ЭЛЕКТРОМАГНИТ СИСТЕМЫ ПАССИВНОГО ОТВОДА ТЕПЛА

Полезная модель относится к атомной энергетике, в частности к системе пассивного отвода тепла (СПОТ) от реактора.
Электромагнит СПОТ предназначен для удержания в закрытом положении воздушных затворов, входящих в состав теплообменного модуля системы пассивного отвода тепла, в режимах нормальной эксплуатации АЭС и обеспечения самопроизвольного открытия воздушного затвора в аварийных режимах.
Известны грузоподъемные электромагниты постоянного тока серии М-42КТ1, выпускаемые по ТУ 16-94 ИРАК. 677237.003 ТУ (АЛЬЯНС-ТРЕЙД-С, г.Екатеринбург), используемые для подъема и транспортирования стальных и чугунных грузов. При подаче напряжения на катушку электромагнита обеспечивается захват и удержание груза. Для гарантирования «отлипания» груза после снятия напряжения в конструкции электромагнитов предусмотрена немагнитная шайба. Грузоподъемные электромагниты данной серии имеют ограниченный срок службы, не предназначены для работы в постоянном режиме удержания груза, имеют большие размеры, поскольку рассчитаны на удержание полного веса изделия, не имеют устройств регулирования величины рабочего хода.
Наиболее близким к предлагаемому электромагниту является электромагнит СПОТ, который предназначен для удержания в закрытом положении воздушных затворов системы пассивного отвода тепла в режимах нормальной эксплуатации АЭС и обеспечения самопроизвольного открытия воздушного затвора в аварийных режимах (Патент на полезную модель №50704, от 19.08.2005 г.). Данный электромагнит установлен на раме воздушного затвора и состоит из магнитопровода, катушки, немагнитной пластины, жестко закрепленной на нижнем торце магнитопровода и якоря. Основным недостатком электромагнита СПОТ является то, что он имеет значительные размеры, должен развивать большое тяговое усилие, т.к. для выполнения поставленной задачи должен постоянно удерживать полный вес якоря и рычага вала воздушного затвора.
Задачей предлагаемой полезной модели является создание электромагнита СПОТ с меньшими габаритами и энергопотреблением. Технический результат заключается в снижении материалоемкости и энергоемкости электромагнита СПОТ.
Технический результат достигается тем, что в электромагните системы пассивного отвода тепла, установленном на раме воздушного затвора с рычагом вала воздушного затвора и противовесом, состоящем из магнитопровода, катушки, немагнитной
пластины, жестко закрепленной на нижнем торце магнитопровода и якоря, электромагнит системы пассивного отвода тепла связан с рычагом вала воздушного затвора посредством электромагнитных сил, через шток, установленный на якоре между, по крайней мере, двумя поворотными защелками, закрепленными на раме воздушного затвора на осях вращения, при этом на штоке, выполнено расширение в виде профилированного кулачка, и удлинение в виде толкателя, причем поворотные защелки выполнены в виде рычагов, на одном плече каждого рычага, расположенного выше оси вращения поворотной защелки, выполнен упор для профилированного кулачка, а на другом плече каждого рычага, расположенном ниже оси вращения поворотной защелки, выполнена опора для рычага вала воздушного затвора, причем длина поворотных защелок от оси вращения до профилированного кулачка штока превышает половину расстояния между осями вращения поворотных защелок, причем каждый упор поворотных защелок образует острый угол с профилированным кулачком штока, а общая длина штока с толкателем и якоря меньше расстояния от рычага вала воздушного затвора до немагнитной пластины на величину рабочего хода якоря электромагнита.
Электромагнит СПОТ, представленный на рисунках (фиг.1, фиг.2), состоит из катушки 1, якоря 2 и магнитопровода 3. Немагнитная пластина 4, жестко закрепленна на нижнем торце магнитопровода 3. Электромагнит закреплен на раме 5 воздушного затвора 6. Якорь 2 связан со штоком 7, на котором выполнен профилированный кулачок 8 и толкатель 9, расположенный ниже профилированного кулачка 8. Профилированный кулачок 8 штока 7 расположен между поворотными защелками 10, которые закреплены на осях вращения 11 на раме 5 воздушного затвора 6. Поворотные защелки 10 выполнены в виде рычагов. При этом длина поворотных защелок 10 от оси вращения 11 до профилированного кулачка 8 штока 7 превышает половину расстояние между осями вращения 11 поворотных защелок 10. На одном плече каждого рычага, расположенном выше оси вращения 11 поворотной защелки 10, выполнен упор 12 для профилированного кулачка 8 штока 7, а на другом плече каждого рычага, расположенном ниже оси вращения 11 поворотной защелки 10, выполнена опора 13 для рычага 14 вала 15 воздушного затвора 6. Общая длина штока 7 с толкателем 9 и якоря 2 меньше расстояния от рычага 14 вала 15 до немагнитной пластины 4 на величину рабочего хода якоря 2.
Закрытие воздушного затвора осуществляется подъемом рычага 14 из нижнего в верхнее положение. При подъеме рычаг 14 упирается в толкатель 9 штока 7. При дальнейшем движении вверх рычаг 14 подает якорь 2 через шток 7 к магнитопроводу 3, обеспечивая предварительный ход якоря 2. При этом профилированный кулачок 8 раздвигает поворотные защелки 10, упираясь в упоры 12. Поворотные защелки 10 в то же
время подхватывают рычаг 14 вала 15 своими опорами 13. Поскольку электромагнит находится под напряжением, в конце своего хода шток 7 с толкателем 9 за счет электромагнитного притяжения отрывается от рычага 14 вала 15 на величину рабочего хода якоря 2. По достижению верхнего положения якорь 2 притянут к магнитопроводу 3, рычаг 14 вала 15 воздушного затвора 6 опирается на опоры 13 поворотных защелок 10, кулачек 8 распирает поворотные защелки 10, удерживая их в закрытом состоянии за счет тягового усилия электромагнита. Выигрыш в силе определяется отношением длины поворотных защелок 10 от оси вращения 11 до кулачка 8 штока 7 к половине расстояния между осями вращения 11 поворотных защелок 10, а также углом наклона упора 12 к профилированному кулачку 8 в месте касания поворотных защелок 10, что обеспечивает уменьшение габаритов и энергопотребления электромагнита СПОТ. Общая длина штока 7 с толкателем 9 и якоря 2 меньше расстояния от рычага 14 вала 15 до немагнитной пластины 4 на величину рабочего хода якоря 2, что обеспечивает свободный ход штока 7, необходимый для раскрытия защелок 10 в аварийных ситуациях под действием противовеса 16.
При отключении питания электромагнита, якорь 2 отлипает, шток 7 под собственным весом опускается вниз, освобождая поворотные защелки 10 для раскрытия за счет веса рычага 14 и противовеса 16. Освобожденный рычаг 14 под действием противовеса 16, поворачивая вал 15 воздушного затвора 6, опускается в нижнее положение. Воздушный затвор 6 открывается, обеспечивая тем самым отвод избыточного тепловыделения реактора.