РАЗГРУЗОЧНО-ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКИ И РАЗГРУЗОЧНО-ЗАГРУЗОЧНЫЙ УЗЕЛ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКОЕ УСТРОЙСТВО
UNLOADING AND LOADING DEVICE FOR THE FUEL ROD ARRAY AND UNLOADING AND LOADING NODE CONTAINING SUCH A DEVICE

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области загрузки тепловыделяющих сборок.
Изобретение, в частности, относится к загрузке сборок для ядерных реакторов на быстрых нейтронах четвертого поколения.
Точнее, изобретение относится к разгрузочно-загрузочному устройству и к узлу, содержащему разгрузочно-загрузочное устройство.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В области загрузки тепловыделяющих сборок, в частности, сборок реакторов на быстрых нейтронах четвертого поколения, топливо может достигать остаточной тепловой мощности на выходе реактора, составляющей 30-40 кВт. В соответствии с ограничениями, предусмотренными для реакторов на быстрых нейтронах четвертого поколения типа «ASTRID» (Advanced Sodiem Technological Reactor for Industrial Demonstration, усовершенствованный натриевый технологический реактор для промышленного применения), упомянутые топлива необходимо впоследствии охлаждать во месте временного хранения, например, в резервуаре для хранения, до достижения остаточной мощности не более 3 кВт, для его перемещения в горячую камеру.
«Горячая камера» представляет собой камеру, предназначенную для размещения радиоактивных материалов, способную обеспечить их локализацию и защиту от излучения посредством экранированных стенок. Речь также идет о «камере высокой активности».
Перенос сборки (в более широком смысле, топлива) из резервуара для хранения в горячую камеру, как правило, осуществляют с помощью специального захвата, используемого вместе с перегрузочным кожухом («покрытый кожухом захват») через разгрузочно-загрузочный коридор между резервуаром для хранения и горячей камерой.
Затем используют специальный разгрузочно-загрузочный захват для горячей камеры («захват для камеры»). Этот захват должен быть совместимым с остаточной мощностью порядка 3 кВт, т.е., с температурой сборки до 400°C, что может вызвать температуру порядка 150°C при контакте сборки со скобой камеры для ее захвата.
Захват для горячей камеры в дальнейшем описании также может называться «разгрузочно-загрузочной системой» или «разгрузочно-загрузочным устройством».
Разгрузочно-загрузочная система должна удовлетворять по меньшей мере следующим ограничениям:
- захват тепловыделяющей сборки, находящейся в активной зоне реактора, в частности, в реакторе на жидком натрии;
- грузоподъемность порядка 600 кг;
- автономность подключения и отключения.
Разгрузочно-загрузочная система должна соответствовать другим ограничениям, включая:
- тепловую совместимость с потоком тепла от сборки, передаваемого за счет теплопроводности к границе сборка-система загрузки, а также путем конвекции (поток газа, повторно нагретый при контакте с топливом, нагревает захват)
- безопасность загрузки: разгрузочно-загрузочную систему нельзя подключать и отключать под нагрузкой;
- совместимость с ионизирующими излучениями, в частности, испускаемыми сборкой, но также имеющимися в горячей камере;
- совместимость с окружающей средой и ограничениями загрузки на расстоянии от горячей камеры (удаленное управление);
- совместимость с присутствием натрия;
- совместимость с сейсмическими воздействиями;
- надежность и безотказность: разгрузочно-загрузочная система должна быть, в частности, адаптирована для срока службы 60 лет;
- простота технического обслуживания, в частности, в горячей камере;
- компактность: поскольку загрузку необходимо осуществлять, в частности, в горячей камере, оборудование не должно превышать определенный занимаемый объем, в частности, определенную заданную высоту;
- совместимость с дополнительными загрузочными средствами (лебедкой, подъемником, мостом, шарнирными траверсами загрузки в камере).
Иными словами, разгрузочно-загрузочная система должна обеспечивать функции высокой температуры контакта, порядка 150°C, и массы порядка 600 кг, при соблюдении требований безопасности и компактности.
Из патентной заявке FR2637411 известна разгрузочно-загрузочная система, которая позволяет перемещать тепловыделяющие сборки для ядерного реактора на быстрых нейтронах. Система, представляющая собой прямолинейный канал для переноса тепловыделяющих сборок, содержащий вертикальную направляющую трубу, в которой скользит разгрузочно-загрузочный захват, отличается тем, предусмотрены средства подачи охлаждающей жидкости в верхнюю часть направляющей трубы, чтобы эта жидкость текла под действием силы тяжести в сборку, подвешенную на захвате и размещенную в направляющей трубе.
Эта система с прямолинейным каналом нашла свое основное применение в замене сборок в ядерном реакторе на быстрых нейтронах: облученные сборки доставляются на станцию выгрузки, на которой их выгружают из корпуса реактора с помощью перегрузочной емкости, заполненной охлаждающей жидкостью (жидким натрием, если речь идет о реакторе с натриевым охлаждением) и заменяют новыми сборками согласно той же процедуре в обратном порядке. Для того чтобы облученных охлаждение сборок с высокой остаточной мощностью осуществлялось при их транспортировке надлежащим образом, также необходимо, чтобы уровень жидкого металла в резервуаре во время загрузки был таким, чтобы делящаяся часть сборки оставалась погруженной без увеличения высоты корпуса реактора во избежание значительного повышения общей стоимости реактора. Таким образом, обсуждаемая система представляет собой систему транспортировки, разработанную, в частности, для использования в ядерном реакторе на быстрых нейтронах.
Однако, эту систему с прямолинейным каналом невозможно или очень трудно использовать для переноса сборки в горячей камере с учетом необходимости обеспечения циркуляции жидкости, что как правило исключено в горячей камере. Кроме того, она не будет автономной, поскольку необходима система циркуляции жидкости, и, прежде всего, стержень управления для приведения в действие когтей так, чтобы они могли захватывать сборку. Наконец, циркуляция жидкости в такой разгрузочно-загрузочной системе вызывает неизбежные риски утечек (особенно применительно к жидкому натрию), не говоря уж о том, что это может утяжелить упомянутую систему, которая уже должна нести на себе массу сборки.
Дополнительно, рассматриваемая жидкость представляет собой жидкий натрий (температура которого, таким образом, выше 100°C), что, как правило, неприемлемо для горячей камеры.
Из патентной заявке JPH07104094 также известна разгрузочно-загрузочная система тепловыделяющей сборки в горячей камере, которая содержит механизм расширения/сжатия, механизм захвата и механизм охлаждения. Механизм расширения/сжатия состоит из внешней трубы и внутренней трубы, движущейся вертикально во внешней трубе. Механизм захвата находится во внутренней трубе, а с помощью охлаждающего вентилятора обеспечено прохождение охладителя. Механизм захвата снабжен регулировочным приспособлением захвата, предусмотренным для надежного зажатия тепловыделяющей сборки, и отверстием для выхода охладителя, текущего в механизм расширения/сжатия.
Механизм охлаждения содержит охлаждающий вентилятор, который всасывает газ, содержащийся в камере, для охлаждения тепловыделяющей сборки путем его продувки через механизм расширения/сжатия и механизм захвата. Направление охладителя происходит от охлаждающего вентилятора в верхней части разгрузочно-загрузочной системы , а затем обратно к сборке.
Основным недостатком этой разгрузочно-загрузочная системы является то, что она не является электрически автономной, поскольку она содержит вентилятор для продувки упомянутой системы газом. Другим недостатком является число требуемых деталей, которые делают систему недостаточно надежной и менее компактной.
Более того, любую механизацию в горячей камере, в которой имеются излучения, необходимо упрочнять (во избежание преждевременного старения, вызванного излучениями) и, как правило, необходимо дублировать. Наконец, эта система обладает другим недостатком, связанным с рассеиванием любых частиц, содержащихся в газе, продуваемом через камеру. Таким образом, это может вызвать рассеивание радиологических материалов в камере, происходящих от топливных стержней сборок, если последние оказались неисправными, иными словами, если они имеют открытые трещины.
Также, из патентной заявки EP0008253 известен автоматический захват с циклом для реактора на быстрых нейтронах. Недостаток этого захвата состоит в его большом размере и его значительной массе. Кроме того, имеется, по сути, вертикальная стыковка на верхней части сборки, отсутствует система блокировки и имеется большое число деталей. Груз поднимается посредством элемента управления. Наконец, этот захват лишен охлаждения. Таким образом, этот захват является достаточно автономным (без привода), но при этом он слишком громоздкий и имеет вертикальную стыковку, требующую наличия очень больших высот от потолка горячей камеры, в которой он функционирует. Большое число деталей повышает вероятность отказа, особенно когда нагрузка переносится деталью, которая образует часть передаточной цепи.
Дополнительно, решения согласно вышеупомянутому уровню техники не включают в себя решения для обеспечения безопасности загрузки (например, отсоединения сборки).
Изобретение направлено на преодоление вышеуказанных недостатков уровня техники.
Точнее, оно направлено на создание разгрузочно-загрузочного устройства для тепловыделяющей сборки, способного автономно функционировать при повышенной температуре, и способного надежно загружать ее, и отвечающего вышеупомянутым ограничениям, в частности, ограничениям, связанным с безопасностью и компактностью.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача изобретения, позволяющая достигать эту цель, состоит в создании разгрузочно-загрузочного устройства для тепловыделяющей сборки, простирающегося по продольной оси и содержащего:
- корпус;
- средства захвата, способные взаимодействовать с тепловыделяющей сборкой так, чтобы захватывать или высвобождать упомянутую сборку, причем упомянутые средства захвата соединены с корпусом так, чтобы обеспечивать относительное перемещение между упомянутым корпусом и всеми или частью средств захвата;
- средства управления для управления средствами захвата, способные управлять упомянутыми средствами захвата между положением захвата и положением высвобождения упомянутой сборки, и наоборот;
- всасывающие средства, способные создавать всасывание охлаждающего газа через разгрузочно-загрузочное устройство и через сборку, когда она захватывается упомянутым устройством.
Согласно предпочтительному варианту осуществления всасывающие средства содержат усилитель расхода газа и впускной канал сжатого газа для впуска сжатого газа в упомянутый усилитель, причем упомянутый впускной канал выполнен так, что упомянутый сжатый газ, поступающий в упомянутое устройство усиления расхода газа, создает всасывание охлаждающего газа через разгрузочно-загрузочное устройство и через сборку, когда она захватывается упомянутым устройством.
Сжатый газ, вводимый в усилитель расхода газа, вызывает всасывание охлаждающего газа в устройство под действием эффекта Коанда, под действием эффекта Вентури, или их обоих, что позволяет создать очень эффективный поток охлаждения.
Согласно конкретному варианту осуществления охлаждающий газ представляет собой окружающий газ в окружающей среде разгрузки-загрузки сборки, например, газ, содержащийся в горячей камере. Это позволяет использовать ресурсы, содержащиеся в ближайшей среде.
Согласно варианту осуществления средства захвата содержат по меньшей мере одну деталь, способную к вращательному перемещению относительно корпуса и способную взаимодействовать со сборкой так, чтобы захватывать или высвобождать упомянутую сборку.
Согласно конкретному варианту осуществления упомянутая по меньшей мере одна деталь, способная к вращательному перемещению относительно корпуса, представляет собой захват, содержащий конец, способный взаимодействовать с заплечником на верхнем конце сборки.
Согласно конкретному варианту осуществления захват соединен с корпусом через осб, причем упомянутая ось является практически горизонтальной и простирается в орторадиальном направлении, чтобы упомянутый захват мог перемещаться посредством вращательного движения вокруг его оси относительно корпуса.
Согласно конкретному варианту осуществления средства управления содержат по меньшей мере один толкатель, способный приводить по меньшей мере один захват во вращение вокруг его оси.
Согласно другому варианту осуществления средства захвата содержат по меньшей мере одну деталь, способную поступательно перемещаться относительно корпуса и способную взаимодействовать со сборкой так, чтобы захватывать или высвобождать упомянутую сборку.
Согласно конкретному варианту осуществления упомянутая по меньшей мере одна деталь способная поступательно перемещаться относительно корпуса, представляет собой механический палец, содержащий первый конец, способный взаимодействовать с заплечником на верхнем конце сборки.
Согласно конкретному варианту осуществления корпус содержит по меньшей мере один каналообразный проход, простирающийся в радиальном направлении, в котором механический палец способен перемещаться посредством радиального поступательного движения относительно корпуса.
Согласно предпочтительному варианту осуществления средства управления содержат бистабильный механизм, соединенный со средствами захвата и способный размещать упомянутые средства захвата в стабильном положении захвата или высвобождения сборки.
Бистабильный механизм используют для содействия приведению в действие средств захвата, без использования электрического, пневматического или электромеханического привода. Это позволяет получить чисто механическую систему приведения в действие, надежную и безопасную, т.е., в частности, предвидеть возможность падения нагрузки во время загрузки сборки.
Бистабильный механизм хорошо адаптирован для циклического функционирования разгрузочно-загрузочного устройства. Фактически, для перегрузки сборок конструкция разгрузочно-загрузочного устройства предполагает, что бистабильный механизм обязательно находится в одном из двух состояний равновесия.
Согласно варианту осуществления средства управления содержат средства взаимодействия, соединенные со средствами захвата и способные взаимодействовать с независимой контактной деталью разгрузочно-загрузочного устройства так, что контакт между упомянутыми средствами взаимодействия и упомянутой независимой контактной деталью приводит в движение средства захвата.
Согласно конкретному варианту осуществления средства взаимодействия содержат корончатое кольцо для взаимодействия.
Согласно предпочтительному варианту осуществления корпус содержит средства, способные образовать уплотнение со сборкой, например, надувное уплотнение. Это позволяет обеспечивать поток газа, а, следовательно, максимальное разрежение в сборке и лучшее охлаждение.
Согласно предпочтительному варианту осуществления разгрузочно-загрузочное устройство дополнительно содержит средства фильтрации, расположенные ниже по потоку относительно усилителя расхода. Это позволяет избежать распространения ядерного материала в камере.
Согласно второму аспекту изобретение относится к разгрузочно-загрузочному узлу для тепловыделяющей сборки, содержащему:
- разгрузочно-загрузочное устройство согласно первому аспекту изобретения,
- приемную опору, образующую независимую контактную деталь разгрузочно-загрузочного устройства, способную принимать тепловыделяющую сборку и взаимодействовать с разгрузочно-загрузочным устройством так, что при размещении тепловыделяющей сборки в приемной опоре и взаимодействии упомянутого разгрузочно-загрузочного устройства с упомянутой приемной опорой, упомянутое разгрузочно-загрузочное устройство переходит из положения захвата в положение высвобождения сборки, или наоборот.
Согласно варианту осуществления приемная опора способна взаимодействовать со средствами взаимодействия разгрузочно-загрузочного устройства.
Согласно варианту осуществления разгрузочно-загрузочный узел дополнительно содержит систему подачи сжатого воздуха.
ОПИСАНИЕ ФИГУР
Другие признаки и преимущества изобретения станут ясными из описания, которое следует далее в иллюстративном, а не в ограничивающем виде, сделанном применительно к прилагаемым Фигурам, из которых:
Фигура 1A иллюстрирует разгрузочно-загрузочное устройство согласно изобретению;
Фигура 1B иллюстрирует разгрузочно-загрузочный узел согласно изобретению, расположенный в горячей камере;
Фигура 2 иллюстрирует первый пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства;
Фигура 3 иллюстрирует второй пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства;
Фигуры 4A-4C иллюстрируют третий пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства, видимого соответственно в разомкнутом положении (захваты не раздвинуты) в зацеплении с разгрузочно-загрузочным мостом, и в замкнутом положении (захваты раздвинуты);
Фигуры 5A-5J иллюстрируют функционирование бистабильного механизма согласно изобретению;
Фигуры 6A-6B иллюстрируют четвертый пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства;
Фигуры 7A и 7B иллюстрируют пятый пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства;
Фигуры 8A-8H иллюстрируют кинематику конструкции разгрузочно-загрузочного устройства.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ КОНКРЕТНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
В общем и целом в настоящей заявке, разгрузочно-загрузочное устройство 1 простирается в продольном направлении Z.
В общем и целом в настоящей заявке, термины «нижний», «верхний», «вертикальный», «горизонтальный», «(повторный) подъем», «(повторный) спуск», «ниже» и «выше» употребляются применительно к продольному направлению Z разгрузочно-загрузочного устройства 1 по вертикали и разгрузку-загрузку с помощью упомянутого разгрузочно-загрузочного устройства сверху от его верхнего конца, и при этом следует понимать, что разгрузка-загрузка посредством разгрузочно-загрузочного устройства может быть не вертикальной. Термин «радиальный» употребляется применительно к плоскости, перпендикулярной к продольному направлению Z.
Одинаковые детали носят одинаковые ссылочные обозначения на Фигурах, даже когда они описаны применительно к различным примерам осуществления.
Фигуры 1A и 1B иллюстрируют разгрузочно-загрузочный узел 100, содержащий разгрузочно-загрузочное устройство 1 согласно изобретению, в частности, расположенное в горячей камере 5.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 можно разбить на несколько подсистем:
- корпус 10 с цилиндрической формой вращения;
- средства 11 захвата, соединенные с корпусом 10 так, чтобы они могли смещаться относительно упомянутого корпуса, и содержащие захваты 110, способные обеспечивать захват и высвобождение тепловыделяющей сборки (не представленной на этих Фигурах);
- средства 12 управления, управляющие движением захватов 110 так, чтобы они могли захватывать или высвобождать тепловыделяющую сборку;
- всасывающие средства 14, способные создавать всасывание охлаждающего газа через разгрузочно-загрузочное устройство 1 и через тепловыделяющую сборку, когда последняя захватывается упомянутым устройством.
Является предпочтительным, чтобы материалы и компоненты подсистем корпуса 10, средства 11 захвата, средства 12 управления и средства 14 захвата были выбраны в зависимости от их стойкости к ионизирующим излучениям и к остаточному тепловыделению тепловыделяющих сборок, а также от механических ограничений, налагаемых загрузкой.
Из-за ограничений для окружающей среды в горячей камере 5, любое решение на основе электро-механизации для осуществления перемещения средств 11 захвата предпочтительно следует избежать. Фактически, ионизирующее излучение, испускаемое облученными тепловыделяющими сборками, может серьезно повлиять на электронные системы (и в частности, обмотки электродвигателей) и требует наличия специальных компонентов для этого типа окружающей среды, что будет дорогостоящим (и таким образом, неблагоприятным для разгрузочно-загрузочного устройства). Таким образом, предпочтительным является выбор чисто механической системы.
Дополнительно, необходимо предвидеть возможность падения нагрузки во время разгрузки-загрузки сборки.
Создан так называемый «бистабильный» механизм.
Бистабильный механизм представляет собой механическую систему, которая характеризуется двумя стабильными состояниями равновесия, с «нестабильным» переходом между этими двумя состояниями.
Бистабильный механизм используют для содействия приведению в действие средств 11 захвата, без использования электрического, пневматического или электромеханического привода. Это позволяет получить чисто механическую систему приведения в действие, надежную и безопасную, что позволяет в частности, предвидеть возможность падения нагрузки во время разгрузки-загрузки сборки.
Бистабильный механизм хорошо адаптирован к циклическому функционированию разгрузочно-загрузочного устройства. Фактически, для разгрузки-загрузки сборок, конструкция разгрузочно-загрузочного устройства предполагает, что бистабильный механизм обязательно находится в одном из двух состояний равновесия. Такой механизм будет более точно описан в дальнейшем.
Как было сказано во введении, необходимо обеспечить отвод остаточной тепловой мощности тепловыделяющей сборки. Слишком большое повышение температуры может привести к повреждению материалов оболочки, покрывающей тепловыделяющую сборку, и привести к потерям в герметичности радиоактивных веществ, содержащихся в сборке. Таким образом, требуется непрерывное охлаждение сборок во время их загрузки, в частности, когда их тепловая мощность повышена.
Всасывающие средства 14 позволяют выполнить эту задачу при охлаждении тепловыделяющей сборки во время ее разгрузки-загрузки, путем всасывания охлаждающего газа через отверстие сборки. Охлаждающий газ проходит через тепловыделяющую сборку и разгрузочно-загрузочное устройство 1. При этом упомянутый газ позволяет отводить остаточную тепловую мощность тепловыделяющей сборки.
Охлаждающий газ может представлять собой газ, содержащийся в горячей камере 5, например, азот.
Проиллюстрированный разгрузочно-загрузочный узел содержит:
- разгрузочно-загрузочное устройство 1;
- систему 4 подачи сжатого газа (например, сжатого азота) для снабжения усилителя расхода газа;
- приемную опору 7, способную принимать сборку 2.
Средства 12 управления устройства 1 загрузки предпочтительно содержат средства 121 взаимодействия, позволяющие взаимодействовать с приемной опорой 7. Контакт между средствами 121 взаимодействия и приемной опорой 7 вызывает движение средств 11 захвата. Это будет разъяснено более точно ниже в настоящем описании.
Приемная опора 7 также может называться «приемником». В различных местах горячей камеры 5 может быть расположено несколько приемных опор.
Приемная опора 7 может иметь любую форму, при условии, что она имеет часть, способную образовать опорную поверхность для средств 121 взаимодействия, и от того, может ли она принимать всю сборку или ее часть.
Приемная опора может быть цилиндрического типа, в частности, может быть цилиндрической, круглой, причем сборка принимается в вертикальном положении.
В качестве альтернативы, она может быть выполнена в форме, открытой в горизонтальном направлении, например, в U-образной форме, делая возможным прием сборки в поперечном направлении. Эта конфигурация позволяет иметь минимальную высоту потолка, и тем более, меньшую вертикального прохода.
Вместо приемной опоры 7 речь может идти о других средствах, адаптированных для взаимодействия со средствами 121 взаимодействия, для управления средствами 11 захвата.
На Фигурах 1A и 1B, стрелки показывают направление всасывания охлаждающего газа (например, азота) от горячей камеры 5 к разгрузочно-загрузочному устройству 1.
Фигуры 2 и 3 иллюстрируют первый и второй примеры осуществления разгрузочно-загрузочного устройства, имеющие две различные конфигурации средств фильтрации.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит корпус 10 и средства 11 захвата, которые содержат захваты 110, способные обеспечивать захват и высвобождение тепловыделяющей сборки (не представлена на этих Фигурах), и средства управления (не представлены на этих Фигурах), управляющие движением захватов 110.
Каждый захват 110 соединен с корпусом 10 через ось 110a (в представленном примере - горизонтальной).
Каждый захват 110 дополнительно содержит конец 110b, имеющий форму крюка, способный взаимодействовать с заплечником, применяемым в верхней части сборки (также называемой «головкой сборки»), для подвешивания упомянутой сборки (не представлена на Фигурах 2 и 3).
В проиллюстрированном примере, захваты 110 функционируют, вращаясь относительно корпуса 10. На Фигурах 4A-4C, 5A-5J или 6A-6B представлены одни и те же средства захвата, но речь может идти и о других средствах 11 захвата, функционирующих при вращении, или еще о других средства захвата, функционирующих при поступательном перемещении, как это будет разъяснено применительно к Фигурам 7A-7B.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит всасывающие средства 14, содержащие усилитель 141 расхода газа и по меньшей мере один впуск 142 для сжатого газа.
Могут быть использованы и несколько усилителей 141. Это может способствовать повышению охлаждающей способности и/или предотвращению неисправности усилителя расхода газа.
Каждый из этих усилителей 141 может быть снабжен специальным впуском 141 для сжатого газа.
В двух примерах проиллюстрированных на Фигурах 2 и 3, устройство 1 дополнительно содержит средства 15 фильтрации, расположенные ниже по потоку относительно усилителя расхода газа, и выше по потоку относительно выхода для охлаждающего газа, всасываемого упомянутым устройством, для улавливания радиоактивных продуктов деления, исходящих от сборок и потенциально переносимых упомянутым охлаждающим газом. Представленные средства фильтрации содержат по меньшей мере один фильтр 151 и картер 152 для фильтра.
Корпус 10 представлен в виде двух частей, где первая часть 10a находится на уровне средств захвата, а вторая часть 10b - на уровне всасывающих средств.
Представленный охлаждающий газ представляет собой азот. Но это может быть и другой газ, предпочтительно, инертный газ.
В первом примере, поток охлаждающего газа течет в продольном направлении разгрузочно-загрузочного устройства 1, - снизу вверх, в представленной конфигурации: он входит в разгрузочно-загрузочное устройство 1 через нижнее отверстие упомянутого устройства и выходит из устройства через верхнее отверстие упомянутого устройства. Когда сборка подвешена к устройству, охлаждающий газ всасывается через отверстие в сборке, как правило, нижнее отверстие, - обычно отверстие у основания сборки, и выходит из сборки через устройство 1 и через средства 15 фильтрации, содержащие один или более фильтров 151, расположенных в верхней части разгрузочно-загрузочного устройства.
Над средствами 15 фильтрации, предпочтительно, над второй частью 10b корпуса 10 разгрузочно-загрузочного устройства, при расположении картера 152 для фильтра, внутри упомянутой второй части 10b, расположен подъемный механизм 16, который может содержать подъемную петлю, и который позволяет подвешивать устройство 1 на крюк разгрузочно-загрузочного моста для его перемещения, или на любое другое приспособление, обладающее той же функцией.
Преимущество этой первой конфигурации средств 15 фильтрации состоит в том, что разгрузочно-загрузочное устройство 1 не приводит к увеличению занимаемой им радиальной площади, и увеличиваться может лишь его высота.
В качестве примера, представленное устройство обладает диаметром 260 мм и высотой 650 мм.
Во втором примере, поток охлаждающего газа входит через нижнее отверстие упомянутого устройства и выводит через одно или более правильно расположенных боковых отверстий упомянутого устройства. Это может быть отверстие на 360° или несколько отверстий, расположенных так, чтобы избежать вращения разгрузочно-загрузочного устройства, которое потенциально может быть вызвано потоком охлаждающего газа.
Когда сборка подвешена к устройству, охлаждающий газ всасывается через отверстие в сборке, как правило, нижнее отверстие, и обычно отверстие у основания сборки, и выходит из сборки через устройство 1 и один или более фильтров 151, расположенных на одной или более сторонах разгрузочно-загрузочного устройства.
Над средствами 15 фильтрации, над второй частью 10b корпуса 10 разгрузочно-загрузочного устройства, при расположении картера 152 для фильтра внутри упомянутой второй части 10b, расположен подъемный механизм 16, содержащий подъемную петлю, которая позволяет подвешивать устройство 1 на крюк разгрузочно-загрузочного моста, для его смещения, или на любое другое приспособление, обладающего той же функцией.
Преимуществом этой второй конфигурации является его компактность и меньшая высота, по сравнению с первой конфигурацией.
В качестве примера, представленное устройство обладает диаметром 400 мм и высотой 500 мм.
Могут быть предусмотрены и другие конфигурации и другие средства 15 фильтрации (не представлены).
Фигуры 4A, 4B и 4C иллюстрируют третий пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства 1 в зацеплении с крюком разгрузочно-загрузочного моста 6, и видимые в положении высвобождения сборки, называемым положением «размыкания», в котором захваты не полностью раздвинуты в радиальном направлении (или приближены), и в положении захвата сборки, называемом положение «замыкания», в котором захваты раздвинуты в радиальном направлении.
Тепловыделяющая сборка 2 может быть принята в приемной опоре 7, как проиллюстрировано на Фигурах 4A и 4B.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит корпус 10, средства 11 захвата, которые содержат захваты 110, способные обеспечивать захват и высвобождение тепловыделяющей сборки 2, средство 12 управления, управляющие движением захватов 110 и всасывающих средств, содержащее усилитель 141 расхода газа с по меньшей мере одним впуском 142 сжатого газа.
Каждый захват 110 соединен с корпусом 10 через ось 110a (горизонтальную в представленном примере, т.е., в плоскости, перпендикулярной к продольной оси Z, и вдоль ортогонального направления). Таким образом, захват может поворачиваться относительно корпуса вокруг своей оси 110a.
В качестве альтернативы захвату, речь может идти о других средствах 11 захвата, функционирующих при вращении.
В качестве альтернативы, речь может идти о других средствах 11 захвата, функционирующих при поступательном перемещении, как представлено на Фигурах 7A и 7B.
Средства 12 управления разгрузочно-загрузочным устройством 1 способны управлять движением захватов 110.
Они содержат средства 121 взаимодействия, позволяющие взаимодействовать с приемной опорой 7.
Средства 121 взаимодействия содержат корончатое кольцо для взаимодействия, которое окружает часть корпуса 10 и может перемещаться в продольном направлении Z относительно упомянутого корпуса.
Поддерживающие 126 подпорки, закрепленные относительно корпуса 10, проникают в радиальное 121a отверстие корончатого кольца 121 для взаимодействия, например, в горловину или в продолговатое отверстие. Подпорки 126 позволяют поддерживать упомянутое корончатое кольцо на заданном диапазоне высоты относительно корпуса 10. Иными словами, подпорки 126 позволяют поддерживать корончатое кольцо 121 для взаимодействия в низком положении (для предотвращения его падения) и позволяют устанавливать ограничитель хода корончатого кольца 121 для взаимодействия в высоком положении, соответствующем максимальному раздвижению захватов 110 («замкнутое» положение, т.е., положение захвата).
Подпорки 126, таким образом, позволяют ограничивать, или даже устранить передачу усилий бистабильному механизму 123 (описанному ниже).
Подпорки 126 могут представлять собой штоки, штифты, штыри или любые другие детали, способные выполнять те же функции.
Положение поддерживающих 126 подпорок определяют для обеспечения хода поступательного перемещения упомянутого корончатого кольца для взаимодействия относительно корпуса 10, необходимого для обеспечения команды на замыкание и размыкание захватов 110, в соответствии с кинематикой, разъясненной в дальнейшем.
Несколько толкателей 122, обладающих функцией приведения в действие или ослабления захватов 110, могут поступательно перемещаться относительно корончатого кольца 121 для взаимодействия вдоль наклонной поверхности S121 (которая также может называться «наклонной плоскостью») упомянутого корончатого кольца, позволяя как сближать в радиальном направлении захваты 110 для высвобождения сборки 2 (размыкание), так и удлинять в радиальном направлении захваты 110 для зацепления сборки 2 (замыкание).
Толкатели 122 могут представлять собой ось, распорку или любую другую деталь, способную приводить в действие или ослаблять захваты 110, в зависимости от перемещения корончатого кольца 121 для взаимодействия.
Каждый толкатель 122 имеет первый 122a конец, способный взаимодействовать с опорной поверхностью 110c захвата для приведения в действие, и второй 122b конец, способный скользить по наклонной поверхности S121 корончатого кольца 121 для взаимодействия. Толкатель 122 вставляется в отверстие 101, выполненное в корпусе 10, и может поступательно перемещаться в упомянутое отверстие 101. Когда второй 122b конец толкателя скользит по наклонной поверхности S121, толкатель 122 перемещается в отверстие 101, а первый 122a конец приводит в действие опорную поверхность 110c захвата 110 или высвобождает упомянутую опорную поверхность.
Толкатель 122 связан с захватом 110. Таким образом, толкателей имеется столько же, сколько и захватов.
Каждый захват 110 содержит конец 110b, имеющий форму крюка, способного взаимодействовать с заплечником 21, выполненным в верхней 2a части сборки (также называемой «головкой сборки»), для подвешивания упомянутой сборки.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит бистабильный механизм 123, который может представлять собой, например, бистабильный механизм, описанный более точно в описании Фигур 5A-5J или в описании Фигуры 6B.
Функционирование бистабильного механизма проиллюстрировано на Фигурах 5A-5J.
Хотя функционирование бистабильного механизма описано применительно к третьему примеру осуществления (Фигуры 4A-4C), оно само по себе применимо для всех примеров осуществления.
Бистабильный механизм включает в себя (даже, в частности, применительно к Фигуре 5A):
- первую деталь 123a, обладающую формой цилиндрического корончатого кольца, простирающегося по продольной оси Z и содержащего цилиндрическую выемку 123c на его боковой внутренней стенке;
- вторую деталь 123b, соединенную с захватами 110, обладающую цилиндрической формой по той же оси, что и первая деталь 123a и пригодную для введения во всю упомянутую первую деталь или в ее часть; на своей внешней боковой поверхности она содержит горловину 123d. Вторая деталь 123b способна перемещаться внутри первой детали 123a;
- соединительную деталь 123e, способную простираться в цилиндрической выемке 123c первой детали 123a и в горловине 123d второй детали 123b, образуя, таким образом, соединение между первой и второй деталью: движение второй детали 123b относительно первой детали 123a представляет собой шарнирно-скользящее движение в соответствии с траекторией горловины 123d.
В представленном примере соединительная деталь представляет собой шарик, но речь может идти о любой другой детали, выполненной так, чтобы она простиралась в цилиндрической выемке 123c первой детали 123a и в горловине 123d второй детали 123b, и для создания, таким образом, соединения между первой и второй деталью.
На Фигуре 5A, разгрузочно-загрузочное устройство 1 находится в «разомкнутом» положении: сборка 2 высвобождается, захваты 110 не полностью раздвинуты, а бистабильный механизм 123 находится в стабильном P1 положении.
Когда разгрузочно-загрузочное устройство 1 опускается (Фигуры 5A и 5B), оно в начале своего движения самоцентрируется на сборке 2, благодаря скошенной кромке 104, расположенной на нижнем конце корпуса 10. Сборку 2 вводят внутрь упомянутого корпуса 10 и корончатого кольца 121 для взаимодействия выталкиваются вверх первой приемной опорой 7 сборки 2.
Как проиллюстрировано на Фигурах 5C и 5D, корончатое кольцо 121 для взаимодействия перемещается в продольном направлении Z снизу вверх, причем оно перемещает свою наклонную поверхность S121 вплоть до контакта с толкателями 122, затем вызывает смещение каждого толкателя до нижней части упомянутой поверхности (что соответствует ограничителю хода корончатого кольца 121 для взаимодействия, доходящему до подпорки 126).
Таким образом, как проиллюстрировано на Фигуре 5D, толкатели 122 сблизили захваты 110 в «нестабильном» положении P12 бистабильного механизма 123, и разгрузочно-загрузочное устройство 1 опирается на первую приемную опору 7. Сближение захватов 110 позволяет обеспечивать прохождение крюкообразного конца 110b под заплечником 21 сборки.
Как проиллюстрировано на Фигуре 5E, когда разгрузочно-загрузочное устройство 1 снова поднимается (сначала без зацепления сборки 2), корончатое кольцо 121 для взаимодействия опускается вдоль корпуса 10, оставаясь полностью в контакте с первой приемной опорой 7, высвобождая, таким образом, толкатели 122, которые позволяют захватам 110 снова раздвигаться в радиальном направлении под действием крутящего момента, создаваемого их собственной массой (возможно усиленный действием пружины, которая не представлена). Бистабильный механизм приводится в стабильное положение P2.
Как проиллюстрировано на Фигуре 5F, разгрузочно-загрузочное устройство 1 продолжает подниматься до тех пор, пока крюкообразные концы 110b захватов 110 не войдут в контакт с внутренней 22 поверхностью сборки 2 и не будут скользить вдоль сборки 2 до достижения контакта с заплечником 21, что соответствует моменту, когда верхняя часть корончатого кольца 121 для взаимодействия войдет в контакт с подпоркой 126 и оторвется от первой приемной опоры 7.
Как проиллюстрировано на Фигуре 5G, устройство 1 снова поднимается с загрузкой со сборкой 2, а бистабильный механизм 123 всегда находится в стабильном положении P2. Горловина 123i, установленная вертикально над точкой P2, позволяет избежать прохождения усилий через бистабильный механизм.
Наконец, как проиллюстрировано на Фигуре 5H, сборка 2 расположена в местоположении, снабженном второй приемной опорой 7’. Когда разгрузочно-загрузочное устройство 1 опускается, а сборка касается дна второй опоры 7’, упомянутое устройство продолжает опускаться. Захваты 110 скользят вдоль сборки, затем корончатое кольцо 121 для взаимодействия перемещает толкатели 122 вверх, к положению, которое позволяет снова раскрывать (не сближая в радиальном направлении) захваты 110. Бистабильный механизм 123 приходит в новое «нестабильное» положение P23.
Как только разгрузочно-загрузочное устройство перестает находиться в контакте со второй опорой 7’, бистабильный механизм 123 находит новое «стабильное» положение.
Масса разгрузочно-загрузочного устройства 1, таким образом, полностью опирается на вторую приемную опору 7’, в частности, с использованием подпорок 126.
Бистабильный механизм 123 обладает функцией управлением размыканием и замыканием захватов 110 без функции механической поддержки.
Любой незавершенный цикл бистабильного механизма приводит к исходной конфигурации упомянутого бистабильного механизма.
Смещение в горизонтальном направлении между осью 110a и концом 110b захватов 110, связанное с вертикальным усилием, вызванным нагрузкой, порождаемой сборкой 2, создает крутящий момент на захватах. Это вызывает радиальное усилие, направленное наружу, например, составляющее примерно 20% от нагрузки. Это усилие в замкнутом положении позволяет надежно удерживать захват сборки.
В представленном примере, бистабильный механизм 123 связан (посредством корончатого кольца 121 для взаимодействия и захватов 110) с приемной опорой, 7, 7’. Приемная опора, за счет своего контакта с корончатым кольцом 121 для взаимодействия, позволяет воздействовать на размыкание и замыкание захватов 110. Для бистабильного механизма 123 требуется надлежащая конфигурация захватов 110 в зависимости от стадии загрузки. Вероятность того, что захваты 110 будут раздвинуты перед их установкой на сборку, например, сильно снижена, или даже является нулевой, благодаря бистабильному механизму.
Для случая, когда разгрузочно-загрузочное устройство не зацепляет сборку в ходе подъема (Фигура 5I), бистабильный механизм 123 содержит вертикальную горловину 123i, расположенную над каждой стабильной точкой, позволяя вернуть в исходное положение бистабильный механизм 123. В случае неисправности разгрузочно-загрузочное устройство необходимо вновь опустить на сборку, чтобы при подъеме упомянутая сборка была захвачена.
Более того, функционирование бистабильного механизма 123 расширяет возможность того, что захваты 110 будут частично зацепляться с заплечником 21 сборки 2.
Следовательно, бистабильный механизм 123 ограничивает риск падения нагрузки.
Определение размеров разгрузочно-загрузочного устройства 1 осуществляют таким образом, чтобы стабильность достигалась лишь для определенного уровня смещения корончатого кольца 121 для взаимодействия под действием приемной опоры 7, 7’. Если уровень смещения недостаточный, то подъем устройства 1 может осуществляться, но захваты размыкаются снова (вместо того, чтобы оставаться замкнутыми для удержания сборки 2), и оно снова поднимается без сборки 2, которая остается в своей приемной опоре.
Наконец, бистабильный механизм 123 позволяет обеспечивать удержание сборки 2 разгрузочно-загрузочным устройством 1 в случае неисправности на уровне приемной опоры. Фактически, неисправность приемной опоры делает невозможным высвобождение сборки 2, поскольку тогда спуск устройства 1 будет неполным.
Для предотвращения случая невозможности высвобождения сборки (случай, проиллюстрированный на Фигуре 5J), рычаг 18 управления (также представленный на Фигуре 6B) позволяет, при вытягивании из выемки 123f, созданной в первой части 123a бистабильного механизма, высвобождать упомянутый бистабильный механизм, который будет приведен в действие, благодаря пружине 123j сжатия, как только сборка окажется на приемной опоре. В случае непреднамеренного срабатывания этого рычага 18 под действием нагрузки, это не будет оказывать никакого влияния на поддержание нагрузки (из-за противодействующего радиального усилия, составляющего 20% от усилия, вызываемого нагрузкой).
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 (Фигуры 4B и 4C) содержит всасывающие средства 14, содержащие усилитель 141 расхода газа и впуск 142 (а предпочтительно, два впуска для повышения безопасности функционирования) в сжатом газе.
Охлаждающий газ представлен на Фигуре 4C жирными стрелками 3a. Сжатый газ представлен тонкими стрелками 3b.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 дополнительно содержит средства 15 фильтрации, расположенные выше по потоку относительно газового выхода устройства и ниже по потоку относительно усилителя 141. Промежуточная деталь 17 позволяет принимать и поддерживать средства 15 фильтрации и усилитель 141 расхода газа и служит также в качестве границы между корпусом 10 и упомянутыми средствами 15 фильтрации. Впуск 142 для сжатого газа частично проходит в промежуточную деталь 17.
Корпус 10 и промежуточная деталь 17 могут представлять собой две детали, как представлено, или одну деталь, состоящую из двух частей.
Как представлено на Фигуре 4C, когда разгрузочно-загрузочное устройство 1 и сборка 2 соединены, сжатый газ, подаваемый в усилитель расхода газа, 141 вызывает всасывание охлаждающего газа в устройство под действием эффекта Коанда, под действием эффекта Вентури, или их обоих (поток охлаждающего газа показан жирными стрелками 3a).
Средства 12 управления, а также средства 11 захвата делают возможным существование такого потока (иными словами, они не препятствуют ему).
Охлаждающий газ всасывается через отверстие в сборке 2, как правило, нижнее отверстие, затем проходит через корпус разгрузочно-загрузочного устройства 1, затем через усилитель 141 расхода газа, и один или более фильтров 151, перед выходом из разгрузочно-загрузочного устройства 1.
Для обеспечения потока газа, а следовательно, максимального разрежения в сборке, уплотнительный шов (не представлен) может быть расположен между каждым толкателем 122 и отверстием 101 корпуса, в котором находится толкатель. Дополнительно, надувное уплотнение (не представлено) может быть расположено между корпусом 10 и головкой 2a сборки 2; надувное уплотнение сдувается при прохождении сборки внутри корпуса 10, во избежание его повреждения.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1, проиллюстрированное на Фигурах 4A-4C, содержит также подъемный механизм 16, который может содержать подъемную петлю, позволяющую подвешивать устройство на крюк 6 разгрузочно-загрузочного моста, для его перемещения, или на любое другое приспособление, обладающее той же функцией.
Подъемная петля может предпочтительно содержать средства уравновешивания крюка, способные поддерживать крюк в вертикальном положении, во избежание того, чтобы разгрузочно-загрузочное устройство не оторвалось или сильно не наклонилось. Подъемная петля может также содержать средства, способные амортизировать удары в ходе перемещений при подъеме и опускании моста.
Фигуры 6A-6B иллюстрируют четвертый пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства 1 в соответствии с различными видами и с учетом кинематики.
Как и для третьего примера, разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит корпус 10 и средства 11 захвата, которые содержат захваты 110.
Каждый захват 110 содержит конец 110b, имеющий форму крюка, способного взаимодействовать с заплечником 21, выполненным в верхней 2a части сборки 2, для подвешивания упомянутой сборки.
В проиллюстрированном примере, и как в третьем примере осуществления, захваты 110 функционируют при вращении относительно корпуса 10 устройства, вокруг своих осей 110a.
Можно использовать и другие детали и/или другие средства 11 захвата, функционирующие при вращении, или еще другие средства захвата, функционирующие при поступательном перемещении.
Средства 12 управления разгрузочно-загрузочного устройства 1 способны управлять движением захватов 110. Они содержат средства 121 взаимодействия, позволяющие взаимодействовать с приемной опорой 7.
Как и в третьем примере осуществления, средства 121 взаимодействия содержат корончатое кольцо для взаимодействия, которое окружает часть корпуса 10 и может скользить по продольной оси относительно упомянутого корпуса. Однако, другие детали из средств управления отличны от деталей для третьего примера.
Детали 127 соединения проникают в радиальное 121a отверстие корончатого кольца 121 для взаимодействия и в корпус 10 и позволяют удерживать упомянутое корончатое кольцо и упомянутый корпус вместе. Детали 127 соединения могут представлять собой поддерживающие опоры, штифты, штоки, штыри или любые другие детали, способные механически удерживать вместе корончатое кольцо и корпус.
Толкатели 122 позволяют, как и для третьего примера, приводить в действие большее или меньшее количество захватов 110, позволяя либо сблизить в радиальном направлении захваты 110, для высвобождения сборки 2 (размыкание), либо отдалить в радиальном направлении захваты 110 для зацепления сборки 2 (замыкание).
Каждый толкатель 122 способен поступательно перемещаться в отверстие 101, выполненное в корпусе 10, а также прикрепляться к детали 125, для преобразования вертикального движения в горизонтальное движение, такой как кулачок, рычаг, деталь, содержащая наклонную плоскость. В дальнейшем, упомянутая деталь 125 будет называться рычагом, при этом подразумевается, что это может быть любая другая деталь, выполняющая ту же функцию.
Каждый рычаг 125 соединен с корпусом 10 через ось 125a вращения. Ось 125a вращения является горизонтальной и простирается вдоль ортогонального направления, так, чтобы каждый рычаг 125 мог смещаться при вращении относительно корпуса 10. Каждый рычаг соединен с корончатым кольцом 121 для взаимодействия посредством пружины 124.
На каждом захвате имеется толкатель 122, пружина 124 и рычаг 125, и они, таким образом, соединены с корпусом 10 посредством оси 125a вращения каждого рычага 125. Подобным образом, каждый захват 110 соединен с корпусом 10 через его ось вращения 110a.
Бистабильный механизм 123 более точно описан на Фигуре 6B, где он аналогичен бистабильному механизму согласно третьему примеру осуществления. Бистабильный механизм 123 соединен с захватами 110 средством 13 соединения и содержит несколько деталей:
- первую деталь 123a, способную поворачиваться вокруг корпуса 10 вдоль продольной оси Z и обладающую формой цилиндрического корончатого кольца, простирающегося вдоль упомянутой продольной оси: она содержит цилиндрическую выемку 123c на ее боковой внутренней стенке и выемку 123f на ее поперечной внешней поверхности;
- вторую деталь 123b, соединенную с захватами 110 посредством соединительной детали 13, обладающей цилиндрической формой, вдоль той же оси, что и первая деталь 123a, и пригодную для введения во всю упомянутую первую деталь или в ее часть: на своей внешней боковой поверхности вдоль периферии образована горловина 123d, образующая по меньшей мере две стабильные точки равновесия P1 и P2;
- соединительную деталь 123e, способную простираться в цилиндрической выемке 123c первой детали 123a и в горловине 123d второй детали 123b, образуя, таким образом, соединение между первой и второй деталью: таким образом, движение второй детали 123b относительно первой детали 123a представляет собой шарнирно-скользящее движение в соответствии с траекторией горловины 123d.
Соединительная деталь 123e может представлять собой шарик, деталь в наклонной форме, мелкую цилиндрическую деталь, шип или любую другую деталь, выполненную так, чтобы она простиралась в цилиндрической выемке 123c первой детали 123a и в горловине 123d второй детали 123b, и для создания, таким образом, соединения между первой и второй деталью.
Когда вторая деталь 123b, соединенная с захватами 110, перемещается в результате движения упомянутых захватов, перемещение приводит к вращению узла захваты - вторая деталь, до достижения стабильного положения P1 или P2. Таким образом, после завершения движения, захваты 110 оказываются в разомкнутом, либо в замкнутом положении, но всегда в стабильном положении, и они обязательно переходят из стабильного разомкнутого положения в стабильное замкнутое положение, или из стабильного замкнутого положения в стабильное разомкнутое положение.
Также применимо указанное функционирование и преимущества бистабильного механизма, представленные в описании Фигур 5A-5J.
В представленном примере, имеется четыре устойчивых положения равновесия P1-P4 (из которых мы видим три): два положения P2 и P4 соответствуют замкнутым положениям (сборка захвачена), а два положения P1 и P3 соответствуют разомкнутым положениям (сборка высвобождена). Между двумя стабильными положениями имеются нестабильные положения P12, P23, и т.д.
Стабильные положения равновесия составляют физические местоположения, где соединительная деталь (шарик или другая) запоминает предшествующее состояние равновесия системы загрузки.
Корончатое кольцо 121 для взаимодействия способно взаимодействовать с приемной опорой 7 сборки.
Дополнительно, корпус 10 разгрузочно-загрузочного устройства способен входить в контакт со сборкой 2. Является предпочтительным, чтобы контакт между корпусом 10 и сборкой осуществлялся с помощью уплотнения 102, предпочтительно, надувного уплотнения.
Увеличение количества захватов (четыре в представленном примере) позволяет обеспечивать эффективность захвата сборки (и избежать ситуаций частичного захвата сборки), для исключения любого риска падения во время его загрузки вне ее приемной опоры.
Дополнительно, устройство содержит вспомогательный механизм 18 для размыкания захватов 110. Это позволяет заменить бистабильный механизм 123, и в частности, избежать возможного отказа бистабильного механизма 123.
Вспомогательный механизм 18 может содержать, например, шток, конец 181 которого способен взаимодействовать с выемкой 123f, образованной на боковой внешней стенки первой детали 123a бистабильного механизма 123.
При нормальном функционировании бистабильного механизма конец 181 оказывается расположенным во внешней выемке 123f и препятствует вращению первой детали 123a относительно корпуса 10.
При неисправном функционировании бистабильного механизма конец 181 выходит из внешней выемки 123f, что позволяет ослабить вращение между первой деталью 123a и корпусом 10, а также восстановить или улучшить скользящее соединение между соединительной деталью 123e и горловиной 123d.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит всасывающие средства 14, содержащие по меньшей мере два усилителя расхода газа 141a и 141b и впуск 142 для сжатого газа (не представлен), как проиллюстрировано на Фигуре 6A, который может применяться для всех вариантов осуществления.
Средства 12 управления, а также средства 11 захвата делают возможным возникновение потока всасывания (иными словами, они не препятствуют ему).
Фигуры 7A и 7B иллюстрируют пятый пример осуществления разгрузочно-загрузочного устройства, в котором средства 11 захвата содержат детали, функционирующие при поступательном перемещении относительно корпуса 10 разгрузочно-загрузочного устройства 1.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит корпус 10 и средства 11 захвата, которые содержат пальцы 112.
В проиллюстрированном примере пальцы 112 функционируют, поступательно перемещаясь относительно корпуса 10 устройства. Они способны смещаться в канал 103, выполненный в корпусе 10 и простирающийся вдоль радиального направления. В качестве альтернативы пальцам, могут присутствовать и другие средства 11 захвата, функционирующие с поступательным перемещением относительно корпуса 10.
Каждый палец 112 содержит первый конец 112a, способный взаимодействовать с заплечником 21, расположенным в верхней 2a части сборки 2, для подвешивания упомянутой сборки. Он дополнительно содержит второй конец 112b и упругую промежуточную часть 112c. Промежуточная часть 112c представляет собой упругую часть, которая содержит, например, пружину, функционирующую на сжатие: таким образом, палец 112 втягивается в радиальном направлении в состоянии покоя и развертывается в радиальном направлении, когда он работает на сжатие.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит подъемный механизм 16, например, в форме подъемной петли, способный взаимодействовать с крюком разгрузочно-загрузочного моста или любым другим средством, обладающим той же функцией (не представлено).
Устройство 1 содержит бистабильный механизм 123, включающий в себя следующие детали:
- первую деталь 123a, способную поворачиваться вокруг корпуса 10 вокруг продольной оси Z и обладающую формой корончатого кольца, простирающегося по продольной оси Z: она содержит цилиндрическую выемку 123c на ее боковой внутренней стенке, первую внешнюю выемку 123g и вторую внешнюю выемку 123f на ее боковой внешней стенке;
- вторую деталь 123b, подвижную относительно первой детали 123a, обладающую цилиндрической формой по той же оси, что и первая деталь 123a, содержащую на своей внешней боковой поверхности вдоль периферии горловину 123d, образующую по меньшей мере две стабильные точки равновесия P1 и P2 и содержащую верхний конец 123h, образующий головку, под которой пружина действует на сжатие по продольной оси;
- соединительную деталь 123e, которая вместе с первой деталью 123a способна простираться в цилиндрическую выемку 123c первой детали 123a и в горловину 123d второй детали 123b, образуя, таким образом, соединение между первой и второй деталью: таким образом, движение второй детали 123b относительно первой детали 123a представляет собой скользяще-поворотное движение в соответствии с траекторией горловины 123d.
Второй конец 112b каждого пальца 112 может опираться на вторую деталь 123b, в частности, благодаря его промежуточной пружинной части 112c.
Другие средства 12 управления похожи на те, которые представлены в четвертом примере осуществления и содержат корончатое кольцо 121 для взаимодействия, которое окружает часть корпуса 10 и может скользить по продольной оси относительно упомянутого корпуса.
Детали соединения 127 проникают в радиальное отверстие 121a корончатого кольца 121 для взаимодействия и в корпус 10 и позволяют удерживать упомянутое корончатое кольцо и упомянутый корпус вместе. Детали соединения могут представлять собой штифты, штоки, штыри или любые другие детали, способные механически удерживать вместе корончатое кольцо и корпус.
Блокирующие штоки 128 способны взаимодействовать с первой внешней выемкой 123g первой детали бистабильного механизма 123, для блокирования первой части 123a, которая, таким образом, не может больше поворачиваться вокруг корпуса 10. Блокирующие штоки 128 могут блокировать или разблокировать бистабильный механизм.
Каждый блокирующий шток 128 прикреплен к детали 125, способной преобразовать вертикальное движение в горизонтальное движение, такой как кулачок, рычаг, деталь, содержащая наклонную плоскость. В дальнейшем, упомянутая деталь будет называться рычагом, при этом подразумевается, что это может быть любая другая деталь, выполняющая ту же функцию.
Рычаг 125 соединен с корончатым кольцом 121 посредством пружины 124. В качестве альтернативы пружине, это могут быть пружины, оси, распорки или любая другая деталь, способная приводить в действие или высвобождать рычаг 125 в соответствии с перемещением корончатого кольца 121.
Рычаг 125 прикреплен к корпусу 10 посредством своей оси 125a вращения.
Корончатое кольцо 121 для взаимодействия способно взаимодействовать с приемной 7 опорой сборки.
Когда приемная опора 7 и корончатое кольцо 121 для взаимодействия находятся в контакте, корончатое кольцо 121 для взаимодействия поднимается, приводя в действие толкатель 122. Толкатель 122, в свою очередь, приводит рычаг 125 во вращение, что приводит в действие блокирующий шток 128 так, что упомянутый шток выходит из первой внешней выемки 123g: таким образом, бистабильный механизм 123 разблокируется.
Подъемный механизм 16 приходит в контакт с верхним концом 123h второй детали 123b бистабильного механизма, толкает его вниз и приводит во вращение за счет шарнирно-скользящего соединения между соединительной деталью 123e и горловиной 123d.
Указанные преимущества бистабильного механизма в описании Фигур 5A-5J, которые описаны применительно к захватам 110, применяются для разгрузочно-загрузочного устройства 1 с пальцами 112 вместо захватов.
В представленном примере, имеется четыре стабильных положения (из которых можно видеть только три): два стабильных положения соответствуют разомкнутым положениям (сборка захвачена), а два другие стабильные положения соответствуют замкнутым положениям (сборка высвобождена).
Увеличение количества пальцев 112 позволяет обеспечивать эффективность захвата сборки (и избежать ситуаций неполного захвата сборки), для предотвращения любого риска падения во время ее загрузки.
Например, число пальцев составляет 4. Это позволяет дополнительно смягчить последствия отказа одного пальца.
Дополнительно, устройство 1 содержит вспомогательный механизм 18 для приведения в действие пальцев 112. Это позволяет заменить бистабильный механизм 123 для приведения в действие разгрузочно-загрузочного устройства 1, и в частности, смягчения последствий возможного отказа бистабильного механизма 123. Пружина 123j сжатия (не представлена на Фигурах 7A и 7B, но ее эквивалент виден на Фигуре 5A), размещенная между первой деталью 123a бистабильного механизма и корпусом 10, необходима для содействия высвобождению пальцев.
Вспомогательный механизм 18 может содержать, например, шток, конец 181 которого способен взаимодействовать с внешней выемкой 123f, выполненной на боковой внешней стенке первой детали 123a бистабильного механизма 123. При нормальном функционировании бистабильного механизма конец 181 размещается во внешней выемке 123f и блокирует вращение первой детали 123a относительно корпуса 10. При неисправном функционировании бистабильного механизма конец 181 выходит из внешней выемки 123f, что позволяет ослаблять вращение между первой деталью 123a и корпусом 10 и восстанавливать или улучшать скользящее соединение между соединительной деталью 123e и горловиной 123d, для высвобождения последней в случае блокировки.
Разгрузочно-загрузочное устройство 1 содержит всасывающие средства 14, содержащие усилитель 141 расхода газа и впуск 142 для сжатого газа (не представлены на Фигурах 7A и 7B), такие как представлены, например, в ранее описанных примерах.
Фигуры 8A-8H иллюстрируют кинематику разгрузочно-загрузочного устройства, проиллюстрированную в виде восьми стадий, которые могут применяться для ряда описанных примеров осуществления.
Стадия 1 (Фигура 8A): с помощью своего подъемного механизма 16 и разгрузочно-загрузочного моста разгрузочно-загрузочное устройство 1 перемещается от своего места хранения к сборке 2, предназначенной для зацепления, расположенной в первой приемной опоре 7. Захваты (или пальцы) для подвешивания находятся в разомкнутом и заблокированном положении.
Стадия 2 (Фигура 8B): разгрузочно-загрузочное устройство 1 находится над и на оси сборки 2, предназначенной для зацепления, оно готово к спуску и к сцеплению с приемной опорой 7, в котором расположена сборка 2. Захваты (или пальцы) для подвешивания находятся в разомкнутом положении и должны быть разблокированы путем приведения в механический контакт средств 121 взаимодействия устройства 1 с первой приемной опорой 7. Подъемный механизм 16 находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы.
Стадия 3 (Фигура 8C): устройство 1 размещено на сборке 2, а оси устройства 1 и сборки 2 выровнены. Подъемный механизм 16 больше не находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы. Захваты (или пальцы) 110 для подвешивания размыкаются, размещаясь под заплечником сборки 2, затем приходят в контакт с нижней горизонтальной поверхностью упомянутого заплечника. Поток охлаждающего газа проходит от нижней части сборки до верхней части устройства, благодаря всасыванию, осуществляемому усилителем расхода газа устройства 1. Подъемный механизм 16 снова поднимается, а бистабильный механизм блокируется.
Стадия 4 (Фигура 8D): сборка 2 захватывается устройством 1, и узел перемещается с помощью подъемного механизма 16 и разгрузочно-загрузочного моста ко второй приемной опоре 7’. Подъемный механизм 16 находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы и массы сборки 2. Захваты (или пальцы) для подвешивания разомкнуты и заблокированы в заплечнике 21 сборки 2.
Стадия 5 (Фигура 8E): устройство 1, составляющее единое целое со сборкой 2, достигает положения над второй приемной опорой 7’ и готово опускаться для сцепления с упомянутой второй опорой. Захваты (или пальцы) для подвешивания находятся в замкнутом положении. Подъемный механизм 16 находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы и массы сборки.
Стадия 6 (Фигура 8F): устройство 1, составляющее единое целое со сборкой 2, размещено на второй приемной опоре 7’. Подъемный механизм 16 больше не находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы и массы сборки 2. Захваты (или пальцы) для подвешивания всегда находятся в замкнутом положении, но больше не должны находиться в контакте с нижней горизонтальной поверхностью заплечника сборки и должны быть разблокированы за счет механического контакта средств взаимодействия устройства 1 со второй приемной опорой 7’.
Стадия 7 (Фигура 8G): подъемный механизм 16 находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы. Захваты (или пальцы) для подвешивания находятся в разомкнутом положении и должны быть заблокированы, когда устройство 1 снова поднимается с помощью подъемного механизма 16 и моста, причем захваты или пальцы сближаются (или втягиваются).
Стадия 8 (Фигура 8H): устройство 1 больше не сцеплено со второй приемной опорой 7’. Оно перемещается с помощью подъемного механизма 16 и моста к своему месту хранения. Подъемный механизм 16 находится в напряженном состоянии под действием своей собственной массы. Захваты (или пальцы) для подвешивания находятся в разомкнутом положении и заблокированы.
Когда разгрузочно-загрузочное устройство 1 и сборка 2 сцеплены, сжатый газ вводят в усилитель 141 расхода газа, что вызывает всасывание охлаждающего газа в устройство под действием эффекта Коанда, или под действием эффекта Вентури, или их обоих.
Узел из описанных средств 11 захвата и средств 12 управления позволяет газу всасываться через разгрузочно-загрузочное устройство.
Вместо приемной опоры 7, средства 121 взаимодействия и/или бистабильный механизм 123 могут взаимодействовать с другими принимающими устройствами для управления средствами 11 захвата.
Согласно изобретению могут быть предусмотрены другие средства 12 управления ля управления средствами 11 захвата.
Дополнительно, средства захвата и средства управления можно использовать без всасывающих средств. Иными словами, разгрузочно-загрузочное устройство может содержать лишь:
- корпус;
- средства захвата, способные взаимодействовать с тепловыделяющей сборкой так, чтобы они могли захватывать или высвобождать упомянутую сборку, причем упомянутые средства захвата соединены с корпусом так, чтобы становилось возможным относительное перемещение между упомянутым корпусом и всеми или частью средств захвата;
- средства управления средствами захвата, способные управлять упомянутыми средствами захвата между положением захвата и положением высвобождения упомянутой сборки, и наоборот.
Наконец, различные представленные примеры осуществления можно комбинировать между собой.
Наконец, настоящее изобретение не ограничено ранее описанными вариантами осуществления, а распространяется на любые варианты осуществления, входящие в объем формулы изобретения.