Автомат для контактной стыковой сварки трубчатой оболочки твэлов с заглушкой
СОЮЗ СОВЕТСКих
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (-,);5 З 2З К 11/О. ><}И : Jl ( г
J, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ Ь;1
-ясЗМб Кщй%<В% : |с<с<сщЮВВ><МяО< \ г| ъ ° смссг: йгс<ЮВюссЭю ы с сюГ слЖы<ссс сай"% < с,< 1
r (46) 23. 04. 9) . Бюл. В ) 5 (21) 4287) 59/27 (22) 20,07.87 (72) )J,Т.Бабкин, А.А. Гус<.в, Л.К.Дружинин, N.)?,Çâÿãèí, Д.В.Рогов, Е.Н.Холмянский1, П.Л.Шлионский и А.Я.Ящунск}й (53) 621.791.762 (088.8) (56) Авторское свидетельс.тво СССР
)г(941070, кл. В 28 К 11/04, 1980. (54) АВТОМАТ Д))Я КОНТАКТНОЙ) (,,T))" .(1<}! .
СВАРКИ ТРУБЧАТОЙ ОБОЛОЧКИ ВЭЛОВ
ЗАГЛУШКОЙ. л в (57) Изобретение Относится к машинОстроению, а именно к автомати.::ированному оборудованию для сварки — гер( метиэации оболочек твэлов энергетических ядерных реакторов в линиях автоматизированного и ромк(иле}}н Ого производства. Цель изобретения — повышение качества, стабильности сварк .; и беэопаснОСти в работе ир > сварк . твэлов с высоким давлением нейтр;льного газа. Разъемная сварочная камера выполнена в виде помещенньгх в корпусы соосных направляющих (1ривслн <х полых ползунов. В одном ползу }е расположен основной зажим для грубчатой оболочки со своим приводом и токопалводом, в другом полэуне — электроддержатель для заглушки, связанный с приводом создания сварочного усил}}я.
Автомат содержит приводной фиксагор, датчик сварочного усилия, регулируемые упоры-ограничители рабочего и опратного ходов привода создания сварочного усилия. Фиксатор п}арнирно соединен со штоком его привода. Токоподвод Основного зажима вь}лолнен в виде фланца с цен.гралннь}м Отверстием„ который герметично 1}рисоединен к иоиГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и oTHpblTHRM
ПРИ ГКНТ СССР
„.,SU„. 14ÙÛ29. (< (НЕ у.}|.с,,>I с с г>с a;(.; Гс
<7О торсii: > с>а| Я 1! М | аМГ, <с! ..!. O:.C, ioj.
1 ОД С ОДЕ 1)л 1!71 К с. b J(<. Г <с>" а ЭЪ| МНЫЕ то}.ОГ Одводь. 13 виде се . Оь; JJ .}с . -. JOJJ И дС>Г1011111! I ЕЛ b (IJ 3
1" >ЕЮШИХ аВ-c}!; миь Е (:Гичод- цач ..J)<-..
Лес тки oj;< >и цан} и яг<ля гс . ир .f<îã,—
?.« . -Е J! И" с ° >1< I!,", « с |.} IS< -с >
" >й .<7jl J>11 . .>,СЛ : 1! J .,|. t.i> .1 ! .-Х >;> < гr»n !I J }1 .. т; г .,<с>
Гl 1 3 ii <(I I,.(7 (* 1 11 С(С > < С Г < >
><::}р1! И}>11.> < |с (1с! t Е : : I . .с <|-", 1.: У <с, О}!;<3 }I J 11. I,>,;1,; >r 7. i r>I<.:
1 . ВЫ< . Т}С, iа Н <>::i > <1<: IJ ";>" Гi<> ii г: . | В (
iIoJ1so а. 1}а б .. };(:,». —, > ð -,; - О-".ОЕ< ИЗ u,-.i Сс .т« Н Г Л
- «1}о> 1 }: Л ",ЬЦ Г С!>; . > .1(. >,: Л}
В}ЯС i S Ji, I;. > . <;:}i}!Г >.,1<>В ° ° с< ", ЛО:i >Ó} а il< Ь ЕГ<> Г;: . <" с Г Ю O. ><. г>ОЧКУ. с вши<>.11! е?! а 1, Ол! II i =- я Г J>(, o (ка !1 од (КО i-.ЦЕВГ>й:3}JO7., И Ц;:i .>. ЕИ ВИЯЮЩ((Е Г
Н< .Н}, В S..;Ie шт(<л . );< и -...-,; „. 3дх- С;г
3У>(TP) 0«r7 I 0>J <с< O(10за создан;<я cs,ipo«}<, ус(ь.";:,. ьа<,етк-з
c;à}lnüjiå}I7 iI- ш72;JJ :,ср: .3,: io}1:—
)>УЮШIIЕ В J) .|!К } < В О ЭМО .3<>> С 1 Ь;> И с i> с?МЕ щЕНИя, АВтоыат Сваб>(Е}: Г. !. К<- д.} Гг(ИJ
Изобретение относится к машиностроению, а именно к автоматизированному оборудованию для сварки — герметизации оболочек твэлов энергетических ядерных реакторов в линиях автоматизированного промышленного производства.
Целью изобретения является повышение качества, стабильности сварки и безопасности в работе при сварке твэлов с высоким давлением нейтрального газа.
На фиг.1 представлена схема автомата для герметизации твэлов контакт- 15 ной стыконой сваркой; на фиг.2 — блок цанг автомата; на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2.
Автомат для герметизации твэлов содержит (фиг.1) систему управления 2О
1, электрически связанную с исполнительными органами механической части автомата, размещенными на станине
2, предстанляющей собой сборную прас" транственную конструкцию. На этой 25 станийе закреплены корпус-направляющая Э полэуна 4 прижима трубы и через изоляционную прокладку 5 корпуснаправляющая 6 привода 7 сварочного усилия сжатия, Направляющая 8 ползу- 30 на 9 зажима заглушки череэ изоляционную втулку 10 закреплена на двух горизонтальных штангах 11, концы которых закреплены на корпусах-направляющих Э и 6.
На станине 2 закреплены также источник 12 сварочного тока и страховочный зажим трубы 1Э, а на направляющей 8 — механизм 14 автоматической подачи.в зону сваРки заглушек (МПЗ). 40
К торцу полэуна зажима трубы герметично, через уплотнение 15 присоединен фланец-токоподвод 16 (см.фиг,2), на ннутренний торец которого опирает- 45 ся блок цангоных зажимов труб, состоящий иэ цанг 17 и 18 основного и дополнительного зажимов трубы. Лепестки цанг соединены между собой кольцевыми пружинами 19, расположенными в кольцевых проточках цанг 17 и 18 со стороны их торцов, и шарнирно соединены между собой попарно штифтами 20. Цанга 17 со стороны большего диаметра имеет кольцевой радиальный выступ 21, который входит в кольцевую проточку на торце полэуна
4 зажима трубы, и расточку в центральной части, в которой закреплены сектора 22 кольценого разъемного токоподвода снариваемой трубы 23.
В привод цанг 17 и 18 входят полые, имеющие сменные наконечники штоки 24 и 25, связанные с приводами 26 и 27,, совместно закрепленными на торце ползуна 4 зажима трубы. Штоки 24 и 25 имеют кольцевые, скользящего типа, уплотнения 28 и 29. Шток
25 имеет кольцевое, снабженное приводом (на чертеже не показан) уплотнение 30 свариваемой трубы 23.
Блок приводов 27 и 26 связан с днумя, расположенными н горизонтальной плоскости, приводами 31 перемещения ползуна зажима трубы, закрепленными на корпусе направляющей Э (на фиг.1 о привод 3 повернут на 90 ).
Полэун 9 зажима заглушки 32, в котором помещен шток 33 со сменным электродом-держателем 34, имеет кольцевое уплотнение 35 сварочной камеры, скользящее уплотнение 36 и привод 37, закрепленный на направляющей
8. Со штоком 33 шарнирно связан регулируемый по длине шток 38 привода сварочного усилия. сжатия, снабженный возвратной пружиной 39. Другой конец этого штока имеет гайки-ограничители 40 и 41 соответственно рабочего и обратного ходов привода сварочного усилйя, взаимодействующие с соответствующими упорами 42 и 4Э, закрепленными на корпусе 7 привода сварочного усилия.
Полэун 9 зажима заглушки имеет патрубок 44, трубопронодом соединенный со средствами 45 и 46 соответственно накуумиронания и подачи в сварочную камеру нейтрального газа заданного давления.
На станине 2 под корпусом-направляющей 3 закреплен привод 47 фиксатора 48 ползуна 4 зажима трубы. Шток этого прннода шарнирно связан с фиксатором 48, конец которого входит в вырез на ползуне 4. В окно корпусанаправляющей 3 на площадке, параллельной оси фиксатора, закреплен датчик 49 сварочного усилия сжатия так, что его опорная пята, связанная с измерительной системой, скользит по фиксатору при перемещениях последнего.
С внешней стороны блока приводов
26 и 27 штокон полэуна зажима трубы соосно этому зажиму ыа станине 2 закреплен страховочный зажим свариваемой трубы, состоящий нэ неподвижной губки 50 и подвижной губки 51, связанной с лневмолриводом 13. При этом подвижная губка подпружинена в сторону сжатия трубы, а лневмолривод действует навстречу пружине и снабжен выхлопным клапаном 52, связанным с датчиком минимального допустимого давления в пневмосети и системой управления 1 рабочими органами автомата.
Позицией 53 обозначен регулируемый упор на корпусе-направляющей 3 лолзуна 4.
Все исполнительные органы автомата связаны с системой управления 1, в которую заложена программа автоматического управления автоматом, начиная с автоматической загрузки сварнваемых деталей и кончая выгрузкой сваренного изделия.
Автомат работает следующим образом. В исходном состоянии с граховочный зажим свариваемой трубы находится в раздвинутом состоянии,-лолэун зажима трубы — в крайнем левом положении, ползун 9 зажима заглушки — в крайнем правом положении, ограничительные гайки 41 — на упоре 43, соответственно и шток-держатель 33-34 заглушки — также в крайнем правом положении, механизм 14 автоматической подачи в зону сварки заглушки в крайнем верхнем положении, а фиксатор 48 полэуна 4 трубы — в крайнем нижнем положении. При этом штоки 24
H 25 лневмолриводов 26 и ?7 цанг 17 и 18 основного и дополнительного зажимов находятся в крайнем левом положении, а цангн 17 н 18 — в раскрытом состоянии. В таком состоянии они удерживаются кольцевым выступом 21 на цанге 17, входящим в кольцевую проточку ползуна 4 зажима трубы.
Таким образом, в этом положении сварочная камера находится в раскрытом состоянии.
После нажатия кнопки "Пуск в автоматическом режиме" (имеется также наладочный режим раздельного ручного управления рабочими органами автомата) все операции лри сварке иэделия, включая вакуумирование его н подачу нейтрального газа заданного давления, выполняются автоматически.
Включается вибробункер и по специальному трубопроводу заглушка попадает в ПМЗ 14, после чего вибро1490829
6 бункер отключается. МПЗ 14 опускается в раскрытую сварочную камеру, передает заглушку в ее электрод-держатель 34 и возвращается в исходное положение. Предварительно по специальному упору-калибру, закрепленному на торце полэуна 9 зажима заглушки, регулируемым штоком 38 привода 7 сва,1р рочного усилия при раскрытой сварочной камере и крайнем левом положении полэуна 9 регулируется положение штока 38 так, чтобы заглушка 32, вставленная в ее электрод-держатель
34, пришла в соприкосновение с указанным упором-калибром на ползуне 9 зажима заглушки °
Упор-калибр изготавливается с таким расчетом, чтобы после закрытия сварочной камеры торец заглушки и торец подведенной в упор к заглушке трубы оказался углубленным относительно торца токоподвода 22 трубы на заданную величину — 1 мм.
25 Включается роликовый привод трубЫ (на чертеже не показан), и труба подается до упора в заглушку. Onptoвременно сжатый воздух подается в левую полость привода 31 и roëçóí 4 зажима трубы перемещается вправо до упора привода 26 в регулируемый упор
53 на корпусе- направляющей 3 ползуна
4 зажима трубы. При этом вырез на лолзуне 4 зажима трубы становится
35 напротив фиксатора 48 этого полэуна так, что в верхнем положении фиксатора 48 между боковыми поверхностями его конца и боковыми поверхностями выреза лолэуна 4 зажима имеется эа4О эор 1 — 1, 5
Включается привод 47, и,фиксатор
48 свободно перемещается s крайнее верхнее положение, причем конец его входит в вырез на ползуне 4 зажима трубы.
Включается привод 26 и сектора 22 кольцевого токоподвода трубы зажимают ее, .осаживая ее по диаметру в месте зажима примерно на О, 1 мм (до
5р полного смыкания радиусов этих секторов). Затем включается привод 27 дополнительного зажима трубы и широкая (по площади соприкосновения с трубой) цанга 18 дополнительного зажима зажимает трубу, не деформируя ее (между лепестками цанги 18 после ее зажима остаются зазоры порядка
1 мм).- Одновременно включается привод эажатия кольцевого уплотнения
1490829
30 герметизации трубы в штоке 25 и отключается снабженный фрикционом, работающим при остановке трубы, привод подачи ее в автомат.
Переключается клапан привода 31 (воздух подается в правую его полость, а из левой сбрасывается), вследствие чего ползу 4 зажима трубы отходит от упора 53 и становится на упор, нажимая на фиксатор 48, что отмечается по датчику усилия 49. При этом торец трубы отходит от торца заглушки на заданную величину (1-1,5 мм), ч ra необходимо для вакуумирования и послецующего заполнения изделия нейтрал.-ным газок заданного давления, Включается привод 37, и полэун 9 зажима заглушки перемещается влево, ерьн тизируя с- аро - ную камеру
::ж.з;-и.-; уппотнени» 35, что отмеч гется .иком усилия 49. При этом шток;1.."ж-,-тель 33-34 заглушки остается не:;,:ижным, что фиксируется контактом а. 4 с упором 43.
-> с . . рывается клапан вакуумирования, через канал 44 с помощью вакуумно. ;соса 45 иэ счарочной камеры и .-;,. лия откачивается воздух до эадан:-го разрежения. По достижении эт "o
Я
pã"3ðå>кения клапан вакуумирования закрыв ется H открывается клапан подачи нейтрального газа заданного давления ст ис:очника 46.
После 2-3-х секундной выдержки
;; L:eëèë под давлением включается при- "5 год сварочного усилия, а после установления усилия. контролируемого датчиком усилия 49, через электроды и свэ.риваемыс детали пропускается
40 импульс сварочного тока.
Перекрывается клапан подачи нейтрального газа,, а остающийся в камере газ специальным клапаном выпускается в систему вентиляции. Затем отключа45 ется привод 7 сварочного усилия и переключается на возвратный ход привода 37 ползуна зажима заглушки. После этого переключается на возвратный ход привод герметизации трубы в штоке
25, а также приводы 26 и 21 эажатия трубы, иэделие освобождается и реверсно включенным механизмом подачи трубы удаляется из автомата.
Во время удаления изделия переключается привод 31, освобождая зажа«55 тый конец фиксатора 48, Переключается на обратный ход привод 47 фиксатора 48 и после перемещения последнего в крайнее нижнее положение вновь переключается привод 31, в результате чего полэун 4 зажима трубы перемещается в крайнее левое положение, полностью раскрывая сварочную камеру.
За время удаления изделия в МПЗ 14 подается очередная заглушка и, как только ползун 4 зажима трубы придет в крайнее левое положение, МПЗ 14 пойдет вниз, начиная очередной цикл сварки следующего иэделия.
Страховочный зажим (см,фиг.1), раскрывающий после подачи в автомат сжатого воздуха иэ пневмосети, действует таким образом, что мгновенное отключение электросети,. которое ведет к падению давления в пневмосети, приводит к перемещению подвижной губки 51 за счет пружины страховочного зажима 13 в направлении неподвижной губки 50. Это приводит к экстрепному дополнительному зажатию свариваемой трубы, что исключает вылет ее из автомата при сварке твэлов с повьппенным давлением нейтрального газа под оболочкой, Кольцевые пружины в кольцевых пазах цанг основного и дополнительного зажимов позволяют обеспечить разжим цанг, выполнить их достаточно короткими и максимально сблизить основной и дополнительный зажимы, а также выполнить последний в виде единого блока цанг, в общем ползуне, что упрощает обслуживание автомата, Попарное соединение лепестков цанг и кольцевой выступ на основной цанге со стороны большего основания корпуса необходимы .для того, чтобы обе цанги не смещались вдоль оси.
Кроме того, в автомате обеспечена возможность измерения в процессе сварки истинной величины сварочного усилия сжатия, что необходимо для контроля качества сварки по ее параметрам. За счет установки страховочного зажима свариваемой трубы повышена безопасность работы прн сварке изделий с повышенным (до 30 ати) давлением нейтрального газа. Повьппены также жесткость механической части автомата и надежность ее работы в целом с одновременным упрощением технического обслуживания, что имеет важное значение, учитывая, что автомат предназиачен преимущественно для использования в линиях автоматизиро1490829 ванного промышленног о произ водс тва твэлов.
В частности закрепление направляющей ползуна зажима заглушки на двух шгангах (в горизонтальной плоскости позволяет уменьшить прогиб станины под воздействием сварочного усилия сжатия. Это повышает жесткость мсханиэмов зажима трубы и заглушки, обес- 1О печивает большую равномерность сварочного усилия, распределение сварочного тока по периметру соединения, что также способствует повышению качества сварного соединения. 15
Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я
1. Автомат дл> контактной штыковой сварки трубчатой оболочки Tpэлов с заглушкой, содержащий систему >правления, станину, на которой смонтированы устройства подачи сваринаемых деталей и зону сварки, дополнительный зажим для трубчатой оболо .ки, 2 источник сварочного тока, гермс тичную разъемную сварочную камеру, выполненную н виде помещенных в соосные направляющие приводных полых fin 1эv нов, в одном из которых расположен основной зажим для труб сатой оболочки со своим приводом и токоподводом, а в другом - электрод-держатель пля заглушки, связанный с приводом создания сварочного усилия, а также принодной фиксатор, установленный с ноэможностью взаимодействия с выполненной в полэуне, несущем трубчатую оболочку, проточкой, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью поны40 шения качества и стабильности сварки, он снабжен корпусом, в котором установлен привод создания сварочного усилия, датчиком сварочного усилия, установленным с воэможностью взаимодействия с фиксатором, регулируемыми
45 упорами-ограничителями рабочего и обратного ходов принода создания сварочного усилия, при этом фиксатор шарнирно соединен со штоком его привода, токоподвод основного зажима выполнен в виде фланца с центральным отверстием, герметично присоедине..сого к полэуну, несущему трубчатую оГг-: лочку, со стороны разъема камеры и кольцевых разъемных токоподводов в виде секторов, основной и дополнительный зажимы трубчатой оболо ки ас.полнены в виде двух, имеющи . антоНОМНЫЕ ПрИВОдЫ цаНГ, ЛЕПЕСт И .ажЛОс1 иэ которых соединены между с":.б-ой кольцевыми пружинами, рас:оложекными в выполненных в лепестках со i.np ь их торцов кольцевых пазах, и и;,парно шарнирно соединены с лепестка и другой цанги, причем одна из цан-: установлена до упора большего торц; — ьо фланец-токоподвод, в ее центральной части выполнена расточка под секторь разъемного токоподвода, а на ее боковой поверхности сс сторон : олы его торца — кольцевой радиальный выступ, при этом на внутренней г оверхности ползуна, несущего трубчaòóþ оболочку, выполнена кольцевая прото;— ка под кольцевой выступ цанги, а направляющие ползунов, несущих трубчатую оболочку и заглушку, выполи ны н виде корпусов, установленных через изоляцию на штангах, концы кото, х закреплены на корпусе привод; создания сварочного усилия и корпусе пс "эуна, несущего трубчатую оболочк;.
2 ° Автомат по п.1, о т л и ю шийся тем, что, с целью и;:вяления безопасности при рабсте с п ;ышенным давлением нейтрального го. а, он снабжен дополнительным стр.хоно:— ным зажимом, установленным го ссор.— ны полэуна для трубчатой оболо;ни и выполненным в ниде двух г.убок, одн; иэ которых неподвижна, cHJIQBot цилиндра, поршень которого подпружинен относительно корпуса, а mòîê с:— единен с второй губкой, выхло;чего клапана, соединенного со штс г" ëé полостью силового цилиндра, датч -.ха минимально допустимого давления пневмосети, включенного в систессу управленкя и электрически связанного с выхлопным клапаном, а также источника питанил, соединенного со штоковой полостью цилиндра.
1490829
1490829
Составитель В.Зотин
Техред Л.Олийнык Корректор В.Гирняк
Редактор Л.Народная
Заказ 1899 тираж 538 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат. "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
