CN112017794B - 弹簧箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及核反应堆技术领域，尤其涉及弹簧箱，包括筒体和速度控制组件，筒体沿轴向自下而上构造有第一筒段和第二筒段，第一筒段的内径大于第二筒段的内径，速度控制组件包括沿筒体的轴向自下而上依次设置于第一筒段内的第一缓冲件、缓冲锁和弹簧件，缓冲锁靠近弹簧件的一端用于与测量棒连接，缓冲锁靠近第一缓冲件的一端用于与驱动轴连接，弹簧件的上端与第一筒段和第二筒段交界处的端面相抵。第一缓冲件、缓冲锁与弹簧件配合对控制棒的落棒速度和制动进行控制，不仅满足摇摆倾斜条件下落棒速度的要求，也满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆的工程应用。

Description

弹簧箱

技术领域

本发明涉及核反应堆技术领域，尤其涉及弹簧箱。

背景技术

核反应堆控制棒水压驱动技术是一种内置式控制棒驱动技术，其驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，采用提升、传递、夹持三个水压缸次序驱动传递、夹持两套销爪机构运动，实现控制棒的步升、步降和落棒功能。

基于驱动机构的工作原理和热功率小于50MW先进一体化小型水堆十字翼控制棒的结构特点，在落棒过程中十字翼控制棒无法依靠自身结构实现其速度控制和制动，此外，十字翼控制棒无法满足摇摆倾斜条件下的正常落棒功能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种弹簧箱，弹簧箱的第一碟簧、缓冲锁与弹簧件配合对控制棒的落棒速度和制动进行控制，不仅满足摇摆倾斜条件下落棒速度的要求，也满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。

根据本发明第一方面实施例的弹簧箱，包括筒体和速度控制组件，所述筒体沿轴向自下而上构造有第一筒段和第二筒段，所述第一筒段的内径大于所述第二筒段的内径，所述速度控制组件包括沿所述筒体的轴向自下而上依次设置于所述第一筒段内的端板、第一缓冲件、缓冲锁和弹簧件，所述第一缓冲件设置于所述端板上，所述缓冲锁朝向所述弹簧件的一侧抵接所述弹簧件，所述缓冲锁朝向所述第一缓冲件的一侧用于与驱动轴连接，以在所述驱动轴驱动下所述缓冲锁远离所述第一缓冲件；所述弹簧件的上端与所述第一筒段和所述第二筒段交界处的端面相抵。

根据本发明的一个实施例，所述筒体的筒壁上还构造有第一通水孔和第二通水孔，所述第一通水孔与所述第二通水孔均位于所述端板的上方，且所述第一通水孔位于所述第二通水孔的上方，所述第一通水孔与所述第二通水孔分别位于所述驱动轴驱动所述缓冲锁移动的极限位置的两侧。

根据本发明的一个实施例，所述第二通水孔所在区域的下边界与所述端板之间相距预设距离。

根据本发明的一个实施例，所述筒体包括相连接的上筒体和下筒体，所述上筒体的筒壁上设有所述第一通水孔，所述下筒体的筒壁上设有所述第二通水孔。

根据本发明的一个实施例，所述上筒体与所述下筒体通过法兰连接。

根据本发明的一个实施例，包括水管组件，所述水管组件通过水管卡件固定于所述筒体的外壁上。

根据本发明的一个实施例，所述水管组件包括金属波纹软管、水管和直通卡套，所述金属波纹软管的一端通过所述直通卡套与来水管连通，所述金属波纹软管的另一端通过所述直通卡套与所述水管的一端连通，所述水管的另一端通过所述直通卡套与引水管连通。

根据本发明的一个实施例，还包括第二缓冲件，所述筒体的上端设有法兰盘，所述法兰盘用于与棒位测量件沿筒体周向滑动连接，所述第二缓冲件压置于所述法兰盘与所述棒位测量件之间。

根据本发明的一个实施例，所述筒体的下端设有固定槽，所述固定槽用于通过紧固件与驱动机构连接。

根据本发明的一个实施例，所述端板上具有用于穿过所述驱动轴的通孔，所述通孔的边缘在靠近所述第一缓冲件的一侧设有沿所述筒体轴向延伸的环形凸起，所述环形凸起可插入所述缓冲锁的锁孔与所述驱动轴之间的空隙中。

本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果：在驱动机构驱动控制棒上移的过程中，缓冲锁和控制棒同步上升，筒体对缓冲锁的移动起到导向作用，缓冲锁上升的同时压缩弹簧件，下落控制棒时，弹簧件通过其回复力下压缓冲锁，为提供控制棒附加落棒推力，使控制棒即使在摇摆倾斜而导致重力作用减小的情况下也能顺利落棒，并且控制落棒速度，避免造成落棒困难，落棒过程不平稳的问题产生，缓冲锁不断下落，直至接触第一缓冲件，第一缓冲件为落棒提供最终的缓冲制动作用。由此，第一碟簧、缓冲锁与弹簧件配合对控制棒的落棒速度和制动进行控制，不仅满足摇摆倾斜条件下落棒速度的要求，也满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。实现了工程化和产品化，主要满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆的工程应用，也为其他工业领域水力缓冲结构的工程设计提供了参考。

除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例弹簧箱的剖面结构示意图；

图2是本发明实施例弹簧箱的立体结构示意图；

图3是本发明实施例弹簧箱的上筒体的结构示意图；

图4是本发明实施例弹簧箱的下筒体的结构示意图；

图5是本发明实施例弹簧箱的水管组件的结构示意图；

图6是本发明实施例弹簧箱在落棒缓冲状态时的结构示意图；

图7是本发明实施例弹簧箱在落棒进入水力减速状态时的结构示意图；

图8是本发明实施例弹簧箱在落棒水力减速状态时的结构示意图；

图9是本发明实施例弹簧箱在落棒进入水力制动状态时的结构示意图；

图10是本发明实施例弹簧箱在落棒水力制动状态时的结构示意图；

图11是本发明实施例弹簧箱在落棒碟簧制动状态时的结构示意图；

图12是本发明实施例弹簧箱的缓冲锁的结构示意图；

图13是本发明实施例弹簧箱的缓冲锁的下锁体与锁头组件安装后的结构示意图；

图14是本发明实施例弹簧箱的缓冲锁的下锁体的结构示意图；

图15是本发明实施例弹簧箱的缓冲锁的上锁体的结构示意图；

图16是本发明实施例弹簧箱的缓冲锁的锁头的结构示意图。

附图标记：

1：筒体；11：第一筒段；12：第二筒段；13：第一通水孔；14：第二通水孔；15：制动盲区；16：上筒体；17：下筒体；18：法兰盘；19：固定槽；121：紧固件；

2：速度控制组件；21：第一缓冲件；22：缓冲锁；23：弹簧件；24：端板；241：通孔；242：环形凸起；

3：法兰；31：第一法兰盘；32：第二法兰盘；33：定位螺钉；

4：水管组件；41：水管卡件；42：金属波纹软管；43：水管；44：直通卡套；

5：第二缓冲件；

6：驱动轴；

01：锁体组件；011：锁体；012：阻尼垫；013：锁孔；014：第一凹槽；015：第二凹槽；016：第一通孔；017：解锁孔；018：第五销体；019：第五销孔；0111：上锁体；0112：下锁体；0141：凸起；

02：锁头组件；021：锁头；022：第一弹性件；023：第四销体；024：第四销孔；0211：第二通孔；

03：密封环；

04：锁头支撑件；041：第一销体；042：第二弹性件；043：第一销孔；044：安装槽；

05：定位件；051：定位销；052：定位孔；

06：第二销体；061：第二销孔；

07：第三销体；071：第三销孔；

08：滚动组件；081：滚轮；082：销轴；

091：长螺钉；092：短螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1和图2所示，本发明实施例提供的弹簧箱，包括筒体1和速度控制组件2，筒体1沿轴向自下而上构造有第一筒段11和第二筒段12，第一筒段11的内径大于第二筒段12的内径，速度控制组件2包括沿筒体1的轴向自下而上依次设置于第一筒段11内的端板24、第一缓冲件21、缓冲锁22和弹簧件23，第一缓冲件21设置于端板24上，缓冲锁22朝向弹簧件23的一侧抵接弹簧件23，缓冲锁22朝向第一缓冲件21的一侧用于与驱动轴6连接，以在驱动轴6驱动下缓冲锁22远离第一缓冲件21；弹簧件23的上端与第一筒段11和第二筒段12交界处的端面相抵。

本发明实施例的弹簧箱，第一缓冲件21、缓冲锁22和弹簧件23自下而上依次置于筒体1的内腔中，驱动轴6穿过缓冲锁22并与其连接，筒体1沿内部轴向变径结构自下而上分为第一筒段11和第二筒段12，第一筒段11的内径大于内第二筒段12的内径，因此形成筒体1内壁的阶梯面，弹簧件23的上端抵在第一筒段11与第二筒段12的交界面上，下端抵在缓冲锁22的上表面，第一缓冲件21固定在筒体1下端设置的端板24上，并可与缓冲锁22的下表面接触，筒体1的上端与棒位测量件连接，筒体1的下端与驱动机构连接。

在驱动机构驱动控制棒上移的过程中，缓冲锁22和控制棒同步上升，筒体1对缓冲锁22的移动起到导向作用，缓冲锁22上升的同时压缩弹簧件23。下落控制棒时，弹簧件23通过其回复力下压缓冲锁22，为提供控制棒附加落棒推力，使控制棒即使在摇摆倾斜而导致重力作用减小的情况下也能顺利落棒，并且控制落棒速度，避免造成落棒困难，落棒过程不平稳的问题产生，缓冲锁22不断下落，直至接触第一缓冲件21，第一缓冲件21为落棒提供最终的缓冲制动作用。由此，第一缓冲件21、缓冲锁22与弹簧件23配合对控制棒的落棒速度和制动进行控制，不仅满足摇摆倾斜条件下落棒速度的要求，也满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。实现了工程化和产品化，主要满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆的工程应用，也为其他工业领域水力缓冲结构的工程设计提供了参考。

本实施例中，第一缓冲件21可采用碟簧，在其它实施例中，也可采用其它类型的缓冲件，能够对缓冲锁22起到缓冲制动作用的同时，还能够保证无法通过自身的回弹能力对缓冲锁22提供上升的动力。

根据本发明的一个实施例，筒体1的筒壁上还构造有第一通水孔13和第二通水孔14，第一通水孔13与第二通水孔14均位于端板24的上方，且第一通水孔13位于第二通水孔14的上方，第一通水孔13与第二通水孔14分别位于驱动轴6驱动缓冲锁22移动的极限位置的两侧。本实施例中，筒体1上设置第一通水孔13和第二通水孔14，均环绕筒体1均匀分布，且第一通水孔13位于第二通水孔14的上方，第一通水孔13与第二通水孔14均位于第一筒段11。第一通水孔13与第二通水孔14所在的区域之间具有一定的无孔区域，该区域为缓冲锁22上升的极限位置，即驱动机构驱动控制棒上升时，驱动轴6能够带动缓冲锁22上升的最高位置，缓冲锁22在极限位置稳定，而后控制棒又该位置开始可进行落棒动作。

在控制棒上升高度稳定后，缓冲锁22位于第一通水孔13与第二通水孔14之间的筒体1内。在控制棒的落棒过程中，缓冲锁22自该位置向下运动，此时第一通水孔13作为进水孔，外部的水通过第一通水孔13进入缓冲锁22上方的筒体1内，由于缓冲锁22与筒体1的内壁之间配合且具有一定的密封性，所以缓冲锁22下方筒体1内的水无法通过缓冲锁22与筒体1之间的缝隙进入缓冲锁22上方的筒体1内，只能通过缓冲锁22下方的孔排出，即全部第二通水孔14作为出水孔，将缓冲锁22下方筒体1内的水排出。

在缓冲锁22落至第二通水孔14所在区域之中时，缓冲锁22上方的第二通水孔14也作为进水孔不断进水，而位于缓冲锁22下方的第二通水孔14则作为出水孔，筒体1内的水通过第二通水孔14排出筒体1，随着缓冲锁22的不断下移，作为出水孔的第二通水孔14逐渐变少，缓冲锁22下方的水体压力逐渐增大，从而形成对缓冲锁22运动过程中的水力阻尼，也对控制棒的下落起到缓冲制动作用。同时，水力阻尼与弹簧件23推力相配合更能够实现落棒速度的控制。

根据本发明的一个实施例，第二通水孔14所在区域的下边界与端板24之间相距预设距离。本实施例中，第二通水孔14的下边界与端板24之间存在预设距离，该预设距离所在的区域为制动盲区15，即制动盲区15为第一筒段11上没有设置第二通水孔14的筒段区域，控制棒落棒过程中，缓冲锁22经过第二通水孔14区后，进入制动盲区15，此时没有第二通水孔14作为出水孔，制动盲区15中的水压力增大，水力阻尼也相应增大，缓冲锁22会先被水力制动，直至接触到第一缓冲件21，被第一缓冲件21制动，由此实现落棒制动。

其中，制动盲区15所在的第一筒段11的筒壁、缓冲锁22、驱动轴6、第一缓冲件21和端板24构成的可变腔体，随着缓冲锁22的移动，该可变腔体可作为水力制动腔，其中缓冲锁22和驱动轴6为运动边界，其余为静止边界。通过控制可变腔体内水排出的速度，实现缓冲锁22和驱动轴6的水力减速、水力制动和碟簧制动功能。

如图12所示，在十字翼控制棒的落棒过程中，如图6所示，当缓冲锁22处于第一筒段11内第二通水孔14的覆盖区域作用范围内时，为落棒缓冲状态；如图7所示，缓冲锁22继续向下运动，到达第二通水孔14的覆盖区域与第一筒段11的制动盲区15之间，落棒进入水力减速状态；如图8所示，当缓冲锁22处于第一筒段11内的制动盲区15作用范围内时，为水力减速状态；如图9所示，缓冲锁22继续向下运动，到达第一筒段11的端板24上的环形凸起242的上端，落棒进入水力制动状态；如图10所示，当环形凸起242插入缓冲锁22的锁孔013与驱动轴6之间的间隙时，为水力制动状态；如图11所示，当缓冲锁22处于第一缓冲件21的作用范围内时，为碟簧制动状态。十字翼控制棒的落棒冲击可通过调整制动盲区15的长度尺寸，使水力减速与十字翼控制棒(含驱动轴6)重力及弹簧件23推力之合力相匹配，满足落棒时间和落棒冲击的技术要求。水力制动腔的复位依靠驱动机构驱动驱动轴6和缓冲锁22脱离水力制动腔，满足多次重复使用的需求。

根据本发明的一个实施例，如图3和图4所示，筒体1包括相连接的上筒体16和下筒体17，上筒体16的筒壁上设有第一通水孔13，下筒体17的筒壁上设有第二通水孔14。本实施例中，上筒体16的下端与下筒体17的上端可拆卸连接，使弹簧箱在有限空间内实现拆装方便的效果，提高弹簧箱的维修性和可靠性。第二筒段12全部位于上筒体16，第一筒段11自下筒体17延伸至上筒体16的下部，第一通水孔13集中在上筒体16上，第二通水孔14与制动盲区15集中在下筒体17上，在控制棒上升高度稳定后，缓冲锁22位于上筒体16与下筒体17之间的位置。在其它实施例中，筒体1也可为一个整体或分为两个以上的轴向可拆卸连接的筒体1。

根据本发明的一个实施例，上筒体16与下筒体17通过法兰3连接。本实施例中，上筒体16的下端设置第一法兰盘31，下筒体17的上端设置第二法兰盘32，第一法兰盘31与第二法兰盘32通过定位螺钉33固定，弹簧垫片防松，实现上筒体16与下筒体17形成筒体1的主体结构连接。第一法兰盘31与第二法兰盘32可选择相配合的三角法兰，在其它实施例中，也可采用其它形状的法兰3连接，适应弹簧箱的装配空间，便于拆装和维修即可。

根据本发明的一个实施例，如图5所示，本发明实施例弹簧箱包括水管组件4，水管组件4通过水管卡件41固定于筒体1的外壁上。本实施例中，水管组件4用于向弹簧箱下方的驱动机构送水供水，筒体1的外壁上设置弧形的水管卡件41，水管组件4固定在水管卡件41上，与筒体1形成可拆卸连接，实现弹簧箱在有限空间内的拆装，提高弹簧箱的维修性和可靠性。水自棒位测量件内流下，通过水管组件4流经弹簧箱后流入驱动机构。本实施例中，筒体1上共设置三组水管组件4。

根据本发明的一个实施例，水管组件4包括金属波纹软管42、水管43和直通卡套44，金属波纹软管42的一端通过直通卡套44与来水管43连通，金属波纹软管42的另一端通过直通卡套44与水管43的一端连通，水管43的另一端通过直通卡套44与引水管连通。本实施例中，来水管自棒位测量件引下，通过粗径直通卡套与金属波纹软管42连通，金属波纹软管42再通过细径直通卡套与水管43连通，水管43再通过细径直通卡套与引水管连通，由引水管将水引出至驱动机构。弹簧箱的水管组件4为可拆卸结构，实现弹簧箱在有限空间内的拆装，提高弹簧箱的维修性和可靠性。

由于棒位测量件与弹簧箱的筒体1的连接处存在相对移动，因此利用金属波纹软管42的可伸长和变形能力，为棒位测量件与筒体1之间提供足够的位移余量，以保证在二者移动的过程中，也不影响对驱动机构的供水工作。

根据本发明的一个实施例，本发明实施例的弹簧箱还包括第二缓冲件5，筒体1的上端设有法兰盘18，法兰盘18用于与棒位测量件沿筒体周向滑动连接，第二缓冲件5压置于法兰盘18与棒位测量件之间。本实施例中，筒体1的上端设置Y型法兰盘，棒位测量件的下端也相应设置Y型法兰盘，两个Y型法兰盘配合滑动连接，且两个Y型法兰盘之间具有一定的空间，用于容纳设置第二缓冲件5，为第二缓冲件5提供安装和变形空间，棒位测量件将第二缓冲件5压紧在筒体1上，从而保证棒位测量件、弹簧箱与驱动机构三者的牢固连接，并且能够补偿三者因热膨胀造成的相对位置变化。本实施例中，第二缓冲件5也采用碟簧。

根据本发明的一个实施例，筒体1的下端设有固定槽19，固定槽19用于通过紧固件121与驱动机构连接。本实施例中，下筒体17的下端设置固定槽19，通过螺钉等紧固件121与固定槽19的配合连接将筒体1与驱动机构外壳连接，再通过环丝防松，保证弹簧箱与驱动机构的紧固连接。

根据本发明的一个实施例，端板24上具有用于穿过驱动轴6的通孔241，通孔241的边缘在靠近第一缓冲件21的一侧设有沿筒体1轴向延伸的环形凸起242，环形凸起242可插入缓冲锁22的锁孔013与驱动轴6之间的空隙中。第一缓冲件21设置于端板24上。本实施例中，下筒体17的下端端面安装有端板24，端板24上具有通孔241，供驱动机构的驱动轴6穿过与缓冲锁22连接，通孔241的四周为环形凸起242，作为通孔241的整体长度延伸，缓冲锁22的锁孔013与驱动轴6之间形成国内环形间隙，环形凸起242正对环形间隙，在控制棒下落的过程中，缓冲锁22逐渐靠近环形凸起242，环形凸起242可锁着缓冲锁22下落逐渐插入到环形间隙中，原本缓冲锁22在制动盲区15内运动时，环形间隙可用于过水，在环形凸起242逐渐插入环形间隙的同时，过水空间逐渐减小直至完全堵住环形间隙无法过水，此时形成水力制动。第一缓冲件21固定于端板24上，缓冲锁22下落至端板24处时可进一步通过第一缓冲件21制动至最终停止。

因此，当缓冲锁22处于第一筒段11的端板24上的环形凸起242作用范围内时，为水力制动状态；十字翼控制棒的落棒冲击可通过调整制动盲区15的长度尺寸和缓冲锁22的锁孔013与端板24的环形凸起242之间的间隙尺寸，使水力减速和水力制动与十字翼控制棒(含驱动轴6)重力及弹簧件23推力之合力相匹配，满足落棒时间和落棒冲击的技术要求。

本发明实施例的弹簧箱通过筒体1的筒壁开孔形成的水力阻尼控制落棒速度，避免造成落棒困难，落棒过程不平稳的问题产生，缓冲锁22不断下落，直至进入制动盲区15，形成一级水力制动，再进入端板24的环形凸起242所在的区域，形成二级水力制动，最后接触第一缓冲件21，为落棒提供最终缓冲制动作用。由此，筒体1的第一通水孔13、第二通水孔14和制动盲区15，以及端板24的环形凸起242、第一缓冲件21、缓冲锁22与弹簧件23配合对控制棒的落棒速度和制动进行控制，不仅满足摇摆倾斜条件下落棒速度的要求，也满足十字翼控制棒内置式水压驱动技术的工程应用。

如图12、图13、图14、图15和图16所示，本发明实施例的缓冲锁22，包括锁体组件01和锁头组件02，锁头组件02包括锁头021和第一弹性件022，锁体组件01设有用于插入驱动轴6的锁孔013，锁体组件01还设有与锁孔013连通的第一凹槽014，锁头组件02设置于第一凹槽014内，且第一弹性件022的一端与锁头021连接，另一端与锁体组件01连接，以使锁头021沿第一凹槽014进入锁孔013锁紧驱动轴6，或沿第一凹槽014退出锁孔013解锁驱动轴6。

本发明实施例的缓冲锁22，锁体组件01沿其轴向开设锁孔013，十字翼控制棒的驱动轴6插入锁孔013中。第一凹槽014由锁孔013的孔壁向锁体组件01内部延伸并垂直于锁孔013设置，锁头组件02设置在第一凹槽014内，锁头021通过第一弹性件022与锁体组件01连接，在第一弹性件022的作用下，锁头021可沿第一凹槽014移动，锁头021靠近锁孔013的一端可进入锁孔013到达锁紧位置，在其它外力作用下，锁头021还可沿第一凹槽014移动，锁头021靠近锁孔013的一端可再次退回到第一凹槽014中到达解锁位置。即工作状态下，驱动轴6插入锁孔013中的预定位置，锁头021在第一弹性件022的作用下伸出至锁孔013中，并进入驱动轴6上的啮合槽内，以此将驱动轴6锁紧；装拆状态下，解锁工具可使锁头021退回第一凹槽014内，由驱动轴6上的啮合槽退出，以此将驱动轴6解锁。

本发明实施例的缓冲锁22可配合弹簧箱结构解决十字翼控制棒的落棒速度控制和制动的问题，不仅满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，实现了工程化和产品化，也为其他工业领域运动锁结构的工程设计提供了参考，主要满足控制棒内置式水压驱动技术在热功率小于50MW先进一体化小型水堆的工程应用。作为专用部件的缓冲锁22设置在弹簧箱内，实现驱动轴6与弹簧箱的联结功能。

在一个实施例中，围绕锁孔013共设置三组锁头组件02，锁体组件01也相应的构造三个第一凹槽014分别容纳三组锁头组件02，每组锁头组件02包括一个锁头021和两个第一弹性件022，两个第一弹性件022分别设置于锁头021的两侧，每个第一弹性件022的一端通过第四销体023与锁头021连接，另一端通过第五销体018与锁体011连接，第四销体023固定在锁头021的第四销孔024上，第五销体018固定于锁体011的第五销孔019上。本实施例中，第四销体023为中销，长度小于第一凹槽014的深度。第五销体018为长销，长度大于中销的长度。

在一个实施例中，第一弹性件022为拉簧，锁头021在锁紧位置时，拉簧处于回缩状态，锁头021在解锁位置时，拉簧处于拉伸状态。

在一个实施例中，锁孔013为通孔，控制棒驱动机构的驱动轴6由通孔的一端插入，弹簧箱内的棒位测量件的测量杆由通孔的另一端插入，实现驱动轴6与测量杆的连接。

根据本发明的一个实施例，锁体组件01包括锁体011和阻尼垫012，阻尼垫012设置于锁体011上驱动轴6插入的一端。本实施例中，锁体011与阻尼垫012同轴设置，且均具有轴向孔形成锁孔013，驱动轴6由阻尼垫012所在的一端插入锁孔013，第一凹槽014设置在锁体011内部，即锁头组件02位于锁体011内部。锁体011与阻尼垫012通过短螺钉092连接，点焊防松。缓冲锁22位于弹簧箱的筒体1，并在筒体1内沿轴向移动，筒体1的底部设置单片碟簧，阻尼垫012可与单片碟簧接触，起到对控制棒落棒的缓冲和制动作用。

根据本发明的一个实施例，阻尼垫012与锁体011的连接处沿锁体011的周向夹设密封环03。本实施例中，锁体011与阻尼垫012连接的端面具有凸台，阻尼垫012与锁体011连接的端面上具有与凸台相配合的凹槽，凸台嵌入凹槽内，且凸台的高度大于凹槽的深度，所以锁体011与阻尼垫012的端面外沿之间形成环形间隙，密封环03夹设在环形间隙中。锁体组件01的形状与弹簧箱的筒体1相匹配，密封环03可周向接触筒体1的内壁，为缓冲锁22与筒体1之间提供动密封，即在缓冲锁22在筒体1内部沿筒体1轴向运动时，缓冲锁22下方的筒体1空间密封完全，此空间内的水能够有效形成水尼阻力，实现缓冲锁22的水力缓冲功能。

根据本发明的一个实施例，锁体011包括自上而下依次设置的上锁体0111和下锁体0112，上锁体0111与下锁体0112对合后内部形成第一凹槽014，下锁体0112的上表面设有锁头支撑件04，锁头021的下表面与锁头支撑件04接触。本实施例中，锁头组件02设置在下锁体0112的上表面，下锁体0112的上表面设置锁头支撑件04与锁头021的下表面接触，形成对锁头021的支撑，减少了锁头021下表面与下锁体0112的接触面积，即减小了锁头021下表面下锁体0112之间的摩擦阻力，上锁体0111的下表面构造第一凹槽014以容纳锁头组件02，锁头021与第一凹槽014的槽壁之间具有一定间隙，避免与第一凹槽014接触摩擦。

本实施例中，锁体组件01自上而下依次为上锁体0111、下锁体0112和阻尼垫012，上锁体0111和下锁体0112通过3个长螺钉091连接，点焊防松。下锁体0112和阻尼器通过3个短螺钉092连接，点焊防松。由此，确定缓冲锁22的主体结构，方便位于上锁体0111与下锁体0112之间的锁头组件02的安装和拆卸，保障了锁住和松开功能的实现。

本实施例中，下锁体0112的上表面和上锁体0111的第一凹槽014的底壁均对应设有用于固定连接第一弹性件022的第五销体018的第五销孔019，第五销体018的下端插入下锁体0112的第五销孔019，第五销体018的上端插入上锁体0111的第五销孔019。此时第五销体018还起到上锁体0111与下锁体0112的定位作用。

根据本发明的一个实施例，锁头支撑件04包括第一销体041和第二弹性件042，第二弹性件042环绕锁孔013且位于第一销体041与锁孔013之间，第一销体041的上端与锁头021的下表面接触，第二弹性件042的上端与锁头021的下表面接触。本实施例中，下锁体0112上设有第一销孔043，第一销体041的下端插入第一销孔043中固定，第一销体041的上端与锁头021的下表面接触，下锁体0112的上表面环绕锁孔013设置环形的安装槽044，且安装槽044位于第一销孔043与锁孔013之间，第二弹性件042放置在安装槽044内，且第二弹性件042的上沿与锁头021的下表面接触，第一销体041与第二弹性件042均用于对锁头021进行支撑，第一销体041对锁头021实现点接触支撑，第二弹性件042对锁头021实现线接触支撑，前后两个位置实现对锁头021的支撑平稳。且第二弹性件042具有一定的弹性，使锁头021在沿锁孔013的轴向方向上具有一定的缓冲位移空间。

根据本发明的一个实施例，上锁体0111与下锁体0112之间设有定位件05。本实施例中，在上锁体0111扣合在下锁体0112上的过程中，定位件05起到导向和定位作用。定位件05为定位销051和定位孔052，下锁体0112的上表面与上锁体0111的下表面设有相对应的定位孔052，两个定位孔052通过定位销051定位连接。在其它实施例中，可仅在上锁体0111和下锁体0112中的一个上设置定位销051，在另一个上设置相对应的定位孔052。

根据本发明的一个实施例，锁头021上设有第二销体06，第一凹槽014的侧壁在对应第二销体06的位置设有凸起0141，第二销体06可与凸起0141接触，以对锁头021沿第一凹槽014进入锁孔013锁紧驱动轴6进行限位。本实施例中，锁头021在平行于锁头021运动方向上的侧面设有第二销孔061，第二销体06的一端插入第二销孔061中，另一端由第二销孔061伸出，第一凹槽014在靠近通孔的一端槽口宽度减小，即槽壁向槽内凸出形成凸起0141，从而形成阶梯面槽壁，锁头021在第一弹性件022的作用下沿第一凹槽014运动的过程中，第二销体06逐渐向该凸起0141形成的阶梯面槽壁靠近，直至抵在该阶梯面槽壁上，此时锁头021停止运动，到达锁紧位置。

根据本发明的一个实施例，锁体011上设有第三销体07，第三销体07成对设置，每对第三销体07中两个第三销体07分别位于锁头021上与锁头021运动方向平行的两侧。本实施例中，下锁体0112的上表面设有第三销孔071，第三销体07的下端插入第三销孔071中，锁头021位于两个第三销体07之间，第三销体07对锁头021运动起到限位作用，避免锁头021在进行解锁和锁紧动作的过程中发生路径偏移。

根据本发明的一个实施例，缓冲锁22还包括滚动组件08，滚动组件08的滚动方向与锁体组件01的移动方向相同，滚动组件08包括滚轮081和销轴082，锁体组件01上设有第二凹槽015和贯穿第二凹槽015的第一通孔016，滚轮081嵌入第二凹槽015中，销轴082插入第一通孔016内并穿过滚轮081。本实施例中，滚轮081置于第二凹槽015内，销轴082穿过第一通孔016与滚轮081连接，将滚轮081固定于第二凹槽015内，且销轴082两端铳胀防松，滚轮081在销轴082上自转，在缓冲锁22在弹簧箱的筒体1内沿筒体1周向移动时，滚轮081的圆周面可与筒体1的内壁接触，在内壁上滚动，为缓冲锁22在弹簧箱的筒体1内的运动提供导向，降低缓冲锁22与弹簧箱筒体1间的摩擦磨损。

根据本发明的一个实施例，锁头021构造有第二通孔0211，第二通孔0211的两端为第一孔口和第二孔口，第一孔口的口径大于第二孔口的口径，锁体011由靠近第一孔口的端面向内设置解锁孔017，解锁孔017的孔径与第二孔口的口径相同，以使第二孔口在与解锁孔017错开或对正时，锁头021锁紧或解锁驱动轴6。本实施例中，锁头021设有第二通孔0211，第二通孔0211靠近上锁体0111的孔口为第一孔口，靠近下锁体0112的孔口为第二孔口，第一孔口的口径大于第二孔口的口径，即第二通孔0211在远离锁孔013的一侧孔壁为自下而上逐渐向外倾斜的斜面。锁头021在解锁状态下，完全退回第一凹槽014内后，在第二孔口对应的锁体011位置处，自第二孔口向第一孔口的方向延伸设置解锁孔017。装拆时或锁紧前，解锁工具由解锁孔017插入，进而进入第二通孔0211，由第一孔口逐渐移动至第二孔口，移动过程中解锁工具接触第二通孔0211的斜面，并沿斜面移动，推动锁头021退回第一凹槽014内，达到放松状态或由驱动轴6上的啮合槽退出。在锁紧时，直接将解锁工具拔出，解锁工具离开第二通孔0211，锁头021在弹簧回缩力的作用下沿第一凹槽014移动至锁孔013内锁紧驱动轴6。

本实施例中，解锁孔017自上锁体0111的上表面向下延伸至下锁体0112，并进入下锁体0112内部分。在其它实施例中，第二通孔0211靠近下锁体0112的孔口为第一孔口，靠近上锁体0111的孔口为第二孔口，第一孔口的口径大于第二孔口的口径，即第二通孔0211在远离锁孔013的一侧孔壁为自上而下逐渐向外倾斜的斜面。解锁孔017自阻尼件的下表面向上延伸至下锁体0112，并进入上锁体0111内部分。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种弹簧箱，其特征在于：包括筒体和速度控制组件，所述筒体沿轴向自下而上构造有第一筒段和第二筒段，所述第一筒段的内径大于所述第二筒段的内径，所述速度控制组件包括沿所述筒体的轴向自下而上依次设置于所述第一筒段内的端板、第一缓冲件、缓冲锁和弹簧件，所述第一缓冲件设置于所述端板上，所述缓冲锁朝向所述弹簧件的一侧抵接所述弹簧件，所述缓冲锁朝向所述第一缓冲件的一侧用于与驱动轴连接，以在所述驱动轴驱动下所述缓冲锁远离所述第一缓冲件；所述弹簧件的上端与所述第一筒段和所述第二筒段交界处的端面相抵；所述缓冲锁用于锁紧连接所述驱动轴，并对控制棒的下落起到缓冲制动作用。

2.根据权利要求1所述的弹簧箱，其特征在于：所述筒体的筒壁上还构造有第一通水孔和第二通水孔，所述第一通水孔与所述第二通水孔均位于所述端板的上方，且所述第一通水孔位于所述第二通水孔的上方，所述第一通水孔与所述第二通水孔分别位于所述驱动轴驱动所述缓冲锁移动的极限位置的两侧。

3.根据权利要求2所述的弹簧箱，其特征在于：所述第二通水孔所在区域的下边界与所述端板之间相距预设距离。

4.根据权利要求2所述的弹簧箱，其特征在于：所述筒体包括相连接的上筒体和下筒体，所述上筒体的筒壁上设有所述第一通水孔，所述下筒体的筒壁上设有所述第二通水孔。

5.根据权利要求4所述的弹簧箱，其特征在于：所述上筒体与所述下筒体通过法兰连接。

6.根据权利要求1所述的弹簧箱，其特征在于：包括水管组件，所述水管组件通过水管卡件固定于所述筒体的外壁上。

7.根据权利要求6所述的弹簧箱，其特征在于：所述水管组件包括金属波纹软管、水管和直通卡套，所述金属波纹软管的一端通过所述直通卡套与来水管连通，所述金属波纹软管的另一端通过所述直通卡套与所述水管的一端连通，所述水管的另一端通过所述直通卡套与引水管连通。

8.根据权利要求1所述的弹簧箱，其特征在于：还包括第二缓冲件，所述筒体的上端设有法兰盘，所述法兰盘用于与棒位测量件沿筒体周向滑动连接，所述第二缓冲件压置于所述法兰盘与所述棒位测量件之间。

9.根据权利要求1所述的弹簧箱，其特征在于：所述筒体的下端设有固定槽，所述固定槽用于通过紧固件与驱动机构连接。

10.根据权利要求1至9任意一项所述的弹簧箱，其特征在于：所述端板上具有用于穿过所述驱动轴的通孔，所述通孔的边缘在靠近所述第一缓冲件的一侧设有沿所述筒体轴向延伸的环形凸起，所述环形凸起可插入所述缓冲锁的锁孔与所述驱动轴之间的空隙中。

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