CS256372B2 - Supporting device placed between large-mass element and fixed support - Google Patents

Description

Vynález se týká opěrného zařízení umístěného mezi prvkem o značné hmotnosti a pevnou podporou, dovolující omezit pohyby a akcelerace podporovaného prvku vzhledem к podpoře, a to při pohybech vyvolávaných zatíženími, jako například seismickými vlivy.

Ve stavebních konstrukcích nebo při zakládání strojů je zapotřebí zajistit uložení konstrukcí nebo materiálů o velkých hmotnostech na pevných podporách, jakými jsou základové bloky nebo desky. Jsou například známa opěrná zařízení určená к přenosu sil mezi podporovaným prvkem a podporou, tvořená pevným zakotvením nebo kloubovým připojením. Tato zařízení plně přenášejí síly mezi podpůrnou konstrukcí a podporovaným prvkem, což se vyznačuje značnými nevýhodami zejména v případě velkých zatížení, jako zatíženími seismickými vlivy, která jsou pak přenášena na podporovaný prvek.

Zajména v případech konstrukcí jaderných reaktorů je z bezpečnostních důvodů nutné vyloučit použití takových opěrných zařízení, která by mohla připustit ohrožení podporovaných konstrukcí a materiálů v případě velkého zatížení přicházejícího například z podlahy.

Byla proto navzhována speciální opěrná zařízení pohlcující nebo omezující přenášená zatížení. Bylo tak například navrženo používat kluzných saní rovinného nebo zakřiveného tvaru nebo saní sdružených se zarážkami nebo pohlcovači energie. Rovněž byla navrhována opěrná zařízení zahrnující opěrné díly tvořící valivé dráhy a valivé prvky jako kulové prvky, zajištující spojení podpory s podporovanou konstrukcí.

Jiný návrh spočíval v tom, že se použilo dvou kotoučů s konkávními plochami, mezi nimiž byly uloženy kulové prvky. Stejně tak se navrhovalo použití kyvných třmenů s kulovou opěrnou plochou. Těmito řešeními se snižovala zatížení přenášená na podporovaný prvek z podpory.

I když taková známá opěrná zařízení skutečně zmenšují přenášená zatížení, nemohou omezovat vzájemné posuny podporovaného prvku a podpory jinak, než použitím zarážek nebo pohlcovačů energie, neboř by jinak docházelo к příliš velké deformaci podporovaného prvku. Systémy s kulovými podpůrnými prvky nebo s kulovými opěrnými plochami mají navíc výhodu v tom, že. i když velmi dobře reagují na zatížení působící v jakémkoli směru, přestávají být použitelné tehdy, kdy podporovaná hmota přesáhne určitý práh, tj. kdy podporování dotykem na malé ploše přestává být možné.

Cílem vynálezu je tedy vytvořit opěrné zařízení, umístěné mezi prvkem o velké hmotnosti a pevnou podporou, dovolující omezit posuny a zrychlení tohoto prvku vzhledem к podpoře při pohybech vyvolávaných namáháními, jako jsou seismické vlivy, přičemž toto opěrné zařízení obsahuje valivé prvky, umístěné mezi opěrnými díly vytvářejícím dráhy pro tyto valivé prvky, nakloněné vzhledem к vodorovné rovině a zajištující přenos svislých setrvačných sil uvedeného prvku do podpory, které by nemělo nedostatky dle známého stavu techniky.

Uvedené nedostatky odstraňuje zařízení shora uvedeného typu, které se podle vynálezu vyznačuje tím, že valivé prvky jsou tvořeny válečky, uloženými vodorovně ve dvou nad sebou ležících sestavách, tvořených nejméně dvěma válečky, přičemž válečky jedné sestavy mají osy kolmé na osy válečků druhé sestavy, přičemž opěrné díly tvoří trojdílnou sestavu a jsou nezávislé jeden na druhém, přičemž tato sestava je tvořena prvním opěrným dílem, na němž přímo spočívá nesený prvek, a tento první opěrný díl se opírá o horní sestavu válečků, dále druhým opěrným dílem» na němž spočívá horní sestava válečků, přičemž tento druhý opěrný díl se opírá o dolní sestavu válečků, a konečně třetím opěrným dílem, spočívajícím na pevné podpoře a nesou* , cím dolní sestavu válečků, přičemž první opěrný díl je opatřen valivou drahou umístěnou na jeho spodním povrchu, třetí opěrný díl je opatřen valivou drahou umístěnou na jeho horním povrchu, a druhý opěrný díl je opatřen valivou drahou umístěnou na jeho horním povrchu a vali-< · vou drahou umístěnou na jeho dolním povrchu.

Takto řešené zařízení dovoluje snížit síly přenášené na podporovaný prvek o velké hmotnosti a současně vylučuje posuny s nadměrnou amplitudou, a to bez ohledu na směr původ a sil, působících mezi podporou a podporovaným prvkem.

Podle výhodného provedení vynálezu jsou válečky jedné nebo druhé sestavy spolu pevně spojeny spojkou, připojenou к jejich osám otáčení.

Každý z válečků má s výhodou v axiálním směru střední část ve tvaru rotační plochy a dvě koncové části ve tvaru rotační plochy, rozšiřující se směrem ven, přičemž valivé dráhy mají tvar odpovídající podélnému profilu válečků.

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popise na příkladě provedení, a to při použití pro podpůrnou konstrukci schránky na ^palivo, uloženou na dně skladovací nádrže jaderného reaktoru pracujícího s tlakovou vodou. Popis se odvolává na připojený výkres, na kterém značí obr. 1 svislý řez zařízením podle vynálezu, vedený svislou rovinou symetrie, a obr. 2 rez rovinou A z obr. 1,

Na obr. 1 je znázorněna část skříně pro palivo jako neseného prvku 1_, pevně spojeného v jeho dolní části s podpůrnou konstrukcí 2, zahrnující nasouvací díl 2 pro nasunutí podpůrné konstrukce 2 na horní konec opěrného zařízení podle vynálezu. .

Horní část tohoto opěrného zařízení je vytvářena opěrným dílem £, jehož horní-úsek, který se zasouvá do nasouvacího dílu 3 podpůrné konstrukce 2 neseného prvku 1_ na palivo, má tvar svislého čepu 6 s osazením 7_, na němž spočívá podpůrná konstrukce 2 prostřednictvím kluzných vložek 8^. ,

Z obr. 1 a ?. je dále patrno, že dolní část opěrného dílu £ má větší šířku, než jeho horní část, a je opatřena profilovaným úsekem, tvořícím valivou dráhu 2· Tato valivá dráha 9 je vytvořena obrobením spodní stěny opěrného dílu £.

Opěrné zařízení dále zahrnuje mezilehlý druhý opěrný díl 10 a třetí opěrný díl 11, který sám spočívá na pevné podpoře 12 tvořící dno reaktorové nádrže. Mezi opěrnými díly £ a 10 jsou uloženy dva valivé prvky např. válečky 14 a 15 s vodorovnými osami. Stejně tak jsou mezi opěrnými díly 10 a 11 uloženy další valivé prvky např. válečky 17 a 18, rovněž s vodorovnými osami. Rovnoběžné osy první dvojice válečků 14 a 15 jsou orientovány v prvním vodorovném směru X, zatímco osy druhé dvojice válečků jsou orientovány ve druhém vodorovném směru Y, kolmém na směr X. ' .

Mezilehlý druhý opěrný díl 10 je na svém horním povrchu opatřen valivou drahou 2Q, a na svém spodním povrchu další valivou drahou 21. Rovněž spodní, t.j. třetí opěrný díl 11 je opatřen valivou drahou 24 , a to na horním povrchu. Válečky 14 a 15 se dotýkají opěrných dílů £ a 10 prostřednictvím jejich odpovídá jících valivých drah 9 a 20 . Obdobně tak se dotýkají válečky 17 a 18 opěrných dílů 10 a 11 prostřednictvím valivých drah 21 a 24.

Valivé dráhy 9 a 20, jakož i valivé dráhy 21 a 24, mají ve směru příčném vůči odpovídá- . jícím válečkům profilovaný tvar, sestávající z řady šikmých ploch, uspořádaných za sebou, jako šikmé plochy 9a, 9b, 9ca 9d pro valivou dráhu 9, které jsou střídavě vzestupné a sestupné. šikmé plochy obou navzájem protilehlých valivých drah mají přitom navzájem obrácený sklon.

Válečky 14, 17 a 18 mají střední válcovitou část a dvě koncové kónické části o malé délce, dovolující středění těchto válečků vůči valivým drahám, které jsou rovněž ve směru podélném vzhledem к těmto válečkům profilovány, a v případě valivé dráhy 9 tvoří dvě nakloněné postranní plochy _9e ^a 9f. Kupříkladu váleček 15 má válcovou střední část 15a a dvě kónické koncové části _15b a 15c, které se opírají o odpovídající nakloněné postranní plochy 9e a 9f vaLivé dráhy 9_· .Válečky jsou dále opatřeny osami otáčení, jako osou 25 pro váleček 14, dovolující spojit válečky 1_4 a 15 na jedné straně, a válečky 17 a 18 na druhé straně, pomocí spojky 27 , kterou v případě válečku 15 prochází konec osy 26_z na němž -je našroubována matice 28. Obdobně je tomu na protilehlé straně, kde spojkou 27 .prochází konec osy 26, kde je na nem našroubována matice 28.

I

Válečky 14 а 15 a válečky 17 а 18 jsou tak navzájem spolu spojeny na obou koncích s konstantní roztečí o's.

Při osazení opěrného zařízení na dno reaktoru jsou opěrné díly a válečky udržovány ve vzájemném dotyku pomocí šroubů 30 se šestihrannou hlavou 31, dovolujícími spojit opěrné díly £ ^a 11 a vyvíjet mezi opěrnými díly a válečky dostatečnou sílu. Po osazení opěrného zařízení na místo určení se spojení mezi opěrnými díly £, a 11 zruší, a to vyjmutím šroubů 30. Všechny tři opěrné díly £, 10 ^a 11 jsou tedy nyní na sobě zcela nezávislé.

Když je nyní nesený díl, tvořený schránkou na hořlavé prvky, namáhán zatížením působícím ve směru osy X nebo ve směru Y, dojde к jeho posunu vzhledem к povrchu pevné podpory 12, a to bučí v důsledku posunu sestavy tvořené neseným dílem, opěrným dílem £ a £0, jakož i sestavou horních válečků £4, 15 vzhledem ke spodnímu třetímu opěrnému dílu 11, a to valením válečků 17 a 18 po valivých drahách 21 a 24, anebo posunem sestavy tvořené neseným dílem a opěrným dílem 4 vzhledem к mezilehlému opěrnému dílu £0, a to valením válečků 14 a 15 po valivých drahách 9 a 20. ’

Pokud nesený díl je vystaven namáhání působícím ve směru různém od směru osy X a od směru osy Y, dochází к posunu tohoto dílu vzhledem к povrchu pevné podpory 12 současným valením válečků 14 a 15 a válečků 17 a 18.

Ve všech případech může dojít к vodorovnému posunu pouze současně se svislým posunem vrchního a tedy neseného dílu. Hmota neseného dílu vzdoruje působením gravitace tomuto svislému posunu, což dovoluje při vhodné volbě profilů valivých drah podle volby kombinovat zrychlení a psoun neseného dílu vzhledem к podpoře.

Ve všech případech, kdy zdrojem namáhání je pevná podpora, například v případě seismických účinků, vyvolávajících značné chvění podlahy a podpůrné plochy, která na této podlaze spočívá, uvádí působení opěrného zařízení pro zmenšení posunů a zrychlení neseného dílu vzhledem к podpoře do hry stejné posuny jako ty, kte.ré byly popsány v případě vodorovného posunu neseného dílu vzhledem к pevné podpoře.

Při praktickém provedení, je-li uvedená schránka určena pro jaderné reaktory, jsou takové schránky tvořeny modulovými prvky, přistavovanými к sobě, a každý z těchto modulových prvků se opírá o čtyři popsaná opěrná zařízení. Zjišťuje se, že reakce opěrné sestavy tvořené čtyřmi elementárními opěrnými zařízeními je podobná té, jakou má elementární systém samotný.

Vynález se neomezuje na popsané provedení, ale vztahuje se na všechny jeho varianty. Je tak možné uvažovat použití jakéhokoli počtu válečků v každé horní a dolní sestavě opěrného zařízení. Tyto jednotlivé válečky mohou být navzájem spolu spřaženy s pevnou roztečí os, a to pomocí spojovací tyče, která tyto osy spojuje, anebo mohou být naopak uloženy volně po jednom válečku nebo skupinách a využívat speciální tvar valivých drah udržující válečky v polohách se vzájemnými odstupy.

Valivé dráhy mohou být nar opěrných dílech samostatně osazeny, anebo mohou být vytvořeny obrobením přímo v tělesech těchto dílů. Válečky samotné mohou být vytvořeny jako monoblok, anebo sestávat z několika částí, navlečených na společné ose. Je rovněž možné vložit mezi spodní opěrný díl, spočívající na pevné podpoře, a tuto podporu, mechanické nebo hydraulické podpůrné a rektifikační prostředky, dovolující regulovat vodorovnost sestavy dolních válečků.

Vynález se konečně hodí nejen pro popsaný účel, kde je použit v jaderných reaktorech při podporování schránky na palivo. Opěrných zařízení podle vynálezu je možno použít vždy, kdy je požadováno vyloučit deformace podporované konstrukce, který by mohla být vystavena mechanickým nebo tepelným namáháním. Ve všech těchto případech zařízení dovoluje snížit na minimum vznikající zrychlení a posuny, aniž by bylo nutné používat blokovacích nebo tlumicích vodicích ústrojí, umístěných po stranách takové konstrukce.

Claims (3)

1. Opěrné zařízení umístěné mezi prvkem o značné hmotnosti a pevnou podporou, dovolující omezit posuny a zrychlení tohoto prvku vzhledem к podpoře při pohybech vyvolávaných namáháními, jako jsou seismické vlivy, přičemž toto opěrné zařízení obsahuje valivé prvky umístěné mezi opěrnými díly vytvářejícími dráhy pro tyto valivé prvky, nakloněné vzhledem к vodorovné rovině a zajištující přenos svislých setrvačných sil uvedeného prvku do podpory, vyznačené tím, že valivé prvky jsou tvořeny válečky 14, 15, 17, 18 uloženými vodorovně ve dvou nad sebou ležících sestavách, tvořených nejméně dvěma válečky, přičemž válečky (14, 15) jedné sestavy mají osy kolmé na osy válečků (17, 18) druhé sestavy, přičemž opěrné díly (4, 10, 11) tvoří trojdílnou sestavu a jsou nezávislé jeden na druhém, přičemž tato sestava je tvořena prvním opěrným dílem (4), na němž přímo spočívá nesený prvek (1), a tento první opěrný díl (4) je opřen o horní sestavu válečků (14, 15), dále druhým opěrným dílem (10), na němž spočívá horní sestava válečků (14, 15), přičemž tento druhý opěrný díl (10) je opřen o dolní sestavu válečků (17, 18), a konečně třetím opěrným dílem (11), spočívajícím na pevné podpoře (12) a nesoucím dolní sestavu válečků (17, 18), přičemž první opěrný díl (4) je opatřen valivou drahou (9) umístěnou na jeho spodním povrchu, třetí opěrný díl (11) je opatřen valivou drahou (24) umístěnou na jeho horním povrchu a druhý opěrný díl (10) je opatřen valivou drahou (20) umístěnou na jeho horním povrchu a valivou drahou (21) umístěnou na jeho dolním povrchu..

2. Opěrné zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že válečky (14, 15) jedné sestavy nebo válečky (17, 18) druhé sestavy jsou navzájem spolu pevně spojeny spojkou (27), připojenou к jejich osám otáčení (26).

3. Opěrné zařízení podle bodů 1 nebo 2, vyznačené tím, že každý z válečků (15) má . v axiálním směru střední část (16a) ve tvaru rotační plochy a dvě koncové části (15b, 15c) ve tvaru rotační plochy, rozšiřující se směrem ven, přičemž valivé dráhy (9, 20, 21, 24) mají tvar odpovídající podélnému profilu válečků.