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CN109360668B - 一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置 - Google Patents

一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置 Download PDF

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CN109360668B CN201811342555.9A CN201811342555A CN109360668B CN 109360668 B CN109360668 B CN 109360668B CN 201811342555 A CN201811342555 A CN 201811342555A CN 109360668 B CN109360668 B CN 109360668B
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Abstract

本发明涉及一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，包括波纹管、连杆机构、钩爪组件和端头；所述波纹管两端分别连接所述连杆机构和钩爪组件；所述波纹管长度变化使所述连杆机构作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪抓住/松开所述端头。本发明的有益效果如下：1、通过波纹管驱动钩爪组件对端头进行抓取，从而实现以小的气体压力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头下方的控制棒组件掉落，工作可靠；2、通过导向筒实现筒体与控制棒组件自动对中连接；3、通过复位弹簧的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件；4、供气部件易于在水下密封。

Description

一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置
技术领域
本发明涉及核技术领域，具体涉及一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置。
背景技术
控制棒驱动机构是保证反应堆安全的重要设备，控制棒驱动机构的性能直接影响核反应堆的安全，而卡锁装置是池式低温堆控制棒驱动机构上的关键部件，它既和核反应堆的安全相关还和换料工艺有关系。
池式供热堆在国内尚有使用的经验，但功率较小、控制棒驱动机构数量少，控制棒组件的重量也小，因此所需的提升力也小，若增大其提升力需增大电磁铁装置的体积。反应堆堆芯具有布置紧凑的特点，一般留给控制棒驱动机构的空间有限，设计电磁铁装置时需考虑其尺寸大小所受的限制，且要求工作可靠。而除了电磁铁装置，现有技术中尚无其他类型的相关技术能够满足上述需求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，能够实现以小的气体压力提供大的抓取力，对端头进行抓取的功能。
本发明的技术方案如下：
一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，包括波纹管、连杆机构、钩爪组件和端头；所述波纹管两端分别连接所述连杆机构和钩爪组件；所述波纹管长度变化使所述连杆机构作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪抓住/松开所述端头。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述钩爪组件包括筒体和钩爪；所述钩爪通过销轴安装于所述筒体上；所述钩爪还与所述连杆机构连接以且在所述连杆机构的驱动下绕所述销轴转动以抓住/松开所述端头。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述连杆机构包括中心连杆和第一连杆；所述第一连杆两端分别与所述中心连杆和所述钩爪的端部铰接；所述中心连杆与所述波纹管连接；所述筒体上设置用于所述中心连杆穿过的对中孔。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述钩爪组件还包括上盖；所述上盖与所述筒体固定连接；所述波纹管与所述上盖连接。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，还包括外筒壁；所述筒体设置于外筒壁内且能够沿所述外筒壁移动；所述筒体的尺寸与所述外筒壁尺寸匹配。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述上盖上还设置有利于所述钩爪组件移动的滚轮；所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述筒体周围。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述筒体上开有连通筒体内外的孔。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述钩爪组件与所述连杆机构之间设置有复位弹簧。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述复位弹簧数量为1-4个，设置在所述筒体的中心轴线或分度圆上。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述钩爪数量为2-3个，均匀设置在所述筒体上。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，所述端头上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
本发明的有益效果如下：
1、通过波纹管驱动钩爪组件对端头进行抓取，从而实现以小的气体压力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头下方的控制棒组件掉落，工作可靠；
2、通过导向筒实现筒体与控制棒组件自动对中连接；
3、通过复位弹簧的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件。
4、供气部件易于在水下密封。
附图说明
图1为本发明的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置的结构示意图(抓取状态)。
图2为本发明的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置的结构示意图(打开状态)。
图3为本发明的滚轮的分布示意图。
图4为本发明的钩爪的分布示意图。
图5为本发明的复位弹簧的分布示意图。
上述附图中，1、外筒壁；2、上盖；3、滚轮；4、复位弹簧；5、第一连杆；6、钩爪；7、端头；8、筒体；9、中心连杆；10、波纹管；11、连接螺钉；12、气管；13、销轴；14、销轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1和图2所示，本发明提供了一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，包括波纹管10、连杆机构、钩爪组件和端头7；所述波纹管10两端分别连接所述连杆机构和钩爪组件；所述波纹管10长度变化使所述连杆机构作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪6抓住/松开所述端头7。所述端头7上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
如图1和图4所示，所述钩爪组件包括钩爪6、筒体8和上盖2；所述钩爪6通过销轴13安装于所述筒体8上；所述钩爪6还与所述连杆机构连接以且在所述连杆机构的驱动下绕所述销轴13转动以抓住/松开所述端头7。所述连杆机构包括中心连杆9和第一连杆5；所述第一连杆5两端分别与所述中心连杆9和所述钩爪6的端部铰接；波纹管10两端分别与上盖2和中心连杆9连接，波纹管10内部形成密闭腔室。所述筒体8上设置用于所述中心连杆9穿过的对中孔(即导向孔或槽)；如此，中心连杆9只能沿导向孔或槽轴向移动，并且导向孔或槽有限位台阶限制中心连杆9的行程。所述上盖2与所述筒体8固定连接；所述波纹管10与所述上盖2连接。本实施例中，上盖2通过连接螺钉11与筒体8固定连接，波纹管10的气管12穿过所述上盖2从上方伸出。
本实施例的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置还包括外筒壁1；所述钩爪组件设置于外筒壁1内且能够沿所述外筒壁1移动；所述筒体8上设置用于顶杆6穿过对中孔；所述筒体8的尺寸与所述外筒壁1尺寸匹配。所述上盖2还设置有利于所述筒体8移动的滚轮3。所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述上盖2周围。如图3所示，滚轮3通过销轴14安装。当驱动机构气动卡锁装置从上部装入外筒壁1时，滚轮3沿外筒壁1的内壁滑动，与控制棒组件相连的端头7自动对中，当气动卡锁装置与端头7的止挡台阶重合时，通过波纹管10的气动控制即能实现抓取功能。所述止挡台阶让气动卡锁装置和端头7配合到位，防止出现钩爪6抓不住端头7的情况。
如图5所示，所述中心连杆9与所述筒体8之间设置有复位弹簧4。所述复位弹簧4数量为1-4个，设置在所述筒体8的中心轴线或分度圆上。
使用时，气动卡锁从气管12进气，波纹管10内压力增大，推动中心连杆9移动，且复位弹簧4被压缩，中心连杆9带动连杆运动，从而钩爪6转动并闭合抓住端头7，从而带动控制棒组件上下移动或保持固定位置。气动卡锁从气管12排气，波纹管10内压力降低，中心连杆9在复位弹簧4的作用下被推回，钩爪6打开释放控制棒组件，气动卡锁钩爪6打开状态示意图如图2所示。气体压力变化时中心连杆9运动会引起的筒体8与波纹管10间腔室体积的变化，在筒体8上开有孔，以减少波纹管长度变化时液体流动的阻尼，从而减少中心连杆9运动的阻力。本实施例中，在断电情况下不需外力介入即可打开钩爪6，实现控制棒驱动机构快速落棒功能。弹簧工作可靠性高，从而也提高了控制棒驱动机构快速落棒功能的可靠性。
电磁铁装置工作环境介质为水，电器部件只有电磁线圈，线圈密封在电磁组件的密闭空间中，只需从中引出电磁线圈的外接线，减少了线圈水下密封的工作。
本实施例通过波纹管10驱动钩爪组件对端头7进行抓取，从而实现以小的电磁力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头7下方的控制棒组件掉落，工作可靠；通过导向筒实现电磁铁装置能与控制棒组件自动对中连接；通过复位弹簧4的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：包括波纹管（10）、连杆机构、钩爪组件和端头（7）；所述波纹管（10）两端分别连接所述连杆机构和钩爪组件；所述钩爪组件包括筒体（8）和钩爪（6）；所述钩爪（6）通过销轴（13）安装于所述筒体（8）上；所述连杆机构包括中心连杆（9）和第一连杆（5）；所述第一连杆（5）两端分别与所述中心连杆（9）和所述钩爪（6）的端部铰接；所述中心连杆（9）与所述波纹管（10）连接；所述筒体（8）上设置用于所述中心连杆（9）穿过的对中孔；所述钩爪组件与所述连杆机构之间设置有复位弹簧（4）；所述钩爪（6）还与所述连杆机构连接；所述波纹管（10）长度变化使所述连杆机构作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪（6）在所述连杆机构的驱动下绕所述销轴（13）转动以抓住/松开所述端头（7）。
2.如权利要求1所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述钩爪组件还包括上盖（2）；所述上盖（2）与所述筒体（8）固定连接；所述波纹管（10）与所述上盖（2）连接。
3.如权利要求2所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：还包括外筒壁（1）；所述筒体（8）设置于外筒壁（1）内且能够沿所述外筒壁（1）移动；所述筒体（8）的尺寸与所述外筒壁（1）尺寸匹配。
4.如权利要求3所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述上盖（2）上还设置有利于所述钩爪组件移动的滚轮（3），所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述筒体（8）周围。
5.如权利要求1-4任一所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述筒体（8）上开有连通筒体（8）内外的孔。
6.如权利要求1所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述复位弹簧（4）数量为1-4个，设置在所述筒体（8）的中心轴线或分度圆上。
7.如权利要求1所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述钩爪组件钩爪数量为2-3个。
8.如权利要求1-4任一所述的池式低温堆控制棒驱动机构用气动卡锁装置，其特征在于：所述端头（7）上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
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