Привод регулирующего органа ядерного реактора
Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано в качестве привода регулирующего органа ядерного реактора. Целью изобретения является повышение срока службы привода. По крайней мере один из полюсных наконечников внутреннего статора выполнен подвижным и хотя бы один из электромагнитов имеет подвижный полюс, к которому прикреплен подвижный наконечник внутреннего статора, причем рабочий ход подвижного полюса кратен шагу расположения магнитных втулок якоря привода. 1 ил.
Изобретение относится к атомному машиностроению и может быть использовано в качестве привода регулирующего органа ядерного реактора. Целью изобретения является повышение срока службы привода. На чертеже изображен общий вид привода (слева от оси исходное положение, справа от оси момент, когда подвижный полюсный наконечник поднят до упора вверх). Привод имеет немагнитный корпус 1, снаружи которого установлены катушки электромагнитов 2, 3, 4. Внутри корпуса 1 установлен якорь 5, выполненный из чередующихся магнитных втулок 6 и немагнитных втулок 7 (в данном примере немагнитные втулки 7 выполнены из антифрикционного материала и служат в качестве подшипников). К якорю прикреплен регулирующий орган (на чертеже не показан). В районе электромагнита 4 внутри корпуса 1 расположен полюсный наконечник 8 внутреннего статора, состоящий из магнитных втулок 9 и немагнитных втулок 10. В районе электромагнита 3 расположен подвижный полюсный наконечник 11, также состоящий из магнитных втулок 12 и немагнитных втулок 13 (подшипник). В районе электромагнита 2 расположены подвижный полюс 14 и неподвижный полюс 15. Подвижный полюс 14 и неподвижный полюсный наконечник 11 соединены друг с другом. Перемещение вверх узла полюс 14 наконечник 11 ограничено подвижным полюсом 15, перемещение вниз ограничено упором 16. Шаги расположения магнитных втулок 6, 9, 12 равны свободному ходу полюса 14. Привод работает следующим образом. Исходное положение. В обмотку электромагнита 4 подается ток удержания. Создаваемое электротоком магнитное поле, проходя через полюсный наконечник 8 и якорь 5 (поочередно через втулки 6 и 9), удерживается в определенном фиксированном положении. Электромагниты 2 и 3 обесточены. Подвижный полюсный наконечник 11 находится в крайнем нижнем положении на упоре 16. Для перемещения якоря 5 вверх совершаются следующие операции. Подается ток удержания в обмотку электромагнита 3. Обесточивается обмотка электромагнита 4. Теперь якорь удерживается магнитным полем только электромагнита 3. Подается питание в обмотку электромагнита 2. Подвижный полюс 14 притягивается к неподвижному полюсу 15 вместе с полюсным наконечником 11 и якорем 5. Подается ток удержания в обмотку электромагнита 4 и обесточиваются электромагниты 2 и 3. Якорь удерживается магнитным полем электромагнита 4. Полюсный наконечник 11 с полюсом 14, не удерживаемые больше магнитным полем, под действием силы тяжести или силой сжатия пружины (на чертеже не показана) опускаются вниз на упор 16. Привод в исходном положении. За этот цикл якорь совершил перемещение вверх на один шаг. Для перемещения якоря вниз на один шаг необходимо подать питание в обмотку электромагнита 2. При этом подвижный полюс 14 притянется к неподвижному полюсу 15 вместе с полюсным наконечником 11. Подается ток удержания в обмотку электромагнита 3 и обесточивается электромагнит 4. Якорь удерживается магнитным полем электромагнита 3. Обесточивается электромагнит 2. Подвижный полюс 14 с полюсным наконечником 11, якорем 5 и регулирующим органом под действием силы тяжести перемещается вниз до соприкосновения с упором 16. Подается ток удержания в электромагнит 4 и обесточивается электромагнит 3. Привод в исходном положении. За этот цикл якорь вместе с регулирующим органом переместился на один шаг вниз. Как видно, на всем протяжении рабочих циклов отсутствует перемещение якоря 5 относительно полюсных наконечников 8 и 11 во время, когда их электромагниты находятся под напряжением, т.е. сила трения подшипников при перемещении якоря вообще не обусловлена боковым притяжением якоря к полюсным наконечникам. Этим объясняется и то, что в обмотку электромагнитов 3 и 4 подается только ток удержания. Фокусировки тока не требуется, так как нет необходимости преодолевать силу трения якоря о наконечники. Это, в свою очередь, обеспечивает небольшое боковое притяжение якоря 5 к полюсным наконечникам 8 и 11. Боковое притяжение подвижного полюса 14 и полюсного наконечника 11 к стене корпуса 1 будет на порядок меньше, чем боковое притяжение якоря 5. Это объясняется тем, что сила бокового притяжения концентрических магнитопроводящих тел друг к другу при прохождении через них магнитного поля имеет прямую зависимость от разности диаметров этих тел. В данной конструкции разность внутреннего диаметра полюсного наконечника 11 и наружного диаметра магнитных втулок 6 (обусловлено конструктивными зазорами) значительно меньше, чем разность внутреннего диаметра катушек электромагнитов 2, 3 и наружного диаметра магнитных втулок 12 (определяется толщиной стенки прочноплотного корпуса 1 и конструктивными зазорами). Кроме того, наружные диаметры подвижного полюса 14 и полюсного наконечника 11 больше, чем наружный диаметр якоря, а значит, и боковое контактное давление полюсов будет меньше, чем у якоря. Все это обеспечивает меньший износ подшипников, а следовательно, и повышение срока службы привода. Кроме того, как это видно из чертежа, минимальная длина привода может быть равна сумме высоты двух электромагнитов и рабочего хода регулирующего органа.
Формула изобретения
Привод регулирующего органа ядерного реактора, содержащий прочноплотный немагнитный корпус, снаружи которого расположены катушки электромагнитов, а внутри полюсные наконечники внутреннего статора и якорь, выполненные из набора чередующихся магнитных и немагнитных втулок и подшипников, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы, в нем по крайней мере один из полюсных наконечников внутреннего статора выполнен подвижным, по крайней мере один из электромагнитов имеет подвижный полюс, к которому прикреплен подвижный наконечник внутреннего статора, причем рабочий ход подвижного полюса кратен шагу расположения магнитных втулок якоря привода.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Номер и год публикации бюллетеня: 10-2002
Извещение опубликовано: 10.04.2002
