МЕХАНИЗМ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СТЕРЖНЕЙ Советский патент 1994 года по МПК G21C19/44 

Изобретение относится к механизмам дробления топливных стержней и может быть использовано в атомной промышленности.

Целью изобретения является повышение надежности и безопасности проведения работ при выполнении режущего устройства с горизонтальным рабочим ходом.

На фиг. 1 схематично изображен механизм для измельчения топливных стержней; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Механизм для измельчения топливных стержней 1 содержит направляющую 2 в виде вертикальной трубы с защитным кожухом 3 и подключенный к ней составной рабочий орган в виде связанных между собой режущего устройства 4 и вертикального разгрузочного бункера 5. Рабочий орган дополнительно снабжен со стороны разгрузочного бункера 5 поворотным накопителем 6, а направляющая 2 снабжена в верхней части автономным силовым насадком 7 и смещена с рабочим органом относительно оси кожуха 3 по нормали к рабочему ходу режущего устройства 4. Величина смещения элементов рабочего органа ступенчато увеличивается в сторону накопителя 6, а разгрузочный бункер 5 и режущее устройство 4 дополнительно смещены параллельно рабочему ходу последнего в противоположные стороны относительно оси направляющей 2.

Режущее устройство 4 представляет собой режущую камеру, в полости которой размещены горизонтальные подвижный нож 8 и неподвижный нож 9 с соответствующими силовыми подвижной 10 и упорной 11 балками.

Механизм работает следующим образом.

Подача топливного стержня 1 на измельчение производится сверху вниз по направляющей 2. Стержень 1 вводится в режущее устройство 4 на заданную глубину, осуществляется плавная отрезка требуемой его части в режиме рабочего хода, и режущее устройство принимает исходное состояние в режиме холостого хода. Отрезанная часть стержня 1 поступает в разгрузочный бункер 5. Стержень во время резки изгибается, а по окончании процесса отрезки выпрямляется, и по его длине возникают периодические колебания, оказывающие периодическое ударное воздействие на направляющую 2. Значительная начальная длина топливного стержня ( ≈20 мм) приводит и к значительным амплитудам колебаний в его верхней части, которые гасятся силовым насадком 7. С уменьшением же длины стержня амплитуда его колебаний уменьшается и может быть погашена уже стенками трубы 2.

В процессе всего цикла холостого хода режущего устройства 4 и частично рабочего хода до соприкосновения со стержнем стержень 1 опускается на заданную глубину для отрезки следующей его части, колебания гасятся, и стержень подготовлен к следующему этапу процесса резки.

Отрезанная часть стержня поступает из разгрузочного бункера 5 в поворотный накопитель 6, где отрезанные части стержня накапливаются, и по его заполнении накопитель 6 заменяется. Замена накопителя 6 производится поворотом вокруг общей оси в момент холостого хода режущего устройства 4.

Наряду с колебаниями от топливного стержня направляющая 2 испытывает и колебания от жестко связанных с ней режущего устройства 4 и разгрузочного бункера 5. Поэтому, чтобы исключить их резонансное наложение друг на друга, колебания устройства 4 и бункера 5 выведены из плоскости колебаний непосредственно самой направляющей путем смещения их самих относительно направляющей по нормали к рабочему ходу подвижного ножа 8.

Независимо от колебаний направляющей 2 возникают дополнительные собственные и вынужденные колебания рабочего органа, и хотя они и выведены из плоскости колебаний направляющей 2 и не оказывают на нее дополнительного воздействия, их взаимное резонансное наложение может привести к разрушению рабочего органа.

При измельчении топливного стержня в результате постоянного возвратно-поступательного движения ножа 8, его взаимодействия со стержнем и работы силовой балки 10 весь механизм в целом находится в режиме собственных колебаний, происходящих в плоскости рабочего хода режущего устройства (подвижного ножа 8).

Отрезанные участки стержня при движении к разгрузочному бункеру взаимодействуют со стенками элементов рабочего органа и на собственные колебания механизма накладываются вынужденные колебания от воздействия отрезанных участков стержня. Для того, чтобы исключить возможность резонансного совпадения частот собственных и вынужденных колебаний и выполнено смещение элементов рабочего органа как вдоль рабочего хода режущего устройства, так и по нормали к нему.

Смещение разгрузочного бункера 5 относительно оси направляющей, его глубина и конфигурация выбираются такими, чтобы ударное взаимодействие отрезанной части стержня при ее падении со стенками бункера 5 происходило в противофазе колебаниям, вызванным работой режущего устройства, т. е. смещение режущего устройства 4 относительно оси направляющей 2 и смещение в противоположную сторону бункера 5 снижают амплитуду возникающих колебаний и исключают периодичность их существования вдоль рабочего хода подвижного ножа 8.

Для гарантированного исключения резонансного наложения собственных и вынужденных колебаний друг на друга выполнено дополнительное смещение элементов механизма (направляющей, режущего устройства и разгрузочного бункера) по нормали к рабочему ходу подвижного ножа 8. При этом отрезанные участки скользят по боковой стенке бункера 5, отклоняясь от плоскости рабочего хода подвижного ножа 8 и их ударное взаимодействие с элементами механизма перераспределяется по двум взаимно перпендикулярным направлениям (по нормали и вдоль рабочего хода подвижного ножа 8).

Таким образом, дополнительное смещение по нормали приводит не только к ослаблению абсолютной величины ударного воздействия отрезанных участков вдоль рабочего хода, но и к смещению результирующего вектора вынужденных колебаний от направления вектора собственных колебаний (вдоль рабочего хода), в результате чего резонансное наложение упомянутых колебаний друг на друга исключается и надежность механизма в целом повышается.

Кроме того, описанное смещение элементов механизма в двух плоскостях исключает прямой выход излучения и радиоактивной пыли от отрезанных участков в обслуживаемое помещение, а также повышает надежность защиты от излучения вне кожуха.

Смещение направляющей трубы с рабочим органом осуществлено с целью уменьшения зоны радиоактивного загрязнения в обслуживаемом помещении над механизмом, так как компоновка трубы с максимальным удалением ее от оси кожуха локализует зону загрязнения у края помещения и сохраняет чистым большую его часть по сравнению с осесимметричным размещением трубы и кожуха.

Горизонтальный рабочий ход режущего устройства позволяет использовать автономную силовую станину с гидравлическим приводом и исключить ударное взаимодействие с топливным стержнем.

Предлагаемый механизм для измельчения топливных стержней повышает надежность его в работе и безопасность проведения работ. (56) Патент Франции N 2242751, кл. G 21 C 19/44, 1975
Заявка Франции N 2257983, кл. G 21 C 19/44, 1975.

Изобретение относится к механизмам дробления топливных стержней и может быть использовано в атомной промышленности. Целью изобретения является повышение надежности и безопасности проведения работ при выполнении режущего устройства с горизонтальным рабочим ходом за счет исключения возможности возникновения резонансных колебаний. Механизм для измельчения топливных стержней 1 содержит направляющую 2 в виде вертикальной трубы с защитным кожухом 3 и подключенный к ней составной рабочий орган в виде связанных между собой режущего устройства 4 и вертикального разгрузочного бункера 5. Рабочий орган дополнительно снабжен со стороны разгрузочного бункера 5 поворотным накопителем 6. Направляющая 2 снабжена в верхней части автономным силовым насадком 7 и смещена с рабочим органом относительно оси кожуха 3 по нормали к рабочему ходу режущего устройства 4. Разгрузочный бункер 5 и режущее устройство 4 смещены параллельно рабочему ходу последнего в противоположные стороны относительно оси направляющей 2, что позволяет снизить амплитуду возникающих колебаний и исключает периодичность их существования вдоль рабочего хода режущего устройства. Кроме того, режущее устройство 4 и разгрузочный бункер 5 смещены относительно оси направляющей по нормали к рабочему ходу режущего устройства, что дает возможность вывести колебания режущего устройства 4 и бункера 5 из плоскости колебаний непосредственно самой направляющей и тем самым исключить их резонансное наложение друг на друга. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

1. МЕХАНИЗМ ДЛЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТОПЛИВНЫХ СТЕРЖНЕЙ, содержащий направляющую с защитным кожухом и подключенный к ней составной рабочий орган в виде связанных между собой режущего устройства и вертикального разгрузочного бункера, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и безопасности проведения работ при выполнении режущего устройства с горизонтальным рабочим ходом за счет исключения возможности возникновения резонансных колебаний, в нем направляющая выполнена в виде вертикальной трубы и смещена с рабочим органом относительно оси кожуха по нормали к рабочему ходу режущего устройства с увеличением смещения элементов рабочего органа сверху вниз, причем последние дополнительно смещены параллельно рабочему ходу режущего устройства в противоположные стороны относительно оси направляющей. 2. Механизм по п. 1, отличающийся тем, что рабочий орган дополнительно снабжен со стороны разгрузочного бункера поворотным накопителем.