Привод регулирующего органа ядерного реактора (его варианты)

(5)5 0 21 С 7/1 ЕНИ РЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(госпдтент СССР) ОПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТ(54) ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО ОРГАНАЯДЕРНОГО РЕАКТОРА (ЕГО ВАРИАНТЫ)(57) 1. Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий двигатель, ротор которого связан с полым валом, внутрикоторого размещена с воэможностью вертикального перемещения зубчатая рейка, соединенная с регулирующим органом икинематически связанная с полым валом, атакже ролики, установленные на верхнемучастке зубчатой рейки, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения долговечности привода регулирующего органаядерного реактора путем разгрузки кинематических связей, полый вал выполнен ввиде винтовой цилиндрической пружины,витки которой выполнены с переменнымшагом, убывающим в сторону регулирующеИзобретение относится к атомной энергетике и может найти применение в ядерных реакторах с водяным теплоносителем,Целью изобретения является увеличе ние срока службы привода регулирующего органа ядерного реактора путем снижения нагрузок кинематических связей. На фиг.1 показан привод регулирующе. го органа ядерного реактора в разрезе (1-й вариант); на фиг,2 - узел фиг.1; на фиг,3 -сечение А-А; на фиг.4 - кинематическая схе ма второго варианта привода регулирующе го органа, и зафиксирован от проворота вокруг собственной оси, а ролики установлены между витками пружины, при этом пружина предварительно поджата роликами зубчатой рейки в направлении регулирующего органа.2. Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий двигатель, ротор которого связан с полым валом, внутри которого размещена с возможностью вертикального перемещения зубчатая рейка, соединенная с регулирующим органом и кинематически связанная с полым валом, а также ролики, установленные на верхнем участке зубчатой рейки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения долговечности привода регулирующего органа ядерного реактора путем разгрузки кинематических связэй, ролики, взаимодействующие с выполненной на внутренней поверхности полого вала винтовой нарезкой, закреплены на обойме, установленной с возможностью осевого перемещения относительно зубчатой рейки и взаимодействующей посредством пружины с верхним концом зубчатой рейки. го органа ядерного реактора; на фиг.5- узел И на фиг.4,Привод регулирующего органа ядерного реактора (1-й вариант) включает в себя размещенный в чехле 1 электродвигатель 2, ротор 3 которого посредством муфты 4 соединен с полым валом 5, выполненным в виде винтовой цилиндрической пружины 6. В пружине выполнены продольные пазы 7, в которых размещены шпонки 8, препятствующие повороту витков 9 пружины вокруг ее оси 10. На нижнем конце полого вала 5 установлена шестерня 11, зацепляющаяся свходной шестерней редуктора 12, выходным элементом которого является реечная шестерня 13, эацепляющаяся с зубчатой , .рейкой.1. На верхнем конце зубчатой рей"ки 14 установлены ролики 15, размещенные 5 между вйтками 9 пружины 6.Шпонки 8 жестко закреплены на гладких (непружинных) участках полОго вала 5.Зубчатая рейка 14, соединенная с регулирующим органом 16, установлена относитель но пружины. 6 так, что пружина 6 поджата роликами 15 с усилием Р. Достигается это следующим образом: в горизонтальном положении зубчатая рейка 14 собрана с пружиной 6, ролики 15 размещены между 15 витками 9 пружины, но реечная шестерня 13 не установлена; Смещают зубчатую рейку 14 в сторону от электродвигателя 2, например, на один зуб, затем устанавливают реечную шестерню 13, Натяг обеспечен. 20При нахождении зубчатой рейки 14 в ее крайнем нижнем положении между роликами и нижним торцом полого вала 5 имеется холостой участок 17 пружины 6.Шаг витков пружины 6 может быть выполненным переменным по высоте, причем величина шага убывает сверху вниз (в ту сторону, где расположен регулируощий орган 16 (5132)Сборка зубчатой рейки 14 с полым ва лом 5 осуществляется в нижнем положении рейки, при этом нижняя часть пружины 6 сжимается рейкой на некоторуо величину.Число витков пружины 6, сжимаемых зубчатой рейкой 14, в этом случае мало. При З 5 перемещении рейки вверх в случае постоянства величины сжатия число витков под зубчатой рейкой 14 увеличивается, следовательно, сила, с которой рейка сжимает пружину, будет уменьшаться, Поскольку 40 предполагается, что пружина 6 при монтаже предварительно поджата, то усилие растяжения пружины 6, действующее в ее верхней части, будет меньшим, чем усилие сжатия, и меньше влияет на величину натя га.Соответствующим увеличением шагавитков пружины 6 по высоте можно добиться требуемого закона изменения величины натяга в соединении "зубчатая рейка - пру жина" по высоте хода зубчатой рейки 14 (например, его постоянства).Второй вариант описываемого приводавключает электродвигатель 2, ротор 3 которого соединен с полым валом 5, на внутрен ней поверхности которого выполнена винтовая нарезка 18 фиг,5).На верхнем конце зубчатой рейки 14установлена обойма 19, в которую заделаны ролики 15. Ролики 15 входят в винтовую нарезку 18, а обойма 19 зафиксирована от поворота вокруг оси шпанкой 20, но имеет воэможность перемещения вдоль оси. Обойма 19 подпружинена пружиной 21 относительно упора 22 на верхнем конце зубчатой рейки 14.Полый вал 5 через редуктор 12 связан с реечной шестерней 13, взаимодействующей с зубчатой рейкой 14.При сборке описываемого привода сна-. чала собирают полый вал 5 с зубчатой рейкой 14 так, что ролики 15 входят в винтовую нарезку 18.Затем, удерживая полый вал 5 и зубчатую рейку 14 от вращения, прикладывают к зубчатой рейке усилие, направленное в сторону, противоположную электродвигателю 2. Пружина 21 при этом сжимается, создавая усилие Р между роликами 15 и винтовой нарезкой 18. Затем устанавливают реечную шестерню 13, фиксируя пружину 21 в сжа- ТОМ СОСТОЯНИИ.Привод регулирующего органа ядерного реактора работаетследующим образом (первый вариант).При вращении ротора 3 двигателя 2 крутящий момент через полый вал 5, зубчатое колесо 11, редуктор 12 передается реечной шестерне 13. Закручиванию витков пружины 6 при этом препятствуют шпонки 8. Реечная шестерня 13, взаимодействующая с зубчатой рейкой 14,перемещает последнюю вверх или вниз. При этом на зубья зубчатой рейки, реечной шестерни 13 и редуктора 12 действует не полное усилие от веса зубчатой рейки 14 и регулирующего органа 16, а уменьшенное на величину натяга Р, действующего между роликами 15 и витками пружины 6 полого вала 5. Т.о, зацепление с натягом между верхней частью зубчатой рейки 14 и пружиной 6 образует по сути дела параллельный поток движения винтовую пару), разгружающий основной поток передачи мощности двигателя (через редуктор).Ролики 15 при работе описываемого привода катятся по поверхностям витков . пружины 6.При работе привода регулирующего органа ядерного реактора (второй вариант) вращение ротора Зчерез полый вал 5, редуктор 12, реечную шестерню 13 преобразуется в перемещение зубчатой рейки 14, к которой внизу присоединен регулирующий орган 16. При этом мощность от двигателя 2 к зубчатой рейке 14 передается не только через зубчатый редуктор 12, но и через винтовую пару, образуемую обоймой 19 с роликами 15 и внутренней нарезкой 18 полого вала 5. Усилие от веса зубчатой рейки 14 и регулирующего органа 16, действующее на1135357 1 17реечную шестерню 13, будет меньше на величину Р, Усилие Р, создаваемое пружиной 21, разгружает зубчатый редуктор 12.Использование предложенной конструкции позволит повысить долговечность. 5 привода регулирующего органа ядерного реактора за счет уменьшения нагрузки, действующей в подшипниках и зубчатых зацеплениях редуктора данного привода.Упругий характер взаимодействия между зубчатой рейкой и полым валом позволит демпфировать толчки нагрузки при работе описываемого привода в режиме регулирования.1135357 СоставительРедактор Л,Письман Техред М.Моргентал Корректор. И.Шмакова Заказ 2376 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Про твенно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 10