Шиберный затвор

Изобретение относится к трубопроводной арматуре, а более конкретно к шиберным затворам, и предназначено для перекрытия каналов перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем. Шиберный затвор содержит корпус и размещенный в нем запорный орган. Запорный орган выполнен в виде диска с уплотнителем и кинематически связан с приводной кареткой. Диск снабжен суппортом. Каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре. Длина поводка равна высоте коромысла. Затвор снабжен роликами. Одни из роликов расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом. Другие ролики расположены на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях. Каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси. На боковых стенках корпуса выполнены направляющие горизонтальные пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла. Нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях. Верхняя горизонтальная поверхность упомянутого паза является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки. Изобретение направлено на увеличение несущей способности механизма шиберного затвора и на сокращение габаритов самого шиберного затвора. 1 з.п. ф-лы, 12 ил.

 

Изобретение относится к уплотнительной технике, конструкциям затворов шиберного типа, а более конкретно к шиберным затворам, используемым для канала перегрузки топлива в ядерном реакторе с жидкометаллическим теплоносителем.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к предлагаемому изобретению является шиберный затвор, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой (см. а.с. СССР №1093854, МПК F 16 K 3/18, 1984 г.).

Запорный орган с кареткой связан через размещенную между ними упорную раму, которая соединена с кареткой параллельными шарнирными тягами, а с диском - центральным шарниром. Упорная рама снабжена пружинами растяжения, стремящимися приблизить раму к каретке.

Кроме того, в корпусе шиберного затвора проходные отверстия выполнены на вертикальных стенках. Ходовой винт, каретка, упорная рама и диск расположены в корпусе в вертикальном положении. При этом каретка снабжена роликами, опирающимися на торцевую и вертикальную стенки корпуса. Для прохождения каретки в крайнее рабочее положение ширина вертикальной стенки корпуса включает в себя диаметр проходного отверстия и ширину дорожки, обеспечивающую прохождение роликов каретки вдоль проходного отверстия.

Использование шиберного затвора в канале перегрузки топлива верхнего защитного перекрытия ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем связано с тем, что шиберный затвор необходимо разместить по горизонтали, при этом диаметр перекрываемого проходного отверстия канала перегрузки составляет ˜600 мм.

Недостатки известного шиберного затвора заключаются в следующем:

- использование шиберного затвора для перекрытия вертикальных потоков, проходные сечения которых составляют ˜600 мм и более, требует приложения значительных силовых нагрузок, обеспечивающих герметичность затвора, а также запас прочности самого запорного органа, каретки и ходового винта, что снижает надежность конструкции;

- невозможность использования данной конструкции в канале для перегрузки топлива ядерного реактора, так как в условиях нейтронного облучения пружины растяжения теряют свои упругие свойства и не обеспечивают безопасный режим работы;

- возможность выхода из строя пружин растяжения влечет за собой во время открывания затвора увеличение нагрузки на шарнирные тяги, в результате чего они начнут проворачиваться, это может привести к невозможности закрытия затвора, что также снижает надежность шиберного затвора;

- значительные габариты корпуса не позволяют использовать его в ограниченных условиях на малой поворотной пробке ядерного реактора.

Задачей, решаемой изобретением, является повышение надежности шиберного затвора, а также уменьшение его габаритов.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в увеличении несущей способности механизма шиберного затвора.

Кроме того, сокращение габаритов шиберного затвора обеспечивает возможность установки и эксплуатации его на малой поворотной пробке верхнего защитного перекрытия в ядерном реакторе.

Указанная задача достигается за счет того, что в известном шиберном затворе, содержащем корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой, при этом диск снабжен суппортом, а каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре, причем длина поводка равна высоте коромысла, кроме этого, затвор снабжен роликами, одни из которых расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом, а другие - на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях, кроме этого, каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси, а на боковых стенках корпуса выполнены направляющие пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла, причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях, а его верхняя горизонтальная поверхность является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки.

Кроме того, торцевая часть направляющего горизонтального паза снабжена упором, выполненным с горизонтальным выступом в виде клина, обеспечивающего переход роликов коромысла в вертикальный паз.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид шиберного затвора; на фиг.2 представлено продольное сечение шиберного затвора в положении «закрыто», вид по А-А на фиг.1; на фиг.3 представлено продольное сечение шиберного затвора в положении «открыто», вид по А-А фиг.1; на фиг.4 представлен вид снизу на запорный орган; на фиг.5 представлено соединение коромысла каретки с суппортом; на фиг.6 представлено соединение поводка каретки с суппортом; на фиг.7 представлен вид направляющих пазов; на фиг.8 представлен вид шиберного затвора без корпуса в положении «закрыто» в разрезе сечению А-А; на фиг.9 показан вид запорного органа в положении «закрыто» в разрезе Б-Б; на фиг.10 представлен запорный орган вид В по фиг.8; на фиг.11 показан вид каретки и запорного органа в положении «открыто» в разрезе Д-Д на фиг.10; на фиг.12 представлены каретка и запорный орган в положении «закрыто», вид Г по фиг.8.

Шиберный затвор 1 установлен над каналом 2 перегрузки топлива, выполненным в поворотной пробке 3 верхнего защитного перекрытия ядерного реактора с жидкометаллическим теплоносителем. Корпус 1 шиберного затвора выполнен с верхним и нижним проходными отверстиями 4 и 5. Верхнее отверстие 4 корпуса 1 перекрыто запорным органом 6, выполненным в виде диска 6, снабженного уплотнителем 7. Нижнее проходное отверстие 5 расположено над каналом 2 перегрузки топлива. Запорный орган 6 снабжен суппортом 8, а приводная каретка 9 связана с суппортом 8 коромыслом 10 и поводком 11. Коромысло 10 шарнирно закреплено на передней, расположенной со стороны проходного отверстия 4 оси 12 каретки 9, а поводок 11 шарнирно закреплен в центре каретки 9, при этом длина поводка 11 равна высоте коромысла 10. Поводок 11 шарнирно соединен с суппортом 8, а коромысло 10 с суппортом 8 связано с помощью шарниров 13, которые установлены на оси 14 коромысла 10, проходящей по диаметру суппорта 8. По торцам коромысла 10 на оси 14 установлены ролики 15. На боковых поверхностях каретки 9 имеются ролики 16, установленные на передней оси 12 и задней оси 17. При этом каретка 9 дополнительно снабжена опорными роликами 18, которые расположены над роликами 16 задней ее оси 17. Для перемещения роликов 16 и 18 каретки 9 в корпусе 1 на боковых стенках 19 выполнены направляющие горизонтальные пазы 20 и пересекающие их в торцевой части вертикальные пазы 21 для роликов 15 коромысла 10. Причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза 20 служит дорожкой для роликов 16 передней 12 и задней оси 17 каретки 9, а его верхняя горизонтальная поверхность служит дорожкой для перемещения опорных роликов 18 каретки. Торцевая часть горизонтального паза 20 снабжена упором 22, выполненным с горизонтальным выступом 23 в виде клина. Выступ 23 обеспечивает переход роликов 15 коромысла 10 в вертикальный паз 21. При этом осевые линии вертикальных пазов 21 на боковых стенках 19 лежат в одной плоскости с вертикальной осью верхнего проходного отверстия 4. Каретка 9 связана с ходовым винтом 24, приводимым во вращение от электропривода 25, который расположен на внешней поверхности корпуса 1.

Так как длина поводка 11 равна высоте коромысла 10, а оси направляющих вертикальных пазов 21 с осью проходного отверстия 4 лежат в одной вертикальной плоскости, это позволяет обеспечить плоскопараллельное перемещение диска 6.

Затвор работает следующим образом.

Электропривод 25 включают на закрытие затвора, каретка 9 ходовым винтом 24 начинает перемещаться по направляющему горизонтальному пазу 20 в сторону к проходным отверстиям 4 и 5. Коромысло 10 и поводок 11 находятся в наклонном положении. Ролики 16 каретки 9 катятся по нижней дорожке горизонтального паза 20, перемещая тем самым коромысло 10 и суппорт 8 с запорным диском 6, а опорные ролики 18 опираются на верхнюю дорожку горизонтального паза 20, предотвращая перекос каретки 9. В торцевой части горизонтального паза 20 ролики 15 коромысла 10, опираясь на горизонтальный выступ 23 упора 22, переходят в направляющий вертикальный паз 21 и начинают перемещаться вверх, а коромысло 10 поднимает суппорт 8 с запорным диском 6 к верхнему проходному отверстию 4. При этом ось 14 коромысла 10 вместе с запорным диском 6 совершает плоскопараллельное перемещение вверх относительно передней 12 и задней оси 17 каретки 9. После достижения роликами 15 коромысла 10 крайнего верхнего положения коромысло 10 и поводок 11 расположены вертикально, а запорный диск 6 с уплотнителем 7 перекрывает верхнее проходное отверстие 4.

Для открытия запорного диска 6 включается электропривод 25. Ходовой винт 24 начинает вращаться и каретка 9 перемещается в обратном направлении. Поводок 11 тянет за собой суппорт 8 с запорным диском 6. Ролики 15 коромысла 10 начинают опускаться по вертикальным пазам 21, затем по выступу 23 на упоре 22 переходят в горизонтальные пазы 20. При этом коромысло 10 и поводок 11 из вертикального положения переходят в наклонное. А запорный диск 6 совершает плоскопараллельное перемещение вниз, открывая верхнее проходное отверстие 4. Затем диск 6 движется в горизонтальном направлении, полностью освобождая проход над каналом перегрузки 2.

Использование предлагаемого устройства позволяет увеличить несущую способность механизма шиберного затвора, обеспечивает герметизацию проходных отверстий сечением до ˜600 мм при незначительной мощности электродвигателя 1,2 кВт, что повышает его надежность.

Кроме того, небольшие габариты такой конструкции обеспечивают возможность установки и эксплуатации шиберного затвора на малой поворотной пробке верхнего защитного перекрытия в ядерном реакторе.

1. Шиберный затвор, содержащий корпус, в котором размещен запорный орган, выполненный в виде диска с уплотнителем и кинематически связанный с приводной кареткой, отличающийся тем, что диск снабжен суппортом, а каретка связана с суппортом коромыслом, шарнирно закрепленным на ее передней оси, и поводком, шарнирно закрепленным в ее центре, причем длина поводка равна высоте коромысла, кроме этого, затвор снабжен роликами, одни из которых расположены по торцам коромысла на оси, соединяющей коромысло с суппортом, а другие - на боковых поверхностях каретки на передней и задней ее осях, кроме этого, каретка снабжена опорными роликами, расположенными над роликами задней ее оси, а на боковых стенках корпуса выполнены направляющие горизонтальные пазы для перемещения роликов каретки и пересекающие их в торцевой части направляющие вертикальные пазы для перемещения роликов коромысла, причем нижняя горизонтальная поверхность горизонтального паза является дорожкой для роликов каретки на ее передней и задней осях, а его верхняя горизонтальная поверхность является дорожкой для перемещения опорных роликов каретки.

2. Шиберный затвор по п.1, отличающийся тем, что торцевая часть направляющего горизонтального паза снабжена упором, выполненным с горизонтальным выступом в виде клина, обеспечивающего переход роликов коромысла в вертикальный паз.