ШИБЕРНАЯ ЗАДВИЖКА Российский патент 2008 года по МПК F16K7/18 

Изобретение относится к ядерной технике и может быть использовано для перекрытия проемов значительных размеров, например, в разгрузочно-загрузочном контейнере при замене активной зоны судовых ядерных реакторов.

При размещении на корабле разгрузочно-загрузочного контейнера в связи с ограниченным пространством, которое может быть использовано для его размещения, возникают сложности при проектировании такого контейнера. Эти сложности обусловлены тем, что удаляемая корзина активной зоны имеет значительные габариты в плане, а поэтому перекрываемый проем контейнера имеет еще большие габариты. При открывании шиберной задвижки возникают проблемы, связанные с размещением самой шиберной задвижки.

Известна конструкция шибера для хранения радиоактивных материалов (DE №1183324, публ. 29.07.65 г.), предназначенного для герметичного запирания контейнера. Шибер состоит из пяти секторов серповидной формы, каждый из которых вращается в горизонтальной плоскости вокруг оси, расположенной в центре дуги, образованной краем сектора. Открывание или закрывание шибера осуществляется с помощью гидропривода, действующего на систему рычагов, поворачивающих одновременно все пять секторов. Наличие гидропривода всегда связано с наличием протечек, что нежелательно при перегрузке активной зоны судового ядерного реактора.

Известна конструкция шиберной задвижки (JP №5811040, публ. 01.03.83 г.), которая выполнена в виде вентильной коробки, имеющей верхнее и нижнее сквозные отверстия для создания прохода и установленную на оси поворота заслонку, перемещаемую ползуном с винтовым приводом. При воздействии ползуна на заслонку происходит перекрытие (открывание) верхнего отверстия вентильной коробки, ползун при этом перекрывает (открывает) нижнее отверстие вентильной коробки синхронно с ее верхним отверстием. Известная конструкция имеет большие габариты, поэтому приводит к нежелательному увеличению габаритов разгрузочно-загрузочного контейнера.

Известна конструкция задвижки, состоящая из корпуса и затвора, выполненного в виде гибкой стальной ленты, наматываемой на барабан привода и прижимаемого к уплотнительному кольцу седла (а.с. SU №211981, F06K, публ. 19.02.68 г, а.с. SU №337603, F16K 3/02, публ. 05.05.72 г., а.с. SU №649918, F16K 3/02, публ. 28.02.79 г, а.с. SU №964320, F16K 7/18, публ. 07.10.82 г.).

Известные конструкции позволяют получить задвижки небольших габаритов и с этой точки зрения представляют интерес, но они предназначены для вакуумных систем. Применение в качестве запорного органа стальной ленты в разгрузочно-загрузочном контейнере не позволяет обеспечить его основную функцию - функцию биологической защиты.

Известна шиберная задвижка (а.с. SU №516863, F16K 7/18, публ. 15.10.76 г.), содержащая гибкую штору, к которой прикреплены стержневые элементы жесткости, выходящие за пределы шторы и несущие ролики, установленные в направляющих. Известная задвижка не обеспечивает достаточно надежной радиационной защиты, поскольку не весь объем защитного слоя заполнен металлом.

Известна шиберная задвижка (а.с. SU №976183, F16K 7/18, публ. 23.11.82 г.), содержащая стержневые элементы жесткости, состыкованные друг с другом по ступенчатым поверхностям, оси роликов совмещены с крайними внутренними линиями стыков, а гибкая штора закреплена к двум стержневым элементам жесткости, находящимся за пределами уплотнительной поверхности. В известной задвижке не обеспечен гарантированный зазор между манжетой и шторой во время перемещения запорного органа по направляющим корпуса. При потере избыточного давления в надувной манжете может произойти разгерметизация уплотняемой полости. Для осмотра целостности и замены надувной манжеты требуется специальный стенд с обеспечением техники безопасности и радиационной безопасности.

Технической задачей изобретения является компактность размещения подвижных элементов шиберной задвижки в ограниченном пространстве, повышение надежности, улучшение обеспечения радиационной безопасности.

Указанная задача решается тем, что шиберная задвижка содержит корпус, направляющие, смонтированные в корпусе, и установленный с возможностью принудительного перемещения по направляющим запорный орган, выполненный в виде комплекта стержневых элементов, согласно изобретению стержневые элементы связаны между собой с возможностью одностороннего поворота, при этом вышеуказанная связь образована звеньями вильчатой цепи, закрепленными на торцевых поверхностях стержневых элементов, а на осях поворота звеньев вильчатой цепи смонтированы катки, контактирующие с направляющими корпуса.

Желательно на корпусе шиберной задвижки разместить вдоль перемещения запорного органа ролики, установленные с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями стержневых элементов.

Целесообразно корпус в плане выполнить в виде буквы "П", на поперечине которой смонтирован демпфер, а по концам смонтированы стойки с направляющими, соединенными с направляющими горизонтальной части корпуса вставкой с профильной поверхностью под катки вильчатой цепи.

Предпочтительно вышеуказанным стойкам образовать портал с расположенным на нем приводом перемещения запорного органа.

Желательно на стойках установить ролики с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями стержневых элементов.

Предпочтительно привод перемещения запорного органа выполнить в виде винтового механизма, винт которого соединен с комплектом стержневых элементов.

Желательно вилку винта выполнить с продольным пазом.

Целесообразно привод перемещения запорного органа расположить в портале с возможностью размещения крайнего стержневого элемента во вставке, соединяющей направляющие корпуса с направляющими стоек, в крайнем верхнем положении винта привода перемещения запорного органа.

Предпочтительно шиберную задвижку снабдить домкратами с расположенными на них балками, установленными по ширине запорного органа с возможностью контактирования со всеми стержневыми элементами запорного органа.

Желательно уплотняемую поверхность выполнить в виде выступа кольцевой формы.

Целесообразно стержневые элементы снабдить ступенями, расположенными вдоль всей длины стержневых элементов.

Технический результат от использования заявляемого изобретения заключается в создании большего удельного давления на гибкую штору, снижении усилия на домкраты при уплотнении, предотвращении смещения и обеспечении прямолинейного перемещения запорного органа.

Заявляемый технический результат достигается за счет того, что шиберная задвижка снабжена домкратами, например винтовыми, с расположенными на них балками, установленными по ширине запорного органа, на торце уплотняемой поверхности корпуса контейнера выполнен кольцевой формы выступ с целью создания большего удельного давления на гибкую штору и снижения тем самым усилия на домкраты при уплотнении. На корпусе шиберной задвижки установлены направляющие ролики с двух сторон вдоль перемещения запорного органа с целью предотвращения его смещения и обеспечения прямолинейного перемещения. В ограниченном пространстве компактно размещены подвижные элементы шиберной задвижки. Конструкция шиберной задвижки, перекрывая проем в контейнере при замене активной зоны, способствует улучшению обеспечения радиационной безопасности.

Заявляемое изобретение поясняется чертежами, представленными на фиг.1-5:

фиг.1 - шиберная задвижка, вид в плане;

фиг.2 - шиберная задвижка - разрез по А-А (фиг.1);

фиг.3 - шиберная задвижка - разрез по Б-Б (фиг.1);

фиг.4 - шиберная задвижка - разрез по В-В (фиг.1):

фиг.5 - шиберная задвижка - разрез по Г-Г (фиг.4).

Шиберная задвижка (фиг.1) включает в себя корпус 1, запорный орган 2, привод 3 перемещения запорного органа, привод 4 уплотнения запорного органа. Корпус 1 выполнен П-образной формы сварной конструкции с усилением металла свинцом для обеспечения биологической защиты.

В нижней горизонтальной части корпуса размещен механизм 5 уплотнения запорного органа (фиг.2), а в верхней горизонтальной части корпуса расположен запорный орган 2.

Направляющие 6 (фиг.4), по которым перемещается запорный орган 2 катками 7, и направляющие ролики 8 с двух сторон установлены с возможностью обеспечения запорному органу 2 прямолинейного перемещения.

Под запорным органом 2 в горизонтальной части корпуса 1 с двух сторон установлены балки 9 с направляющими штырями 10 для обеспечения равномерной передачи усилия от домкратов всем стержневым элементам запорного органа 2.

В вертикальной части корпус 1 (фиг.1) выполнен коробчатой формы для размещения запорного органа 2 при открытом его состоянии, и в нем установлены с двух сторон стойки 11 с направляющими пазами 12 для катков 7, а также ролики 13 (фиг.2), обеспечивающие запорному органу 2 прямолинейное перемещение.

Для плавного перехода запорного органа 2 из горизонтального положения в вертикальное между направляющими 6 и направляющими пазами 12 установлены вставки 14 с криволинейными направляющими 15.

На верхней вертикальной части корпуса 1 установлен привод 3 перемещения запорного органа.

Запорный орган 2 (фиг.2) выполнен в виде комплекта (набора) стержневых элементов 16, 17, 18, состыкованных между собой ступенчатыми поверхностями 19 и соединенных вильчатой цепью 20 (фиг.1, 5). На осях 21 вильчатой цепи установлены катки 7. На верхнюю поверхность стержневых элементов установлена гибкая штора 22 и закреплена к двум стержневым элементам 16, 18 за пределами уплотнительной поверхности. Запорный орган 2 стержневым элементом 23 соединен с винтом 24 привода 3 перемещения запорного органа через вилку 25 со штырем 26 с возможностью изгиба только в одну сторону.

В нижней горизонтальной части корпуса 1 установлен механизм 5 уплотнения запорного органа 2, представляющий собой вал 27 (фиг.3, 4), соединенный одним концом через втулку 28 с приводом 4 уплотнения запорного органа, а другим концом - с зубчатым колесом 29 и через зубчатое колесо 30 с зубчатым колесом 31, установленным на шаровом погоне 32.

Зубчатое колесо 31 соединено с колесами 33 со встроенными гайками 34, а гайки в свою очередь соединены с винтами 35 со встроенными штоками 36 и сферическими шайбами 37 (объединенные между собой детали: колеса 33, гайки 34, винт 35, штоки 36, сферические шайбы 37 - представляют собой домкрат). Выступ 38 кольцевой формы выполнен в корпусе контейнера 39 (фиг.2).

Для предотвращения вращения винта 35 со шлицевыми отверстиями 40 (фиг.4) внутрь его установлен шлицевой вал 41 (шлицевое соединение) с коническим колесом 42, которое через коническое колесо 43 соединено с валом 44, хвостовик 45 которого снабжен шлицами 46. Втулка 47 со шлицами 48 установлена на шлицы 46 хвостовика 45 и закреплена к корпусу 1 винтами 49, надежно удерживая винт 35 от вращательного движения. Вилка 25 винта 24 выполнена с продольным пазом.

Устройство работает следующим образом. В исходном положении (фиг.2 - штрихпунктирное изображение) запорный орган 2 размещен в вертикальном положении, в горизонтальной части корпуса 1 расположен его стержневой элемент 18 и на переходном участке из горизонтального положения в вертикальное расположен один из его стержневых элементов 17, которые обеспечивают биологическую защиту от бокового радиационного "прострела" в момент протаскивания радиоактивного изделия через шиберную задвижку.

Остальные стержневые элементы 16, 17 расположены в вертикальной части корпуса, удерживаемые винтом 24 посредством вилки 25 и штыря 26 привода 3 перемещения запорного органа. Продольный паз 40 в вилке 25 винта 24 выполнен с возможностью компенсации инерционных перемещений винта вниз при остановке привода перемещения шибера и компенсации перемещения его вверх при уплотнении шибера.

При этом катки 7 (фиг.4) размещены в направляющих пазах 12, кроме катков стержневого элемента 18, а ролики 8 и 13, упираясь в торцевые поверхности стержневых элементов, удерживают запорный орган 2 в вертикальном положении. Винты 35 домкратов, балки 9 установлены в крайнем нижнем положении, доступ в полость контейнера 39 свободен. Полость корпуса 1 герметична.

При загруженном радиоактивном изделии в полость контейнера 39 включается привод 3 перемещения запорного органа 2, стержневые элементы 16, 17 на катках 7 катятся по направляющим пазам 12, а торцы стержневых элементов 16, 17 - роликами 13 вертикальной части корпуса и переходят из вертикального положения в горизонтальное. Катки 7 катятся по направляющим 6, а торцы стержневых элементов - роликами 8 нижней части корпуса до полной остановки привода 3. При этом обеспечен гарантированный зазор между гибкой шторой 22 и выступом 38 кольцевой формы. Затем включается привод 4 уплотнения запорного органа и через передачу механизма 5 уплотнения: втулка 28, вал 27, зубчатое колесо 29, зубчатое колесо 30, зубчатое колесо 31, зубчатые колеса 33 сообщают вращение гайкам 34, и под их воздействием винты 35 домкратов перемещаются вверх и штоками 36 через сферические шайбы 37 упираются в балки 9, которые, скользя по направляющим штырям 10, поднимаются вверх и, упираясь в стержневые элементы, поднимают их, прижимают штору 22 к кольцевому выступу 38 корпуса контейнера 39 до срабатывания муфты предельного момента в приводе 4 уплотнения запорного органа.

При разуплотнении запорного органа 2 винты 35 домкратов с балками 9 и стержневыми элементами 16, 17, 18 опускаются вниз, стержневые элементы катками 7 встают на направляющие 6, винты 35 домкратов с балками 9 опускаются еще ниже и между балками и стержневыми элементами, а также между гибкой шторой и выступом 38 кольцевой формы корпуса контейнера 39 образуется зазор. Далее привод 4 уплотнения отключается и включается привод 3 перемещения запорного органа, и запорный орган, перемещаясь, занимает исходное вертикальное положение.

Изобретение относится к ядерной технике и предназначено для перекрытия проемов значительных размеров. Шиберная задвижка содержит корпус, направляющие и запорный орган. Последний выполнен в виде комплекта стержневых элементов. Стержневые элементы связаны между собой с возможностью одностороннего поворота. Вышеуказанная связь образована звеньями вильчатой цепи, закрепленными на торцевых поверхностях стержневых элементов. На осях поворота звеньев вильчатой цепи смонтированы катки, контактирующие с направляющими корпуса. Изобретение обеспечивает компактность размещения подвижных элементов шиберной задвижки в ограниченном пространстве, повышение надежности, улучшение обеспечения радиационной безопасности. 10 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Шиберная задвижка, содержащая корпус, направляющие, смонтированные в корпусе, и установленный с возможностью принудительного перемещения по направляющим запорный орган, выполненный в виде комплекта стержневых элементов, отличающаяся тем, что стержневые элементы связаны между собой с возможностью одностороннего поворота, при этом вышеуказанная связь образована звеньями вильчатой цепи, закрепленными на торцевых поверхностях стержневых элементов, а на осях поворота звеньев вильчатой цепи смонтированы катки, контактирующие с направляющими корпуса.2. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что на корпусе размещены вдоль перемещения запорного органа ролики, установленные с возможностью контактирования с торцевыми поверхностями стержневых элементов.3. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что корпус шиберной задвижки в плане выполнен в виде буквы П, на поперечине которой смонтирован демпфер, а по концам смонтированы стойки с направляющими, соединенными с направляющими горизонтальной части корпуса вставкой с профильной поверхностью под катки вильчатой цепи.4. Шиберная задвижка по п.3, отличающаяся тем, что вышеуказанные стойки образуют портал с расположенным на нем приводом перемещения запорного органа.5. Шиберная задвижка по п.4, отличающаяся тем, что на стойках установлены ролики с возможностью контактировантия с торцевыми поверхностями стержневых элементов.6. Шиберная задвижка по п.4, отличающаяся тем, что привод перемещения запорного органа выполнен в виде винтового механизма, винт которого соединен с комплектом стержневых элементов.7. Шиберная задвижка по п.6, отличающаяся тем, что вилка винта выполнена с продольным пазом.8. Шиберная задвижка по п.4, отличающаяся тем, что привод перемещения запорного органа расположен в портале с возможностью размещения предпоследнего стержневого элемента во вставке, соединяющей направляющие корпуса с направляющими стоек, в крайнем верхнем положении винта привода перемещения запорного органа.9. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что снабжена домкратами с расположенными на них балками, установленными по ширине запорного органа с возможностью контактирования со всеми стержневыми элементами запорного органа.10. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что уплотняемая поверхность выполнена в виде выступа кольцевой формы.11. Шиберная задвижка по п.1, отличающаяся тем, что стержневые элементы снабжены ступенями, расположенными вдоль всей длины стержневых элементов.