ЗАХВАТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОГО НЕКОПИРУЮЩЕГО МОСТОВОГО МАНИПУЛЯТОРА

Полезная модель относится к ядерной технике, в частности, к средствам для перегрузки ампул с пучками отработавших тепловыделяющих элементов (твэлов) реактора РБМК-1000 в пеналы и предназначена для использования в камере комплектации пеналов (ККП) сухого хранилища.
В ККП сухого хранилища отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) ампулы для отработавшей тепловыделяющей сборки (см. патент РФ №2353010 Кл. G21F 5/008, 2008), с размещенными в них пучками отработавших тепловыделяющих элементов (далее по тексту - ампулы с пучками твэлов) поступают загруженными в транспортный чехол.
В ККП осуществляется перегрузка ампул с пучками твэлов из транспортного чехла в герметичные пеналы хранения отработавшего ядерного топлива (см. патент РФ №2435239, Кл. G21C 19/06), далее по тексту - пеналы.
Перегрузка ампул с пучками твэлов из транспортного чехла в пеналы осуществляется дистанционно электромеханическим некопирующим мостовым манипулятором грузоподъемностью 500 кг (проект 1697-20-0002 разработки ОАО «Центральное конструкторское бюро машиностроения»).
Электромеханический некопирующий мостовой манипулятор (далее по тексту - манипулятор) содержит мост, на котором размещена тележка с приводом перемещения и с установленным на ней исполнительным механизмом, включающим приводы вертикального перемещения телескопа исполнительного механизма, и вращения наконечника и толкателя. Телескоп исполнительного механизма состоит из корпуса, внутри которого установлены две трубы, внутренняя и наружная, которые перемещаются на роликах одна относительно другой при помощи самостоятельных для каждой трубы винтовых пар. Внутри внутренней трубы смонтированы шарнирные телескопические валопроводы, осуществляющие вращение и перемещение толкателя для зажима-разжима сменного инструмента, устанавливаемого в головке, размещенной в нижней части внутренней трубы.
При перегрузке ампул из чехла в пеналы, в головку манипулятора устанавливается захват 1697-24-0003, содержащий рычаги, установленные в корпусе на осях, и размещенный внутри рычагов толкатель. Нижний конец толкателя выполнен в виде перевернутой усеченной треугольной пирамиды, а верхний присоединен шарнирно к подпружиненной штанге. В рычагах выполнены отверстия, внутри которых также на осях установлены ролики, взаимодействующие с коническими гранями нижнего конца толкателя. Взаимодействующие с коническими гранями толкателя поверхности роликов выполнены радиусными с выпуклостью, направленной к коническим граням толкателя. Также в корпусе установлены подпружиненные упоры, взаимодействующие с рычагами. Нижние концы рычагов снабжены наружным буртом. Известный захват работает следующим образом.
В исходном положении захвата толкатель находится в верхнем положении, а рычаги находятся в сведенном положении при помощи подпружиненных упоров. Рычаги захвата вводятся во внутреннюю расточку ампулы. Далее своим приводом толкатель переводится в нижнее положение и за счет взаимодействия конических граней толкателя с роликами, установленными на рычагах, последние разводятся, сжимая при этом подпружиненные упоры. Наружные бурты разведенных рычагов размещаются под внутренним буртом расточки в крышке ампулы, и захват зацепляет ампулу за ее крышку, после чего ампула извлекается из транспортного чехла и устанавливается в ячейку решетки пенала. После установки ампулы в ячейку толкатель своим приводом перемещается в верхнее положение, рычаги подпружиненными упорами сводятся и захват переводится в исходное положение.
На практике при загрузке ампул в ячейки пенала наблюдаются отдельные случаи несвободного прохождения ампул через решетки пенала и их подклинивание вследствие отклонений от прямолинейности ампул и несовпадения вертикальных осей ампулы и ячейки при выводе манипулятора на координаты ячейки. В этом случае устранение подклинивания ампул в решетках пенала и размещение ампул в ячейках может достигаться вращением ампул вокруг оси приводом вращения при их опускании в ячейки.
Недостатком известного захвата является то, что при осуществлении вращения ампул происходит сход роликов с конических граней толкателя и заклинивание захвата.
Кроме того, при линейном воздействии роликов на грани толкателя при зацеплении крышки ампулы, на гранях толкателя появляются следы их взаимодействия в виде вмятин, влияющих на работоспособность захвата.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели заключается в создании возможности вращения ампул при их постановке в пенал.
Для достижения указанного технического результата в захвате, содержащем толкатель и рычаги, в отверстиях которых установлены ролики с радиусными поверхностями, взаимодействующими с нижним концом толкателя, нижний конец толкателя выполнен в виде перевернутого усеченного конуса с цилиндрическим основанием, а радиусные поверхности роликов выполнены с вогнутостью, направленной к цилиндрическому основанию конуса.
В частном случае исполнения радиус вогнутости роликов превышает радиус цилиндрического основания конуса не более чем на 0,5 мм.
Выполнение нижнего конца толкателя в виде перевернутого усеченного конуса с цилиндрическим основанием, а радиусных поверхностей роликов с вогнутостью, направленной к цилиндрическому основанию конуса, позволяет при нижнем положении толкателя получить охватывание вогнутой поверхностью роликов цилиндрического основания конуса и, тем самым, осуществить вращение ампул при их постановке в пенал без схода роликов с цилиндрического основания конуса.
Превышение радиусом вогнутости роликов радиуса цилиндрического основания конуса не более чем на 0,5 мм позволяет увеличить площадь контакта взаимодействующих поверхностей роликов и толкателя в его нижнем, наиболее нагруженном положении, при повороте ампулы и, тем самым, уменьшить появление следов их взаимодействия в виде вмятин.
Предлагаемый захват иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1 и фиг. 2.
На фиг. 1 показан предлагаемый захват в разрезе в исходном положении;
на фиг. 2 - предлагаемый захват в разрезе при зацеплении ампулы.
Предлагаемый захват содержит рычаги 1, установленные в корпусе 2 на осях 3, и размещенный внутри рычагов 1 толкатель 4. Нижний конец толкателя 4 выполнен в виде перевернутого усеченного конуса 5 с цилиндрическим основанием 6. В рычагах 1 выполнены отверстия 7, внутри которых также на осях 8 установлены ролики 9, взаимодействующие с конусом 5 и его цилиндрическим основанием 6. Наружные поверхности 10 роликов 9 выполнены с вогнутостью, направленной к конусу 5. Также в корпусе 2 установлены подпружиненные упоры 11, взаимодействующие с рычагами 1. Нижние концы рычагов 1 снабжены наружными буртами 12, выполненными с возможностью их введения при верхнем положении толкателя 4 в расточку 13 крышки 14 ампулы 15 и размещения наружных буртов 12 под внутренним буртом 16 крышки 14 при нижнем положении толкателя 4.
Известный захват работает следующим образом.
В исходном положении захвата (см. фиг. 1) толкатель 4 находится в верхнем положении, а рычаги 1 находятся в сведенном положении при помощи подпружиненных упоров 11. Захват в исходном положении устанавливается на ампулу 15, при этом рычаги 1 вводятся в расточку 13 крышки 14. Далее своим приводом (на чертежах не показан) толкатель 4 переводится в нижнее положение, при котором за счет взаимодействия наружных поверхностей 10 роликов 9, сначала с конусом 5, а затем с его цилиндрическим основанием 6, рычаги 1 разводятся, сжимая пружины подпружиненных упоров 11. Наружные бурты 12 разведенных рычагов 1, упираясь в стенки расточки 13, размещаются под внутренним буртом 16 в крышке 14, и захват зацепляет ампулу 15 за ее крышку 14, после чего ампула 15 извлекается из транспортного чехла и устанавливается в ячейку решетки пенала (на чертежах не показаны). После установки ампулы 15 в ячейку пенала толкатель 4 своим приводом перемещается в верхнее положение, рычаги 1 подпружиненными упорами 11 сводятся и захват переводится в исходное положение и расцепляется с ампулой 15.
В случае несвободного прохождения ампулы 15 через решетки пенала и ее подклинивания осуществляется поворот ампул 15 приводом вращения. При этом ролики 9, охватывающие своей наружной вогнутой поверхностью 10 цилиндрическое основание 6 конуса 5, позволяют осуществить поворот ампулы 15 без схода роликов 9 с цилиндрического основания 6 конуса 5, предотвращая заклинивание захвата.