本发明属于核燃料循环领域，具体涉及一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头和方法。
背景技术：
1、溶解器作为核燃料循环溶解工艺的关键设备，如果不及时有效地对溶解器底部残渣进行回取，将可能导致溶解器输送管道堵塞，造成整台溶解器无法使用，因此溶解器底部残渣回取是一项重要任务，通过溶解器底部残渣回取可以确保工艺的畅通，同时也能够减少资源浪费，但是由于溶解器处于高放射性环境下，人员难以近距离开展残渣回取作业，且需要消耗大量的人力和物力，易造成作业人员受照剂量过多，作业环境污染等问题。
2、目前，对于溶解器中残渣的处理方法通常是通过真空泵或真空发生器产生强大的吸力，将溶解器中的残渣吸取出来，之后通过过滤分离对残渣进行回收，但存在回取效果不佳、清理范围较小等问题。专利cn217061470u公开了一种用于放射性厂房内废包壳残渣远距离回取的装置，主要用于放射性厂房内废包壳残渣的远距离回取、转运，保证了溶解器底部的清洁及系统的稳定运行，但此实用新型结构复杂，且无法解决残渣过大堵塞回取装置吸口的问题。
3、在实际工作过程中，残渣大小的生成是不受控制的。当残渣小于吸口尺寸时，残渣可以很顺利地被吸取出来并进行相关的分离操作，但是当残渣过大时，仅仅通过吸头将其吸取出来就变得十分困难，甚至无法回收，当残渣大小恰好与吸口大小接近时，可能会造成吸口堵塞进而引起设备的失效。
4、因此目前对于溶解器中残渣回取的方法，仍存在残渣回取装置在清理过程中残渣过大、工作效率低的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的就是为了解决上述问题至少其一而提供一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头和方法，以解决现有技术中核燃料循环系统溶解器底部残渣体积较大难以通过管道，回收困难的问题，达到高效、安全地回取溶解器中的残渣。
2、针对以上不足，同时为了解决残渣回取吸尘头在清理过程中出现的残渣过大的问题，提高工作效率，本发明专利设计了带有振动功能的溶解器残渣回取吸尘头。
3、本发明的目的通过以下技术方案实现：
4、本发明的技术方案之一在于提供了一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，包括：吸尘头主体、吸头旋转结构和振动结构；
5、所述吸尘头主体包括吸尘头外壳、排气管和吸尘软管，所述排气管的排出端连接吸尘头主体，吸尘软管排出端与排气管吸入端连接；
6、所述吸头旋转结构装配于吸尘头外壳内部，所述振动结构装配于排气管上，用于打碎截面积大于吸尘软管截面积的残渣。
7、进一步的，所述吸尘软管通过卡箍与排气管连接。
8、当吸尘头开始工作时，吸尘头与残渣回取装置连接，产生的吸力通过残渣回取装置通过吸尘头处的排气管出气口，经排气管传递到吸尘软管，吸尘软管用于吸取深井中的碎屑和残渣并通过排气管排出到地表的残渣收集桶中。
9、进一步的，所述吸头旋转结构包括摆动气缸、齿轮组和固定环；所述摆动气缸固定于吸尘头外壳上，齿轮组连接摆动气缸和固定环，摆动气缸通过齿轮组将旋转输出传递至固定环。
10、进一步的，所述吸尘软管与所述排气管非同心设置，所述齿轮组、固定环和排气管依次连接，摆动气缸带动齿轮组转动，齿轮组通过固定环带动排气管转动，进而带动吸尘软管与振动结构旋转作业，目的是增大残渣的清理范围，提高清理残渣的工作效率。
11、进一步的，所述齿轮组包括大齿轮与小齿轮，所述摆动气缸与大齿轮连接，大齿轮与小齿轮啮合连接，小齿轮与固定环连接，通过固定环固定在排气管上。
12、进一步的，所述吸头旋转结构还包括轴承，装配于固定环下端，与固定环轴连接，目的是减少固定环与吸尘头外壳的摩擦。
13、进一步的，所述振动结构包括振动气缸、振动棒和螺旋软管；
14、所述振动气缸固定在排气管上，振动棒与振动气缸的输出端连接，所述螺旋软管连接气源与振动气缸，将气体通入振动气缸，驱动振动棒振动，所述气源与振动气缸之间设置电磁阀。
15、进一步的，所述述振动棒与所述吸尘软管在高度方向上平行，与吸尘软管一起旋转。
16、进一步的，所述振动结构还包括振动气缸固定底座，振动气缸固定底座通过环扣固定在排气管上，振动气缸通过螺栓固定在振动气缸固定底座上，进而固定在排气管上。
17、进一步的，所述螺旋软管缠绕在排气管的竖直段，可防止振动结构在旋转过程中螺旋软管与其他部件缠绕在一起，影响吸尘头工作。
18、在残渣回取过程中遇到大块残渣时，气源通过螺旋软管将气体通入振动气缸，振动气缸获得动力将振动传递给振动棒，振动棒接触到大块残渣，使得大块的残渣被振碎成细小残渣。有利于提高残渣清理的效率。
19、进一步的，所述振动结构还包括振动结构控制气路，所述振动结构控制气路包括依次连通的电磁阀、调压阀和流量开关；
20、所述气源的出气口与电磁阀连通，所述电磁阀与调压阀连通，所述流量开关与振动气缸连通，气源输出的气体依次通过电磁阀、调压阀和流量开关输入振动气缸。
21、进一步的，所述吸尘头还包括挡板撑壁结构，所述挡板撑壁结构包括伸缩气缸和挡板；所述伸缩气缸固定在吸尘头外壳上，位于吸尘头主体内部，所述挡板与伸缩气缸的活塞杆连接，伸缩气缸运作控制挡板伸出吸尘头外壳，所述电磁阀还连接气源与伸缩气缸。
22、进一步的，所述伸缩气缸通过螺栓固定在吸尘头外壳上。
23、进一步的，所述伸缩气缸在吸尘头主体内部对称设置，可保持受力平衡。
24、通过控制通入气体的压力控制伸缩气缸的活塞杆的伸缩，来控制挡板在水平方向的运动，进而控制吸尘头与溶解器内壁间的距离，同时还可以使吸尘头相对固定在溶解器内壁，避免振碎残渣的过程中吸尘头发生振动进而与壁面发生碰撞，到达工作位置时，可以通过张开挡板使吸尘头相对固定在溶解器内壁上。
25、进一步的，所述气源与电磁阀之间设置溢流阀，当气路中压力大于溢流阀设定的压力时，溢流阀打开，气源输出的气体直接排出气路。
26、进一步的，所述电磁阀为二位二通电磁阀，所述气源为气泵，所述二位二通电磁阀右位将气泵与伸缩气缸连通，所述二位二通电磁阀左位将气泵与振动气缸连通，控制气泵向伸缩气缸或振动气缸进气。
27、进一步的，当流过流量开关的流量高于或低于回路中的额定工况下的流量时，判定伸缩气缸或振动气缸的气路发生泄漏，流量开关产生相应电信号，将二位二通电磁阀右位接入气路中，同时关闭气源。
28、进一步的，通过流量开关可以做到当流量开关振动气路发生泄露时，自动停止供气。
29、进一步的，利用调压阀与压力表可以调整进气压力，应对不同工况，实现振动结构的可靠性和适应性。
30、进一步的，所述溢流阀与消音器i电连接，所述振动气缸与消音器ii电连接，有助于消除气体溢流与振动过程中产生的噪音。
31、进一步的，所述振动结构控制气路可通控制台操控。
32、本发明的技术方案之二在于提供了一种通过如上所述的用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头回取溶解器残渣的方法，具体步骤如下：
33、s1：将吸尘头与残渣回取装置连接；
34、s2：控制残渣回取装置将吸尘头下降至溶解器中；
35、s3：驱动振动结构运作并将振动传递给残渣用于粉碎残渣，同时打开吸头旋转结构，带动排气管旋转，进而带动与排气管连接的振动结构和吸尘软管旋转，残渣被吸尘软管吸取后通过排气管进入残渣回取装置中；
36、s4：完成清理后关闭吸尘头，控制残渣回取装置上升。
37、进一步的，步骤s1中，所述残渣回取装置为专利cn217061470u公开的一种用于放射性厂房内废包壳残渣远距离回取的装置。
38、进一步的，步骤s1中，将吸尘头安装在残渣回取装置上，即为连接了气泵，且将排气管的输出端与残渣回取装置连接。
39、进一步的，步骤s2中，将吸尘头安装在残渣回取装置上，通过操控台控制残渣回取装置的升降，进而控制吸尘头的升降。
40、进一步的，步骤s2中，通过控制台控制二位二通电磁阀右位接入挡板撑壁结构的控制气路中，通过控制台控制气泵向伸缩气缸进气提供压力，将连接在伸缩气缸活塞杆上的挡板向外推动，当挡板与溶解器内壁接触时，停止向伸缩气缸内进气，此时由于挡板与内壁之间的摩擦力，吸尘头被相对固定在溶解器内壁上，限位在溶解器内部。
41、进一步的，步骤s3中，通过控制台控制二位二通电磁阀左位接入振动结构的控制气路中，此时气泵向振动气缸进气提供动力，振动气缸带动振动棒开始振动。
42、进一步的，步骤s3中，可以通过调节调压阀，来调节输入振动气缸的压力值进而改变振动气缸的振动频率，实现对不同工况进行不同的作业。
43、进一步的，步骤s3中，若工作过程中，气路发生堵塞会导致整条气路系统中压力不断上升，当压力大于溢流阀设定的压力时，溢流阀打开，气泵直接通向外界，避免整个系统的损坏。
44、进一步的，步骤s3中，若工作过程中，流过流量开关的流量远高于回路中的额定工况下的流量，说明在振动气缸回路中产生了泄露。由于挡板撑壁结构和振动结构共用一个气泵，若流过流量开关的流量远低于回路中的额定工况下的流量，说明在挡板撑壁结构回路中产生了泄露。
45、进一步的，步骤s3中，若工作过程中流量开关检测到气路泄露，流量开关会产生相应电信号，及时将二位二通电磁阀右位接入气路中，同时关闭气源，保证吸尘头的安全可靠。
46、进一步的，步骤s4中，完成清理工作后通过操作台控制气泵向两个伸缩气缸进气，此时伸缩气缸受到压力将连接在伸缩气缸活塞杆上的挡板向内收回，取消吸尘头在溶解器内部的限位。进一步的，步骤s4中，待挡板收回后，控制气泵停止向伸缩气缸供应气源，此时挡板撑壁结构与振动结构停止工作。
47、进一步的，步骤s4中，所述关闭吸尘头即为关闭吸头旋转结构、挡板撑壁结构与振动结构。
48、与现有技术相比，本发明具有以下优点：
49、1、本发明在回取残渣吸尘头的末端增加了振动气缸，通过振动可实现对较大块的残渣进行粉碎，有效解决管路堵塞以及大残渣无法处理的问题，提高了残渣清理工作的可靠性及效率。
50、2、本发明采用了可旋转的排气管与螺旋软管结合的残渣回取吸尘头，通过摆动气缸带动排气管旋转有利于增加回取面积，利用螺旋软管本身结构特性，可以避免吸头在旋转过程中气管与吸尘头的其他结构发生缠绕，同时结构简单有利于节省成本。
51、3、本发明在气路中加入了自检测气路技术，可以实现对气管脱落和泄露的自动监测与响应，这使得吸尘头在工作过程中能够及时察觉气路问题并采取自动应对措施，有效减少了可能对环境造成的负面影响，并且增强了设备的稳定性和安全性，这种先进的设计不仅提升了吸尘头的整体性能表现，也符合当今对于环保和可靠性的高标准要求。
52、4、本发明主要利用气体作为动力源，同时在动力传送跟执行元件的选取上尽可能选取了纯机械结构和气缸，极大地提高了其适应各种恶劣环境的能力，确保了吸尘头在各种恶劣环境下的长期有效运作，吸尘头的安全性、适用性更强。
1.一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，包括：吸尘头主体(1)、吸头旋转结构(2)和振动结构(4)；
2.根据权利要求1所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述吸头旋转结构(2)包括摆动气缸(2.1)、齿轮组和固定环(2.4)；
3.根据权利要求2所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述吸尘软管(1.5)与所述排气管(1.4)非同心设置，所述齿轮组、固定环(2.4)和排气管(1.4)依次连接，摆动气缸(2.1)带动齿轮组转动，齿轮组通过固定环(2.4)带动排气管(1.4)转动，进而带动吸尘软管(1.5)与振动结构(4)旋转作业。
4.根据权利要求1所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述振动结构(4)包括振动气缸(4.2)、振动棒(4.3)和螺旋软管(4.4)；
5.根据权利要求4所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述振动棒(4.3)与所述吸尘软管(1.5)在高度方向上平行。
6.根据权利要求4所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述振动结构(4)还包括振动结构控制气路，所述振动结构控制气路包括依次连通的电磁阀、调压阀(4.5)和流量开关(4.10)；
7.根据权利要求4所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述吸尘头还包括挡板撑壁结构(3)，所述挡板撑壁结构(3)包括伸缩气缸(3.1)和挡板(3.2)；
8.根据权利要求7所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，所述电磁阀为二位二通电磁阀(4.11)，所述气源为气泵(5)，二位二通电磁阀(4.11)右位将气泵(5)与伸缩气缸(3.1)连通，二位二通电磁阀(4.11)左位将气泵(5)与振动气缸(4.2)连通，控制气泵(5)向伸缩气缸(3.1)或振动气缸(4.2)进气。
9.根据权利要求8所述的一种用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头，其特征在于，当流过流量开关(4.10)的流量高于或低于回路中的额定工况下的流量时，判定伸缩气缸(3.1)或振动气缸(4.2)的气路发生泄漏，流量开关(4.10)产生相应电信号，将二位二通电磁阀(4.11)右位接入气路中，同时关闭气源。
10.一种通过如权利要求1所述的用于核燃料循环溶解器残渣回取的吸尘头回取溶解器残渣的方法，其特征在于，具体步骤如下：
