Привод регулирующего органа ядерного реактора

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛИК (! 9) ((() (и)з G 21С 7/12

ГОСУДАРСТВЕ)КОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОЭ

О, 00

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2824984/25 (22) 04.10.79 (46) 23.06.93. Бюл. М 23 (72) В.А.Баев, И.В.Иванов, В.П,Николаев и Н.Ф.Петриченко (56) Патент США th 3449603, кл. 310-12, опублик. 1969.

Авторское свидетельство СССР

М 446908, кл. G 21 С 7/12, 1972. (54)(57) 1. ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНА ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА, содержащий тяговое электромагнитное устройство, подвижный и неподвижный захваты с электромагнитным управлением и штангу, соединенную с регулирующим органом, о тличающийся тем,что,сцелью упрощения конструкции, тяговое электромагнитное устройство выполнено в виде линейного шагового двигателя, якорь которого состоит из двух частей, между которыми установлена пружина, при этом часть якоря, дальняя от захватов, соединена с подвижным захватом, а другая часть якоря соединена с элементом управления подвижным захватом.

2.Привод по п.1, отличающийся тем, что, с целью увеличения длины хода якоря двигателя за один цикл включения привода, двигатель содержит внутренний

Изобретение относится к электромагнитным приводам регулирующих органовядерных реакторов, в которых перемещение штанги, соединенной с регулирующим органом осуществляется электромагнитными устройствами посредством механических захватов с электромагнитным .управлением, магнитопровод статора, состоящий из набора чередующихся магнитных и немагнитных участков, якорь двигателя состоит из набора чередующихся магнитных и немагнитных участков, причем взаимное перекрытие дальней от захватов части якоря линейного шагового двигателя с внутренним магнитопроводом статора при обесточенном двигателе не превышает величины Ьпол. +(и-1) Г+ ) мс

+ Ьнс + — и выполняется соотношение

h 7 пфt где hnon — длина полюсного магнитного участка электромагнита крайней фазы, и 2,3,4... т — шаг чередования магнитных и немагнитных участков якоря и внутреннего магнитопровода статора, h<с — длина немагнитного участка внутреннего магнитопровода статора, Ьмс- длина магнитного. участка внутреннего магнитопровода статора, пф — число фаз линейного шагового двигателя.

t — дискретный шаг перемещения якорк двигателя.

Цель изобретения — упрощение конструкции привода за счет осуществления. сцепления подвижного захвата со штангой без помощи специального электромагнита.

На фиг.1 показан общий вид привода, продольный разрез; на фиг.2 — двигатель привода, положение сцепления подвижного захвата со штангой при движении вверх; на

807855 фиг,З-двигатель привода. положение сцепления подвижного захвата со штангой при движении вниз.

Привод регулирующего органа ядерного реактора содержит восьмифазный линейный шаговый двигатель 1, включающий электромагниты фаз; первой 2, второй 3, третьей 4, четвертой 5, пятой 6, шестой 7, седьмой 8, восьмой 9; внутренний магнитопровод статора 10, состоящий из набора магнитных 11 и немагнитных 12 кольцевых учэстков, верхнюю часть якоря 13, нижнюю часть якоря 14, состоящие из наборов магнитных 15 и немагнитных 16 кольцевых участков, штангу 17, подвижный захват 18, включающий кулачки 19 и элемент управления 20, выполненный в виде втулки с конусной поверхностью. Неподвижный захват 21 содержит кулачки 22 и управляется электромагнитом 23, который содержит якорь 24 с конусной поверхностью, взаимодействующей с кулачками 22 и стоп 25. Нижняя часть якоря 14 (ближняя к захватам) соединена с элементом управления 20 посредством трубы 26, а верхняя часть якоря 13 (дальняя от захватов) с подвижным захватом 18 посредством трубы 27. Пружина 28 установлена между опорным участком трубы 27 и упором .29, прикрепленным к трубе 26, Все элементы привода размещены на корпусе 30. Двигатель 1 соединен с электромагнитом 23 проставкой 31. Внутренний магнитопровод статора оканчивается полюсными участками 32 электромагнитов крайних фаз.

Работает привод следующим образом.

В стояночном режиме включен электромагнит 23, якорь 24 притянут к стопу 25, конусная поверхность якоря 24 воздействует на кулачки 22, удерживая их в сцепленном со штангой 17 состоянии, Штанга 17, соединенная с регулирующим органом, висит на кулачках 22. При необходимости перемещения регулирующего органа вверх включается электромагнит первой фазы 2 двигателя 1. При этом, как видно из фиг,2, на верхнюю часть якоря начинает действовать усилие Р1, поскольку верхняя часть якоря 13 расположена относительно магнитопровода 10 так, что немагнитный участок верхней части якоря расположен выше середины магнитного участка внутреннего магнитопровода статора 10, Включаются электромагниты второй 3 и третьей

4 фаз двигателя 1. Как видно из фиг.2, возникает усилие Pz-з, перемещающее нижнюю часть якоря 14 вверх на величину д < t до соприкосновения с верхней частью якоря

13. Возникновение усилия Pz-з обусловлено тем, что в обесточенном положении нижняя часть якоря 14 расположена так, что ее не5

25 магнитный участок расположен ниже середины магнитного участка магнитопровода

10 между электромагнитами второй 3 и третьей 4 фаз двигателя 1. Перемещаясь вверх, нижняя часть якоря 14 перемещает элемент управления подвижным захватом

20, который своей конусной поверхностью вводит кулачки 19 в зацепление со штангой

17. Обесточивается электромагнит 23;, якорь 24 опускается вниз, кулачки 22 расцепляются со штангой 17. Обесточивается электромагнит первой фазы 2 двигателя 1, при этом вес штанги и регулирующего органа удерживает пружины 28 в сжатом состоянии и, следовательно, захват 18 в сцепленном со штангой 17 состоянии. Далее осуществляется коммутация фаз двигателя 1 в последовательности: вторая 3— третья 4, третья 4 — четвертая 5 и т.д, Величина ходя якоря двигателя определяется длиной участка якоря, расположенного ниже двигателя в крайнем нижнем положении и, следовательно, определяется допустимыми габаритами привода. Однако, условием сколь угодно большого перемещения якоря двигателя за один цикл включения привода является необходимость выхода верхней части якоря 13 за пределы действия магнитного поля электромагнита первой фазы 2, В

30 противном случае, при переходе на новый

"круг" коммутации фаэ двигателя, т.е. при включении электромагнитов восьмой 9 и первой 2 фаз возникнут усилия, направленные в противоположные стороны, которые

35 оторвут верхнюю часть якоря 13 от нижней

14 таким образом, захват 18 расцепится со штангой 17, и регулирующий орган упадет вниз. Вышеуказанное условие выполняется в том случае, если выполняется соотноше40 пх ние пф =,, а взаимное перекрытие верхt ней части якоря 13 (дальней от захватов) и магнитопровода 10 не превышает Ьпсл+

"мс

45 + (и — 1) х + Ьнс - —. В рассмотренном

2 случае n = 2, а пф = 8. Под величиной пмс понимается как длина магнитного участка магнитопровода статора при чередовании магнитных и немагнитных участков с шагом

50 х, так и длина магнитной проставки между фазами. двигателя, Иными словами. верхняя часть якоря 13 должна быть погружена в двигатель не ниже середины и-го магнитного участка магнитопровода 10, не считая по55 люсного участка магнитопровода 32. В рассмотренном примере, как видно из фиг.2, нижний обрез верхней части якоря 13 расположен выше середины магнитного участка между второй 3 и третьей 4 фазами.

807855

10

20

40

При перемещении вверх совокупности верхней 13 и нижней 14 частей якоря последовательно включаются фазы; третья 4— четвертая 5., четвертая 5 — пятая 6, пятая 6— шестая 7, шестая 7 — седьмая 8, седьмая 8— восьмая Q. Происходит перемещение на величину хода 5t, т.е. на величину, превышающую (и-1) t. Нижний обрез верхней части якоря 13 оказывается выше середины верхнего магнитного участка магнитопровода статора, таким образом, усилие, направленное на перемещение верхней части якоря вверх, уже не может возникнуть. Верхний обрез нижней части якоря 14 находится в зоне действия магнитного поля электромагнита первой фазы 2, следовательно отрыв верхней части якоря от нижней при включении восьмой 9 и первой 2 фаз не произойдет, и может осуществляться перемещение якоря, штанги и регулирующего органа на любую величину хода, определяемую допустимыми габаритами привода.

При этом вес регулирующего органа и штанги удерживает пружину 28 в сжатом состоянии и тем самым подвижный захват 18 сцепленным со штангой 17. При завершении перемещения регулирующего органа на требуемую величину, коммутация фаэ прекращается, якорь двигателя останавливается, включается электромагнит 23, неподвижный захват 21 сцепляется со штангой 17, обесточивается двигатель 1, подвижный захват 18 усилием, создаваемым пружиной 28, расцепляется со штангой и обе части якоря двигателя 13 и 14 под действием собственного веса опускаются вниз.

Привод готов к новому циклу включения.

При необходимости перемещения регулирующего органа вниз последовательно коммутируются фазы двигателя: вторая 3— третья 4, третья 4 — четвертая 5, четвертая 5 — пятая 6, пятая 6 — шестая 7. Обе части якоря 13 и 14 перемещаются вверх на 4 шага и занимают положение, показанное на фиг.3 слева от оси. При этом подвижный захват 18 расцеплен со штангой 17. Включается первая фаза 2 двигателя 1. Поскольку перемещение частей 13 и 14 якоря произошло на 4 с г, то нижний обрез верхней части якоря 13 оказался снова выше середины магнитного участка внутреннего магнитопровода 10. Возможность перемещения на величину (A — 1) t без переключения на новый "круг" коммутации фаз обеспечиваетAt ся тем, что число фаз двигателя пф -, а т также соответствующей глубиной погружения верхней части якоря 13. Включается электромагнит первой фазы 2 и перемещает верхнюю часть якоря 13 вниз на величину д t, сжимая пружину 28 и вводя кулачки 19 подвижного захвата 18 в зацепление со штангой 17. Обесточивается электромагнит

23, неподвижный захват 21 расцепляется со штангой. Обесточивается электромагнит 2, пружина 28 удерживается в сжатом состоянии весом штанги и регулирующего органа.

Происходит коммутация фаэ в обратной последовательности и осуществляется перемещение якоря двигателя, штанги 1 и регулирующего органа вниз на величину

4t - t, коммутация прекращается, включается электромагнит 23, неподвижный эахрат

21 сцепляется со штангой, двигатель 1 обесточивается, подвижный захват 18 расцепляется со штангой 17. Привод готов к новому циклу включения. Привод может работать и при пф = —, т.е. и -1, а также при другой величине перекрытия верхней части якоря и внутреннего магнитопровода статора. Однако в этом случае будут иметь место ограничения по длине хода якоря двигателя без переключения захватов, обусловленные невозможностью перехода на новый круг коммутации фаз.

Использование описываемого изобретения позволит упростить конструкцию привода, поскол ку сцепление подвижного захвата со штангой осуществляется посредством линейного шагового двигателя, который служит также для перемещения регулирующего органа. Тем самым упрощается технология изготовления привода и его

СТОИМОСТЬ, 807855

ФиЗ

Составитель

Техред М.Моргентал

Корректор И.Шмакова

Редактор Л.Письман

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2376 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5