CN109698034B - 一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构 - Google Patents

一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，涉及核动力装置安全设施技术领域，包括：主体部分，主体部分设有通道；穿设于通道的驱动杆，驱动杆沿其轴向设有多个卡持结构；至少一卡持单元，卡持单元设于驱动杆旁，且卡持单元包括磁性部件和卡持部件，且卡持单元可转动地保持在主体部分内，使卡持单元在第一状态和第二状态之间切换，当卡持单元处于第一状态时，卡持部件卡持于驱动杆上其中一卡持结构，当卡持单元处于第二状态时，卡持部件脱离卡持结构；驱动单元，驱动单元作用于磁性部件，使卡持单元在第一状态和第二状态之间切换。本发明的防倾覆结构独特，工作原理新颖，无需额外的控制开关，操作简单，防倾覆效果显著，满足核安全需求。

Description

一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构
技术领域
本发明涉及核动力装置安全设施技术领域，具体涉及一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构。
背景技术
控制棒驱动机构是反应堆控制系统和保护系统的执行机构，具有按照指令提升、下插、保持控制棒组件，完成反应堆启动、调节功率、维持功率和正常停堆的功能；
当在海洋核动力平台倾覆的事故下，控制棒组件导出堆芯，无法维持反应堆的次临界状态，无法安全停堆；
因此控制棒驱动机构的防倾覆功能是海洋核动力平台一种重要防护功能，但由于国内外船用核动力装置没有增设防倾覆装置，无法满足核安全需求。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，防倾覆结构独特，工作原理新颖，无需额外的控制开关，操作简单，防倾覆效果显著，满足核安全需求。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：
一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，包括：主体部分，所述主体部分设有通道；
穿设于所述通道的驱动杆，所述驱动杆沿其轴向设有多个卡持结构；
至少一卡持单元，所述卡持单元设于所述驱动杆旁，且所述卡持单元包括磁性部件和卡持部件，且所述卡持单元可转动地保持在主体部分内，使所述卡持单元在第一状态和第二状态之间切换，当所述卡持单元处于所述第一状态时，所述卡持部件卡持于所述驱动杆上其中一卡持结构，当所述卡持单元处于所述第二状态时，所述卡持部件脱离所述卡持结构；
驱动单元，所述驱动单元作用于所述磁性部件，使所述卡持单元在第一状态和第二状态之间切换。
在上述技术方案的基础上，所述驱动单元包括：
电磁驱动部件，其设置在所述主体部分外壁上；
弹性部件，其设置在所述主体部分内，用于与所述电磁驱动部件配合，使得所述卡持单元在第一状态和第二状态之间切换，当所述卡持单元处于所述第一状态时，所述卡持部件卡持于所述驱动杆上其中一卡持结构，当所述卡持单元处于所述第二状态时，所述卡持部件脱离所述卡持结构。
在上述技术方案的基础上，所述磁性部件位于所述卡持部件的外表面或内部。
在上述技术方案的基础上，所述卡持结构为外径由上至之下逐渐减小的筒状结构。
在上述技术方案的基础上，所述防倾覆锁紧机构包括多个所述卡持单元，多个所述卡持单元环绕设于所述驱动杆旁。
在上述技术方案的基础上，多个所述卡持单元位于同一高度。
在上述技术方案的基础上，多个所述卡持单元在所述驱动杆周围以正多边形排布方式分布。
在上述技术方案的基础上，所述防倾覆锁紧机构还包括：
上部压紧螺母，用于将所述主体部分的上端与所述驱动单元的上端固定；
下部压紧螺母，用于将所述主体部分的下端与所述驱动单元的下端固定。
在上述技术方案的基础上，所述上部压紧螺母的内壁与所述主体部分上端的外壁螺纹连接，所述上部压紧螺母的外壁与所述驱动单元的上端螺纹连接；
所述下部压紧螺母的内壁与所述主体部分下端的外壁螺纹连接，所述下部压紧螺母的外壁与所述驱动单元的下端螺纹连接。
在上述技术方案的基础上，所述主体部分、所述驱动单元以及所述下部压紧螺母之间的空隙设置有调整垫片。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的防倾覆结构独特，工作原理新颖，无需额外的控制开关，操作简单，防倾覆效果显著，满足核安全需求。
(2)本发明利用压力弹簧的弹力以及电磁驱动部件的磁力对卡持部件进行控制，从而限制或放开对驱动杆的限制，从而开始或结束防倾覆工作。
(3)本发明的上部压紧螺母、下部压紧螺母使得本发明的结构更牢固，令主体部分与驱动单元之间能够紧密连接，避免本发明从内部发生破损。
附图说明
图1为本发明实施例1中控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构在第一状态的结构示意图；
图2为本发明实施例1中控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构在第二状态的结构示意图；
图3为本发明实施例2中卡持单元与驱动单元在第一状态的结构示意图；
图4为本发明实施例2中卡持单元与驱动单元在第二状态的结构示意图；
图5为本发明实施例3中控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构在第一状态的结构示意图；
图6为本发明实施例3中控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构在第二状态的结构示意图；
图中：1、主体部分；10、通道；2、驱动杆；20、卡持结构；3、卡持单元；30、磁性部件；31、卡持部件；4、驱动单元；40、电磁驱动部件；41、弹性部件；411、弹簧窝；412、压力弹簧；5、上部压紧螺母；6、下部压紧螺母；7、调整垫片；8、支撑圈。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。
实施例1
参见图1、2所示，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，包括：主体部分1，主体部分1设有通道10；
穿设于通道10的驱动杆2，驱动杆2沿其轴向设有多个卡持结构20；
至少一卡持单元3，卡持单元3设于驱动杆2旁，且卡持单元3包括磁性部件30和卡持部件31，且卡持单元3可转动地保持在主体部分1内，使卡持单元3在第一状态和第二状态之间切换，当卡持单元3处于第一状态时，卡持部件31卡持于驱动杆2上其中一卡持结构20，当卡持单元3处于第二状态时，卡持部件31脱离卡持结构20；
驱动单元4，驱动单元4作用于磁性部件30，使卡持单元3在第一状态和第二状态之间切换。
本发明驱动杆2为控制棒驱动结构的驱动杆；主体部分1用于将作为设置驱动杆2、卡持单元3以及驱动单元4的载体，能够为驱动杆2、卡持单元3以及驱动单元4提供安装基础，尤其主体部分1的通道10作为限制驱动杆2主要在限制驱动杆2长度方向上发生位移的结构，而主体部分1可以是控制棒驱动结构的壳体的一部分，还还可以是单独的部件，作为与控制棒驱动结构进行连接的连接部件，从而使得本发明更好的在控制棒驱动结构上起到防倾覆锁紧功能；卡持单元3与驱动单元4相配合，当板驱动结构通电时，此时并不需要对驱动杆2进行防倾覆措施，故而此时驱动单元4在通电情况下产生磁场，通过磁力吸引卡持单元3的磁性部件30，使得卡持单元3处于第二状态，卡持部件31脱离卡持结构20，即不对驱动杆2进行固定；而当控制棒驱动结构断电时，则需要对控制棒驱动结构的驱动杆2进行防倾覆措施，此时驱动单元4也处于断电时，驱动单元4停止对卡持单元3的磁性部件30进行磁力吸引，卡持部件31处于第一状态，，卡持部件31卡持于驱动杆2上其中一卡持结构20，从而限制驱动杆2在驱动杆2长度方向上的位移；本发明利用卡持单元3和驱动单元4协同合作，在控制棒驱动结构断电时无需其他控制开关，直接对驱动杆2进行限制，进而进行控制板驱动结构防倾覆措施，防倾覆结构独特，工作原理新颖，无需额外的控制开关，操作简单，防倾覆效果显著，满足核安全需求。
实施例2
参见图3、4所示，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，与实施例1的区别在于，驱动单元4包括：
电磁驱动部件40，其设置在主体部分1外壁上；
弹性部件41，其设置在主体部分1内，用于与电磁驱动部件40配合，使得卡持单元3在第一状态和第二状态之间切换，当卡持单元3处于第一状态时，卡持部件31卡持于驱动杆2上其中一卡持结构20，当卡持单元3处于第二状态时，卡持部件31脱离卡持结构20；
当电磁驱动部件40处于断电状态，磁性部件30不受磁力吸引，并使得卡持单元3处于第一状态，卡持部件31卡持于驱动杆2上其中一卡持结构20时，弹性部件41处于压缩状态，利用弹性部件41的弹力使得卡持部件31与其中一卡持结构20接触；
当驱动单元4处于通电状态，产生磁力吸引磁性部件30，使得卡持单元3处于第二状态，卡持部件31脱离卡持结构20，弹性部件41处于压缩状态；
需要说明的是，尽管第一状态、第二状态时，弹性部件41均处于压缩状态，但第二状态时，弹性部件41的压缩程度更大。
本实施例中，磁性部件30位于卡持部件31的外表面或内部；
其中，磁性部件30的安装位置可根据实际进行进行选择，当需要节省安装空间时，则将磁性部件30设置于卡持部件31的内部；当需要较高的接收电磁驱动部件40磁力，获得更好的磁力吸引效果时，则将磁性部件30设置于卡持部件31的外表面。
本实施例中，弹性部件41包括：
弹簧窝411，其设置在主体部分1内；
压力弹簧412，其弹性压缩地保持在弹簧窝411与卡持部件31之间。
本发明利用压力弹簧412的弹力以及电磁驱动部件40的磁力对卡持部件31进行控制，从而限制或放开对驱动杆2的限制，从而开始或结束防倾覆工作。
实施例3
参见图5、6所示，本发明实施例提供一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，与实施例1、2的区别在于，卡持结构20为外径由上至之下逐渐减小的筒状结构；
即从外部轮廓看，卡持结构20为一中轴线上设置有通孔的圆台结构；
此结构能够帮助卡持单元3更好地对卡持结构20进行固定。
本实施例中，防倾覆锁紧机构包括多个卡持单元3，多个卡持单元3环绕设于驱动杆2旁；
利用多个卡持单元3协同工作，能够更好地对驱动杆2进行固定，从而获得更好的防倾覆效果。
本实施例中，多个卡持单元3位于同一高度；
必要时，多个卡持单元3在驱动杆2周围以正多边形排布方式分布；
如此设置，能够使得驱动杆2受力均匀，避免出现歪斜。
本实施例中，防倾覆锁紧机构还包括：
上部压紧螺母5，用于将主体部分1的上端与驱动单元4的上端固定；
下部压紧螺母6，用于将主体部分1的下端与驱动单元4的下端固定。
上部压紧螺母5、下部压紧螺母6使得本发明的结构更牢固，令主体部分1与驱动单元4之间能够紧密连接，从而在卡持单元3进行防倾覆工作，抵住驱动杆2时，能够抵抗驱动杆2对卡持单元3的反作用力，避免本发明从内部发生破损。
具体地，上部压紧螺母5的内壁与主体部分1上端的外壁螺纹连接，上部压紧螺母5的外壁与驱动单元4的上端螺纹连接；
下部压紧螺母6的内壁与主体部分1下端的外壁螺纹连接，下部压紧螺母6的外壁与驱动单元4的下端螺纹连接。
必要时，主体部分1、驱动单元4以及下部压紧螺母6之间的空隙设置有调整垫片7；
调整垫片7一方面用于填充主体部分1、驱动单元4以及下部压紧螺母6之间，另一方面能够调整垫片7能够起到一定的缓冲作用，当主体部分1、驱动单元4以及下部压紧螺母6之间之间受到冲击时，能够缓冲主体部分1、驱动单元4以及所述下部压紧螺母6之间之间的冲击力。
本实施例中，下部压紧螺母6的底部设置有用于限制本发明内部结构沿轴向上的膨胀量的支撑圈8，支撑圈8为筒状结构。
本发明不仅局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本发明相同或相近似的技术方案，均在其保护范围之内。

Claims (9)

1.一种控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于，所述防倾覆锁紧机构包括：
主体部分(1)，所述主体部分(1)设有通道(10)；
穿设于所述通道(10)的驱动杆(2)，所述驱动杆(2)沿其轴向设有多个卡持结构(20)；
至少一卡持单元(3)，所述卡持单元(3)设于所述驱动杆(2)旁，且所述卡持单元(3)包括磁性部件(30)和卡持部件(31)，且所述卡持单元(3)可转动地保持在主体部分(1)内，使所述卡持单元(3)在第一状态和第二状态之间切换，当所述卡持单元(3)处于所述第一状态时，所述卡持部件(31)卡持于所述驱动杆(2)上其中一卡持结构(20)，当所述卡持单元(3)处于所述第二状态时，所述卡持部件(31)脱离所述卡持结构(20)；
驱动单元(4)，所述驱动单元(4)作用于所述磁性部件(30)，使所述卡持单元(3)在第一状态和第二状态之间切换；
所述驱动单元(4)包括：
电磁驱动部件(40)，其设置在所述主体部分(1)外壁上；
弹性部件(41)，其设置在所述主体部分(1)内，用于与所述电磁驱动部件(40)配合，使得所述卡持单元(3)在第一状态和第二状态之间切换，当所述卡持单元(3)处于所述第一状态时，所述卡持部件(31)卡持于所述驱动杆(2)上其中一卡持结构(20)，当所述卡持单元(3)处于所述第二状态时，所述卡持部件(31)脱离所述卡持结构(20)；
所述弹性部件(41)包括：
弹簧窝(411)，其设置在所述主体部分(1)内；
压力弹簧(412)，其弹性压缩地保持在所述弹簧窝(411)与所述卡持部件(31)之间。
2.如权利要求1所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于：所述磁性部件(30)位于所述卡持部件(31)的外表面或内部。
3.如权利要求1所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于：所述卡持结构(20)为外径由上至之下逐渐减小的筒状结构。
4.如权利要求1所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于，所述防倾覆锁紧机构包括多个所述卡持单元(3)，多个所述卡持单元(3)环绕设于所述驱动杆(2)旁。
5.如权利要求4所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于：多个所述卡持单元(3)位于同一高度。
6.如权利要求5所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于：多个所述卡持单元(3)在所述驱动杆(2)周围以正多边形排布方式分布。
7.如权利要求1所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于，所述防倾覆锁紧机构还包括：
上部压紧螺母(5)，用于将所述主体部分(1)的上端与所述驱动单元(4)的上端固定；
下部压紧螺母(6)，用于将所述主体部分(1)的下端与所述驱动单元(4)的下端固定。
8.如权利要求7所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于：所述上部压紧螺母(5)的内壁与所述主体部分(1)上端的外壁螺纹连接，所述上部压紧螺母(5)的外壁与所述驱动单元(4)的上端螺纹连接；
所述下部压紧螺母(6)的内壁与所述主体部分(1)下端的外壁螺纹连接，所述下部压紧螺母(6)的外壁与所述驱动单元(4)的下端螺纹连接。
9.如权利要求7所述的控制棒驱动机构防倾覆锁紧机构，其特征在于，所述主体部分(1)、所述驱动单元(4)以及所述下部压紧螺母(6)之间的空隙设置有调整垫片(7)。
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