ПОДВЕСНОЕ АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ПОВОРОТА И ЗАХВАТА ПРОБКИ ПЕНАЛА Российский патент 2008 года по МПК G21C3/00 

Изобретение относится к области атомного машиностроения, может быть применено для поворота объекта - пробки пенала для топливных кассет в ядерном реакторе типа ВВЭР.

В настоящее время поворот и захват пробки пенала осуществляется с помощью механизма поворота перегрузочной машины типа МП-1000, снабженной жесткой телескопической рабочей штангой длиной 14 м, что является весьма сложным, массивным и дорогостоящим устройством.

Известно подвесное автоматическое устройство поворота и захвата объекта, содержащее массивный цилиндр со шпоночными пазами и жестко прикрепленной к нему цилиндрической втулкой с двумя симметрично расположенными пазами с наклоненными контактными поверхностями, цилиндрический корпус с жестко прикрепленными к нему шпонками, фиксаторами для посадки в байонетные пазы гермопенала и направляющей конусной поверхностью, крышку, жестко прикрепленную к корпусу и ограничивающую движение массивного цилиндра [Панасенко Н.Н. Сейсмостойкие подъемно-транспортные машины атомных станций, изд-во Красноярского университета, Красноярск, 1988. с.43].

Недостатком известного устройства является сложность поворота пробки гермопенала с применением рабочей штанги.

Технической задачей, поставленной в настоящем изобретении, является упрощение процесса поворота и захвата пробки гермопенала за счет воздействия силы тяжести вертикально перемещающегося подвешенного на канате устройства и клинового эффекта при взаимодействии контактирующих элементов устройства и пробки.

Эта задача достигается тем, что в подвесном автоматическом устройстве поворота и захвата объекта, содержащем массивный цилиндр со шпоночными пазами и жестко прикрепленной к нему промежуточной цилиндрической втулкой с двумя симметрично расположенными пазами с наклоненными контактными поверхностями, промежуточную втулку со штифтами, расположенными на максимально возможно большом расстоянии от оси вращения, и содержащую байонетные пазы в цилиндрической части, соединяющейся с цилиндрической поверхностью пробки пенала с возможностью перемещения в них штифтов пробки пенала, цилиндрический корпус с жестко прикрепленными к нему шпонками, фиксаторами для посадки в байонетные пазы и конической направляющей поверхностью, крышку, жестко прикрепленную к корпусу и ограничивающую перемещение массивного цилиндра, используют силу тяжести массивного цилиндра и клиновой эффект взаимодействия наклонных поверхностей втулки с двумя симметрично расположенными вырезами со штифтами промежуточной цилиндрической втулки и со штифтами пробки пенала для создания условий поворота объекта относительно вертикальной оси и его захвата посредством использования байонетных пазов промежуточной втулки.

Описываемое решение позволяет упростить процесс поворота пробки гермопенала за счет воздействия силы тяжести вертикально перемещающегося подвешенного на канате устройства и клинового эффекта при взаимодействии контактирующих элементов устройства и пробки.

На фиг.1 представлен общий вид описываемого устройства, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - вид Б фиг.1, на фиг.4 - вид В фиг.1, на фиг.5 - сечение Г-Г фиг.1

Устройство состоит из следующих элементов.

Узел 1 является местом присоединения массивного сплошного металлического цилиндра 5 диаметром D_Ц к гибкому канатному подвесу подъемного устройства.

Цилиндрический корпус 3 является основной базовой деталью, в которой находится цилиндр 5, перемещение которого по вертикали ограничено крышкой 2, жестко прикрепленной к корпусу 3 с помощью обычных болтовых соединений.

Цилиндр 5 имеет два симметричных продольных шпоночных паза и перемещается без вращения относительно вертикальной оси вследствие скольжения по шпонкам 4, жестко прикрепленным к внутренней поверхности корпуса 3 винтами 6 (фиг.5 - сечение Г-Г).

К цилиндру 5 снизу посредством болтового соединения прикреплена цилиндрическая втулка 7 с двумя симметрично расположенными боковыми вырезами. Боковые контактные поверхности K, расположенные под углом α к вертикали, при опускании цилиндра взаимодействуют с верхними штифтами 9, запрессованными во втулку 8, как показано на виде В (фиг.4).

Втулка 8 по внутренней цилиндрической поверхности ⊘d соединяется по посадке с зазором с пробкой пенала 11 и содержит два байонетных паза, в которые входят два штифта 12, запрессованные в пробку пенала 11, как показано на виде Б (фиг.3).

Пробка пенала 11 содержит также три расположенных через угол 120° штифта 13, запрессованных в нижнюю цилиндрическую часть пробки. Штифты 13 могут перемещаться в байонетных пазах П пенала 14.

Втулка 8 соединена болтами с опорной шайбой 10, опирающейся при подъеме устройства на фиксирующие элементы 15. Фиксирующие элементы 15 посредством винтовых соединений прикреплены к внутренней поверхности корпуса 3 и входят выступами в байонетные пазы П пенала 14.

Корпус 3 имеет на нижней посадочной поверхности коническую поверхность Кп для облегчения посадки устройства на торцовую поверхность пенала 14, как показано на виде А (фиг.2).

На фигуре 1 устройство показано в момент процесса поворота объекта при опускании цилиндра 5.

Устройство работает следующим образом.

При подвеске массивного цилиндра 5 в узле 1 к захватному устройству, например к крюку крана, корпус 3 под воздействием собственной силы тяжести может опускаться вниз до упора цилиндра в поверхность крышки 2.

Подвешенное устройство опускается вниз, корпус 3 посредством направляющего конуса Кп наводится на основание 14 и на пенал 11, центрируется по цилиндрической посадочной поверхности основания, опускается далее до свободной посадки фиксирующих элементов 15 в байонетные пазы П.

Втулка 8 по диаметру ⊘d соединяется с пробкой пенала 11, при этом штифты 12 входят в байонетные пазы втулки 8 и занимают начальное положение НП, как показано на виде Б. Корпус 3 становится неподвижным.

Цилиндр 5 под действием собственной силы тяжести G продолжает опускаться и контактные поверхности K наклонных боковых вырезов втулки 7 взаимодействуют с верхними штифтами 9 втулки 8 под воздействием усилия Re, создаваемого за счет клинового эффекта от силы G, при этом втулка 8 вращается относительно вертикальной оси за счет перемещения штифтов 9 из начального положения НП в конечное положение КП, как показано на виде В. Одновременно перемещаются в байонетном пазу П нижние штифты 12, запрессованные в цилиндрическую часть пробки 11 пенала. Вращение происходит от начального положения НП до конечного положения КП, как показано на видах Б и В. Конечное положение при открывании пробки 11 определяется перемещением нижних штифтов 13 до упора в вертикальную стенку байонетного паза П, как показано на виде А. Реакции от усилия поворота R_G воспринимаются шпоночными соединениями и фиксирующими элементами, установленными в байонетные пазы. При подъеме всего устройства пробка пенала 11 также будет подниматься, так как нижние штифты 13 могут свободно выходить из байонетного паза пенала 14, а верхние штифты 12 пробки пенала 11 находятся в байонетном пазу втулки 8 в крайнем положении КП, не позволяющем перемещение по вертикали. Втулка 8, соединенная болтами с опорной шайбой 10, воспринимающей вес пробки пенала 11, при взаимодействии с фиксирующими элементами 15 будет перемещаться вверх вместе с пробкой пенала 11.

Устройство предназначено для использования в области атомного машиностроения для поворота объекта. Подвесное автоматическое устройство поворота и захвата объекта содержит массивный цилиндр со шпоночными пазами и жестко прикрепленную к нему промежуточную цилиндрическую втулку с двумя симметрично расположенными пазами с наклоненными контактными поверхностями. Промежуточная втулка содержит штифты, расположенные на максимально возможно большом расстоянии от оси вращения, и байонетные пазы в цилиндрической части, соединяющейся с цилиндрической поверхностью пробки пенала с возможностью перемещения в них штифтов пробки пенала. Цилиндрический корпус имеет жестко прикрепленные к нему шпонки, фиксаторы для посадки в байонетные пазы и коническую направляющую поверхность. Крышка жестко прикреплена к корпусу и ограничивает перемещение массивного цилиндра. В устройстве используют силу тяжести массивного цилиндра и клиновой эффект взаимодействия наклонных поверхностей втулки с двумя симметрично расположенными вырезами со штифтами промежуточной цилиндрической втулки и со штифтами пробки пенала для создания условий поворота объекта относительно вертикальной оси и его захвата посредством использования байонетных пазов промежуточной втулки. Позволяет упростить процесс поворота и захвата пробки пенала. 5 ил.

Подвесное автоматическое устройство поворота и захвата объекта, содержащее массивный цилиндр со шпоночными пазами и жестко прикрепленной к нему промежуточной цилиндрической втулкой с двумя симметрично расположенными пазами с наклоненными контактными поверхностями, промежуточную втулку со штифтами, расположенными на максимально возможно большом расстоянии от оси вращения, и содержащую байонетные пазы в цилиндрической части, соединяющейся с цилиндрической поверхностью пробки пенала с возможностью перемещения в них штифтов пробки пенала, цилиндрический корпус с жестко прикрепленными к нему шпонками, фиксаторами для посадки в байонетные пазы и конической направляющей поверхностью, крышку, жестко прикрепленную к корпусу и ограничивающую перемещение массивного цилиндра, отличающееся тем, что используют силу тяжести массивного цилиндра и клиновой эффект взаимодействия наклонных поверхностей втулки с двумя симметрично расположенными вырезами со штифтами промежуточной цилиндрической втулки и со штифтами пробки пенала для создания условий поворота объекта относительно вертикальной оси и его захвата посредством использования байонетных пазов промежуточной втулки.