ШЛЮЗ ДЛЯ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНЫХ ОБОЛОЧЕК ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА Российский патент 2009 года по МПК G21F7/05 F16K3/02 F16K31/524 

Изобретение относится к области ядерной энергетики, в частности к оборудованию локализующей системы безопасности АЭС, обеспечивающему герметичное перекрытие проемов в защитной оболочке при перемещении обслуживающего персонала и грузов.

Известен проходной шлюз, содержащий корпус, выполненный в виде обечайки и двух боковых рам с проемами и шарнирно установленные на рамах двери, закрывающие проемы. Каждая рама имеет блок управления с рукояткой для управления и блокировки двери. Ручки управления обоих блоков связаны друг с другом стержнем, проходящим внутри обечайки и рам. Стержень связан с обоими блоками управления таким образом, что управление открыванием одной двери одним из блоков может произойти только тогда, когда другой блок осуществил блокировку другой двери в ее закрытом положении, и наоборот (FR 2515854A1, МПК G21F 7/00, опубл. 06.05.1983 г.).

Однако данный шлюз не обеспечивает надежного уплотнения соприкасающихся поверхностей двери и корпуса. Это объясняется тем, что двери закреплены на петлях корпуса и не имеют возможности дополнительного движения для самоустановки.

Известно техническое решение, описанное в заявке FR №2441244 (рег. №7927236), МПК G21F 7/00, опубл. 06.06.1980 г., которое включает герметичную камеру для токсичных и радиоактивных материалов, крышку и механизм уплотнения крышки.

Однако известное техническое решение можно использовать только для крышек и дверей, выполненных в виде окружности, так как механизм уплотнения работает только по поверхности окружности.

Прототипом, являющимся наиболее близким к заявляемому изобретению по совокупности существенных признаков, служит техническое решение, описанное в а.с. 654791, МПК Е04Н 5/00, G21C 13/00, опубл. 30.03.1979 г. Аварийный шлюз для взрывобезопасных оболочек включает корпус и двери с поворотными створками, снабженными запирающими клиновыми устройствами. Корпус шлюза снабжен кронштейнами с клиновидными пазами, а запирающее клиновое устройство выполнено в виде пальцев с роликами, входящими в клиновые пазы, причем каждая поворотная створка снабжена стопором, а внутри корпуса размещено блокировочное устройство в виде тяг с шариковым замком, каждая из которых одним концом шарнирно связана с осью двери, а другим - со стопором поворотной створки.

Однако известный шлюз обеспечивает уплотнение только круглых дверей с круглыми дверными проемами. Это объясняется следующим. После подвода крышки к уплотнительным элементам их герметизация осуществляется вращением поворотной створки, в отверстиях которой запрессованы пальцы с роликами, взаимодействующие с пазами кронштейнов, установленных в корпусе. При такой конструкции равномерность обжатия уплотнительных элементов обеспечивается только при перемещении пальцев по траектории поворотной створки, то есть по окружности.

Предлагаемым изобретением решается задача равномерного герметичного уплотнения шлюза с прямоугольными формами двери и дверного проема.

Для достижения указанного технического результата в шлюзе для взрывобезопасных оболочек ядерного реактора, включающем смонтированные в корпусе, по меньшей мере, две поворотные створки, каждая из которых снабжена механизмом открывания и закрывания створки и запирающим клиновым устройством, и редуктор, запирающее клиновое устройство выполнено в виде кулачка, установленного на валу редуктора и взаимодействующее с роликами, подвижно размещенными в держателе, закрепленном в цапфе, взаимодействующей с поворотной створкой шаровыми опорами и установленной на поворотных петлях, причем нижняя из которых предусмотрена приводной, а механизм открывания и закрывания створки выполнен в виде системы рычагов, валов и тяг, одним концом которая связана с распределительным механизмом, а другим - с приводной петлей рамы.

Отличительными признаками предлагаемого шлюза от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что для равномерного герметичного уплотнения шлюза при любой форме дверей запирающее клиновое устройство выполнено в виде кулачка, установленного на валу редуктора и взаимодействующего клиновыми поверхностями с роликами. Ролики подвижно размещены в держателе, закрепленными в цапфе рамы. Рама взаимодействует с поворотной створкой шаровыми опорами и установлена на поворотных петлях, нижняя из которых является приводной. Механизм открывания и закрывания створки выполнен в виде системы рычагов, валов и тяг, одним концом которая связана с распределительным механизмом, а другим - с приводной петлей рамы.

Благодаря наличию этих признаков появляется возможность обеспечить равномерное герметичное уплотнение дверей шлюза прямоугольной формы.

Наличие запирающего устройства, выполненного в виде кулачка, установленного на валу редуктора и взаимодействующего клиновыми поверхностями с роликами, подвижно размещенными в держателе, закрепленном в цапфе рамы, позволяет вращательное движение вала редуктора за счет клиновых поверхностей кулачка преобразовать в поступательное движение держателя с рамой и закрепленной на ней створкой любой формы с усилием, необходимым для обжатия уплотнения.

Наличие установки поворотной створки на раме в шаровых опорах позволяет обеспечить ее самоустановку в процессе контакта с плоскостью уплотнения и соответственно равномерное обжатие уплотнения.

Наличие установки рамы на поворотных петлях, нижняя их которых предусмотрена приводной, связанной через механизм открывания и закрывания створки, выполненной в виде системы рычагов, валов и тяг, обеспечивает отвод поворотной створки от проходного отверстия в шлюз.

Наличие связи механизма открывания и закрывания створки одним концом с распределительным механизмом, а другим с приводной петлей рамы обеспечивает выполнение основного требования к шлюзовому оборудованию, которое выполняет распределительный механизм - пока одна створка шлюза открыта, другая должна быть закрыта.

Предлагаемый шлюз иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1-7.

На фиг.1 показан общий вид шлюза в вертикальном разрезе.

На фиг.2 - вид на торцевую стенку шлюза со стороны герметичной зоны.

На фиг.3 - расположение уплотнений в загерметизированном положении створки.

На фиг.4 - расположение кулачка и роликов в открытом положении.

На фиг.5 - расположение кулачка и роликов в закрытом положении.

На фиг.6 - сопряжение ролика с клиновой поверхностью кулачка в сечении.

На фиг. 7 - кинематическая схема открывания, закрывания и герметизации створок.

Предлагаемый шлюз содержит корпус 1 (фиг.1 и 2), имеющий две торцевые стенки 2 и 3. На торцевых стенках 2 и 3 выполнены прямоугольные проемы, которые герметично закрыты створками 4 и 5. По периметру створок 4 и 5 на торцевых стенках 2 и 3 закреплены уплотнители 6 и 7 (фиг.3). Для плоскопараллельного прижатия к торцевым стенкам 2 и 3 створки 4 и 5 подвешены на шаровых опорах 8 к рамам 9 и 10. Рама 10 (фиг.2) установлена на двух поворотных петлях 11 и 12, закрепленных на торцевой стенке 3. Аналогично установлена рама 9 (фиг.1 и 7) на торцевой стенке 2 на петлях 13 и 14. Ось 15 (фиг.7) нижней поворотной петли 14 жестко связана с рамой 9 (фиг.1 и 7), а ось 16 нижней поворотной петли 12 жестко связана с рамой 10. На раме 10 (фиг.2 и 7) в цапфе 17 установлен держатель 18 с роликами 19 и 20. На раме 9 (фиг.1, 2 и 7) в цапфе 21 установлен держатель 22 с роликами 23 и 24. Внутри корпуса 1 на оси 15 установлен рычаг 25, связанный через тягу 26, рычаг 27, вал 28, рычаг 29, тягу 30 и рычаг 31 с валом 32 механизма распределительного 33. На оси 16 установлен рычаг 34, связанный через тягу 35, рычаг 36, вал 37, рычаг 38, тягу 39 и рычаг 40 с валом 41 механизма распределительного 33. Вал 42 механизма распределительного 33 через редуктор 43 соединен с кулачком 44, а вал 45 через редуктор 46 соединен с кулачком 47. Механизм распределительный 33 выполнен в виде двухступенчатого понижающего редуктора с электроприводом 48.

Шлюз работает следующим образом.

В исходном положении створки 4 и 5 закрыты. Кулачки 44, 47 находятся в соприкосновении с роликами 23, 24 и 19, 20, удерживая рамы 9 и 10 в положении, когда створки загерметизированы (фиг.1, 3 и 4). Для открытия створки 4 (фиг.1 и 7) на электропривод 48 подается питание и его вал начинает вращаться, передавая движение на механизм распределительный 33. Через вал 42 (фиг.1 и 7) механизма распределительного 33 и редуктор 43 передается вращение на кулачок 44, который, поворачиваясь, выходит из соприкосновения с роликами 23 и 24 (фиг.4). После этого вращение вала 42 (фиг.7) прекращается и начинается вращение вала 32, который через рычаг 31, тягу 30, рычаг 29, вал 28, рычаг 27, тягу 26, рычаг 25 и ось 15 нижней петли 14 поворачивает раму 9 вместе со створкой 4 до полного ее открытия. После чего электропривод 48 отключается. Персонал может пройти в шлюз. Так как конструкция механизма распределительного 33 предусматривает невозможность одновременного открытия обеих створок 4 и 5, то для открытия створки 5 необходимо закрыть створку 4. Для закрытия створки 4 на электропривод 48 подается питание таким образом, что его вал начинает вращаться в направлении, противоположном тому, которое было при открывании створки 4. При этом начинает вращаться вал 32, который через рычаг 31, тягу 30, рычаг 29, вал 28, рычаг 27, тягу 26, рычаг 25 и ось 15 нижней петли 14 поворачивает раму 9 вместе со створкой 4 до ее полного закрытия. После этого вращение вала 32 прекращается и начинается вращение вала 42. Вал 42 через редуктор 43 передает вращение на кулачок 44, который, поворачиваясь, входит в соприкосновение с роликами 23, 24 (фиг.1 и 7) и, нажимая на них, герметизирует створку 4 (фиг.1 и 3). После чего электропривод 48 отключается. Наличие держателя 22 и цапфы 21 (фиг.7) обеспечивает равномерное распределение усилия передаваемого кулачком 44 на ролики 23, 24 в процессе герметизации. Для открытия створки 5 на электропривод 48 подается питание. Его вал вращается в том же направлении, как и при закрытии створки 4 и передает движение на механизм распределительный 33. Через вал 45 механизма распределительного 33 и редуктор 46 передается вращение на кулачок 47, который, поворачиваясь, выходит из соприкосновения с роликами 19 и 20 (фиг.4). После этого вращение вала 45 прекращается и начинается вращение вала 41 (фиг.1, 2 и 7), который через рычаг 40, тягу 39, рычаг 38, вал 37, рычаг 36, тягу 35, рычаг 34 и ось 16 нижней петли 12 поворачивает раму 10 вместе со створкой 5 до полного ее открытия. После чего электропривод 48 отключается. Персонал может выйти из шлюза. Для закрытия створки 5 на электропривод 48 подается питание таким образом, что его вал начинает вращаться в направлении, противоположном тому, которое было при открывании створки 5. При этом начинает вращаться вал 41, который через рычаг 40, тягу 39, рычаг 38, вал 37, рычаг 36, тягу 35, рычаг 34 и ось 16 нижней петли 12 поворачивает раму 10 вместе со створкой 5 до полного ее закрытия. После этого вращение вала 41 прекращается и начинается вращение вала 45. Вал 45 через редуктор 46 передает вращение на кулачок 47, который, поворачиваясь, входит в соприкосновение с роликами 19, 20 и, нажимая на них, герметизирует створку 5 (фиг.2, 3 и 5). После чего электропривод 48 отключается. Проход персонала через шлюз считается законченным. Наличие держателя 18 и цапфы 17 (фиг.2,4 и 5) обеспечивает равномерное распределение усилия, передаваемого кулачком 47 на ролики 19 и 20 в процессе герметизации.

Таким образом, благодаря особенностям исполнения запирающего клинового устройства предлагаемого шлюза обеспечивается его равномерная герметизация независимо от геометрической формы двери и проема.

Изобретение относится к области ядерной энергетики, предназначено для герметичного перекрытия проемов в защитной оболочке при перемещении персонала и грузов и может быть использовано в аварийных ситуациях на АЭС. Шлюз содержит смонтированные в корпусе, по меньшей мере, две двери с поворотными створками. Каждая створка снабжена механизмом открывания и закрывания, запирающим клиновым устройством и редуктором. Запирающее клиновое устройство выполнено в виде кулачка. Кулачок установлен на валу редуктора и взаимодействует клиновыми поверхностями с роликами. Ролики подвижно размещены в держателе. Последний закреплен в цапфе рамы. Рама взаимодействует с поворотной створкой шаровыми опорами и установлена на поворотных петлях. Нижняя из петель выполнена приводной. Механизм открывания и закрывания створки выполнен в виде системы рычагов, валов и тяг. Система одним концом связана с распределительным механизмом, а другим - с приводной петлей рамы. Благодаря особенностям исполнения запирающего клинового устройства и связанной с ним системы рычагов, валов и тяг открывания и закрывания створок обеспечивается равномерная герметизация шлюза независимо от геометрической формы двери и проема. 7 ил.

Шлюз для взрывобезопасных оболочек ядерных реакторов, включающий смонтированные в корпусе, по меньшей мере, две двери с поворотными створками, каждая из которых снабжена механизмом открывания и закрывания створки и запирающим клиновым устройством и редуктором, отличающийся тем, что запирающее клиновое устройство выполнено в виде кулачка, установленного на валу редуктора и взаимодействующего клиновыми поверхностями с роликами, подвижно размещенными в держателе, закрепленном в цапфе рамы, взаимодействующей с поворотной створкой шаровыми опорами и установленной на поворотных петлях, причем нижняя из которых предусмотрена приводной, а механизм открывания и закрывания створки выполнен в виде системы рычагов, валов и тяг, одним концом которая связана с распределительным механизмом, а другим - с приводной петлей рамы.