專利名稱:帶可調(diào)式磁阻尼器的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆控制棒的驅(qū)動設(shè)備，尤其涉及一種帶磁阻尼器的控制棒驅(qū)動機構(gòu)。
目前在德國的THTR反應(yīng)堆、日本的HTTR反應(yīng)堆以及清華大學設(shè)計建造的HTR-10反應(yīng)堆上均采用了帶磁阻尼器的控制棒驅(qū)動機構(gòu)。這些驅(qū)動機構(gòu)中一般均包含有電機、磁阻尼器、齒輪減速機構(gòu)、鏈輪裝置、棒位測量系統(tǒng)及彈簧減震機構(gòu)等部件，各部件通過驅(qū)動機構(gòu)支架進行相互連接與定位?，F(xiàn)有控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈一般為電機的轉(zhuǎn)動經(jīng)磁阻尼器、齒輪減速機構(gòu)傳至鏈輪裝置，鏈輪裝置再將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換為控制棒的直線運動。但在加工制造及運行過程中發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有控制棒驅(qū)動機構(gòu)存在以下問題①磁阻尼器參與傳動，使得整個驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈相對較長，不利于其平穩(wěn)運行；②驅(qū)動機構(gòu)支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難以達到設(shè)計精度要求；③磁阻尼器位于驅(qū)動機構(gòu)支架內(nèi)部，其徑向尺寸受到限制，為了獲得足夠的制動力矩，只能盡量減小動盤與磁盤間的間隙，使得制動力矩對此間隙值極為敏感，較小的制造、裝配誤差都會造成較大的落棒速度的改變，甚至有時動盤與磁盤發(fā)生“刮蹭”，形成卡棒；④當落棒速度因加工、裝配誤差與設(shè)計要求不符時，無法進行有效的調(diào)節(jié)。
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種帶可調(diào)式磁阻尼器的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動機構(gòu)支架，設(shè)置在該支架上由電機、齒輪減速機構(gòu)、鏈輪裝置組成的傳動鏈，棒位測量系統(tǒng)，由動盤、帶有永磁體的上、下磁盤及軸承座組成的磁阻尼器，其特征在于所述的電機采用雙軸伸步進電機，所述的磁阻尼器采用動盤與磁盤的間隙可調(diào)的結(jié)構(gòu)形式，將磁阻尼器與電機的上軸伸連接，并布置于驅(qū)動機構(gòu)支架的外頂部位置。
所述的磁阻尼器的上磁盤與上軸承座相互分離并留有間隙，在上軸承座上裝有可以調(diào)節(jié)上磁盤與動盤間隙的調(diào)節(jié)螺釘、鎖緊上磁盤的鎖緊螺釘并設(shè)置有可以測量上磁盤與動盤間隙的測量孔。
所述的磁阻尼器的下磁盤上裝有軸承作為下軸承座使用；所述的驅(qū)動機構(gòu)支架采用箱式整體焊接結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及突出性效果由于本發(fā)明的控制棒驅(qū)動機構(gòu)中將磁阻尼器設(shè)計為只起阻尼作用的獨立部件，不承擔傳動功能，因而使得整個控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈較短，驅(qū)動機構(gòu)支架的加工制造更為簡單，傳動更為平穩(wěn)可靠；磁阻尼器為可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)，落棒速度可根據(jù)設(shè)計要求進行調(diào)節(jié)與控制，為反應(yīng)堆事故工況下的安全運行提供了保證。另外磁阻尼器不受驅(qū)動支架的限制，可盡量增大磁阻尼器的徑向尺寸，即較大地增加磁塊截面積和阻尼力臂，從而在磁盤和動盤間隙較大的情況下獲得足夠的制動力矩。這樣既降低了控制棒驅(qū)動機構(gòu)制造、裝配精度對落棒速度的影響，又可消除動盤與磁盤可能發(fā)生的“刮蹭”現(xiàn)象。
圖2是可調(diào)式磁阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明所提供的帶可調(diào)式磁阻尼器的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)由可調(diào)式磁阻尼器1、電機2、齒輪減速機構(gòu)3、鏈輪裝置4、棒位測量系統(tǒng)5及驅(qū)動機構(gòu)支架6等部分組成?？烧{(diào)式磁阻尼器1包括動盤7、上磁盤8、下磁盤9、上軸承座10、調(diào)節(jié)螺釘11、鎖緊螺釘12及磁塊13等部件。磁阻尼器1安裝于驅(qū)動機構(gòu)外頂部，由軸套14與電機2相連。為了使磁阻尼器的結(jié)構(gòu)更加緊湊，下磁盤9上不僅裝有釤鈷永磁材料Sm2(Co，Cu，F(xiàn)e，Zr)17制成的磁塊13，而且還作為軸承座裝有軸承；磁阻尼器與驅(qū)動機構(gòu)支架間的相互定位由下磁盤上的止口25來實現(xiàn)。上磁盤8與上軸承座10相互分離，因此上磁盤8可以移動，以調(diào)節(jié)其與動盤7間的間隙。為保證磁路的暢通，上磁盤8與下磁盤9之間采用過渡配合。在通過三根調(diào)節(jié)螺釘11調(diào)整上磁盤8與動盤7的間隙時，由三個測量孔26測得的間隙值必須相等，以保證上磁盤8與動盤7的平行。間隙調(diào)整完成后必須用三根鎖緊螺釘13將上磁盤8固定住。為便于數(shù)字控制系統(tǒng)(DCS)對控制棒驅(qū)動機構(gòu)的運行進行控制與管理，本驅(qū)動機構(gòu)中的電機2為雙軸伸式步進電機，其上軸伸與磁阻尼器1相連，下軸伸與齒輪減速機構(gòu)3相連。為使驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊并節(jié)省空間，齒輪減速機構(gòu)3采用錐齒輪15與直齒輪16相結(jié)合的結(jié)構(gòu)型式。鏈輪裝置4用于提升和插入控制棒，該裝置經(jīng)采取加裝護鏈板17、導(dǎo)鏈板18及提高制造精度等措施后，其在高速運轉(zhuǎn)時不會發(fā)生鏈條27脫離鏈輪28造成卡棒的嚴重事故。棒位測量系統(tǒng)5包括自整角機19和蝸輪—蝸桿裝置20，蝸輪—蝸桿裝置20與鏈輪裝置4相連，將控制棒行程轉(zhuǎn)換為蝸輪的旋轉(zhuǎn)角度，自整角機19將角度信號傳送給DCS系統(tǒng)進行棒位處理與顯示。驅(qū)動機構(gòu)支架6為箱式整體焊接結(jié)構(gòu)，其主要由阻尼器支撐板21、電機支撐板22、兩塊齒輪減速機構(gòu)支撐板23和兩塊鏈輪裝置支撐板24組成。在驅(qū)動機構(gòu)支架6的加工過程中，阻尼器支撐板21上的定位孔29與電機支撐板22上的定位孔30必須滿足同軸度要求，以保證磁阻尼器1、電機2與齒輪減速機構(gòu)3三者同軸；兩塊齒輪減速機構(gòu)支撐板23上的軸承孔31與兩塊鏈輪裝置支撐板24上的軸承孔32必須滿足平行度要求，以保證齒輪減速機構(gòu)與鏈輪裝置的軸線平行。
本發(fā)明將磁阻尼器1與控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈脫離，成為一個獨立的制動部件置于驅(qū)動機構(gòu)支架6的外頂部，電機2的轉(zhuǎn)動只經(jīng)過齒輪減速機構(gòu)3傳至鏈輪裝置4，縮短了控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈，使其運行更加平穩(wěn)；驅(qū)動機構(gòu)支架6中省略了兩塊磁阻尼器支撐板，降低了其結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，因此本發(fā)明將其設(shè)計為箱式整體焊接結(jié)構(gòu)，以保證機械加工精度，減小裝配誤差；由于磁阻尼器1的獨立，其結(jié)構(gòu)和尺寸不受驅(qū)動機構(gòu)支架6的限制，因此本發(fā)明將其設(shè)計為可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)，即通過調(diào)整磁阻尼器磁盤與動盤之間的間隙來改變制動力矩的大小，從而調(diào)整事故落棒速度；另外本發(fā)明可以不受驅(qū)動機構(gòu)支架6的限制，盡量增大磁阻尼器1的徑向尺寸，即較大地增加磁塊13截面積和阻尼力臂，從而在磁盤和動盤間隙較大的情況下獲得足夠的制動力矩。這樣既降低了控制棒驅(qū)動機構(gòu)制造、裝配精度對落棒速度的影響，又可消除動盤與磁盤可能發(fā)生的“刮蹭”現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種帶可調(diào)式磁阻尼器的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動機構(gòu)支架，設(shè)置在該支架上由電機、齒輪減速機構(gòu)、鏈輪裝置組成的傳動鏈，棒位測量系統(tǒng)，由動盤、帶有永磁體的上、下磁盤以及軸承座組成的磁阻尼器，其特征在于所述的電機采用雙軸伸步進電機，所述的磁阻尼器采用動盤與磁盤的間隙可調(diào)的結(jié)構(gòu)形式，將磁阻尼器與電機的上軸伸連接，并布置于驅(qū)動機構(gòu)支架的外頂部位置。
2.按照權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的磁阻尼器的上磁盤與上軸承座相互分離并留有間隙，在上軸承座上裝有可以調(diào)節(jié)上磁盤與動盤間隙的調(diào)節(jié)螺釘、鎖緊上磁盤的鎖緊螺釘并設(shè)置有可以測量上磁盤與動盤間隙的測量孔。
3.按照權(quán)利要求
1或2所述的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的磁阻尼器的下磁盤上裝有軸承作為下軸承座使用。
4.按照權(quán)利要求
1所述的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，其特征在于所述的驅(qū)動機構(gòu)支架采用箱式整體焊接結(jié)構(gòu)。
專利摘要
帶可調(diào)式磁阻尼器的反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機構(gòu)，包括驅(qū)動機構(gòu)支架，由電機、齒輪減速機構(gòu)、鏈輪裝置組成的傳動鏈，棒位測量系統(tǒng)，由動盤、上下磁盤及軸承座組成的磁阻尼器。本發(fā)明的電機采用雙軸伸步進電機，磁阻尼器采用可調(diào)式結(jié)構(gòu)，并將磁阻尼器布置在驅(qū)動機構(gòu)支架的外頂部位置。由于磁阻尼器只起阻尼作用，不承擔傳動功能，并采用可調(diào)節(jié)式結(jié)構(gòu)，因而使得控制棒驅(qū)動機構(gòu)的傳動鏈較短，傳動更為平穩(wěn)可靠；另外磁阻尼器可不受驅(qū)動機構(gòu)支架的限制，在磁盤和動盤間隙較大的情況下獲得足夠的制動力矩，既降低了控制棒驅(qū)動機構(gòu)制造、裝配精度對落棒速度的影響，又可消除動盤與磁盤可能發(fā)生的“刮蹭”現(xiàn)象，為反應(yīng)堆事故工況下的安全運行提供了保證。
文檔編號G21C7/14GKCN1405788SQ02148637
公開日2003年3月26日 申請日期2002年11月14日
發(fā)明者刁興中, 周惠忠, 黃志勇, 吳元強, 吳宗鑫, 徐元輝, 曹麗, 楊念祖 申請人:清華大學導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan