Устройство для передачи перемещений в герметичную полость

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сова Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 31.I I I.1969 (М 1323580/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликова го 21.VI,1971. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания З.IX.1971

МПК G 214 1/02

G 12Ь 1)04

F 15j 3/00

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 621.039.56(088.8) Автор изобретения

В. К. Резепов

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

В ГЕРМЕТИЧНУЮ ПОЛОСТЬ

Изобретение относится к устройствам, содержащим разделительный сильфон, отделяющий полость привода от герметичной полости с рабочей средой, преимущественно с высокими параметрами и активностью, и может быть применено, например, в качестве привода регулирующих стержней ядерного реактора.

Известный привод, в котором применен разделительный сильфон, приводится в действие сжатой средой и служит для перемещения регулирующих стержней ядерного реактора. Он содержит направляющую трубу с отверстиями для прохода теплоносителя и металлический сильфон, прикрепленный одним концом к направляющей трубе, а другим, закрытым, концом — к регулирующему стержню, перемещаемому вместе с ним.

Недостатками известного привода являются: значительная конструктивная длина разделительного сильфона по отношению к длине пути перемещаемого тела; возможность поломки тонкостенного сильфона при осуществлении быстрого ввода регулирующего стержня в активную зону, когда требуется быстрый и значительный подъем давления сжатой среды над сильфоном; большая инерционность привода вследствие значительного расхода сжатой среды, подаваемой в сравнительно большую полость привода (такой привод нежелательно использовать для быстрого ввода регулирующих стержней при возникновении аварийных ситуаций, так как в этом случае сложно осуществить подъем давления в при5 воде); малая точность перемещения и отсутствие гарантированной фиксации переменного тела в связи с тем, что возможные пульсации давления сред над сильфоном и под сильфоном соизмеримы с разностью этих давлений, 10 а увеличение разности давлений требует утолщения стенки сильфона, что приводит к ужесточению и увеличению конструктивной длины сильфона.

Цель изобретения — уменьшение длины

15 сильфона при одновременном увеличении длины перемещения и обеспечение высокой точности фиксации положения тела.

Цель достигается тем, что связь между перемещаемым телом и сильфоном выполнена

20 в виде многозвенного шарнирного механизма (так называемые «нюрнбергские ножницы»), прикрепляемого к этому телу и подвижному концу сильфона с помощью известных устройств, например, шарикового замка бай25 онетного зацепления и т. д., а в полости со сжатой средой размещен электромеханический привод, например, шаговый электродвигатель с шариковой винтовой парой, фиксирующий перемещение подвижного конца силь30 фона.

307424

65

На чертеже изображено описываемое устройство.

Устройство для передачи перемещения в герметичную полость содержит металлический сильфон 1, прикрепленный неподвижным концом через стакан 2 к статору 3 электродвигателя, а подвижным концом через втулку 4 — к винту 5, находящемуся в зацеплении с гайкой 6, соединенной с ротором 7 электродвигателя. Втулка 8 крепится своим нижним концом при помощи байонетных вырезов к крайним полуосям верхпего звена многозвенного шарнирного механизма 9, свободно проходит внутри сильфона 1 и втулки 4 и закрепляется неподвижно своим верхним концом во втулке 4. Нижний конец шарнирного механизма 9 крайними полуосями нижнего звена соединяется с шариковым захватом 10, который находится в зацеплении с перемещаемым телом

11. Полуоси 12 устанавливаются в направляющей трубе 13 неподвижно; все другие оси и звенья шарнирного механизма могут перемещаться относительно полуосей 12 в вертикальной плоскости. Шарнирный механизм 9 выполнен из двух ширм, соединенных между собой осями таким образом, чтобы центр был свободен для прохода специального ключа, служащего для соединения устройства с перемещаемым телом.

Верхняя часть устройства, включая сильфон и электродвигатель, размещается внутри патрубка 14, закрепленного на крышке 15 и уплотненного крышкой 16 таким образом, что внутрь образованной полости 17 может быть подведена сжатая среда (преимущественно воздух или инертный газ) . Герметизация полости 17 со сжатой средой от полости 18 с рабочей средой осуществляется прокладкой

19 и пробкой 20. Подвод и отвод сжатой среды в полость 17 производится по линии подвода 21 через электромагнитный вентиль 22 и по линии отвода 23.

На втулке 4 закрепляется сердечник 24, а на крышке 16 — электромагнитный датчик 25 фиксирующий перемещение подвижного конца сильфона 1 и, соответственно, перемещаемого тела 11. Направляющие 26 на крышке 16 и ролики 27, укрепляемые на втулке 4, обеспечивают возможность осевого перемещения втулки 4 и предохраняют сильфон от скручивания. Пружины 28 и 29служат для амортизации при быстром сбросе давления из полости

17, а также для частичной разгрузки электропривода от осевых нагрузок. Полость 17 герметизируется крышкой 30.

Сборка устройства проводится следующим образом.

Над перемещаемым телом 11 устанавливается направляющая труба 13, в которой размещен шарнирный механизм 9 с захватом

10, усилием пружины 29 поднятым в верхнее или промежуточное положение, Затем устанавливается крышка 15, и в патрубок 14— верхняя часть привода с сильфоном и электродвигателем, укрепленными на крышке 16.

4

Втулка 8 при снятой крышке 30 устанавливается таким образом, чтобы ее байонетные пазы вошли в зацепление с верхними полуосями механизма 9. Сжатие сильфона осуществляется с помощью электродвигателя; поворот втулки 8 для осуществления байонетного зацепления производится вручную, после чего она закрепляется неподвижно во втулке 4.

Через полость втулки 8 вводится ключ и открывается шариковый захват 10; захват опускается электродвигателем вниз и с помощью ключа производится зацепление захвата 10 с перемещаемым телом 11. Затем устанавливаются пробка 20 и крышка 30 и уплотняются все разъемы.

Устройство работает следующим образом.

По линии подвода 21 в полость 17 подается сжатая среда под давлением, превышающим давление в полости 18 и достаточным для подъема перемещаемого тела 11. При включении питания электродвигателя ротор 7 вращается совместно с гайкой б в направлении опускания винта 5. 3а счет избыточного давления в полости 17 по отношению к давлению в полости 18 втулка 4 с закрепленной на ней втулкой 8 опускается на расстояние, определяемое углом поворота ротора 7. При опускании втулки 8 вслед за верхним звеном шарнирного механизма складываются все остальные его звенья. Перемещение каждого звена на расстояние 1 вызывает перемещение (в данном случае подъем) тела 11 на величину nl, где и — отношение числа звеньев, расположенных ниже полуосей 12, к числу звеньев, расположенных выше этих полуосей.

При необходимости подъема еще на определенное расстояние снова включается электродвигатель и ротор поворачивается на нужный угол, причем давление в полости 17 может оставаться неизменным, но достаточным для подъема. Отсюда следует еще одно преимущество предлагаемого устройства, а именно: для равномерного перемещения тела на заданное расстояние нет необходимости плавно изменять давление и точно выдерживать его значение в каждый момент времени на определенном участке пути; давление можно изменять дискретно, с отклонениями от заданной величины, а точность и плавность хода будут обеспечиваться электромеханическим приводом.

При опускании тела 11 давление среды в полости 17 снижается до величины, обеспечивающей ход вниз, а вращением ротора 7 ограничивается это перемещение и обеспечивается фиксация в заданной точке. Для быстрого перемещения (сброса) тела 11 вниз обесточиваются электромагнитный клапан 22 и статор

3 электродвигателя и сбрасывается давление в полости 17 до величины, обусловленной прочностью сильфона. Под действием веса и избыточного давления в полости 18 тело 11 падает вниз, причем шариковая винтовая пара обеспечивает гарантированный самоход при отключенном электродвигателе. В конце

307424

17 50

27

С оста в и тель В. С. Алеш и н

Техрсд Л. Я. Левина Корректор В. И. Жолудева

Редактор И. А. Орлова

Заказ 2242,В Изд. № 871 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мшшстров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Типография, пр. Сапунова, 2 участка падения вступают в работу амортизирующие пружины 28 и 29.

Линейное перемещение привода контролируется датчиком 25. Поскольку электродвигатель и винтовая пара размещены в полости, изолированной от воздействия рабочей среды, то в них могут быть применены обычные конструкционные и смазочные материалы.

Предмет изобретения

1. Устройство для передачи перемещений в герметичную полость, содержащее сильфон, электромеханический привод и соединительные приспособления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения длины сильфона при одновременном увеличении длины перемещеI:èÿ, между сильфоном и перемещаемым телом встроен многозвенный шарнирный механизм.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что соединение многозвенного шарнирного механизма с сильфоном и перемещаемым телом выполнено в виде управляемого замка, например, байонетного типа.

lo 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности пошагового перемещения и фиксации его, в полости со сжатой средой установлен электромеханический привод, например, шаговый элек15 тродвигатель с шариковой винтовой парой.