智能运输车双密封门

摘要

本发明涉及智能运输车密封门。包括与真空室相配合的维护门、与运输车相配合的对接门及双密封门开/关系统，维护门包括维护门体、维护门自动关闭与打开系统、维护门控制模块、电源对接模块、第一传感器、第一无线通讯模块，对接门包括对接门体、对接门自动连接与分离系统、对接门控制模块、第二传感器、第二无线通讯模块、第一电缆接头，双密封门开/关系统包括双密封门提升系统、双密封门开/关控制模块、第三传感器、第三无线通讯模块、第二电缆接头。由上述技术方案可知，本发明的维护门上有独立的驱动装置，既可以保持真空室的日常密封，也可以自动打开或关闭，操作方便，智能性好。

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能运输车，具体涉及一种智能运输车双密封门。

背景技术

国际热核实验反应堆ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)技术，是核聚变领域内目前全球规模最大、影响最深远的一个大科学工程项目。ITER装置真空室内部的第一壁部件基本都是由铍制造或者有铍覆盖，在进行等离子体放电的时候，内部部件还可能被Υ射线活化和氚等污染。在安装与维护装置的过程中，为防止上述污染辐射危害操作人员的健康，操作人员不准靠近现场。基于上述原因，ITER部件的维修与更换、危险原料的处理都要基于专业的安全规则，不能让人体置身于含有有毒物质和放射性粉尘的环境下。ITER部件运输车，是用来在ITER托克马克装置与热室之间搬运需要维修和更换的部件，ITER大部分组件的维护和操作都会涉及到已活化的材料和有毒的尘埃，还有氚的放射性，人不能直接面对和接触这些部件，需要通过遥控操作系统和部件运输车来进行这些部件的更换和维修操作。智能双密封门是用于阻止有毒尘埃向周围空间扩散的最重要部件，是整个运输车设计的最关键因素之一。

目前，国内针对ITER部件运输车的研究处在起步阶段，文献《ITER遥控部件转运车双密封门运动学分析，覃世军，宋云涛，姚达毛等，中国核科学技术进展报告（第一卷），核聚变与等离子体物理学分卷，2009》介绍了一种将维护门与真空室窗口锁紧的螺旋机构，和由若干带键槽的卡口对接头组成的对接机构，用于将维护门和小车门连接或脱开，该设计中维护门锁紧部分不具有驱动元件，其动力是依靠运输车门上的齿轮传动机构实现的，无法保证在运输车不参加作业时维护门对真空室窗口的独立可靠密封；专利号为200920187649.3，专利名称为遥控运输车双密封门的锁紧系统的专利公开了一种由机械锁紧和电磁锁紧两大功能部件组成的遥控运输车双密封门的锁紧系统，采用机械锁紧单元实现门的连接和分离，连接之后，由电磁线圈提供密封力，其仅可以对铁及其合金材料具有吸引力，对不锈钢、铝合金及ITER标准材料不具有吸引力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能运输车双密封门，该双密封门中的维护门具有独立驱动，并且可以实现自动对接与分离控制。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括与真空室相配合的维护门、与运输车相配合的对接门及双密封门开/关系统，所述的维护门包括维护门体及安装于维护门体上的维护门自动关闭与打开系统，所述的维护门体上设有维护门控制模块、电源对接模块、第一传感器、第一无线通讯模块，所述的维护门自动关闭与打开系统、电源对接模块、第一传感器及第一无线通讯模块分别与维护门控制模块相连；所述的对接门包括对接门体及安装在对接门体上的对接门自动连接与分离系统，所述的对接门体上设有对接门控制模块、第二传感器、第二无线通讯模块、第一电缆接头，所述的对接门自动连接与分离系统、第二传感器、第二无线通讯模块及电缆接头分别与对接门控制模块相连，所述的双密封门开/关系统包括安装在运输车车厢内并与对接门连接的双密封门提升系统、固定在车厢内的双密封门开/关控制模块、第三传感器、第三无线通讯模块、第二电缆接头，所述的双密封门提升系统、第三传感器、第三无线通讯模块及第二电缆接头分别与双密封门开/关控制模块相连；所述的维护门控制模块、对接门控制模块及双密封门开/关控制模块分别与运输车控制系统相连。

所述的维护门自动关闭与打开系统包括第一驱动装置，所述的第一驱动装置通过第一传动装置控制维护门自动关闭与打开，所述的第一驱动装置为电机，电机的输出端通过第一联轴器与第一蜗轮蜗杆装置相连，所述的第一传动装置包括相互啮合的第一、第二齿轮，所述的第一齿轮与第一蜗轮蜗杆装置中的蜗轮同轴相连，第二齿轮与维护门转盘同轴相连，所述的维护门转盘沿其周向均布有若干维护门转臂，维护门转臂的另一端连接有维护门连杆，维护门转臂分别与维护门转盘及维护门连杆铰接相连，维护门连杆上设有第一移动轴承，所述的移动门连杆可沿第一移动轴承限定的方向移动。

所述的对接门自动连接与分离系统包括第二驱动装置，所述的第二驱动装置通过第二传动装置控制对接门自动连接与分离，所述的第二驱动装置为液压马达，液压马达的输出端通过第二联轴器与第二蜗轮蜗杆装置相连，所述的第二传动装置包括相互啮合的第三、第四齿轮，所述的第三齿轮与第二蜗轮蜗杆装置中的蜗轮同轴相连，第四齿轮与对接门转盘同轴相连，所述的对接门转盘沿其周向均布有若干对接门转臂，对接门转臂的另一端连接有对接门连杆，对接门转臂分别与对接门转盘及对接门连杆铰接相连，对接门连杆上设有第二移动轴承，所述的对接门连杆可沿第二移动轴承限定的方向移动，所述的对接门体上还设有对接连接杆，维护门体上设有与对接连接杆相配合的对接连接孔，对接连接杆用于对接门及维护门的连接与支撑。

所述的双密封门提升系统包括第三驱动装置，固定在运输车车厢内用于支撑双密封门的导轨，固定在对接门上的转接件及与转接件固定连接并与导轨构成滚动配合的转动滚轮，所述的第三驱动装置包括与转接件铰接相连并固定安装于运输车车厢内的水平移动缸体及与转接件铰接相连并同时与运输车车厢铰接相连的转动移动缸体，转动滚轮沿导轨限定的方向带动双密封门移动。

由上述技术方案可知，本发明的维护门上有独立的驱动装置，既可以保持真空室的日常密封，也可以自动打开或关闭，操作方便，智能性好。 

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明维护门自动关闭与打开系统的结构示意图；

图3是图2的后视图；

图4是本发明双密封门自动连接与分离系统的结构示意图；

图5是图3的后视图；

图6是本发明双密封门提升系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示的一种智能运输车双密封门，包括与真空室相配合的维护门1、与运输车相配合的对接门2及双密封门开/关系统3，维护门1包括维护门体11及安装于维护门体11上的维护门自动关闭与打开系统12，维护门体11上设有维护门控制模块13、电源对接模块14、第一传感器15、第一无线通讯模块16，维护门自动关闭与打开系统12、电源对接模块14、第一传感器15及第一无线通讯模块16分别与维护门控制模块13相连；对接门2包括对接门体21及安装在对接门体21上的对接门自动连接与分离系统22，对接门体21上设有对接门控制模块23、第二传感器24、第二无线通讯模块25、第一电缆接头，对接门自动连接与分离系统22、第二传感器24、第二无线通讯模块25及电缆接头分别与对接门控制模块23相连，双密封门开/关系统3包括安装在运输车车厢内并与对接门2连接的双密封门提升系统31、固定在车厢内的双密封门开/关控制模块33、第三传感器34、第三无线通讯模块35、第二电缆接头，双密封门提升系统31、第三传感器34、第三无线通讯模块35及第二电缆接头分别与双密封门开/关控制模块33相连；维护门控制模块13、对接门控制模块23及双密封门开/关控制模块33分别与运输车控制系统相连。即真空室在维护门1的密封下完成日常的工作任务，运输车用于完成与真空室相关的维修、操作、救援等作业任务。双密封门5工作在真空室窗口与运输车之间，用于实现真空室与运输车之间的双向密封，并能够实现双密封门的连接、分离及移动的自动控制。本文中所出现的双密封门5是指维护门1与对接门2连接锁紧成一体时的一种状态。

进一步的，如图2、图3所示，维护门自动关闭与打开系统12包括第一驱动装置121，第一驱动装置121通过第一传动装置122控制维护门1自动关闭与打开，第一驱动装置121为电机，电机的输出端通过第一联轴器与第一蜗轮蜗杆装置124相连，第一传动装置122包括相互啮合的第一、第二齿轮1221、1222，第一齿轮1221与第一蜗轮蜗杆装置124中的蜗轮同轴相连，第二齿轮1222与维护门转盘125同轴相连，维护门转盘125沿其周向均布有若干维护门转臂126，维护门转臂126的另一端连接有维护门连杆127，维护门转臂126分别与维护门转盘125及维护门连杆127铰接相连，维护门连杆127上设有第一移动轴承128，移动门连杆127可沿第一移动轴承128限定的方向移动。

进一步的，如图4、图5所示，对接门自动连接与分离系统22包括第二驱动装置221，第二驱动装置221通过第二传动装置222控制对接门2自动连接与分离，第二驱动装置221为液压马达，液压马达的输出端通过第二联轴器与第二蜗轮蜗杆装置224相连，第二传动装置222包括相互啮合的第三、第四齿轮2221、2222，第三齿轮2221与第二蜗轮蜗杆装置224中的蜗轮同轴相连，第四齿轮2222与对接门转盘225同轴相连，对接门转盘225沿其周向均布有若干对接门转臂226，对接门转臂226的另一端连接有对接门连杆227，对接门转臂226分别与对接门转盘225及对接门连杆227铰接相连，对接门连杆227上设有第二移动轴承228，对接门连杆227可沿第二移动轴承228限定的方向移动，对接门体21上还设有对接连接杆26，维护门体上设有与对接连接杆相配合的对接连接孔，对接连接杆26用于对接门2及维护门1的连接与支撑。

进一步的，如图6所示，双密封门提升系统31包括第三驱动装置311，固定在运输车车厢4内用于支撑双密封门5的导轨312，固定在对接门上的转接件313及与转接件313固定连接并与导轨312构成滚动配合的转动滚轮314，第三驱动装置311包括与转接件313铰接相连并固定安装于运输车车厢4内的水平移动缸体3111及与转接件313铰接相连并同时与运输车车厢4铰接相连的转动移动缸体3112，转动滚轮314沿导轨312限定的方向带动双密封门5移动。

具体地说，真空室在完成日常工作任务时，维护门1密封真空室窗口，即电源对接模块14与真空室的电源对接，维护门控制模块13控制维护门自动关闭与打开系统12，使维护门体11密封真空室，此时维护门1与真空室窗口之间呈锁紧状态；维护作业时，第一传感器15提供双密封门与真空室对接完成信号，第一无线通讯模块16可提供遥控操作或与对接门控制模块23共同完成双密封门的连接与分离控制。

在进行维护作业前，维护门1密封真空室窗口，对接门2密封运输车车厢；进行维护作业时，运输车与真空室对接并对外密封，对接门2与维护门1自动连接，维护门1自动打开，通过双密封门开/关系统3将双密封门5移动到运输车车厢4内部上方，使真空室与运输车连通；维护作业完成后，首先通过双密封门开/关系统3将双密封门5移动到与真空室窗口对接的位置，维护门1自动关闭，对接门2与维护门1自动分离，此时，维护门1与对接门2分别密封真空室窗口和运输车车厢，运输车与真空室窗口脱离并移动到任务指定位置。

维护门控制模块13控制第一驱动装置121转动，通过第一蜗轮蜗杆装置124及第一传动装置122使维护门转盘125正转，利用维护门转臂126带动维护门连杆127沿第一移动轴承128伸长到真空室窗口的插孔中关闭维护门，利用真空室窗口的反作用力压紧并密封真空室窗口；当第一驱动装置121反转时，将带动维护门连杆127沿第一移动轴承128收缩，从真空室窗口的插孔中脱出，打开维护门。

当对接连接杆26对接到维护门体11上的对接连接孔19中，对接门控制模块23控制第二驱动装置221转动，通过第二蜗轮蜗杆装置224及第二传动装置222使对接门转盘225正转，利用对接门转臂226带动对接门连杆227沿第二移动轴承228伸长，穿过维护门1上的插孔18进入到对接门2的盲孔中，利用对接门2的反作用力使对接门2与维护门1压紧并密封，自动连接在一起；当第二驱动装置221反转时，将带动对接门连杆227沿第二移动轴承228收缩，从维护门1上的插孔18中脱出，自动将维护门1与对接门2分离。

当运输车对接到真空室窗口上，对接门2与维护门1自动连接成双密封门5，维护门1自动打开后，双密封门开/关控制模块33控制水平移动缸体3111主动拖动，转动移动缸体3112辅助运动，将双密封门5沿导轨312移动到运输车车厢4内部上方；当维护作业完成后，双密封门开/关控制模块33控制水平移动缸体3111主动推动，转动移动缸体3112辅助运动，将双密封门5沿导轨312移动到与真空室窗口对接的位置。

具体工作过程如下：

真空室在正常状态下，由维护门密封真空室窗口，电源对接模块为维护门电控系统提供电源，维护门自动关闭与打开系统可以自动地获取第一传感器的信息，自主地控制维护门关闭与打开，维护门控制模块还可以通过第一无线通讯模块与运输车总控制系统、对接门自动连接与分离系统、双密封门开/关系统和其他子控制系统完成信息交换与控制任务。

运输车车厢电源为对接门电控系统供电，对接门自动连接与分离系统从对接上的第二传感器自动获取信息，与维护门控制模块协作控制，自主完成对接门与维护门的连接与分离。

运输车车厢电源为双密封门开/关电控系统供电，双密封门提升系统从导轨上的第三传感器自动获取信息，与对接门控制模块协作控制，自主完成双密封门的自动移动控制任务。

真空室需要进行维修、操作等作业时，运输车首先完成与真空室窗口的对接并密封，密封后，任务开始，对接门自动连接与分离系统自动采集对接门上第二传感器的信号，当维护门的凸对合面与对接门的凹对合面接触之后，控制液压马达正向旋转，经第二蜗轮蜗杆装置与第二传动装置两级传动，带动与第四齿轮同轴连接的对接门转盘转动，使对接门转臂带动对接门连杆沿第二移动轴承移动伸长，将对接门与维护门连接并密封。当对接门与维护门连接与密封完成后，对接门上的第二传感器反馈完成信号，维护门控制模块接收信号，控制电机反向旋转，经第一蜗轮蜗杆装置及第一传动装置两级传动，带动与第二齿轮同轴连接的维护门转盘转动，使维护门转臂带动维护门连杆沿第一移动轴承移动缩短，将真空室解除密封并打开维护门。当维护门打开运动完成后，维护门上的第一传感器反馈完成信号，双密封门开/关控制模块接收信号，控制两组水平移动缸体主动拖动，两组转动移动缸体辅助运动，以保持整个系统稳定可靠地将双密封门沿两组导轨限定的方向拖动到运输车车厢内部上方，此时真空室与运输车连通并对外密封。当双密封门移动到车厢内部上方运动完成后，导轨上的第三传感器反馈完成信号，车厢内部装备的移动作业机构进行维护、操作作业，任务完成后，反馈作业完成信号，双密封门提升系统接收信号，控制两组水平移动缸体主动推动，两组转动移动缸体辅助运动，使双密封门平稳地沿导轨限定的方向移动到车厢内部前方，并密封运输车车厢与真空室窗口。当双密封门移动到车厢内部前方这一运动完成时，导轨上的第三传感器反馈完成信号，维护门控制模块接收信号，控制电机正转，最终带动维护门连杆沿第一移动轴承移动伸长，密封真空室窗口并关闭维护门。当维护门关闭运动完成后，维护门上的第一传感器反馈完成信号，对接门自动连接与分离系统接收信号，控制液压马达反转，使对接门与维护门解除密封并分离。当对接门与维护门自动分离运动完成后，对接门上的第二传感器反馈完成信号，运输车控制系统接收信号，控制运输车与真空室解除密封并脱离，移动到指定位置，任务结束。

本发明的有益效果在于：1）可用于核环境下的遥控操作控制，提高了智能化水平。当真空室正常运转时，维护门既能单独驱动，保证真空室的日常密封，也可以自动打开或关闭，并且可以接收遥控操作命令，操作方便，智能性好；2）本发明采用模块化设计思想，使控制简便，易于实现自动控制；3）本发明易于实现自锁，同时采用蜗轮蜗杆传动方式相比于其他自锁方式易于实现，且安全性高，蜗轮蜗杆传动方式用于维护门与真空室窗口的密封、维护门与对接门的连接，提高了对接与连接过程中可靠性和安全性；4）采用主动独立锁紧方式，提高了本发明的适用范围，尤其对真空、高温、辐射等极限环境下要求的各种特殊材料，具有广泛的适用性。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。