ITER导体收缆系统

摘要

本发明公开了一种ITER导体收缆系统，包括有收缆弹变安全保护机构、预弯机、多功能弧形台架、收缆筒、旋转升降平台以及总控系统构成，所述收缆弹变安全保护机构，收缆弹变安全保护机构是由水平支撑轮组、安全防弹变机构、缩径机端保护轮构成，安全防弹变机构包括有压合于导体上的弹性设置的滚压轮、位于导体外侧的张力传感器。本发明主动设备进行速度同步控制，使各个设备协同运行，保证ITER导体收缆连续、稳定的进行，通过位移传感器对主动机构的实时监测和总控系统的实时反馈调节，实现对ITER导体的连续、稳定、均匀的收绕。

权利要求

1.ITER导体收缆系统，其特征在于：由收缆弹变安全保护机构、预弯机、多功能弧形台架、收缆筒、旋转升降平台以及总控系统构成，所述收缆弹变安全保护机构是由水平支撑轮组、安全防弹变机构、缩径机端保护轮构成，安全防弹变机构包括有压合于导体上的弹性设置的滚压轮、位于导体外侧的张力传感器；所述的预弯机是由直线排布的驱动轮、定轮、从动轮构成，驱动轮通过带有减速器的电机带动；多功能弧形台架具有两个导体水平支撑轮、直线段弧形整形轮、收缆防松轮分别靠合于收揽筒的侧壁；导体水平支撑轮上安装有导体弧形位移传感器；收缆筒放置于旋转升降平台上，收缆筒下部两侧分别设有导体夹板，导体夹板下方连接有高度调节支撑座，旋转升降平台回转转动一周，收缆筒上绕置的线圈螺距

20MM～60MM；所述的总控系统的PLC模块与预弯机、缩径机的变频器的控制连接。

说明书

ITER导体收缆系统

技术领域

[0001] 本发明主要涉及ITER导体制造过程中工装，具体的说是一种将ITER导体进行预弯收绕的机构。

背景技术

[0002] 随着核聚变技术的发展，ITER项目在全球范围内广泛开展，ITER导体也逐步得到应用。在ITER导体的制造过程中，需要先将导体进行缩径，然后依次将导体进行预弯和收绕，以便进行检测和运输。导体在预弯和收绕的过程中，由于多机同步联动，设备之间一定存在不同步的因素，如：电机传动齿轮误差、各个主动传动节点轮径制造误差、旋转升降平台大质量运动惯量等，这些误差将造成导体运动不同步，使设备受到损坏，导体受到损伤。

[0003] 设计ITER导体收缆系统设备及工艺目的旨在解决上述导体运行不同步所带来的危险，从而实现对导体的连续性、均匀性的收绕，为ITER项目的顺利实施提供有力支持。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种ITER导体收缆系统，主动设备进行速度同步控制，使各个设备协同运行，保证ITER导体收缆连续、稳定的进行，通过位移传感器对主动机构的实时监测和总控系统的实时反馈调节，实现对ITER导体的连续、稳定、均匀的收绕。

[0005] 本发明采用的技术方案如下：

[0006] ITER导体收缆系统，包括有收缆弹变安全保护机构、预弯机、多功能弧形台架、收缆筒、旋转升降平台以及总控系统构成，所述收缆弹变安全保护机构，收缆弹变安全保护机构是由水平支撑轮组、安全防弹变机构、缩径机端保护轮构成，安全防弹变机构包括有压合于导体上的弹性设置的滚压轮、位于导体外侧的张力传感器；所述的预弯机是由直线排布的驱动轮、定轮、从动轮构成，驱动轮通过带有减速器的电机带动；多功能弧形台架具有两个导体水平支撑轮、直线段弧形整形轮、收缆防松轮分别靠合于收揽筒的侧壁；导体水平支撑轮上安装有导体弧形位移传感器；收缆筒放置于旋转升降平台上，收缆筒下部两侧分别设有导体夹板，导体夹板下方连接有高度调节支撑座，旋转升降平台回转转动一周，收揽筒上绕置的线圈螺距20MM～60MM。

[0007] 所述的总控系统的PLC模块与预弯机、缩径机的变频器的控制连接。

[0008] ITER导体收缆系统设备及工艺，它由收缆弹变安全保护机构、预弯机、多功能弧形台架、收缆筒、旋转升降平台以及总控系统六个部分组成。它在ITER导体缩径成型后，首先使导体进入弹变安全保护机构，使导体水平推出大圆弧弹性变形区域，通过位移传感器测量导体弧形位置状态，反馈控制各主动机构进行传动速度误差补偿；然后让导体进入预弯机，通过压力传感器确定导体预弯的压力，通过进压轮标尺，确定导体预弯半径的大小，对导体进行主动预弯；在导体通过多功能弧形台架时，利用位移传感器监测预弯机速度，利用50T整形装置对导体直线段进行弧形整形，使用导体收缆防松轮将导体的前端固定在收缆筒上，最后通过旋转升降平台的旋转升降运动完成对导体的收绕。总控系统对上述各个主动设备进行同步协调控制。

[0009] 所述收缆弹变安全保护机构作用于导体的中心高度距地面为800mm，设置弹变台架的弹变跟踪轮组有效调整距离为1500mm；设置弹变台架设置标尺，跟踪轮组上安装的位移传感器的有效测量范围为±70mm；设置直线保护轮组，采用杠杆原理限制导体形变对缩径机、预弯机产生的不良影响；设置导体水平支撑轮组有效支撑范围为1000mm；设置预弯机端导体直线保护轮组具有旋转功能，有利于导体的引入和引出；设置预弯和收缆之间同样设置位移传感器实时监控，有效测量范围±35mm。

[0010] 所述的预弯机设置主动轮进给速度0.5M/MIN～3M/MIN；输送扭矩0.1T/M；设置压弯轮压弯能力8T/M；设置预弯轮座设置压力传感器，实时监控预弯压力的大小；预弯机构设置成机架角度可转，满足三条线不同位置的使用要求。

[0011] 所述的多功能弧形台架设置有导体水平支撑两处；设置导体弧形位移传感器；设置50T导体直线段弧形整形轮；设置导体收缆防松轮。

[0012] 所述的收缆筒设置收缆筒收缆内径4M，能满足导体截面52*52MM2的960M长度的收缆；设置收缆筒支撑柱不圆度＜3MM，不垂直度＜3MM，上下转动灵活；设置支撑柱具有向上转动向心收缩功能，支撑柱侧挡间隙0.5MM；设置收缆筒上部具有抵抗3T/M扭矩的强度；设置收缆筒主体骨架表面进行防锈处理；设置收缆筒下部设置有两处导体夹板，两处处高度可调支撑座。

[0013] 所述的旋转升降平台设置旋转平台直径5.6M，旋转平台平面与地面高度0.5M；设置平台升降高度5.6M；设置旋转平台承载重量36T；设置平台旋转线速度：0.5M/MIN～
3M/MIN；(指4M直径上的)；设置下降速度：20MM～60MM/R(回转平台转动一周、线圈螺距
20MM～60MM)；设置旋转升降平台最高位置能承受：3T/M的弯矩，最低位置能承受：18T/M的弯矩，弯矩状态为逐渐增加并与收绕过程各主动机构的同步状态有关；设置升降和旋转可分别单独手动操控；操控方式设置为随机手动操控、程序控制、随机设定三种方式。

[0014] 所述的总控系统设置PLC实现对升降、旋转以及预弯三台变频器的控制；设置PLC实现对TF和PF两台缩径机的变频器的控制；设置STEP7编程环境，使用梯形图编程，实现对电机的启动、停止以及转速调节的控制；设置WINCC编程环境；设置数据库系统是微软的SQL2000。

[0015] 本发明的有益效果如下：

[0016] 本发明意义重大，实现简单，整个收缆系统设备的各个主动机构都工作在不同的工作位置，便于安装调试。通过收缆弹变安全保护机构的工作，能够控制导体的水平弹变状态，并标定导体弹变弧形的理想位置；通过预弯机的工作，能够确定导体的弯曲半径，并记录导体达到弯曲半径时的压力大小；通过多功能弧形台架的工作，将导体固定在收缆筒上，并能够控制导体直线段时的变形；通过收缆筒和旋转升降平台的工作，完成对导体的收绕。通过位移传感器对主动机构的实时监测和总控系统的实时反馈调节，实现对ITER导体的连续、稳定、均匀的收绕。

附图说明

[0017] 图1为本发明的安装布局图。

[0018] 图2为预弯机结构示意图。

[0019] 图3为多功能弧形台架结构示意图。

[0020] 图4为收缆筒结构示意图。

具体实施方式

[0021] 参见附图，ITER导体收缆系统，包括有收缆弹变安全保护机构1、预弯机2、多功能弧形台架3、收缆筒4、旋转升降平台5以及总控系统构成，所述收缆弹变安全保护机构，收缆弹变安全保护机构是由水平支撑轮组13、安全防弹变机构6、缩径机端保护轮7构成，安全防弹变机构包括有压合于导体8上的弹性设置的滚压轮、位于导体外侧的张力传感器9；预弯机是由直线排布的驱动轮10、定轮11、从动轮12构成，驱动轮通过带有减速器的电机
14带动；多功能弧形台架具有两个导体水平支撑轮、直线段弧形整形轮、收缆防松轮分别靠合于收揽筒的侧壁；导体水平支撑轮上安装有导体弧形位移传感器；收缆筒放置于旋转升降平台上，收缆筒下部两侧分别设有导体夹板，导体夹板下方连接有高度调节支撑座，旋转升降平台回转转动一周，收揽筒上绕置的线圈螺距20MM～60MM。

[0022] 所述的总控系统的PLC模块与预弯机、缩径机的变频器的控制连接。

[0023] ITER导体收缆系统设备及工艺如下：导体出缩径机后首先进入收缆弹变安全保护机构，进入预弯机，再进入多功能弧形台架，再进入收缆筒，再进入旋转升降平台，在这整个过程中，总控系统开启并协同参与。导体在通过收缆弹变安全保护机构后，此时导体在整个机构的作用下已被水平顶出拱高1.5M的大圆弧并得到各种轮组有效的支持。这时将导体弧形顶端设置的导体弧形位移传感器测量装置调整到与导体接触状态，此刻铠装超导导体收缆弹变安全保护机构便开始进行实时监控作用。

[0024] 在导体进入预弯机后，在预弯机的导体进入端设置导体托架，可以稳定导体的进入；设计预弯机架成T形结构，能够最大限度的靠近收缆筒，有利导体的收缆；预弯机的动轮上安装压力传感器用于记录达到导体弯曲半径时的压力；同时在进压轮的位置安装标尺，确定导体的弯曲半径。

[0025] 在导体进入多功能弧形台架后，设置导体收缆放松轮，防止收缆过程中导体松动；设置两处导体水平支撑，用于水平支撑导体；在导体弧形位置设置位移传感器，同步预弯机与其他主动机构的速度；设置50T导体直线段弧形整形机构，用于对导体直线段进行弧形整形；整个多功能弧形台架结构简洁，弧形展开面积大，有利于设置多工位不同功能的机构。

[0026] 在导体进入收缆筒后，设置收缆筒内径4M，能满足导体截面52*52MM2的960M长度的收缆；设置收缆筒支撑柱不圆度＜3MM、不垂直度＜3MM，上下转动灵活；设置收缆筒上部具有抵抗3T/M扭矩的强度；收缆筒下部设置有2处导体夹板，12处高度可调支撑座；收缆筒是收绕导体的载体、承受一定的扭转力和倾覆力矩、结构较为庞大。在导体需要吊出时，圆周12根导体支撑柱具有向心收缩功能，能够脱离与导体的接触。

[0027] 在导体进入旋转升降平台后，设置旋转平台直径5.6M，旋转平台平面与地面高度0.5M；设置平台升降高度5.6M；设置旋转平台承载重量36T；设置平台旋转线速度：0.5M/MIN～3M/MIN(指4M直径上的)、下降速度：20MM～60MM/R(回转平台转动一周、线圈螺距
20MM～60MM)；旋转升降平台最高位置能承受：3T/M的弯矩，最低位置能承受：18T/M的弯矩，弯矩状态为逐渐增加并与收绕过程各主动机构的同步状态有关；升降平台最高位置设锁定机构，中间任意位置能可靠停止，最低位置支撑有减震机构，底部有1.7M维修空间；旋转升降平台承载着收缆筒做旋转和下降运动完成导体的收缆。

[0028] 总控系统对上述各个主动设备进行速度同步控制，使各个设备协同运行，保证ITER导体收缆连续、稳定的进行。