ЗАХВАТ НАПОЛЬНОЙ МАШИНЫ ДЛЯ ПЕРЕГРУЗКИ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩИХ СБОРОК

Полезная модель относится к области атомной энергетики, а более конкретно к оборудованию для транспортировки при изготовлении тепловыделяющих сборок (ТВС) из смешанного уран-плутониевого топлива (МОКС-топлива).
Известна напольная машина, предназначенная для транспортировки частей и окончательно собранной ТВС между технологическими установками производства МОКС-топлива на ФГУП «Горно-химический комбинат», проект СМ-889 разработки конструкторского бюро специального машиностроения (КБСМ) г. Санкт-Петербург с захватом, выполненным по чертежу СМ-889. Сб. 0105 - 10.
В известной напольной машине применен механизм подъема с энкодером и захватом для зацепления ОТВС. Энкодер (счетчик числа оборотов барабана) предназначен для передачи в систему управления показаний высотного положения захвата.
Известный захват состоит из подвески и корпуса. В подвеске установлена полая направляющая с выполненным в ней вертикальным пазом, внутри которой размещен управляющий ролик с выполненным на его поверхности замкнутым фигурным пазом, состоящим из чередующихся коротких и длинных вертикальных пазов, соединенных наклонными пазами. К направляющей прикреплен фиксатор, имеющий ступенчатую форму. В подвеске, установлены микропереключатели, сигнализирующие о положениях захвата.
Корпус соединен с подвеской посредством втулки, выполненной с возможностью перемещения по направляющей и снабженной копиром, взаимодействующим с фигурным пазом ролика через вертикальный паз направляющей. В корпусе установлены двуплечие рычаги с возможностью взаимодействия верхних плеч с фиксатором, а нижних с головкой ТВС.
Известный захват обеспечивает последовательное автоматическое зацепление ТВС и расцепление под действием своей весовой нагрузки при его постановке на ТВС и после установки ТВС на место соответственно.
При опускании находящегося в открытом положении захвата на ТВС после упора корпуса в ее головку подвеска продолжает опускаться. При этом опускающийся управляющий ролик, взаимодействуя своим фигурным пазом с копиром, находящимся сначала в коротком вертикальном пазу, а затем, по мере опускания подвески, переходящим в наклонный паз, поворачивается вокруг своей оси и размещает под копиром другой наклонный паз, соединенный с длинным вертикальным пазом.
При последующем поднятии захвата сначала происходит только подъем подвески относительно корпуса, стоящего на ТВС. При этом копир переходит по наклонному пазу в длинный вертикальный паз, поворачивая ролик вокруг его оси. При продолжении подъема буртик втулки корпуса упирается в буртик направляющей подвески, верхние плечи рычагов, перемещаясь по фиксатору, переходят с его меньшего диаметра на больший, обеспечивая зацепление нижними плечами ОТВС.
В процессе перемещения последовательно размыкаются контакты микропереключателей, закрепленные на перемещающихся относительно друг друга направляющей подвеске и втулке корпуса, сигнализирующие о раскрытом положении захвата, а при упоре буртика втулки корпуса в буртик направляющей подвески замыкаются контакты микропереключателя, сигнализирующего о закрытом положении захвата.
При проведении пуско-наладочных работ у захвата напольной машины наблюдались несколько расцеплений имитатора ТВС с захватом. Поскольку имитатор ТВС при передаче с одной технологической операции на другую опускается из контейнера через проходки перекрытия, снабженные защитными шиберами, при подклинивании имитатора ТВС в шибере подвеска захвата продолжает опускаться относительно его корпуса, в результате чего копир выходит из длинного вертикального паза управляющего ролика, в результате чего захват раскрывается, что и привело к падению имитатора. Падение же ТВС в подобном случае приведет к проектной аварии, заключающейся в разрушении ТВС, а также выходу из строя расположенного под ней оборудования.
В соответствии с требованиями п. 2.4.11 «Правил безопасности при хранении и транспортировании ядерного топлива на объектах использования атомной энергии» НП-061-05 конструкция захвата должна исключать падение ядерного топлива. С этой целью автоматические захваты, как правило, должны снабжаться устройствами, препятствующими несанкционированному расцеплению захватов.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении полезной модели, заключается в исключении несанкционированного раскрытия захвата.
Для достижения названного технического результата в известном захвате, включающем подвеску, установленную в подвеске полую направляющую с выполненным в ней вертикальным пазом, внутри которой размещен управляющий ролик с выполненным на его поверхности замкнутым фигурным пазом переменной высоты, прикрепленный к нижней части направляющей ступенчатый фиксатор, корпус, соединенный с подвеской посредством втулки, выполненной с возможностью перемещения по направляющей и снабженной копиром, взаимодействующим с фигурным пазом ролика через вертикальный паз в направляющей, установленные в корпусе двуплечие рычаги с возможностью взаимодействия с фиксатором, установленные в подвеске микропереключатели, сигнализирующие о положениях захвата, и энкодер, отражающий высотное положение захвата, в подвеске установлен соединенный с валом поворотного соленоида флажок с возможностью его введения в зазор и выведения из зазора между подвеской и втулкой при включении и выключении поворотного соленоида соответственно.
В частном случае исполнения включение поворотного соленоида осуществляется при замыкании контактов микропереключателя, сигнализирующего о закрытом положении захвата, а отключение - от энкодера, сигнализирующего о высотном положении захвата.
Установка соединенного с валом поворотного соленоида флажка с возможностью его введения в зазор между подвеской и втулкой при включении поворотного соленоида позволяет при введении флажка в зазор, предотвратить перемещение подвески относительно корпуса. При этом блокируется соответственно и взаимодействие фигурного паза управляющего ролика с копиром и выход последнего из длинного вертикального паза, что исключает несанкционированное раскрытие захвата при транспортировании ТВС в случае ее подклинивания в шибере.
Установка соединенного с валом поворотного соленоида флажка с возможностью его выведения из зазора между подвеской и втулкой при выключении поворотного соленоида позволяет обеспечить перемещение подвески относительно корпуса и раскрытие захвата.
Включение поворотного соленоида при замыкании контактов микропереключателя, сигнализирующего о закрытом положении захвата, позволяет автоматически вводить флажок в зазор, образующийся между подвеской и втулкой при закрытом положении захвата.
Выключение поворотного соленоида от энкодера, отражающего высотное положение захвата, позволяет выводить флажок из зазора после прохождения захватом защитных шиберов непосредственно перед установкой ТВС на ее технологическое место.
Заявляемая полезная модель иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
на фиг. 1 - предлагаемый захват в открытом положении;
на фиг. 2 - развертка фигурного паза управляющего ролика;
на фиг. 3 - предлагаемый захват в закрытом положении.
Предлагаемый захват (см. фиг. 1) состоит из подвески 1 и корпуса 2. В подвеске 1 установлена полая направляющая 3 с выполненным в ней вертикальным пазом 4. Внутри направляющей 3 размещен управляющий ролик 5 с выполненным на его поверхности замкнутым фигурным пазом 6. К направляющей 3 прикреплен фиксатор 7, имеющий ступенчатую форму. Корпус 2 соединен с подвеской 1 посредством втулки 8, выполненной с возможностью перемещения по направляющей 3 и снабженной копиром 9, входящим и взаимодействующим с фигурным пазом 6 ролика 5 через вертикальный паз 4 в направляющей 3. Фигурный паз 6 (см. фиг. 2), состоит из чередующихся коротких 10 и длинных 11 вертикальных пазов, соединенных наклонными пазами 12 и 13, в которых перемещается копир 9 при взаимном перемещении подвески 1 и корпуса 2. Между торцами подвески 1 и втулки 8 имеется переменный при работе захвата зазор 14. В корпусе 2 установлены двуплечие рычаги 15 с возможностью взаимодействия при помощи пружины 16 их верхних плеч 17 с фиксатором 7, а нижних 18 с головкой 19 ТВС 20.
На фланце 21 (см. фиг. 3) подвески 1 в подшипниковом узле 22 установлен флажок 23, соединенный муфтой 24 с валом поворотного соленоида 25. В качестве соленоида 25 применен соленоид типа DGV-35 фирмы ISLIKER MAGNETE, который поворачивается на угол до 95° при подаче питания и возвращается обратно при его выключении.
В подвеске 1 также установлены три микропереключателя (на чертежах не показаны), сигнализирующие о различных положениях захвата.
Известный захват обеспечивает последовательное автоматическое зацепление ТВС 20 и расцепление под действием своей весовой нагрузки при его постановке на ТВС 20 и после установки ТВС 20 на место соответственно. На ТВС 20 захват опускается в открытом положении, при этом копир 10 находится в нижней части короткого паза 10 (положение I рис. 2), весовая нагрузка от корпуса 3 передается на подвеску 2 через копир 9, а верхние плечи 17 рычагов 15 поджаты к меньшему диаметру фиксатора 7. При данном положении захвата один из микропереключателей выдает сигнал об открытом положении захвата, а соленоид 25 находится в отключенном состоянии, при котором флажок 23 выведен из зазора 14.
После упора корпуса 2 в головку 19 происходит опускание подвески 1 на корпус 2. При этом копир 9 сначала по короткому пазу 10, а затем по наклонному пазу 13 переходит в его верхнюю часть (положение II рис. 2), а ролик 5 поворачивается на установленный угол. Положение II, как и положение I, также соответствует открытому положению захвата. Второй микропереключатель в положении II выдает сигнал на прекращение опускания подвески 1.
При последующем поднятии захвата сначала происходит только подъем подвески 1 относительно корпуса 2, стоящего на ТВС 20. При этом копир 9 переходит по следующему наклонному пазу 12 в длинный вертикальный паз 11 (положение III рис. 2), поворачивая управляющий ролик 5 вокруг его оси. При продолжении подъема буртик втулки 8 упирается в буртик направляющей 3, а верхние плечи 17 рычагов 15, перемещаясь по фиксатору 7, переходят с его меньшего диаметра на больший, обеспечивая зацепление нижними плечами 18 головки 19 ТВС 20.
В процессе этого перемещения последовательно размыкаются контакты микропереключателей, сигнализирующих об открытом положении захвата, а при упоре буртика втулки 8 в буртик направляющей 3 замыкаются контакты микропереключателя, сигнализирующего о закрытом положении захвата и зацеплении им ТВС 20. При этом зазор 14 между торцами подвески 1 и втулки 8 возрастает до его максимального значения.
При замыкании контактов этого микропереключателя включается поворотный соленоид 25, который, поворачивая флажок 23, вводит его в зазор 14. В случае подклинивания ТВС 20 в шибере (на чертежах не показан), подвеска 1, перемещаясь к корпусу 2, упирается своим торцом через флажок 23 в торец втулки 8, не допуская выхода копира 9 из длинного вертикального паза 11 и перевода захвата в открытое положение.
При подходе ТВС 20 к месту ее установки, системой управления напольной машины, контролирующей высотное расположение ТВС 20, соленоид 25 отключается и флажок 23 возвращается в исходное положение, не препятствуя перемещению подвески 1 относительно корпуса 2 и раскрытию захвата для отцепления ТВС 20.
При установке ТВС 20 на ее рабочее место происходит опускание подвески 1 захвата на его корпус 2, при этом копир 9 сначала по длинному вертикальному пазу 11, а затем по наклонному 13 переходит в верхнее положение его длинной части (положение IV рис. 2). Одновременно верхние плечи 17 рычагов 15, перемещаясь по фиксатору 7, переходят с его большего диаметра на меньший, обеспечивая расцепление захвата с ТВС 20.