Привод регулирующего органа ядерного реактора (его варианты) Советский патент 1993 года по МПК G21C7/14 

входной шестерней редуктора 12, выходным элементом которого является реечная шестерня 13, зацепляющаяся с зубчатой рейкрй И. На верхнем конце зубчатой рейки 14аустййовлены ролики 15, размещенные витками 9 пружины 6.

Шпонки 8 жестко закреплены на гладких (непружинных) участках полйго вала 5. Зубчатая рейка 14, соединенная с регулирующим органом 16, установлена относительно пружины 6 так, что пружина 6 поджата роликами 15 с усилием Р, Достигается это следующим образом; в горизонтальном положении зубчатая рейка 14 собрана с пружиной 6, ролики 15 размещены между витками 9 пружины, но реечная шестерня 13 не установлена. Смещают зубчатую рейку 14 в сторону от электродвигателя 2, например, на один зуб, затем устанавливают реечную шестерню 13, Натяг обеспечен.

При нахождении зубчатой рейки 14 в ее крайнем нижнем положении между роликами и нижним торцом полого вала 5 имеется холостой участок 17 пружины 6.

Шаг витков пружины б может быть выполненным переменным по высоте, причем величина шага убывает сверху вниз (в ту сторону, где расположен регулирующий орган 16(Si S2).

Сборка зубчатой рейки 14 с полым валом 5 осуществляется в нижнем положении рейки, при этом нижняя часть пружины 6 сжимается рейкой на некоторую величину. Число витков пружины 6, сжимаемых зубчатой рейкой 14, в этом случае мало. При перемещении рейки вверх в случае постоянства величины сжатия число витков под зубчатой рейкой 14 увеличивается, следовательно, сила, с которой рейка сжимает пружину, будет уменьшаться. Поскольку предполагается, что пружина б при монтаже предварительно поджата, то усилие растяжения пружины 6, действующее в ее верхней части, будет меньшим, чем усилие сжатия, и меньше влияет на величину натяга.

Соответствующим увеличением шага витков пружины 6 по высоте можно добиться требуемого закона изменения величины натяга в соединении зубчатая рейка - пружина по высоте хода зубчатой рейки 14 (например, его постоянства).

Второй вариант описываемого привода включает электродвигатель 2, ротор 3 которого соединен с полым валом 5, на внутренней поверхности которого выполнена винтовая нарезка 18 (фиг.5).

На верхнем конце зубчатой рейки 14 установлена обойма 19. в которую заделаны ролики 15. Ролики 15 входят в винтовую

нарезку 18, а обойма 19 зафиксирована от поворота вокруг оси шпонкой 20, но имеет возможность перемещения вдоль оси. Обойма 19 подпружинена пружиной 21 относительно упора 22 на верхнем конце зубчатой рейки 14.

Полый вал 5 через редуктор 12 связан с реечной шестерней 13, взаимодействующей с зубчатой рейкой 14.

0 При сборке описываемого привода сначала собирают полый вал 5 с зубчатой рейкой 14 так, что ролики 15 входят в винтовую нарезку 18.

Затем, удерживая полый вал 5 и зубчатую рейку 14 от вращения, прикладывают к зубчатой рейке усилие, направленное в сторону, противоположную электродвигателю 2. Пружина 21 при этом сжимается, создавая усилие Р между роликами 15 и винтовой

0 нарезкой 18. Затем устанавливают реечную шестерню 13, фиксируя пружину 21 в сжатом состоянии.

Привод регулирующего органа ядерного реактора работает следующим образом

5 (первый вариант).

При вращении ротора 3 двигателя 2 крутящий момент через полый вал 5, зубчатое колесо 11, редуктор 12 передается реечной шестерне 13. Закручиванию витков пружины

0 6 при этом препятствуют шпонки 8. Реечная шестерня 13, взаимодействующая с зубчатой рейкой 14,перемещает последнюю вверх или вниз. При этом на зубья зубчатой рейки, реечной шестерни 13 и редуктора 12 действует не полное усилие от веса зубчатой рейки 14 и регулирующего органа 16, а уменьшенное на величину натяга Р, действующего роликами 15 и витками пружины 6 полого вала 5. Т.о. зацепление с

0 натягом между верхней частью зубчатой рейки 14 и пружиной 6 образует по сути дела параллельный поток движения (винтовую пару), разгружающий основной поток передачи мощности двигателя (через редуктор).

5 Ролики 15 при работе описываемого привода катятся по поверхностям витков пружины 6.

При работе привода регулирующего органа ядерного реактора (второй вариант)

0 вращение ротора 3 через полый вал 5, редуктор 12, реечную шестерню 13 преобразуется в перемещение зубчатой рейки 14, к которой внизу присоединен регулирующий орган 16. При этом мощность от двигателя 2

5 к зубчатой рейке 14 передается не только через зубчатый редуктор 12, но и через винтовую пару, образуемую обоймой 19 с роликами 15 и внутренней нарезкой 18 полого вала Б. Усилие от веса зубчатой рейки 14 и регулирующего органа 16, действующее на

реечную шестерню 13, будет меньше на величину Р . Усилие Р , создаваемое пружиной 21, разгружает зубчатый редуктор 12.

Использование предложенной конструкции позволит повысить долговечность привода регулирующего органа ядерного реактора за счет уменьшения нагрузки, действующей в подшипниках и зубчатых зацеплениях редуктора данного привода.

Упругий характер взаимодействия между зубчатой рейкой и полым валом позволит демпфировать толчки нагрузки при работе описываемого привода в режиме регулирования.

cpu3.i

Л-А

Ф1.3

ФигЛ

Щ

1. Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий двигатель, ротор которого связан с полым валом, внутри которого размещена с возможностью вертикального перемещения зубчатая рейка, соединенная с регулирующим органом и кинематически связанная с полым валом, а также ролики, установленные на верхнем участке зубчатой рейки, отличающийс я тем. что. с целью увеличения долговечности привода регулирующего органа ядерного реактора путем разгрузки кинематических связей, полый вал выполнен в виде винтовой цилиндрической пружины, витки которой выполнены с переменным шагом, убывающим в сторону регулирующеИзобретение относится к атомной энергетике и может найти применение в ядерных реакторах с водяным теплоносителем. Целью изобретения является увеличение срока службы привода регулирующего органа ядерного реактора путем снижения нагрузок кинематических связей. На фиг.1 показан привод регулирующего органа ядерного реактора в разрезе