屑及产生的废气;
10、设置在所述地面上并位于所述封头下方的定位单元,所述定位单元用于锁定连接在所述底盘底部四个边角处的定位柱;
11、在所述行车将所述封头吊装至所述支撑架后,所述轨道车沿所述铁轨移动至所述封头下方,在所述轨道车移动前,所述第一悬臂和所述第二悬臂转动至相互贴合且与水平面的夹角为±3°的状态,在所述轨道车移动至所述封头下方后,所述定位单元将所述定位柱锁定,使所述旋转基座的转动轴心线与所述封头的轴心线相重合,而后所述激光单元开启,所述旋转基座、所述第一悬臂和所述第二悬臂转动,带动所述激光单元转动,使所述偏振组件射出的激光扫射所述封头的内壁,进行激光去污。
12、优选地,所述第二悬臂呈管状,所述激光发生器可移动地设置在所述第二悬臂内,所述激光发生器的移动方向包括相互垂直的第一方向和第二方向,所述第一方向和所述第二方向均垂直于所述第二悬臂的轴心线。
13、进一步优选地,所述第二悬臂的外壁还连接有用于驱动所述激光发生器沿所述第一方向及所述第二方向移动的驱动件。
14、进一步优选地,所述驱动件包括滑轨副和螺旋测微器,所述滑轨副的滑块与所述激光发生器伸出所述第二悬臂外壁的座板相连接,所述螺旋测微器用于推动所述滑块沿所述滑轨副的滑轨滑动。
15、优选地,所述第二悬臂的外壁设有用于增加强度及散热性能的肋条,所述肋条沿平行于所述第二悬臂的轴心线的方向延伸,所述肋条有多根并沿所述第二悬臂的轴心线均匀分布。
16、优选地,所述偏振组件包括潜望镜式的第一和第二反射镜组,以及偏振镜组,所述第一反射镜组包括反射镜a、反射镜b和设置在所述反射镜a和所述反射镜b之间的第一镜筒,所述反射镜a连接在所述第二悬臂自由端,所述第一镜筒可轴向转动地连接在所述第二悬臂自由端并沿垂直于所述第二悬臂轴心线的方向延伸;所述第二镜组包括第二镜筒和反射镜c,所述第二镜筒连接在所述第一镜筒远离所述第二悬臂的端部并位于所述反射镜b和反射镜c之间,所述第二镜筒沿平行于所述第二悬臂轴心线的方向延伸;所述偏振镜组包括可转动且交错设置的第一、第二偏振片,所述偏振镜组用于将所述所述反射镜c反射的激光导向至所述封头的内壁。
17、进一步优选地,所述偏振组件还包括用于驱动所述第一镜筒转动的驱动电机,所述驱动电机连接在所述第二悬臂自由端,所述驱动电机通过齿轮和/或皮带传动驱动所述第一镜筒转动。
18、优选地,所述定位单元包括用于锁定所述底盘左侧两个边角处所述定位柱的左定位件和用于锁定所述底盘右侧两个边角处所述定位柱的右定位件,所述左定位件包括沿前后方向竖直延伸的支撑板、连接在所述支撑板的左侧面并向左延伸的支撑柱、穿设在所述支撑板上并平行设置在所述支撑柱靠近旋转基座一侧的气缸杆,以及连接杆和压紧杆,所述压紧杆的一端部与所述气缸杆的端部转动连接,所述压紧杆的另一端部向右折弯形成顶柱,所述连接杆的一端部与所述支撑柱的端部转动连接,所述连接杆的另一端部与所述压紧杆的中部转动连接,使所述气缸杆、所述压紧杆、所述连接杆形成曲柄滑块机构,在所述气缸杆向右缩回时,所述压紧杆向左转动以避让所述定位柱的行进,在所述气缸杆向左伸出时,所述压紧杆向右转动使所述顶柱顶紧所述定位柱的左侧面,所述右定位件包括固定座和移动座,所述固定座设置在两条所述铁轨之间并位于所述定位柱的右方,所述移动座设置在所述固定座靠近所述旋转基座的一侧,所述移动座可向靠近或远离所述固定座的方向移动,所述固定座上设有与所述定位柱的外壁相匹配的第一凹槽,所述移动座上设有与第一凹槽相匹配的第二凹槽,在所述移动座向靠近所述定位座的方向移动时,能够通过所述第一凹槽与所述第二凹槽的配合将所述定位柱夹紧,所述第一凹槽的内壁设有柔性缓冲垫。
19、为达到上述目的,本发明采用的技术方案中的方法是,大型放射性封头激光去污装置,采用上述任意一项所述的大型放射性封头激光去污装置进行,在激光去污前,该方法将所述封头的内壁分割为自上向下依次连接的球体部分、圆角部分和圆柱部分,在激光去污时,所述第一悬臂和所述第二悬臂配合转动,使所述偏振组件射出的所述激光从所述圆柱部分向上逐渐移动,在移动的过程中,所述旋转基座以正转一圈、反转一圈的方式交错转动,使所述激光旋转扫射所述封头的内壁,所述旋转基座的最大旋转速度为90°/s。
20、优选地,在所述旋转基座转动的过程中,所述偏振组件动作,使所述激光在±45°的角度内摆动。
21、由于上述技术方案运用,本发明相比现有技术具有以下优点:
22、本发明提供的大型放射性封头激光去污装置,包括:行车、支撑单元、铁轨、轨道车、具有旋转基座及第一和第二悬臂的机械手、激光单元、废料收集管、定位单元,旋转基座可转动地设置在轨道车底盘的中部,其转动轴心线垂直于水平面,第一悬臂转动连接在旋转基座上,第二悬臂转动连接在第一悬臂的自由端,第一和第二悬臂的转动轴心线相平行并平行于水平面;激光单元的激光发生器设置在第二悬臂与第一悬臂转动连接的端部,激光单元的偏振组件设置在第二悬臂自由端;在行车将封头吊装至支撑单元的支撑架后,轨道车沿铁轨移动至封头下方,定位单元锁定轨道车的位置,使旋转基座的转动轴心线与封头的轴心线相重合,而后激光单元开启,机械手动作带动激光单元转动,使偏振组件射出的激光沿封头内壁扫射,进行激光去污,该装置去污速度快、效率高、能够自动作业、不产生二次污染物,本发明提供的去污方法,步骤简单、去污效果好。