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[发明专利]用于压模与压件分离、清理、转移及压件检测的自动化设备-CN202310780367.9在审
发明人：张杰;刘兵;周湘文;唐亚平;王玮 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B22D17/32 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于压模与压件分离、清理、转移及压件检测的自动化设备，其中，翻转机构、取放机构和真空吸盘机构完成压模与压件的分离，第一清理机构完成压模的上盖及上半模的清理，翻转机构完成压模的下半模的清理，第二清理机构完成压件的清理通过，取放机构及第一输送轨道、第二输送轨道完成压模的转移，真空吸盘机构完成压件的转移，检测机构完成压件检测。本发明可以实现粉体压制过程压模与压件的分离、压件的检测及转移、压件与压模的清理、上半模与下半模的合模、上盖和上半模及下半模的转移的自动化，并且将不合格的压件和清理的粉尘、颗粒及残渣集中到回收机构中，生产效率高，劳动强度低，避免了生产过程粉尘造成的环境污染。
用于分离清理转移检测自动化设备

[发明专利]球形燃料元件及其制备方法-CN202310721073.9在审
发明人：张杰;周湘文;刘兵;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-06-16 - 公布日： 2023-09-15 - 主分类号： G21C21/16 文献下载
摘要：本发明属于核燃料技术领域，提供了一种球形燃料元件及其制备方法，该方法包括：提供包含天然石墨粉和人造石墨的干粉混料；将含粘合剂的溶液喷洒于干粉混料上，经混捏、造粒、干燥、粉碎，均混后得到预制物料；将所述预制物料和核燃料均混后进行芯球压制，得到芯球，再将所述芯球放入装填有预制物料的球坯成型模具，进行球坯压制，得到燃料元件球坯；将所述燃料元件球坯进行热处理，经车削得到球形燃料元件。该方法的生产效率高，球形燃料元件成品率高，且满足使用要求。
球形燃料元件及其制备方法

[发明专利]自动上下料的包装物自动拆解与分离设备-CN202310621820.1在审
发明人：张杰;刘兵;周湘文;叶丽古玛;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-09-01 - 主分类号： B65B69/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种自动上下料的包装物自动拆解与分离设备，包括自动吸附转移机构、定位放置及输送机构、自动拆解机构、分离机构等，自动吸附转移机构用于将包装物转移至定位放置及输送机构的定位孔中；自动拆解机构包括压爪机构和切刀机构，压爪机构用于使定位孔处的包装物的包装袋的变形折叠边部伸展并将伸展后的边部压紧在定位放置及输送机构上，切刀机构用于对包装袋进行切割，同时使工件从切割的包装袋内分离；分离机构用于使定位孔处切割的包装袋与定位放置及输送机构分离并收集切割的包装袋。本发明不仅适用于包装袋边部变形大的包装袋的拆解，还适用于工件周围的包装袋边部折叠成90度的包装袋的拆解，在提高成品率的同时，拆解的成功率可达100％。
自动上下包装拆解分离设备

[发明专利]一种球形燃料元件的制备方法-CN202111021704.3在审
发明人： 周湘文;刘兵;张杰;卢振明;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2021-09-01 - 公布日： 2023-03-03 - 主分类号： G21C21/16 文献下载
摘要：本发明涉及一种球形燃料元件的制备方法，其包括：(1)将基体石墨粉和穿衣燃料颗粒压制成球形燃料元件球坯；(2)将球形燃料元件球坯车削至椭球；以及(3)将车削后获得的椭球型燃料元件球坯进行低温炭化和高温纯化；其中，所述基体石墨粉具有特定的参数，并且，优选地，所述低温炭化和高温纯化在同一加热设备中进行连续热处理。本发明通过改变车削和低温炭化顺序，可以实现基体石墨的回收利用；此外，根据本发明的球形燃料元件的制备方法可实现低温炭化和高温纯化在同一设备内连续进行，减少物料倒运，热处理时间大大缩短，生产效率显著提高。
一种球形燃料元件制备方法

[发明专利]一种球形燃料颗粒振动分选装置-CN202010144979.5有效
发明人： 周湘文;刘兵;刘马林;赵兴宇;卢振明;张杰;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-03-04 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： B07B1/28 文献下载
摘要：本发明的一种球形燃料颗粒振动分选装置，进料系统的料仓通过螺旋振动进料器与下料分散装置连接，下料分散装置与振动分选系统连接；振动分选系统的台面角度调节装置包括配重支架、调节把手和万向节，双振动器的底部设置在配重支架上，双振动器的顶部设有振动器连接板，振动分选台面的底部设有台面连接板，振动器连接板固定设置在台面连接板的下表面；接料盒的底部支撑在配重支架上，接料盒的盒体延伸至振动分选台面的外边缘外。进料系统可以将物料均匀精准的供给振动分选台面，台面角度调节装置可以方便快捷的调节倾斜角度，双振动器、振动器连接板和台面连接板可以将均匀的振动最大限度传递至振动分选台面，高效稳定地对颗粒进行分选。
一种球形燃料颗粒振动分选装置

[发明专利]一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统-CN201911116715.2有效
发明人：卢振明;李江华;周湘文;张杰;刘兵;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-11-15 - 公布日： 2022-11-01 - 主分类号： B08B3/08 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于流化床的穿衣颗粒不合格品回收系统，包括流化装置、溶剂供给装置和洗液回收装置，所述流化装置包括流化罐和供气装置，供气装置和洗液回收装置分别与流化罐的底部连接，溶剂供给装置与流化罐的顶部连接，流化罐的顶部还设有进料口和流化罐出气管路，所述流化罐内的底部设有过滤网。采用气体对穿衣颗粒不合格品进行搅拌，可以减少穿衣颗粒不合格品的机械损伤，减少溶剂的用量，且溶剂在系统内循环使用，有效降低能耗。清洗及烘干过程都在流化罐中进行，减少了放射性物料的转移。流化罐可以采用多路并联方式，满足多批次穿衣颗粒不合格品外层基体的清洗，能满足规模生产的需求。
一种基于流化床穿衣颗粒合格品回收系统

[实用新型]球形燃料元件连续低温炭化设备-CN202123422090.8有效
发明人：田久程;于文杰;刘博;陈文岩;张璇;李利斌;刘逸波;丰利娟;周湘文;刘兵 -专利权人：中核北方核燃料元件有限公司;清华大学
申请日： 2021-12-31 - 公布日： 2022-08-19 - 主分类号： F27B9/16 文献下载
摘要：本实用新型涉及核燃料元件热处理技术领域，尤其涉及球形燃料元件连续低温炭化设备。所述球形燃料元件连续低温炭化设备中，进料室，进料过渡室，加热室，冷却过渡室，冷却室，出料室依次连接，所述料车返回单元连接进料室与出料室；所述加热室内设置气流循环系统；尾气处理系统通过管道与加热室顶部连接；进料室，进料过渡室，气流循环系统，加热室，冷却过渡室，冷却室，出料室，料车返回单元，尾气处理系统均受电控系统控制。本实用新型可连续对球形燃料元件进行加工，提高了生产效率及炭化效果。
球形燃料元件连续低温炭化设备

[发明专利]一种球形燃料元件无燃料区预成型下半模的加粉造窝装置-CN202010190230.4有效
发明人：刘兵;张杰;周湘文;卢振明;唐亚平;史小龙 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-03-18 - 公布日： 2022-05-06 - 主分类号： G21C21/02 文献下载
摘要：本发明的一种球形燃料元件无燃料区预成型下半模的加粉造窝装置，粉末料仓固定设置在机架顶部，导料装置的顶端与粉末料仓的底部下料口紧密连接，导料装置下方的机架上设有加粉工位和造窝工位，成型下模放置在加粉工位上；模具上盖总成的加粉位部设置在成型下模的上方，导料装置的底部通过加粉位部与成型下模连接，模具上盖总成的造窝位部的底部固定连接球形造窝头。导料装置的上导料管、直料管和下导料管之间通过筛网旋转，实现定量给料，且给料均匀松散，加料过程中，模具上盖总成始终在成型下模上方，防止基体石墨粉的外溢，保护生产车间环境。加粉完成后在造窝工位进行造窝，多个工位同时完成多个成型下模的加粉和造窝，大大提高了生产效率。
一种球形燃料元件成型下半模加粉造窝装置

[发明专利]一种用于球形核燃料颗粒的基体粉涂敷设备及工艺方法-CN202110058041.6有效
发明人：卢振明;李江华;刘兵;周湘文;张杰 -专利权人：清华大学;武汉科技大学
申请日： 2021-01-15 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： B01J2/00 文献下载
摘要：本申请提供了一种用于球形核燃料颗粒的基体粉涂敷设备及工艺方法，包括涂敷主机、基体粉供给机构、湿润剂输送机构、排风除尘机构及热风机构；其中，所述涂敷主机包括穿衣锅、与所述穿衣锅传动连接的驱动机构和机架，所述穿衣锅的锅体在所述驱动机构的带动下绕水平轴线可转动地安装于所述机架；所述锅体为无孔结构；所述基体粉供给机构的输出端、所述湿润剂输送机构的输出端、所述排风除尘机构的输出端以及所述热风机构的输出端均穿入所述穿衣锅的锅体。本发明所提供的用于球形核燃料颗粒的基体粉涂敷设备和工艺方法，解决了现有技术存在的设备无法满足产能扩大需求的技术问题。
一种用于球形核燃料颗粒基体敷设工艺方法

[发明专利]一种球形燃料元件球坯的制备方法-CN201811619914.0有效
发明人：张杰;刘兵;卢振明;周湘文;宋晶;刘世福;王磊;唐亚平;唐春和;张作义 -专利权人：清华大学
申请日： 2018-12-28 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G21C21/10 文献下载
摘要：本发明实施例涉及一种球形燃料元件球坯的制备方法，该制备方法包括以下步骤：将橡胶模具放在压制设备的模腔中，并且所述橡胶模具中装满基体石墨粉和位于基体石墨粉中心部位的穿衣颗粒，在压制设备中进行预压获得预压体；将从橡胶模具中取出的预压体真空密封包装，获得经过真空包装的单独预压体；将真空包装后的单独预压体放入等静压机的液缸内，进行等静压压制。本制备方法采用等静压压制的方式简单便捷，一次压制可制备多个球坯，并且在压制过程中球坯受力均匀，产品性能均一。
一种球形燃料元件制备方法

[发明专利]一种模腔定量加粉设备-CN202010358013.1有效
发明人：张杰;刘兵;卢振明;周湘文;唐亚平;唐春和 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-04-29 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： G21C21/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种模腔定量加粉设备，包括预压模具、机架；料仓安装于所述机架上，所述料仓的进料口与粉料输送管道相连通；加粉组件包括导料管组件和筛网组件，所述料仓的出料口通过所述导料管组件与所述预压模具的进料口相连通，以便所述料仓中的粉料经所述导料管组件传输至所述预压模具的模腔内；所述筛网组件可旋转地设置于所述导料管组件的管道内；振动机构的敲击件安装于所述敲击所述预压模具外，并敲击所述预压模具。筛网组件的转动能够保证给料尽量均匀，实现定量给料，且给料均匀松散；加料过程中，在加粉的同时敲击振动机构以一定的频率对模具进行振动敲击，使粉体均匀填充模腔各处，至粉体充满整个模具的模腔，提高了加粉均匀性。
一种定量设备

[发明专利]一种用于球形燃料元件燃料区的预成型装置及其预成型方法-CN201911148229.9有效
发明人：刘兵;张杰;卢振明;周湘文;史小龙;刘世福;唐亚平;王磊;李江华 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-11-21 - 公布日： 2022-01-28 - 主分类号： G21C21/02 文献下载
摘要：本发明涉一种用于球形燃料元件燃料区的预成型装置及其成型方法，包括上梁、工作台和多个加压工位，每个加压工位的电缸固定设置在上梁的底部，上压头通过压力传感器与电缸底部伸出的电缸活塞杆连接，模具钢套通过钢套拉杆与上压头连接，下压头固定设置在工作台上，模具放置在下压头上。该装置采用多个加压工位的设计，一次可以预成型多个球形燃料元件燃料区，大大提高产品的生产效率。采用电缸作为加压系统，可有效防止因采用液压系统产生的漏油和噪音问题，简化设备结构，节省空间；电缸的电缸活塞杆直线移动通过上压头对球形燃料元件燃料区施压，移动的距离和施加的压力可以精确控制，因此可以精确控制球形燃料元件燃料区的压制尺寸和压制压力。
一种用于球形燃料元件成型装置及其方法

[发明专利]一种核反应堆燃料元件用天然石墨粉及其制备方法-CN202010529696.2在审
发明人： 周湘文;刘兵;唐亚平;卢振明;张杰;王磊 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-06-11 - 公布日： 2021-12-17 - 主分类号： C01B32/215 文献下载
摘要：本发明实施例涉及核燃料领域，具体涉及一种核反应堆燃料元件用天然石墨粉及其制备方法。本发明实施例提供的核反应堆燃料元件用天然石墨粉的制备方法包括下述步骤：将天然石墨通过加料设备加入至机械粉碎设备中进行粉碎；在引风机的作用下，粉碎后的粉体从机械粉碎设备进入第一分级机，依次经过第一分级机和第二分级机进行两级分级处理，得天然石墨粉中间产品；高温提纯，得天然石墨粉。本发明提供的核反应堆燃料元件用天然石墨粉的制备方法，先粉碎、两级分级，再高温提纯，简化了工艺流程，在控制产品杂质含量的同时提高了成品收率，降低了成本，有利于未来核反应堆燃料元件用天然石墨粉的商业化和规模化生产。
一种核反应堆燃料元件天然石墨粉及其制备方法

[发明专利]一种球形燃料元件连续热处理的设备及方法-CN201911017516.6有效
发明人： 周湘文;刘兵;张杰;卢振明;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2019-10-24 - 公布日： 2021-12-14 - 主分类号： C21D9/36 文献下载
摘要：本发明涉及一种球形燃料元件连续热处理的设备及方法，包括炉体、加热保温系统、控温系统、装卸料系统、真空系统、排废系统、工艺气路系统、气动系统、水路系统、尾气燃烧系统和电气控制系统，实现球形燃料元件在同一设备中低温炭化和高温纯化的连续热处理。该设备及方法不仅可用于球形燃料元件生坯的连续热处理，也可用于基体石墨球产品的制备，实现了低温炭化和高温纯化在同一设备内连续进行，减少物料倒运，球形燃料元件热处理时间由原有分开单独进行的约90小时缩短为连续热处理的约50小时，可以使生产效率提高44.4％。
一种球形燃料元件连续热处理设备方法

[发明专利]一种核燃料基体石墨粉、核燃料石墨基体材料及制备方法-CN202010275354.2在审
发明人：卢振明;刘兵;张杰;周湘文;李江华;王磊;唐亚平 -专利权人：清华大学
申请日： 2020-04-09 - 公布日： 2021-10-19 - 主分类号： C04B35/532 文献下载
摘要：本发明实施例涉及一种核燃料基体石墨粉、核燃料石墨基体材料及制备方法。本发明提供的核燃料基体石墨粉的制备方法包括下述步骤：将天然石墨粉、人造石墨粉、固态粘结剂混合；加入融合设备中处理；所述融合设备用于给粉体提供压应力和剪切力，将粘结剂包覆在石墨粉表面。本发明首次在本领域使用机械融合的方法来制备基体石墨粉，其以天然石墨粉、人造石墨粉和固态粘结剂为原料，为干法工艺，打破了本领域基体石墨粉仅有湿法制备工艺的现状，无需引入溶剂，并将单批次制备时间从现有湿法工艺的30‑50h缩短至了1‑2h，能耗仅为现有湿法工艺的1/40‑1/20；且能获得与传统湿法工艺类似的包覆效果；所用设备更为简化；有效降低了生产成本，经济效益和社会效益高。
一种核燃料基体石墨粉石墨材料制备方法

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