МАНИПУЛЯТОР Советский патент 1971 года по МПК B25J1/10 

Известен манипулятор для моптажа и демонтажа тепловыделяющих элементов ядерного реактора с трубчатым корпусом, внутрч нижней части которого установлена вертикальная труба со смонтированными на ее конце коромыслом и щипцами для захвата тепловыделяющих элементов. Причем вертикальная труба выполнена прямой и не имеет привода, что снижает производительность монтажа и демонтажа тепловыделяющих элементов.

Предложенный манипулятор отличается от известного тем, что вертикальная труба выполнена Г-образной и снабжена приводом ее вертикального перемещения в виде лебедки, а внутри этой трубы смонтирован стержень с гидравлическим приводом, шарнирно соединенный с одним плечом коромысла, второе плечо которого связано с щипцами. Это повыщает производительность монтажа и демонтажа тепловыделяющих элементов. Кроме того, на корпусе манипулятора может быть закреплен зубчатый венец, зацепляющийся с приводным зубчатым колесом. Внутри корпуса и снаружи могут быть установлены защитные блоки и выполнены шлюзовые камеры.

Манипулятор / смонтирован внутри пробки 2 продолговатой формы. Эта пробка введена в пробку 3, с вращающейся установкой вокруг ее оси и затворяющей отверстие соответствующих размеров, предусмотренное в защитной оболочке ядерного реактора. В пробке 2 выполнены вертикальные расточки 4 и 5, первая из которых предназначается для установки манипулятора /, вторая, обычно закрытая во

всю высоту, - для особенного введения устройств вмещательства на щипцы 6 захватывания. Манипулятор / содержит цилиндрический трубчатый вертикальный корпус 7, введенный в расточку 4 пробки 2 и опирающийся на выступ 8, находящийся в пробке на внутренней поверхности расточки. Трубчатый корпус 7 соединен с деталью 9, образующей опорную стенку для подшипника 10 качения, который поддерживается на упоре неподвижной стойки 1, вмонтированной внутри пробки 2. Внутри трубчатого корпуса 7 вмонтирован блок 12 защиты от радиоактивных излучений, выполненный из соответствующего плотного материала и простирающийся до высоты достаточной, чтоб избежать пропускание через трубчатый корпус 7 излучений, происходящих из активной зоны, которая помещается под пробкой 2. Блок 12 опирается на трубчатый корпус 7 па уровне выступа 8 и заключает аксиполая труба 14, жестко связанная нижней частью с тележкой 15, заключающей одну вертикальную часть 16, коаксиальную с трубчатым корпусом 7, и вторую часть 17, образованную из поперечного кронштейна, простирающегося вне корпуса 7 и пересекающего его через прямой разрез 18, находящийся в его боковой поверхности. Внутри трубы 14 вмонтирован стержень 19, верхний конец 20 которого слегка выступает из нее, тогда как нижний конец щарнирно соединен осью 21 с коромыслом 22, качающимся на оси 23, поддерживаемой скобой 24, жестко связанной с кронщтейном 17, а другой конец коромысла 22 соединяется шаровой связью с толкающей штангой 25, располол енной по оси коробки 26 щипцов 6. Толкающая щтанга 25 для осуществления захватывания топливных элементов в активной зоне реактора действует с помощью кулачковой системы на губы захвата.27 манипулятора щипцов. Соединение верхнего конца части 16 тележки 15 и стержня 19 вынолнено в виде герметического рукава 28 из нержавеющей стали. В защитном блоке установлена футеровка 29, прилегающая к внешней поверхности полой трубы М для очистки ее поверхности при подъеме. Футеровка 29 предпочтительно укрепляется на конце цилиндрической гильзы 30, окружающей полую трубу 14, причем эта гильза снабжена на верхней части соединительным фланцем с разборной короной 31, опирающейся на трубу 32, жестко связанной с концом корпуса 7. Корона 31 предназначается для принятия крышки уплотнения, накрывающей конец полой трубы 14 и осевого стержня 19 вне периодов функционирования манипулятора. Тележка 15, смонтированная на нижнем конце трубчатого корпуса 7 (см. фиг. 2) снабжена серией четырех роликов, распределенными попарно с каждой стороны вертикальной части 16 тележки 15, при этом они также помещены попарно один над другим с тем, чтобы совместно взаимодействовать с вертикальными деталями 33 и 34 управления, предусмотренными на внутренней поверхности корпуса 7. Ролики 35 тележки 15, которые совместно действуют с деталями 33 управления, имеют заметно полусферическую форму, а ролики 36, присоединенные к деталям 34 управления заключают предпочтительно внутреннюю кольцевую канавку, в которую входят выступы 37 этих деталей, осуществляя выравнивание роликов и в результате установку тележки в оси трубчатого корпуса 7. Последний присоединен к цилиндрическому люнету 38, окружающему щипцы 6 и предназначенному для осуществления управления коробки 26 последних в ее движениях, следующих за скольжением полой трубы 14. Люнет 38 поддерживается корпусом 7 посредством траверс 39 и скрепов 40 и заключает в верхней части расширение 41, позволяющее п;ентрировать корпус щипцов 6 во время их опускания, сопровождающее движение тележки 15 в трубчатом корпусе 7. Кроме того, люнет

имеет в своей боковой поверхности щель 42, открытую к верху, через которую проходит кронштейн 17, поддерл ;ивающий цинцы 6, причем это отверстие закрыто только в нижней части 43 и заключает сбоку ползуны 44, направляющие кронштейн без трения в его движении, исключая случай необычного бокового усилия. Нижняя часть люнета 38 заключает круговое кольцо, предусмотренное для

избежания возможного всплыва тепловыделяющего элемента из активной зоны реактора, могущего несвоевременно сопровождать элемент, сцепленный с захватом 27. На верхней части трубчатый корпус 7 соединен с цилиндрической муфтой 45, удлиняющейся к верху и соединенной на ее внешней поверхности с зубчатым венцом 46, зацепляющимся с щестерней 47, прикрепленной к выходному валу 48 группы мотор-редуктора 49 с ограничителем крутящего момента, расположенным на опоре 50, жестко связанной с неподвижной стойкой 11, помещенной в пробке 2. Герметичность между трубчатым корпусом 7 и цилиндрической муфтой 45, связанной с ним серией вертикальных штифтов 51, выполняется с помощью двух серий подвижных соединений 52 и 53, установленных между опорой 54, жестко связанной болтами 55 неподвижной стойки 11 и хомутом 56 поддержания, с одной

стороны, и поверхностью 57 трения, прилаженной на опорной стенке, предусмотренной на конце корпуса 7, с другой стороны. Соединения 52 и 53 ограждены нейтральным газом, преимущественно аргоном, причем это заграждение осуществляется с помощью канала 58, пересекающего опору 54. Другие трубки подвода газа, например трубки 59 и 60, могут быть предусмотрены для повышения эффективности статических соединений 61 и 62.

Подшипник 10 качения состоит из роликов 63, опирающихся на вкладыш 64 и 65, соответственно жестко связанные болтами 66 и 67: первый - с муфтой 45, а второй - с опорой 54, причем эти ролики способствуют относительному вращению трубчатого корпуса 7 и деталей, связанных с ним, вокруг его оси внутри защитной пробки 2. Это вращение может контролироваться с помощью шкалы 68, помещенной на реборде 69 с зубчатого венца

46 и проходящей перед неподвижным ориентиром 70, установленным на кольцевом угольнике 71, укрепленном на опоре 50 группы мотор-редуктора 49. Статический герметизирующий сильфон 72 жестко связан верхней

частью с кольцевым угольником 71 и опирается нижней частью на стойку 11. Питание нейтральным газом окружающих полостей предусматривается в местах 73 сильфона 72. Муфта 45 соединяется с теплообменником 74

из легкого сплава, заключающего ряд вертикальных ребер 75, который позволяет удалять естественной конвекцией большую часть калорий, поднимающихся из активной зоны реактора к верхней части, в частности, через поня 19, который она содержит. Теплообменник 74 позволяет избежать чрезмерный нагрев подшипника W качение и в особенности его, внутреннего вкладыша 64. Подшипник качения смонтирован со слабыми зазорами для получения большой точности, чему особенно мешают слишком значительные отклонения температуры, которые рискуют вызвать заедания или даже полную блокировку. Над муфтой 45 установлена шлюзовая камера 76 или «перчаточный бокс, образованная из цилиндрической обечайки с просверленными отверстиями, для установки смотровых отверстий, поясов с перчатками и осветительных устройств. Эта шлюзовая камера нозволяет проводить все необходимые ручные операции на конце полой трубы 14 и стержня 19.

На верхней части шлюзовая камера 76 имеет люк 77, нозволяюш,ий закрывать ее как только заш,итиый кожух становится на короне 31 на место. Шлюзовая камера 76 продолжается вверх за счет цилиндрической герметичной трубы 78, прикрепленной на шлюзовой камере с помощью статических соединений, причем эта труба заключает на верхнем конце манипуляцнонное кольцо 79, и в боковой поверхности круговой фланец 80. Эта труба нредназначена, в частности, для установки и опоры лебедки 81 на барабане 82 которой наматывается кабель 83, конец которого жестко прикреплен к нлите 84. На концах этой плиты шарнирно сочленены две длинные щеки захвата 85 и 86, концы которых образуют щипцы, способные захватывать верхний край пустотелой трубы 14. Кроме того, в центре нлиты 84 шарнирно сочленяется корпус гидравлического цилиндра 87, шток 88 которого жестко прикреплен к концу 20 стержня 19 с помощью специального штифта. На краю фланца 80 трубы 78 установлена обечайка 89, окруженная вытяжным шкафом 90, открытым с обоих концов, который имеет соединение 91, скользящее по внешней поверхности обечайки, и опирающимся нижним концом на пробку 2. Обечайка и вытяжной шкаф предназначается для возможности некоторых исключительных манипулирований в случае заклинивания тепловыделяющего элемента на конце щипцов 6.

Манинулирование осуществляется путем относительного вращения пробки 5 и трубчатого корпуса 7. В любом из положений, полученных таким образом, движения опускания или подъема щипцов 6, необходимые для выполнения установки или изъятия топливного элемента, происходят посредством пустотелой трубы 14 и тележки 15. осевое перемещение которых по отношению к трубчатому корпусу 7 управляется лебедкой 81, приводящей в двигкение кабель 83 и плиту 84, которая, в свою очередь, двигает трубу 14, схваченную захватами 85 и 86. Динамометр позволяет дозировать оказываемые усилия и обнаруживать отклонения, могущие нронсходнть во время манипулирований. Кроме того, указатель уровня проверяет ноложение иолой трубы 14 в трубе 78. Эти движения полой трубы 14 вызывают движение тележки 15, с которой она жестко скреплена, и посредством кронщтейна 17 осуществляет движения коробки 26 щипцов 6. При перемещении сверху вниз трубы, щипцы 6 опускаются к активной зоне, затем, управляемые расширением 41 люнета 38, они проникают в люнет до конца пробега, соответствующего унору тележки 15 ко дну трубчатого корпуса 7. В этот момент управление захватами 27 щипцов 6 может быть получено

прямым воздействием цилиндра 87 на стержень 19, причем это перемещение стержня поворачивает коромысло 22, которое вызывает движение в обратном направлении толкающей штанги 25 и вращение захватов 27. По окончании операции полая труба 14 и ее стержень 19 могут отключаться через шлюзовую камеру 76 от своих приводов, причем последние поднимают затем в трубу 78, в то время как защитный кожух помещается на короне 31. Кроме того, следует отметить, что во время манипулирований опасности утечек радиоактивных продуктов кверху ограничиваются до минимума, благодаря, в частности, футеровке 29. Подвижные герметические соединения и различные преграждения нейтральными газами в сочетании с этими соединениями предохраняют от любого пропускания наров натрия, и в то же время позволяет проводить постоянную проверку эффективности этих соединений.

Предмет изобретения

1.хМанипулятор для монтажа и демонтажа тепловыделяющих элементов ядерного реактора, поворотный трубчатый корпус которого, проходя через защитный экран реактора, несет в нижней части вертикальную трубу со смонтированными на ее конце приводным коромыслом и щипцами для захвата тепловыделяющих элементов, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности монтажа и демонтажа тепловыделяющих элементов, вертикальная труба выполнена Г-образной и снабжена приводом ее вертикального

перемещения в виде лебедки, а внутри этой трубы смонтирован стержень с гидравлическим приводом его осевого перемещения, шарнирно соединенных нижним концом С одним плечом коромысла, второе плечо которого связано с щипцами.

2.Манипулятор по п. 1, отличающийся тем, что на корнусе закреплен зубчатый венец, зацепляющийся с приводным зубчатым колесом.

3.Манипулятор по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутри его корпуса и снаружи установлены защитные блоки и выполнены шлюзовые камеры. 8 4/