專利名稱：球體元件專用防崩裂夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種球體元件專用防崩裂夾具，特別涉及一種高溫氣冷堆基體石墨球抗壓強度實驗的專用防崩裂夾具。
背景技術(shù)：
目前，我國球床式高溫氣冷堆采用球形燃料元件，其在堆內(nèi)會受到一定的壓力，在不利條件下甚至有可能破裂，因此球形燃料元件的抗壓強度要滿足設(shè)計要求，必須準(zhǔn)確測量和嚴(yán)格控制。球形燃料元件抗壓強度定義為基體石墨球在上下兩個平板之間，在受力狀態(tài)下破壞載荷。球形燃料元件生產(chǎn)中有大量基體石墨球樣品，要求快速測量，因此實驗的安全性和粉塵碎屑污染需要嚴(yán)格控制。但是現(xiàn)有的基體石墨球抗壓強度實驗過程存在樣品瞬間崩裂，碎片飛濺，操作安全性差，粉塵碎屑污染大等缺點
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種球體元件專用防崩裂夾具，以克服現(xiàn)有的基體石墨球抗壓強度實驗過程中的樣品瞬間崩裂時碎片飛濺，操作安全性差，粉塵碎屑污染大的缺點。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種球體元件專用防崩裂夾具，包括外筒和設(shè)置于外筒內(nèi)部的內(nèi)筒，所述外筒為環(huán)形，在所述外筒內(nèi)壁的底部環(huán)向設(shè)有底座，所述底座的端部與所述內(nèi)筒的外壁接觸，所述外筒可相對所述內(nèi)筒上下移動；所述內(nèi)筒由兩個半圓形筒組成，球體元件放置于所述內(nèi)筒中并被所述內(nèi)筒固定位置。進(jìn)一步地，所述外筒的筒壁上還設(shè)有觀察窗。進(jìn)一步地，所述外筒位于底座下方部分的內(nèi)壁和所述底座的下表面均與下平板壓頭接觸。進(jìn)一步地，所述外筒位于底座上方部分的高度比球體元件的直徑小2mm-15mm。進(jìn)一步地，所述內(nèi)筒的高度大于球體元件的半徑并且小于球體元件的直徑。進(jìn)一步地,所述內(nèi)筒的內(nèi)徑比球體元件的直徑大0. lmm-5mm。(三)有益效果本發(fā)明提供的球體元件專用防崩裂夾具，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。通過與平板壓頭配合使用，內(nèi)筒使球體元件準(zhǔn)確定位，外筒有效防止球體元件崩裂，不僅提高了實驗的安全性，還保證了實驗環(huán)境免受粉塵和碎屑污染。


圖I為本發(fā)明實施例球體元件專用防崩裂夾具工作狀態(tài)示意圖。
附圖標(biāo)記I :外筒；2 :內(nèi)筒；3 :觀察窗；4 :下平板壓頭；5 :基體石墨球；6 :上平板壓頭。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。參見圖1，本發(fā)明提供的球體元件專用防崩裂夾具包括外筒I和設(shè)置于外筒I內(nèi)部的內(nèi)筒2，外筒I為環(huán)形，在外筒I內(nèi)壁的底部環(huán)向設(shè)有底座，底座的端部與所述內(nèi)筒2的外壁接觸，外筒I可相對內(nèi)筒2上下移動；內(nèi)筒2由兩個半圓形筒組成，球體元件放置于內(nèi)筒2中并被內(nèi)筒2固定位置。具體的，球體元件以基體石墨球5為例進(jìn)行說明，外筒I用于防止抗壓實驗過程中基體石墨球5的石墨碎片的迸出；內(nèi)筒2用于抗壓實驗時基體石墨球5的定位，外筒I和內(nèi) 筒2均為實體結(jié)構(gòu)，非空心結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，外筒I為一體式設(shè)置，為圓柱形；內(nèi)筒2為分體式結(jié)構(gòu)，其由兩個半圓形筒組成，且兩個半圓形筒之間無任何連接，這種分體結(jié)構(gòu)方便于兩個半圓筒的合并以及分開取出，通過兩個半圓形筒的合并對基體石墨球5進(jìn)行定位,定位成功后，通過兩個半圓形筒的分開以方便取出內(nèi)筒2。使用時，該夾具放置于下平板壓頭4上，底座的下表面與下平板壓頭4的上表面接觸，保證外筒I牢固地放置于下平板壓頭4上方，外筒I位于底座下方部分的內(nèi)壁與下平板壓頭4的側(cè)面接觸。外筒I和內(nèi)筒2均為活動件，這樣設(shè)置便于內(nèi)筒2從外筒I中拆分出來。其中，外筒I的筒上鑲嵌有透明觀察窗3，以便于實時觀察抗壓實驗過程中基體石墨球5的形狀變化。觀察窗3可為圓形，橢圓形，正方形的或其它形狀。其中，外筒I可為圓環(huán)形、長方形，正方形，或其他環(huán)形形狀。其中，外筒I位于底座上方部分的高度要小于球體元件的直徑，且最好接近球體元件的直徑，一般比球體元件的直徑小2mm-15mm。其中，內(nèi)筒2的高度大于球體元件的半徑并且小于其直徑。內(nèi)筒2的高度比基體石墨球5的直徑小2mm-28mm，內(nèi)筒2和外筒I的高度可以相同也可以不同。其中，內(nèi)筒2的壁厚可根據(jù)其內(nèi)的球體元件的尺寸和密度具體設(shè)置，一般為5mm-25mm0其中，內(nèi)筒2的內(nèi)徑應(yīng)大于球體元件的直徑。內(nèi)筒2的內(nèi)徑可比基體石墨球5直徑大 0. lmm-5mm。其中，內(nèi)筒2和外筒I的材料均可為有機玻璃、304不銹鋼、金屬材料或其他材料。優(yōu)選金屬材料，其結(jié)構(gòu)強度大，穩(wěn)定性高，能夠有效防止基體石墨球5的崩裂。其中，內(nèi)筒2和外筒I材料表面粗糙度不大于某一閾值(比如，閾值可設(shè)為6.3等)，內(nèi)筒2和外筒I表面相對光滑有助于減小外筒I和內(nèi)筒2相對移動時的摩擦。需要說明的是，本夾具適用于任何球體元件，包括基體石墨球5、陶瓷球、以及其他無機非金屬材料、復(fù)合材料等壓制成的球體元件，均都能達(dá)到防崩裂的目的。本發(fā)明提供的球體元件專用防崩裂夾具，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。通過與平板壓頭配合使用，內(nèi)筒2使球體元件準(zhǔn)確定位，外筒I有效防止球體元件崩裂；設(shè)置觀察窗3還便于實時觀察抗壓實驗過程中基體石墨球5的形狀變化。該夾具不僅提高了實驗的安全性，還保證了實驗環(huán)境免受粉塵和碎屑污染。下面具體以基體石墨球5為例，說明其在抗壓強度實驗中的使用方法，具體如下(I)將基體石墨球5放置于將本實施例所述的球體元件專用防崩裂夾具的內(nèi)筒2中并進(jìn)行定位。(2)將外筒I安裝到下平板壓頭4上，使底座的下表面與下平板壓頭4的上表面接觸，外筒I下端的內(nèi)壁與下平板壓頭4的側(cè)面接觸，這樣保證了外筒I牢固放置于下平板壓頭4上。(3)開啟實驗所用設(shè)備；(4)手動操作設(shè)備控制儀表的位移鍵，當(dāng)上平板壓頭6接觸基體石墨球5并有少量載荷時，停止手動設(shè)置，此時基體石墨球5的頂部被上平板壓頭6壓住而無法移動，因此基體石墨球5被牢固的固定住。 (5)向上移動外筒1，當(dāng)外筒I的底部高于內(nèi)筒2的頂部時，取出內(nèi)筒2，然后放下外筒1，此時基體石墨球5位于由上平板壓頭6、下平板壓頭4和外筒I共同圍成的內(nèi)部空間中。(6)繼續(xù)對基體石墨球5進(jìn)行壓縮，直到實驗結(jié)束。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，包括外筒和設(shè)置于外筒內(nèi)部的內(nèi)筒，所述外筒為環(huán)形，在所述外筒內(nèi)壁的底部環(huán)向設(shè)有底座，所述底座的端部與所述內(nèi)筒的外壁接觸，所述外筒可相對所述內(nèi)筒上下移動；所述內(nèi)筒由兩個半圓形筒組成，球體元件放置于所述內(nèi)筒中并被所述內(nèi)筒固定位置。
2.如權(quán)利要求I所述的球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，所述外筒的筒壁上還設(shè)有觀察窗。
3.如權(quán)利要求I所述的球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，所述外筒位于底座下方部分的內(nèi)壁和所述底座的下表面均與下平板壓頭接觸。
4.如權(quán)利要求I所述的球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，所述外筒位于底座上方部分的高度比球體元件的直徑小2mm-15mm。
5.如權(quán)利要求I所述的球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，所述內(nèi)筒的高度大于球體元件的半徑并且小于球體元件的直徑。
6.如權(quán)利要求I所述的球體元件專用防崩裂夾具，其特征在于，所述內(nèi)筒的內(nèi)徑比球體元件的直徑大O. lmm-5mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種球體元件專用防崩裂夾具，特別涉及一種高溫氣冷堆基體石墨球抗壓強度實驗的專用防崩裂夾具。該夾具包括外筒和設(shè)置于外筒內(nèi)部的內(nèi)筒，所述外筒為環(huán)形，在所述外筒內(nèi)壁的底部環(huán)向設(shè)有底座，所述底座的端部與所述內(nèi)筒的外壁接觸，所述外筒可相對所述內(nèi)筒上下移動；所述內(nèi)筒由兩個半圓形筒組成，球體元件放置于所述內(nèi)筒中并被所述內(nèi)筒固定位置。本發(fā)明提供的球體元件專用防崩裂夾具，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，通過與平板壓頭配合使用，內(nèi)筒使球體元件準(zhǔn)確定位，外筒有效防止球體元件崩裂，不僅提高了實驗的安全性，還保證了實驗環(huán)境免受粉塵和碎屑污染。
文檔編號G01N3/04GK102967505SQ201210455249
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月13日
發(fā)明者張凱紅, 趙宏生, 劉小雪, 李自強, 唐春和 申請人:清華大學(xué)