DE1166945B - Elektromotorischer Antrieb fuer Kernreaktorregelstaebe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: G 21

Deutsche Kl.: 21 g - 21/31

Nummer: 1166 945

Aktenzeichen: G 30151 VIIIc/21g

Anmeldetag: 25. Juli 1960

Auslegetag: 2. April 1964

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektromotorischen Antrieb für Kernreaktorregelstäbe mit einem Zweiphasen-Drehstrommotor, der in den Stromkreisen der Ständerwicklungen Mittel aufweist, welche die Phasenlage der durch die beiden Ständer-Wicklungen fließenden Ströme zur Bewegung des Regelstabes zu regeln gestatten, und auf dessen Läufer durch das Gewicht des Regelstabes über Kupplungselemente ein Drehmoment ausgeübt wird.

Antriebe dieser Art sind bekannt. Es ist ferner be- ίο kannt, Antriebe dieser Art mit verschiedensten Arten von Bremsen zu versehen, um ein Hineinlaufen der Regelstäbe in den Reaktorkern zu verhindern.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kompensation für das Drehmoment zu schaffen, das die Regelstäbe auf den Antriebsmotor ausüben.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Antrieb eingangs genannter Art dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen der Ständerwicklungen weitere von den bereits genannten unabhängige Mittel angeordnet sind, die ständig eine Phasenverschiebung zwischen den durch die beiden Ständerwicklungen fließenden Strömen erzeugen, aus welcher ein Drehmoment resultiert, welches das durch das Stabgewicht bewirkte gerade kompensiert.

Durch diese Art der Kompensation wird das Problem des Verklemmens der Bremsen in Offenstellung umgangen. Es können im übrigen zusätzliche bekannte mechanische Bremsen vorgesehen sein, wodurch sich eine doppelte Sicherung ergibt. Diese Kompensation gestattet ferner, den Antrieb vollständig reversibel zu gestalten und die Regelstäbe in jeder gewünschten Lage festzuhalten.

Vorteilhaft ist zum Zwecke der Kompensation ein regelbarer Widerstand in Serie mit einer der beiden Ständerwicklungen des Zweiphasen-Drehstrommotors geschaltet. Weiter ist der Antrieb dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einphasen-Speiseleitungen vorgesehen sind, daß ein Ende der beiden Statorwicklungen des Zweiphasenmotors an eine der Speiseleitungen angeschlossen ist, daß ein Kondensator zwischen die anderen Enden der Statorwicklungen geschaltet ist, daß ein erster, normalerweise geschlossener Schalter die andere Speiseleitung mit der einen Seite des Kondensators verbindet und daß ein zweiter, normalerweise geschlossener Schalter die andere Speiseleitung mit der anderen Seite des Kondensators verbindet. Die beiden genannten Schalter gestatten bei Betätigung nach Wunsch die Regelstäbe anzuheben oder abzusenken.

Nach einer weiteren Ausbildung ist der Antrieb dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, normaler-Elektromotorischer Antrieb für
Kernreaktorregelstäbe

Anmelder:

General Dynamics Corporation, New York, N. Y.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. F. Weickmann,

Dr.-Ing. A. Weickmann

und Dipl.-Ing. H. Weickmann, Patentanwälte,

München 27, Möhlstr. 22

Als Erfinder benannt:
Herbert Alan Schwan, Encinitas, Calif.,
Harold Albert Thomas, San Diego, CaHf.
(V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 28.JuIi 1959 (830 050) --

weise offener Begrenzungsschalter zur Überbrückung des ersten Schalters vorgesehen ist, daß ein zweiter, normalerweise offener Begrenzungsschalter zur Überbrückung des zweiten Schalters vorgesehen ist, daß auf die Aufwärtsbewegung der Kupplungselemente ansprechende Mittel vorgesehen sind, die bei einer vorgegebenen oberen Grenzstellung der Kupplungselmente den ersten Begrenzungsschalter schließen und daß auf die Abwärtsbewegung der Kupplungselemente den ersten Begrenzungsschalter schließen bei einer vorgegebenen unteren Grenzstellung der Kupplungselemente den zweiten Begrenzungsschalter schließen. Durch diese Ausbildung wird verhütet, daß eine unsachgemäße Bedienung der obengenannten Schalter zu Schäden führt.

Insbesondere kann der Antrieb noch dadurch gekennzeichnet sein, daß ein dritter, normalerweise geschlossener Begrenzungsschalter in Reihe zum zweiten Schalter liegt und daß auf die Abwärtsbewegung des Regelstabes ansprechende Mittel vorgesehen sind, die bei einer vorgegebenen unteren Stellung des Regelstabes, die höher ist als die erstgenannte untere Grenzstellung, den dritten Begrenzungsschalter öffnen. Durch diese Ausbildung wird überdies gewährleistet, daß der Regelstab selbst nicht zu weit in den Reaktorkern eingeführt werden kann.

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Weitere Einzelheiten ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Hinweis auf die Figuren.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch den Antrieb;

F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den Antrieb, dessen Schnittebene in F i g. 1 mit 2-2 wiedergegeben ist;

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Antriebs;

F i g. 4 zeigt einen Schnitt, dessen Schnittebene in Fig. 1 mit 4-4 wiedergegeben ist;

F i g. 4 a zeigt einen Querschnitt längs der Ebene 4 a-4 α in F i g. 1;

F i g. 5 zeigt ein schematisches Schaltbild der verschiedenen elektrischen Verbindungen im Stabantrieb;

F i g. 6 zeigt schematisch die elektrischen Verbindungen für den Kupplungsmagneten;

F i g. 7 zeigt ein schematisches Schaltbild des Überwachungspotentiometers, das zur Unterrichtung der

Der Magnet 22 ist vorzugsweise ein Gleichstrom-Hebemagnet und am unteren Ende eines Zugrohrs 24 befestigt. Er weist eine übliche Wicklung auf, der Strom über ein biegsames, schraubenförmiges Zwei-5 leiterkabel 25, das sich innerhalb des Zugrohrs 24 befindet, zugeführt werden kann. Im Normalbetrieb der Vorrichtung wird Gleichstrom laufend über das Kabel 25 zur Spule des Magneten 22 geführt, so daß der Anker 21 dicht und fest am unteren Ende des ίο Magneten 22 gehalten wird. Der Verbindungsstab 11, seine Verlängerung 20 und das Zugrohr 24 sind daher normalerweise derart miteinander verbunden, daß sie als Einheit innerhalb des stationären Zylinders 14 beweglich sind. Wird jedoch die Zuführung 15 des Magnetisierungsstroms durch das Kabel 25 zum Magneten 22 unterbrochen, so löst sich der Anker 21 vom Magneten 22, und es fällt dann die Stange 20 und mit dieser der Verbindungsstab 11 auf Grund der Schwerkraft herab. Der Steuerstab fällt dann in

im Fernbedienungsstand befindlichen Person über 20 den Kern des Reaktors. Wegen der Länge der Standie Lage des Steuerstabes dient. genverbindung und des Rohrstücks haben der Ma-

Der Steuerstab, der in den Figuren dargestellt ist, gnet 22 und auch der Anker 21 dann, wenn die Verdient der Steuerung eines Kernreaktors, der aus einem bindungsstange 11 in ihrer niedrigsten Lage ist, einen mit einem flüssigen Neutronenbremsmittel gefüllten hinreichenden Abstand vom Flüssigkeitspegel, so daß Tank oder Behälter besteht, und aus einem Reak- 35 weder die Flüssigkeit noch die Nähe des Reaktionstionskern, der innerhalb des flüssigen Neutronen- kerns das richtige Arbeiten des Magneten oder der bremsmaterials angeordnet ist. Ein Verbindungsstab ihm zugeordneten Teile störend beeinflussen.
11 trägt an seinem unteren Ende einen Körper aus Da sich die Verbindungsstange 11 nach unten

Neutronen absorbierendem Material, vorzugsweise in durch die Gleitführung 12 am Boden des Zylinders Stabform, der zur Steuerung oder zur Verlangsamung 30 14 erstreckt und da das obere Ende derVerbindungsder Reaktion dient, wenn er in den Reaktionskern stange 11 an dem Kolben 18 befestigt ist, der ebendes Reaktors abgesenkt wird. Das obere Ende des falls durch den Ring 19 abgedichtet ist, wird auf die Verbindungsstabes 11 erstreckt sich durch eine ge- Flüssigkeit 26 in dem Zylinder 14 ein Druck ausgeeignete Gleitführung 12 in das untere Ende 13 eines übt. Diese Flüssigkeit wird jedoch allein durch die mit seiner Achse senkrecht liegenden Rohrstücks 35 Drosselöffnungen 17, 16 und 15, die oben erörtert oder Zylinders 14, in dessen unterem Ende sich eine wurden, abgeführt. Diese abgestuften öffnungen die-Reihe verschieden weiter öffnungen bei 15, 16 und nen dazu, den Druck des Wassers 26 in dem Zylinder 17 befindet, die dazu dienen, die Flüssigkeit aus dem schnell während des ersten Teils des Abfalls des Kolunteren Ende des Zylinders 14 herauszulassen. Ober- bens 18 auszugleichen. Die Geschwindigkeit des Abhalb dieser öffnungen befinden sich enge, senkrechte 40 falls wird durch den Drosseleffekt der Austritts-Schlitze 17 a und 17 b in der Wand des Rohrstücks. öffnungen verringert. Die große obere öffnung 17 in Die unteren Schlitze 17 a gestatten den Flüssigkeits- dem Zylinder, das mittlere Loch 16 und das kleinste durchgang in das Rohrstück hinein und aus ihm heraus, und zwar unterhalb des Flüssigkeitspegels 17 c.

Die oberen Schlitze 17 & dienen dem Druckausgleich 45 als Steuermittel zur Verminderung der Abfallder Luft im oberen Ende des Rohrstücks. Das untere geschwindigkeit des Steuerstabs, wenn sich der KoI-Ende des Rohrstücks 14 erstreckt sich bis unter den
Flüssigkeitspegel im Reaktortank, in dem der Reaktionskern untergebracht ist. Das obere Ende des

Rohrstücks erstreckt sich nach oben bis über den 50 Ringflansch 27 am unteren Ende eines Blocks 28 be-Flüssigkeitspegel. festigt, der als stationäre Basis und Träger für einen

Das obere Ende des Verbindungsstabes 11 ist an Elektromotor 29 und ein Potentiometer 30 dient. Das einem Kolben 18 befestigt, der frei in der Bohrung Potentiometer ist mit dem Zugrohr 24 über ein noch des Zylinders gleiten kann. Dieser Kolben 18 umfaßt zu beschreibendes Getriebe verbunden. Das Zugrohr einen dehnbaren Ring 19, der eine lockere Dichtung 55 24, das den Magneten 22 anhebt, erstreckt sich mit oder Führung zwischen dem Kolben 18 und dem seinem oberen Ende senkrecht nach oben, und zwar Zylinder 14 bildet. An der Oberseite des Kolbens 18 durch einen senkrechten Kanal, der in den Block 28 ist eine Stange 20 befestigt, die eine Verlängerung des (s. F i g. 2) gebohrt ist. Das Zugrohr 24 ragt über den Verbindungsstabes darstellt. Das obere Ende der Block 88 hinreichend weit hinaus, um von einer Stange 20 ist mit einem Kopf oder einem Anker 21 60 Zahnstange 31 (Fig. 4), die an ihm in Längsrichaus Eisen oder anderem magnetischem Material ver- tung und senkrecht befestigt ist, voll hin- und herbunden, der hinreichend lose innerhalb des Zylin- gefahren werden zu können. In die Zugstange 31 ders 14 sitzt, so daß er frei nach oben und unten greift ein Zahnrad 32 ein, das sich am Ende einer innerhalb des Zylinders gleiten kann. waagerechten Zapfenwelle 33 befindet, die in der

Normalerweise wird der Anker 21 magnetisch an 65 Figur rechts mit der Antriebswelle 36 des Motors 29 dem unteren Ende eines Magneten 22 festgehalten, verbunden ist. Diese Welle 36 wird von dem Elektroder in einer zylindrischen Hülse 23 sitzt, welche frei motor 29 über ein übliches Untersetzungsgetriebe mit innerhalb der Bohrung des Zylinders 14 gleiten kann. einer Drehzahl von einigen Umdrehungen pro Mi-

und niedrigste Loch 15 gestatten daher den Ausfluß des Wassers aus dem Zylinder 14 und dienen ferner

ben dem Boden des Zylinders nähert.

Wie am besten aus F i g. 4 ersichtlich, ist das obere Ende des Rohrstücks oder des Zylinders 14 in einem

nute angetrieben. Der Elektromotor hat eine Maximaldrehzahl von etwa 3500 U/Min. Mittels der nun zu treibenden Verbindungsorgane kann der Motor in beiden Richtungen angetrieben werden, so daß das Zahnrad 32, das von dem Motor angetrieben wird, das Magnetrohr 24 anheben oder absenken kann und damit die von dem Magnetrohr getragenen Teile, so daß also die Höhe der Stangenverbindung einzustellen ist.

Zu diesem Zweck ist in der Schaltung nach F i g. 5 ein verstellbarer Widerstand 45 zwischen der Leitung 46 und der Ständerwicklung 39 des Motors vorgesehen. Dieser Vorerregungswiderstand 45 dient dazu, eine geringe Phasendifferenz zwischen den Wicklungen 39 und 40 zu erzeugen und ist derart eingestellt, daß der Läufer des Motors ein geringes, aber ausreichendes Drehmoment in der richtigen Richtung abgibt, um das geringe Drehmoment in entgegen-

F i g. 5 zeigt eine schematische Schaltung der io gesetzter Richtung, das fortwährend von der Zug-Motorsteuerung. Mit dem Bezugszeichen 38 ist der stange 31 auf das Zahnrad 32 ausgeübt wird, zu neu-Läufer eines Induktionsmotors vom Typ eines Kurzschluß-Motors bezeichnet, der übliche Ständerwick

lungen 39 und 40 aufweist. Ein Ende jeder Wicklung tralisieren. Das geringe Drehmoment auf Grund des Vorspannwiderstandes 45 stört nicht den Betrieb des Mechanismus bei der Auf- und Abwärtsbewegung

ist mit der Strom zuführenden Leitung 41 einer Ein- 15 der Stabverbindung in eine gewünschte Lage durch phasen-60-Hz-Wechselstromkraftleitung verbunden. Betätigung der Druckknöpfe 44 und 50. Wenn einer Das andere Ende der Wicklung 40 ist über eine Lei- der Druckknöpfe 44 oder 50 betätigt wird, wird der tung 40 mit der neutralen Leitung 42 der Netzzufüh- Kurzschlußkreis zwischen den Leitungen 40' und 46 rung über einen normalerweise geschlossenen Druck- geöffnet und damit der Brückenkreis, der den Konknopfschalter 43 verbunden, der durch Drücken des 20 densator 51 und den Widerstand 52 enthält, erregt. Druckknopfs 44 geöffnet werden kann, wenn es ge- Dieser erregte Brückenkreis liegt in Reihe mit nur wünscht ist, die Stabverbindung zu heben. Die andere einer der Ständerwicklungen 40 und 39. Wird der Ständerwicklung 39 des Motors 38 ist über einen ver- »Aufwärts«-Druckknopf 44 gedrückt, um den Konstellbaren Kathodenwiderstand mit einer Leitung 46 takt 43 zu öffnen, so wird der Brückenkreis in Reihe verbunden, die normalerweise mit der Leitung 47 25 mit der Wicklung 40 geschaltet, die bewirkt, daß sich über einen normalerweise geschlossenen Kontakt 48 der Motor in »Aufwärts«-Richtung dreht. Wird der eines noch zu beschreibenden Mikroschalters Nr. 1 Druckknopf 50 zur öffnung des Kontaktes 49 geverbunden ist. Die Leitung 47 ist mit dem neutralen drückt, so fließt der Strom über den Brückenkreis Leiter 42 der Kraftstromleitung über einen normaler- von der Wicklung 39 zur neutralen Leitung 42 der weise geschlossenen Schalter 49 verbunden, der durch 30 Kraftstromleitung und der Motor dreht sich in der

Drücken eines Druckknopfes 50 geöffnet werden kann, wenn es gewünscht ist, die Stabverbindung' abzusenken. Die Leitungen 40' und 46 sind über einen Nebenschlußkreis miteinander verbunden, der einen Kondensator 51 und in Reihe mit diesem einen Widerstand 52 enthält.

In der in F i g. 5 dargestellten Ruhestellung ist der Nebenschlußkreis, der den Kondensator 51 und den Widerstand 52 enthält, normalerweise durch die Druckknopfschalter 43 und 49 und den normalerweise geschlossenen Kontakt 48 des Mikroschalters Nr. 1 kurzgeschlossen. Befindet sich also die Schaltung in Ruhestellung, die in Fig. 5 dargestellt ist, so sind die Leitungen 40' und 46 der Wicklungen 40 und 39 unmittelbar mit der neutralen Leitung 42 der Kraftstromzuführung verbunden. Unter diesen Umständen sind — sieht man von dem verstellbaren Widerstand 45 ab — die Spulen 40 und 39 des Motors im Gleichgewicht, so daß das Feld des Induktionsmotors nicht rotiert. Dementsprechend wird von dem Motor 29 auf die Welle 36 kein Drehmoment ausgeübt. Eine ausgewählte Ruhestellung mit einer vorgegebenen Einstellung der Stabverbindung wird, ohne daß der »Aufwärts«-Druckknopf 44 von Zeit zu Zeit betätigt wird, aufrechterhalten, die ein Abwärtskriechen oder ein Abwärtsdriften der Stangenverbindung auf Grund ihres Gewichts ausgleicht, wobei zu bemerken ist, daß sich die Stabverbindung ja nicht in einem mechanischen Gleichgewicht befindet. Da bei einer Vorrichtung dieser Art Schwierigkeiten der mechanischen Bremsung entstehen können, wurde ein Weg gesucht und gefunden, um den Elektromotor dann, wenn er in Ruhestellung ist, ein Drehmoment allein in einer Richtung abgeben zu lassen, und zwar in einer Richtung, die dem Drehmoment entgegengesetzt ist, das auf die Motorwelle mittels Getriebes ausgeübt wird, welches den Motor mit Stangenverbindung verbindet.

»Abwärts«-Richtung. Bei Schnellschaltung wird durch Verwendung einer schnell lösbaren Magnetkupplung zwischen dem Magneten 22 am unteren Ende des Zugrohres 24 und dem Anker 21 am oberen Ende der Stange 20 erreicht, daß der Regelstab abfällt.

Die Schaltung zur Steuerung des Ankerabfalls des Magneten ist in F i g. 6 dargestellt. Der Magnet 22 erhält seinen Magnetisierungsstrom von zwei Leitungen 53 und 54. 'Die Leitung 54 ist mit einer Leitung 55 einer Kraftstromzuführung über einen normalerweise geschlossenen Schalter 56 verbunden. Die andere Leitung der Kraftstromzuführung ist mit der Leitung 53 verbunden. Wird der Strom von dem Magneten 22 abgeschaltet, fällt der Anker 21 durch die Schwerkraft und der Steuerstab fällt in den Anker. Die Gefahr, daß der Anker an dem Magneten auf Grund von Restmagnetismus klebenbleibt, wird durch leichte Abrundung der Oberfläche des Ankers, wie aus F i g. 6 ersichtlich, vermieden. Es besteht also zwischen Anker und Magnet kein Metall-Metall-Kontakt mit Ausnahme in Ankermitte.

Ein Betätigungsorgan 57 zur Öffnung des Kontaks 56 kann von einer Bedienungsperson von Hand aus betätigt werden, wenn die Bedienungsperson feststellt, daß ein Notzustand eingetreten ist. Die Wirkungsweise des Reaktors kann ferner durch eine geeignete Anzeigevorrichtung überwacht werden, die mit Mitteln zur selbsttätigen Abschaltung der Kraftstromzuführung versehen ist, welche ansprechen, wenn die Überwachungsvorrichtung einen Notfall anzeigt.

Aus F i g. 4 ist erkennbar, daß die eine Seite des Spurzahnrades 32 mittels einer geeigneten flexiblen Kupplung 61 mit einer Nabe 62 verbunden ist. Diese Nabe läuft in einem geeigneten Lager 63 waagerecht in einer Bohrung des Blocks 28 zur Achse der Zapf enwelle 33. Das Zahnrad 32 kann daher die Nabe 62 synchron mit der Welle 33 antreiben, so daß die

um so wieder in die normale Betriebsstellung allein durch Niederdrücken des »Aufwärtse-Druckknopfes 44 zu gelangen. Weiterhin würde die Öffnung des Kontakts 43 durch Niederdrücken des »Aufwärts«- 5 Druckknopfes 44 unwirksam sein, da der Strom nicht von der Leitung 46 zur neutralen Leitung 42 der Kraftstromzuführung gelangen kann, da nämlich der Kontakt 48 geöffnet wurde. Die Wiedereinstellung des richtigen Zustandes der Schaltung zum Anheben

Nabe 62 mit der gleichen Drehzahl umläuft und ihre
Winkellage gegenüber dem Zahnrad 32 zu allen
Zeiten beibehält. In einer Mittelbohrung der Nabe 62
ist mittels einer Madenschraube 64 eine Welle 65 befestigt, die ein Potentiometer für zehn Umdrehungen
des in F i g. 7 dargestellten Typs antreibt. Aus F i g. 7
ist ersichtlich, daß der Abgreifer 66 des Potentiometers längs der Führung 67 läuft, so daß ein Kontakt 68 mit den zehn Wicklungen des Widerstandselements 69 in Berührung kommen kann. Der Ab- io des Gestänges erfolgt durch den Mikroschalter Nr. 3 tastkontakt 66 und die Enden 70 und 71 des Poten- (Bezugszeichen 80), der von einem verstellbaren tiometerelements sind mittels Leitungen 72, 73 und Zapfen 80a (Fig. 4) betätigt werden kann. Dieser 74 mit einem geeigneten Meßgerät 75 verbunden. Zapfen 80 α ist am oberen Ende der Zugstange 24 Dieses Meßgerät 75 hat einen Zeiger 76, dessen Lage befestigt und kann derart eingestellt werden, daß er gegenüber der Teilskala 77 ein Maß für die vertikale 15 etwas später als der Mikroschalter Nr. 1 betätigt Lage des Zugrohrs 24 ist. wird. Der Mikroschalter Nr. 3 mit dem Bezugs-

Die in den F i g. 2 und 4 gezeigten Teile und die zeichen 80 hat einen Bodenkontakt 87, der normalerin F i g. 5 dargestellte Schaltung entsprechen dem weise offen ist, und einen Kopfkontakt 88, der nor-Zustand des Apparats und der Schaltung, bei dem malerweise dadurch geschlossen ist, daß er in Berühder Reaktorsteuerstab auf eine solche Höhe ein- 20 rung mit dem Arm 89 des Schalters ist, der über die gestellt ist, daß die gewünschten Betriebsbedingungen Leitung 90 eine Verbindung mit der neutralen Leides Reaktors beibehalten werden. Das heißt also, tung 42 der Kraftstromzuführung herstellt. Wird also daß bei Betätigung der Druckknöpfe 44 und 50 und der Mikroschalter Nr. 3 betätigt, so wird die Kraftbei Beobachtung der verschiedenen Instrumente, die stromzuleitung 42 über die Leitung 90 mit dem Konden Zustand des Reaktors anzeigen und aufzeichnen, 25 takt 87 und der Leitung 46 verbunden. Hierdurch das System für den jeweiligen Zeitpunkt stabilisiert ergibt sich eine unmittelbare Verbindung zwischen werden kann und es nicht erforderlich ist, weitere der Leitung 46 und der Leitung 42, so daß selbst Einstellungen und Verstellungen an dem Steuerstab dann, wenn der »Abwärts«-Knopf 50 gedrückt ist, des Reaktors vorzunehmen, solange keine Ände- die Leitung 46 zur neutralen Leitung 42 der Kraftrungen des Zustandes eintreten. Jedoch ist es 30 stromzuführung durch Drücken des »Abwärts«- wünschenswert, die Senkrechtbewegung des Ge- Knopfes 50 nicht geöffnet werden kann. Der Motor stänges zu begrenzen, um Schäden auf Grund von erhält dadurch wieder seinen normalen Gleich-Fehleinstellungen bei der Aufwärtsbewegung oder
der Abwärtsbewegung des Gestänges zu vermeiden,
also etwa Schäden an einigen der Teile der ge- 35
samten Vorrichtung.

Aus diesem Grund sind drei Mikroschalter vorgesehen, die mit den Nummern 1, 2 und 3 bezeichnet werden. Jeder dieser Mikroschalter wird zu rechter

Zeit durch die Vertikalbewegung des Gestänges 40 und 46 geschaltet. Der Motor fängt dann an, in einer innerhalb des Zylinders oder Rohrstücks 14 betätigt. Richtung zu laufen, in der das Gestänge angehoben

wird. Während des ersten Teils der anhebenden Bewegung wurde der Mikroschalter Nr. 1 (Bezugszeichen 78) wieder durch die Feder 81 a in seinen 45 Normalzustand überführt. Anschließend wird der Schalter 80 durch die Feder 80 έ wieder zurückgeführt, so daß sich das gesamte System dann wieder im Normalzustand, der in F i g. 5 dargestellt ist, befindet. Der Mikroschalter Nr. 2 (Bezugszeichen 97) dient

des Bodens des Gehäuses 82 ist das untere Ende der 50 der Begrenzung der Aufwärtsbewegung des GeZugstange 2 mit einem Gewinde 83 versehen, auf stänges. Dies wird erreicht mittels eines Kontakts 91, dem sich zwei Muttern befinden. Zwischen den
Muttern ist ein Teller oder ein Dichtungsring 84 ein-

gewichtszustand und die Abwärtsbewegung des Gestänges wird angehalten.

Um die gesamte Schaltung wieder in ihren normalen Betriebszustand zurückzuführen, wird dann der »Aufwärts«-Druckknopf 44 wieder gedrückt und damit die Schaltung in der Leitung 40' unterbrochen und der Kurzschlußkreis zwischen die Leitung 40'

Die Mikroschalter 1 und 2 sind mit den Bezugsziffern 78 und 97 (s. Fig. 2) bezeichnet. Mikroschalter Nr. 3 ist mit der Bezugsziffer 80 bezeichnet (s. F i g. 1 und 4 a).

Zur Betätigung des Mikroschalters Nr. 1 (78) dient eine Stoßstange 81, die sich nach unten längs der Seite des Rohrstücks 14 durch ein zylindrisches Gehäuse 82 erstreckt. In einigem Abstand unterhalb

geklemmt. Wie mit strichpunktierten Linien 85 in

der normalerweise offen ist, bis er mit der Zweigleitung 92 durch den Schalterarm 93 verbunden wird. Der Schalterarm 93 wird durch die Zugstange 94 be-

F i g. 2 dargestellt, wird, wenn der Anker 21 hin- 55 tätigt, wenn das untere Ende der Zugstange am reichend weit genug abfällt, so daß seine Unterkante unteren Ende des Zugrohrs 24 den Flansch 95

die Oberseite des Tellers 84 berührt, die Zugstange 83 nach unten gezogen, und ihr oberes Ende betätigt einen Arm des Mikroschalters Nr. 1 (78), so daß der

(F i g. 2) berührt.
Bewegt sich das Gestänge auf Grund einer zu

langen Betätigung des »Aufwärts«-Druckknopfes 44 Kontakt 48 geöffnet wird. Beruht die übermäßige 60 nach oben, steht also der Kontakt 91 zu lange in Aufwärtsbewegung des Steuerstabes darauf, daß die Verbindung mit der Leitung 42, so wird der Mikro-Bedienungsperson den Druckknopf 50 zu lange be- schalter Nr. 2 kurzgeschlossen und die Abwärtsbewetätigt hat und damit der Kontakt 49 zu lange offen gung dementsprechend angehalten. Der einzige noch war, so öffnet die Öffnung des Kontakts 48 die Lei- arbeitsfähige Druckknopf ist dann der Druckknopf tung 47 unabhängig von der Betätigung des Druck- 65 50, der gedrückt werden kann, um das Zugrohr so knopfes 50 und des Kontakts 49. Das Gestänge würde weit abzusenken, daß der Schalter Nr. 2 geöffnet sich in diesem Fall weiter absenken und könnte nicht wird und damit die gesamte Schaltung wieder in den wieder bis auf seine richtige Höhe angehoben werden, in F i g. 3 dargestellten Zustand überführt wird.

Jede Abtrennung der magnetischen Kupplung 22/21 hat zur Folge, daß das Gestänge bis zu seiner unteren Begrenzung abfällt und den Mikroschalter Nr. 1 (Bezugszeichen 78) betätigt, der den Kontakt 48 öffnet. Dadurch wird die Leitung 46 geöffnet, was die gleiche Wirkung hat, als wenn der Druckknopf 50 gedrückt wird. Hierdurch wird der Antriebsmotor wieder in Betrieb gesetzt und das Magnetzugrohr wird abgesenkt, bis der Mikroschalter Nr. 3 (80) betätigt wird, der den Kontakt zwischen der Leitung 90 und dem Kontakt 88 öffnet und den Kontakt zwischen 90 und 87 schließt. Der Motor hält dann an. Wenn und sobald der Magnetkupplungskreis wieder in seinen Normalzustand überführt wurde, kann das Gestänge wieder auf Normalhöhe durch Drücken des Druckknopfes 44 angehoben werden.

Um der Bedienungsperson anzuzeigen, in welchem Zustand sich die Schaltung befindet, sind drei Signallampen vorgesehen. Das Aufleuchten der Lampe 96 zeigt an, wenn das Magnetzugrohr bis über seine normale obere Grenze angehoben wurde. Das Aufleuchten der Lampe 97 zeigt an, daß sich das System in seinem normalen, in F i g. 5 dargestellten Zustand befindet. Das Aufleuchten der Lampe 98 zeigt an, daß sich der Magnet bis zu seiner unteren Grenze abgesenkt hat. Das Aufleuchten dieser Lampen erfolgt durch folgende Schaltung:

In F i g. 5 ist ein kleiner Transformator 99 dargestellt, der die 110 Volt in der Kraftstromleitung auf einen Signalstrom von 12VoIt reduziert. Ein Ende der 12-Volt-Wicklung des Transformators ist mit der neutralen Leitung der 110-Volt-Kraftstromzuführung verbunden. Das andere Ende der 12-Volt-Wicklung ist mit einer Leitung 100 verbunden. Zwischen der Leitung 100 und der Leitung 42 liegen drei Nebenschlußkreise. Jeder dieser Nebenschlußkreise enthält eine 6-Volt-Lampe und einen 80-Ohm-Widerstand in Reihe. Normalerweise ist der einzige Nebenschlußkreis, in dem eine Lampe aufleuchtet, derjenige, der die Kontaktlampe 97 steuert. Die Lampe 96 ist normalerweise durch den Mikroschalter Nr. 2 (Bezugszeichen 97) kurzgeschlossen.

Wird jedoch der Mikroschalter Nr. 2 (97) auf Grund der übermäßigen Aufwärtsbewegung des Gestänges betätigt, so wird der Kontakt 101, der normalerweise in Berührung mit dem Arm 93 steht, geöffnet, der Kurzschlußkreis der Lampe 96 wird daher geöffnet und die Lampe leuchtet auf. Die Lampe 97 bleibt jedoch leuchtend. Wird der Mikroschalter Nr. 2 wieder in seine Normalstellung gebracht — wie sie in F i g. 5 gezeigt ist — so wird die Schaltung wieder in ihren Ausgangszustand überführt und die 6-Volt-Lampe 96 wird kurzgeschlossen und erlischt.

Das Aufleuchten der Lampe 98 zeigt an, daß sich das Magnetzugrohr 24 wegen eines Materialfehlers oder aus anderem Grund übermäßig absenkt, tritt dies ein, so öffnet der Mikroschalter Nr. 3 den Kontakt zwischen 88 und· 90 und unterbricht daher den Kurzschlußkreis der Lampe 98. Wird jedoch das Zugrohr angehoben, so wird der Mikroschalter Nr. 3 wieder in seine Anfangsstellung zurückgebracht. Die Verbindung zwischen den Kontakten 88 und dem Schalter 89 wird wiederhergestellt und die Lampe 98 wird kurzgeschlossen und erlischt.

Um die normal erleuchtete Kontrollampe 97 auszuschalten, wenn das Gestänge bis zu seiner unteren Begrenzung abfällt, ist am Mikroschalter Nr. 1 (Bezugszeichen 78) ein zusätzlicher Kontakt 102 vorgesehen, der normalerweise offen ist, der aber dann, wenn der Mikroschalter 78 in der Stellung ist, die dem abgesenkten Anker entspricht, geschlossen wird, bis der Mikroschalter Nr. 3 ebenfalls betätigt wird. Der Kontakt 102 ist dann unmittelbar mit der Leitung 90 verbunden, und die Lampe 97 ist kurzgeschlossen.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Elektromotorischer Antrieb für Kernreaktorregelstäbe mit einem Zweiphasen-Drehstrommotor, der in den Stromkreisen der Ständerwicklungen Mittel aufweist, welche die Phasenlage der durch die beiden Ständerwicklungen fließenden Ströme zur Bewegung des Regelstabes zu regeln gestatten, und auf dessen Läufer durch das Gewicht des Regelstabes über Kupplungselemente ein Drehmoment ausgeübt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Stromkreisen der Ständerwicklungen (39, 40) weitere von den bereits genannten unabhängige Mittel (45) angeordnet sind, die ständig eine Phasenverschiebung zwischen den durch die beiden Ständerwicklungen fließenden Strömen erzeugen, aus welcher ein Drehmoment resultiert, welches das durch das Stabgewicht bewirkte gerade kompensiert.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein regelbarer Widerstand (45) in Serie mit einer der beiden Ständerwicklungen (39) liegt.

3. Elektromotorischer Antrieb für Kernreaktorregelstäbe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Einphasen-Speiseleitungen (41, 42) vorgesehen sind, daß ein Ende der beiden Statorwicklungen (39, 40) des Zweiphasenmotors (38) an eine der Speiseleitungen (41) angeschlossen ist, daß ein Kondensator (51) zwischen die anderen Enden der Statorwicklungen geschaltet ist, daß ein erster, normalerweise geschlossener Schalter (43, 44) die andere Speiseleitung (42) mit der einen Seite des Kondensators verbindet und daß ein zweiter, normalerweise geschlossener Schalter (49, 50) die andere Speiseleitung mit der anderen Seite des Kondensators verbindet.

4. Elektromotorischer Antrieb für Kernreaktorregelstäbe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, normalerweise offener Begrenzungsschalter (49) zur Überbrückung des ersten Schalters (43, 44) vorgesehen ist, daß ein zweiter, normalerweise offener Begrenzungsschalter (80) zur Überbrückung des zweiten Schalters (49, 50) vorgesehen ist, daß auf die Aufwärtsbewegung der Kupplungselemente ansprechende Mittel vorgesehen sind, die bei einer vorgegebenen oberen Grenzstellung der Kupplungselemente den ersten Begrenzungsschalter schließen und daß auf die Abwärtsbewegung der Kupplungselemente ansprechende Mittel vorgesehen sind, die bei einer vorgegebenen unteren Grenzstellung der Kupplungselemente den zweiten Begrenzungsschalter schließen.

5. Elektromotorischer Antrieb für Kernreaktorregelstäbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein dritter, normalerweise geschlossener Begrenzungsschalter (78) in Reihe zum zweiten Schalter (49, 50) liegt und daß auf

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die Abwärtsbewegung des Regelstabs ansprechende Mittel vorgesehen sind, die bei einer vorgegebenen unteren Stellung des Regelstabs, die höher ist als die erstgenannte untere Grenzstellung, den dritten Begrenzungsschalter öffnen.

In Betracht gezogene Druckschriften: »Elektrotechnik und Maschinenbau«, Bd. 74,1957, H. 13, S. 293;

»Reaktor-Bulletin«, Mitt. der Reaktor-Α. G., s Würenlingen, Nr. 4, 1958, S. 27.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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