Разъёмное соединение Российский патент 2021 года по МПК G21C17/10 G21C7/12 G21C9/02 

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть применено в разъемном соединении трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма системы управления и защиты ядерного реактора.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявленному изобретению является разъемное соединение трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма ядерного реактора (Основы конструирования исполнительных механизмов управления ядерных реакторов. И.Я. Емельянов, В.В. Воскобойников, Б.А. Масленок; М.: Энергоатомиздат, 1987; рис. 3.15в, с. 41).

Вышеуказанное разъемное соединение трубчатого якоря линейного шагового двигателя с вертикальной цилиндрической штангой, установленной с возможностью вертикального перемещения и углового поворота, фактически представляет собой байонетное соединение якоря со штангой, фиксирующееся с помощью подпружиненного упора на нижнем конце штанги.

Недостатком данного узла разъемного соединения является возможность самопроизвольного расцепления в результате отказа подпружиненного упора из-за жесткой радиации и высокой температуры в районе нижнего конца штанги.

Задачей настоящего изобретения является создание разъемного соединения трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма системы управления и защиты ядерного реактора, которое позволяет снизить дозовые нагрузки на персонал, а также обеспечивает повышение надежности сцепления якоря и штанги в условиях высоких температур и радиации.

Техническим результатом настоящего изобретения является исключение самопроизвольного расцепления разъемного соединения трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной штанги исполнительного механизма управления и защиты ядерного реактора при одновременном сокращении ходовых действий по сцеплению-расцеплению разъемного соединения.

Указанный технический результат достигается тем, что в разъемном соединении трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма ядерного реактора, штанга расположена в направляющей трубе, на конце якоря выполнены Г-образные прорези, а в выше них - вертикальные прорези, и штанга установлена в якорь с кольцевым зазором, в который помещена трубчатая вилка со штифтами, и при этом на штанге выполнены радиальные выступы, а на направляющей трубе - ниже вертикальных прорезей якоря - закреплена соосно якорю втулка с пазами, по форме выполненными так, как показано на фиг. 2„ с возможностью введения (выведения) в них выступов штанги, и нижняя часть якоря закрыта продольно-неподвижной пробкой, на боковой поверхности которой выполнены пазы, имеющие нижний вертикальный, горизонтальный и верхний вертикальный участки для введения (выведения) штифтов вилки.

Применение вышеописанного соединения якоря со штангой исключает самопроизвольный поворот штанги, т.к. составляющие его конструктивные элементы расположены над штангой в области низких температур и отсутствия радиации, позволяет сохранить его начальные эксплуатационные характеристики (прочность, пластичность и т.д.) и, тем самым, повысить надежность сцепления штанги с рабочим органом. Кроме этого, вышеуказанное выполнение соединения упрощает процедуру соединения-расцепления штанги рабочего органа с якорем линейного двигателя.

Сущность заявленного изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено разъемное соединение при соединении (сцеплении) якоря со штангой, на фиг. 2 изображено разъемное соединение при разъединении (расцеплении) якоря со штангой.

На рисунках обозначены трубчатый якорь 1 линейного шагового двигателя, Г-образные прорези 2 якоря 1, вертикальные прорези 3 якоря 1, вертикальная цилиндрическая штанга 4, радиальные выступы 5 штанги 4, трубчатая вилка 6, зубцы 7 вилки 6, штифты 8 вилки 6, пробка 9 с пазами 10, имеющие нижний вертикальный, горизонтальный и верхний вертикальный участки, втулка 11 с пазами 12, по форме выполненными так, как показано на фиг. 2., направляющая труба 13.

Разъемное соединение трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма системы управления и защиты ядерного реактора функционирует следующим образом.

Линейный шаговый двигатель (на рис. не показан) вертикально перемещает трубчатый якорь 1 и цилиндрическую штангу 4, соединенную с рабочим органом (на рис. не показан). Перемещение рабочего органа усиливает или ослабляет ядерную реакцию в активной зоне ядерного реактора.

Для сцепления якоря 1 со штангой 4 радиальные выступы 5 штанги 4 сначала заводят в верхние боковые вертикальные участки пазов 12, по форме выполненными так, как показано на фиг. 2., втулки 11, которая неподвижно закреплена соосно якорю 1 в направляющей трубе 13. Затем перемещают выступы 5 по горизонтальным участкам пазов 12 втулки 11 в центральные, оканчивающиеся тупиками, вертикальные участки пазов 12 втулки 11. Это позволяет исключить вращение штанги 4 при сцеплении и расцеплении с якорем 1. После этого опускают якорь 1 до упора выступов 5 штанги 4 в торец якоря 1 и поворачивают якорь 1 до вхождения выступов 5 в вертикальные участки Г- образных прорезей 2 якоря 1. Затем опускают якорь 1 до упора выступов 5 в место перехода вертикальной части Г-образной прорези 2 в горизонтальную. В этом положении выступы 5 проходят через кольцевой зазор между якорем 1 и штангой 4. Расположенная в этом зазоре трубчатая вилка 6 зубьями 7 упирается на выступы 5 штанги 4 и не опускается. Далее поворачивают якорь 1 до упора выступов 5 в тупики горизонтальных участков Г-образных прорезей 2, при этом зубья 7 перестают опираться на выступы 5, и вилка 6 опускается до упора штифтов 8 в нижнее окончание вертикальных прорезей 3 якоря 1, запирая зубьями 7 выступы 5 штанги 4 в горизонтальных участках Г-образных прорезей 2 якоря 1. При этом расположенные в верхней части поперечные штифты 8 вилки 6, входят наружными концами в прорези 3 якоря 1, которые допускают только вертикальное перемещение вилки 6 относительно якоря 1 от нижнего до верхнего упора штифтов 8 в прорезях 3 якоря 1.

Контроль сцепления выполняют попыткой поворота якоря 1. Если вилка 6 переместилась в положение запирания зубьями 7 вилки 6 выступов 5 штанги 4 в горизонтальных тупиковых участках Г-образных прорезей 2, якорь 1 не поворачивается из-за того, что выступы 5 штанги 4 находятся в центральных вертикальных участках пазов 12 неподвижной втулки 11.

Для расцепления якоря 1 со штангой 4 выступы 5 штанги 4 заводят в центральные вертикальные участки пазов 12, по форме выполненными так, как показано на фиг. 2, втулки 11. После этого поднимают якорь 1 со штангой 4 до упора штифтов 8 снизу в место перехода нижнего вертикального участка в горизонтальный участок пазов 10 вертикально-неподвижной пробки 9, которой закрыта нижняя часть якоря 1 для защиты персонала от излучения реактора. Затем вращают пробку 9 относительно якоря 1 до упора штифтов 8 в место перехода горизонтального в верхний вертикальный участок пазов 10. После этого опускают якорь 1 со штангой 4 до упора штифтов 8 в верхних концах вертикальных прорезей 3, при этом вилка 6 не опускается, а выступы 5 вместе с якорем 1 опускаются ниже зубьев 7 вилки 6 и получают возможность выхода из Г-образных прорезей 2 якоря 1. Затем поворачивают пробку 9 вместе с якорем 1 до упора выступов 5 штанги 4 в место перехода вертикального участка в горизонтальные Г-образные прорези 2. В этом положении штанга 4 не может повернуться, т.к. выступы 5 штанги 4 находятся в вертикальных участках пазов 12 втулки 11. После этого поднимают якорь 1 до выхода выступов 5 штанги 4 из Г-образных прорезей 2 якоря 1. В положении расцепления якоря 1 со штангой 4 внутренние концы штифтов 8 расположены в пазах 10 пробки 9.

Таким образом, данное разъемное соединение исключает вероятность самопроизвольного расцепления трубчатого якоря линейного шагового двигателя с вертикальной штангой исполнительного механизма ядерного реактора при одновременном сокращении дозовых нагрузок на персонал вследствие сокращения количества ходовых действий по сцеплению-расцеплению разъемного соединения.

Изобретение относится к области ядерной техники и может быть применено в разъемном соединении трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма системы управления и защиты ядерного реактора. В разъемном соединении трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма ядерного реактора штанга, расположенная в направляющей трубе, установлена в якоре с кольцевым зазором, в который помещена трубчатая вилка со штифтами. На конце якоря выполнены Г-образные прорези, в выше них - вертикальные прорези и нижняя часть якоря закрыта продольно-неподвижной пробкой. На боковой поверхности пробки выполнены пазы, имеющие нижний вертикальный, горизонтальный и верхний вертикальный участки для введения (выведения) штифтов вилки. Также на штанге выполнены радиальные выступы, а в направляющей трубе - ниже вертикальных прорезей якоря - закреплена соосно якорю втулка с пазами по форме выполненные так, как показано на фиг. 2, с возможностью введения (выведения) в них выступов штанги. Изобретение позволяет снизить дозовые нагрузки на персонал, упростить работу по соединению якоря линейного двигателя со штангой с рабочим органом, а также - повысить надежность соединения якоря и штанги в условиях высоких температур и радиации. 2 ил.

Разъемное соединение трубчатого якоря линейного двигателя и вертикальной цилиндрической штанги исполнительного механизма ядерного реактора, отличающееся тем, что штанга расположена в направляющей трубе, на конце якоря выполнены Г-образные прорези, а в выше них - вертикальные прорези, и штанга установлена в якорь с кольцевым зазором, в который помещена трубчатая вилка со штифтами, и при этом на штанге выполнены радиальные выступы, а на направляющей трубе - ниже вертикальных прорезей якоря - закреплена соосно якорю втулка с пазами, по форме выполненными так, как показано на фиг. 2, с возможностью введения (выведения) в них выступов штанги, и нижняя часть якоря закрыта продольно-неподвижной пробкой, на боковой поверхности которой выполнены пазы, имеющие нижний вертикальный, горизонтальный и верхний вертикальный участки для введения (выведения) штифтов вилки.