CN109378092A - 一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置 - Google Patents

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刘兴民
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陈辉
范月容
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Abstract

本发明涉及一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，包括电磁线圈组件、导磁块、钩爪组件、端头和顶杆；所述电磁线圈组件与所述钩爪组件相对固定连接，所述导磁块与所述顶杆相对固定连接；所述电磁线圈组件与所述导磁块配合，带动所述顶杆作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪抓住/松开所述端头。本发明的有益效果如下：1、通过电磁线圈组件驱动钩爪组件对端头进行抓取，从而实现以小的电磁力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头下方的控制棒组件掉落，工作可靠；2、通过导向筒实现电磁铁装置与控制棒组件自动对中连接；3、通过复位弹簧的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件。

Description

一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置
技术领域
本发明涉及核技术领域，具体涉及一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置。
背景技术
控制棒驱动机构是保证反应堆安全的重要设备，控制棒驱动机构的性能直接影响核反应堆的安全，而卡锁装置是池式低温堆控制棒驱动机构上的关键部件，它既和核反应堆的安全相关还和换料工艺有关系。
池式供热堆在国内尚有使用的经验，但功率较小、控制棒驱动机构数量少，控制棒组件的重量也小，因此所需的提升力也小，若增大其提升力需增大电磁铁装置的体积。反应堆堆芯具有布置紧凑的特点，一般留给控制棒驱动机构的空间有限，设计电磁铁装置时需考虑其尺寸大小所受的限制，且要求工作可靠。
现有技术中尚无相关技术能够满足上述需求。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，能够实现以以小的电磁力提供大的抓取力，对端头进行抓取的功能。
本发明的技术方案如下：
一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，包括电磁线圈组件、导磁块、钩爪组件、端头和顶杆；所述电磁线圈组件与所述钩爪组件相对固定连接，所述导磁块与所述顶杆相对固定连接；所述电磁线圈组件与所述导磁块配合，带动所述顶杆作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪抓住/松开所述端头。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述钩爪组件包括钩爪；所述钩爪通过销轴与所述电磁线圈组件连接且能够绕所述销轴转动以抓住/松开所述端头；所述顶杆上设置有与所述钩爪配合以驱动所述钩爪转动的上部齿。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述顶杆上还设置有下部齿，所述钩爪上设置有与所述下部齿配合的下锥面；所述钩爪松开所述端头时所述下部齿抵住所述下锥面以防止所述钩爪转动。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述钩爪的端部设置有上锥面；所述顶杆上升时，所述上部齿作用于所述上锥面上以推动所述钩爪转动抓住所述端头。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，还包括外筒壁；所述钩爪组件还包括筒体；所述筒体设置于外筒壁内且能够沿所述外筒壁移动；所述筒体上设置用于顶杆穿过的对中孔；所述筒体的尺寸与所述外筒壁尺寸匹配。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述筒体上还设置有利于所述筒体移动的滚轮。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述筒体周围。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述导磁块与所述电磁线圈组件之间设置有复位弹簧。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述复位弹簧数量为1-4个，设置在所述导磁块的中心轴线或分度圆上。
进一步地，上述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，所述端头上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
本发明的有益效果如下：
1、通过电磁线圈组件驱动钩爪组件对端头进行抓取，从而实现以小的电磁力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头下方的控制棒组件掉落，工作可靠；
2、通过导向筒实现电磁铁装置与控制棒组件自动对中连接；
3、通过复位弹簧的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件。
附图说明
图1为本发明的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置的结构示意图(抓取状态)。
图2为本发明的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置的结构示意图(打开状态)。
图3为本发明的筒体上的滚轮的分布示意图。
图4为本发明的钩爪的分布示意图。
图5为本发明的复位弹簧的分布示意图。
上述附图中，1、外筒壁；2、电磁线圈组件；3、复位弹簧；4、导磁块；5、滚轮；6、顶杆；7、端头；8、钩爪；9、筒体；10、连接螺钉；11、电缆；12、销轴；13、上盖；14、销轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1和图2所示，本发明提供了一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，包括电磁线圈组件2、导磁块4、钩爪组件、端头7和顶杆6；所述电磁线圈组件与所述钩爪组件相对固定连接，所述导磁块4与所述顶杆6相对固定连接；所述电磁线圈组件2与所述导磁块4配合，带动所述顶杆6作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪抓住/松开所述端头7。所述端头7上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
如图1和图4所示，所述钩爪组件包括钩爪8和筒体9；所述钩爪8通过销轴12与所述电磁线圈组件2连接且能够绕所述销轴12转动以抓住/松开所述端头7。(本实施例中，电磁线圈组件2通过连接螺钉10与筒体9固定连接，其电缆11从上方伸出所述钩爪8通过销轴12安装于所述筒体9上。)所述顶杆6上设置有与所述钩爪8配合以驱动所述钩爪8转动的上部齿。所述顶杆6上还设置有下部齿，所述钩爪8上设置有与所述下部齿配合的下锥面；所述钩爪8松开所述端头7时所述下部齿抵住所述下锥面以防止所述钩爪8转动，即，钩爪8处于如图2所示的打开状态时，顶杆6的下部齿与钩爪8的下锥面贴合限制其反向旋转，避免在重新抓取控制棒的过程中造成设备损坏。所述钩爪8的端部设置有上锥面；所述顶杆6上升时，所述上部齿作用于所述上锥面上以推动所述钩爪8转动抓住所述端头7。
本实施例的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置还包括外筒壁1；所述筒体9设置于外筒壁1内且能够沿所述外筒壁1移动；所述筒体9上设置用于顶杆6穿过的对中孔；所述筒体9的尺寸与所述外筒壁1尺寸匹配。所述筒体9上还设置有利于所述筒体9移动的滚轮5。所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述筒体9周围。如图3所示，滚轮5通过销轴14安装，筒体9上设置有上盖13。当驱动机构电磁铁装置从上部将筒体9装入外筒壁1时，滚轮5沿外筒壁的内壁滑动，与控制棒组件相连的端头7自动对中，当电磁铁装置与端头7的止挡台阶重合时，电磁铁装置通电即能实现抓取功能。所述止挡台阶让电磁铁装置和端头7配合到位，防止出现钩爪8抓不住端头7的情况。
如图5所示，所述导磁块4与所述电磁线圈组件2之间设置有复位弹簧3。所述复位弹簧3数量为1-4个，设置在所述导磁块4的中心轴线或分度圆上。
使用时，电磁线圈组件2通电，导磁块4被吸合与电磁线圈组件2下表面贴合且复位弹簧3压缩，带动中心顶杆移动，顶杆上部齿使钩爪8闭合牢牢抓住端头7，从而带动控制棒组件上下移动或保持固定位置。电磁铁装置电磁线圈组件2断电，导磁块4在弹簧力的作用下被推开，从而带动中心顶杆下移，在端头7自重及顶杆下部齿的作用下，钩爪8打开释放控制棒组件。
本实施例中，在断电情况下不需外力介入即可打开钩爪8，实现控制棒驱动机构快速落棒功能。弹簧工作可靠性高，从而也提高了控制棒驱动机构快速落棒功能的可靠性。
电磁铁装置工作环境介质为水，电器部件只有电磁线圈，线圈密封在电磁组件的密闭空间中，只需从中引出电磁线圈的外接线，减少了线圈水下密封的工作。
本实施例通过电磁线圈组件2驱动钩爪组件对端头7进行抓取，从而实现以小的电磁力提供大的抓取力的目的，防止在震动时端头7下方的控制棒组件掉落，工作可靠；通过导向筒实现电磁铁装置能与控制棒组件自动对中连接；通过复位弹簧3的设置，保证断电情况下，能快速脱开，释放控制棒组件。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：包括电磁线圈组件(2)、导磁块、钩爪组件、端头(7)和顶杆(6)；所述电磁线圈组件(2)与所述钩爪组件相对固定连接，所述导磁块与所述顶杆(6)相对固定连接；所述电磁线圈组件(2)与所述导磁块配合，带动所述顶杆(6)作用于所述钩爪组件以使所述钩爪组件的钩爪(8)抓住/松开所述端头(7)。
2.如权利要求1所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述钩爪组件包括钩爪(8)；所述钩爪(8)通过销轴(12)与所述电磁线圈组件(2)连接且能够绕所述销轴(12)转动以抓住/松开所述端头(7)；所述顶杆(6)上设置有与所述钩爪(8)配合以驱动所述钩爪(8)转动的上部齿。
3.如权利要求2所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述顶杆(6)上还设置有下部齿，所述钩爪(8)上设置有与所述下部齿配合的下锥面；所述钩爪(8)松开所述端头(7)时所述下部齿抵住所述下锥面以防止所述钩爪(8)转动。
4.如权利要求2所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述钩爪(8)的端部设置有上锥面；所述顶杆(6)上升时，所述上部齿作用于所述上锥面上以推动所述钩爪(8)转动抓住所述端头(7)。
5.如权利要求2所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：还包括外筒壁(1)；所述钩爪组件还包括筒体(9)；所述筒体(9)设置于外筒壁(1)内且能够沿所述外筒壁(1)移动；所述筒体(9)上设置用于顶杆(6)穿过的对中孔；所述筒体(9)的尺寸与所述外筒壁(1)尺寸匹配。
6.如权利要求5所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述筒体(9)上还设置有利于所述筒体(9)移动的滚轮(5)。
7.如权利要求6所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述滚轮数量为2-4个，均匀设置在所述筒体(9)周围。
8.如权利要求1-7任一所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述导磁块(4)与所述电磁线圈组件(2)之间设置有复位弹簧(3)。
9.如权利要求8所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述复位弹簧(3)数量为1-4个，设置在所述导磁块(4)的中心轴线或分度圆上。
10.如权利要求1-7任一所述的池式低温堆控制棒驱动机构用电磁铁装置，其特征在于：所述端头(7)上设置有与所述钩爪组件配合的止挡台阶。
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