DE2054739C

DE2054739C - Electrically operated gripper, in particular for fuel cartridges for nuclear reactors

Info

Publication number: DE2054739C
Application number: DE19702054739
Authority: DE
Inventors: Paul Marie Henri Le Plessis Robinson Briot (Frankreich) B66c 1 02
Original assignee: Groupement Atomique Alsacienne Atiantique, Le Plessis Robinson, Seine (Frankreich)
Filing date: 1970-11-06
Publication date: 1973-07-26

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrisch betätigten Greifer, insbesondere für Brennstoffpatronen von Kernreaktoren, bei dem an einem Gehäuse zwei Greifarme einerseits durch einen Elektromagneten und andererseits durch eine mit ihnen und dem Gehäuse verbundene Blattfeder zwischen einer die Last ergreifenden und einer die Last freigebender Betnebsstellung frei verschwenkbar sind (nach Hauptpatent 1 215 888).The invention relates to an electrically operated gripper, in particular for fuel cartridges of nuclear reactors, in the case of which on a housing two gripping arms on the one hand by an electromagnet and on the other hand by one with them and the Housing connected leaf spring between one gripping the load and one releasing the load Betnebsstellung are freely pivotable (according to main patent 1 215 888).

Mit der vorliegenden Erfindung geht es darum, einen solchen Greifer, der außerdem zusätzlich mit einer Verriegelungsvorrichtung zum Sichern der Greifstellung seiner Greifarme nach Zusatzpatent 194 ausgerüstet sein kann, in seiner Arbeitsweise bei bestimmten Einsatzfällen zu verbessern, wobei insbesondere an einen Einsatz bei der Handhabung von Brennstoffpatronen in einem Kernreaktor gedacht ist, der durch ein unter Druck stehendes und insbesondere vertikale Kanäle im Reaktorkern in Richtung der im allgemeinen von oben nach unten erfolgenden Einführung des Greifers durchströmendes Gas gekühlt wird.The present invention is about such a gripper, which is also additionally with a locking device for securing the gripping position of his gripping arms according to additional patent 194 can be equipped to improve its operation in certain applications, being particularly used in the handling of fuel cartridges in a nuclear reactor is intended, through a pressurized and in particular vertical channels in the reactor core in the direction of the introduction of the gripper, which generally takes place from top to bottom Gas is cooled.

Bei derartigen Betriebsbedingungen hat sich näm-Itch gezeigt, daß der Greifer nach dem Hauptpatent 215 888 — unabhängig davon, ob er mit einer Verriegelungsvorrichtung nach dem Zusatzpatent 1 531 194 ausgerüstet ist oder nicht — auf gewisse Schwierigkeiten stößt, die sein Öffnen und sein Zurückziehen betreffen und außerdem die Quelle für ungewollte Schwingungsbewegungen sein können. Diese Erscheinungen, die sich nur oberhalb einer bestimmten kritischen Geschwindigkeit für die Strömunsi des Kühlgases in den Reaktorkernkanälen einMeilen, machen dann aber die Handhabung der Brennstoffpatronen schwierig, wenn nicht sogar unmösilich. Under such operating conditions, itch shown that the gripper according to the main patent 215 888 - regardless of whether it is with a locking device equipped according to the additional patent 1 531 194 or not - to a certain extent Encounters difficulties relating to its opening and withdrawal, and also the source for can be unwanted vibratory movements. These appearances that are only above one certain critical speed for the Strömunsi of the cooling gas in the reactor core channels one miles, but then make the handling of the fuel cartridges difficult, if not impossible.

Die systematische Untersuchung dieser aerodynamischen Erscheinungen hat nun offenbar werden lassen, daß es zwei Zonen vernr denen Druckein der Nachbarschaft des Greifers gibt, von dentn die erste in dem Gebiet liegt, wo die Greifarme getrenn! aus dem Gehäuse des Greifers austreten, und au;" einen Staueffekt am Boden de* Greifers zurück s.e tu. während die zweite auf der Außenseite der Greif arme im Bereich ihrer endseitigen Haken zu beobachten ist, die /u einer Ablösung der Grenzschicht der Gasströmung führen. Die erste Zone verminder ten Druckes kann insbesondere zu einem Blockieren des Greifers führen und dessen öffnen nach außen unmöglich ma<:hen. Außerdem kann der Greifer aU Ganzes Schwingungen unterworfen sein, die sich au·. Wirbeln ergeben, die ihre Entstehung der kombinierten Einwirkung der Unterdruckzone unterhalb des Greifergehäuses und der Ablösung der Grenzschicht an den Außenkanten der Greifarme verdanken. The systematic study of this aerodynamic Phenomena has now made it clear that there are two zones of lower pressure in the vicinity of the gripper, one of which is the first lies in the area where the gripper arms separated! emerge from the housing of the gripper, and au; " a jam effect on the bottom of the gripper back see e tu. while the second on the outside of the gripping arms in the area of their end hooks to be observed is, the / u of a detachment of the boundary layer lead to the gas flow. The first zone of reduced pressure can in particular cause a blockage guide the gripper and make it impossible to open it to the outside. In addition, the gripper can aU Whole be subject to vibrations that result in ·. Vortices give rise to their formation of the combined Effect of the negative pressure zone below the gripper housing and the separation of the boundary layer on the outer edges of the gripper arms.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese störenden Erscheinungen aerodynamischen Ursprungs zu beseitigen, ohne daß dazu Gegenstände in die Gasströmung eingebracht werden müßten, die zu wesentlichen Widerstandsverlusten für diese Gasströmung führen könnten.The object of the invention is therefore to eliminate these disruptive phenomena of aerodynamic origin, without objects having to be introduced into the gas flow that are too essential Drag losses for this gas flow could result.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß für die beiden Greifarme je eine stromlinienförmige Verkleidung mit experimentell bestimmter Krümmung vorgesehen ist, die den jeweiligen Greifarm auf dem größten Teil seiner Länge umgibt und zum einen mit dem unteren Teil des Gehäuses und zum anderen mit seitlichen Führungsholmen für den Greifer verbunden ist. According to the invention this object is achieved in that one streamlined each for the two gripping arms Cladding with an experimentally determined curvature is provided, which corresponds to the respective The gripper arm surrounds most of its length and on the one hand with the lower part of the Housing and on the other hand is connected to lateral guide bars for the gripper.

Die Erfindung beruht also darauf, daß mit den Greifarmen Bauelemente gekoppelt werden, die eine Isolierung der Greifarme auf dem größten Teil ihrer Oberfläche gegenüber der Gasströmung ermöglichen und gleichzeitig die Vibrationserscheinungen verhindern, selbst jedoch dem strömenden Gas keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzen.The invention is based on the fact that components are coupled to the gripping arms, the one Allow isolation of the gripper arms on most of their surface from the gas flow and at the same time prevent the vibration phenomena, but not even the flowing gas Oppose noteworthy resistance.

Bei einer Ausgestaltung der Erfindung besteht der untere Teil des Gehäuses aus einer halbkugelförmigen Kuppel, deren konvexe Seite nach außen zeigt. Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die stromlinienförmigen Verkleidungen für die Greifarme jeweils aus einem in sich geschlossenen und den jeweiligen Greifarm weitgehend umhüllenden Metallblech bestehen, das ein durchbrochenes Ende für seine Befestigung am Gehäuse aufweist. Schließlich ist es für den Schutz der Verkleidungen für die Greifzangen gegenüber möglicherweise während der Handhabung der Brennstoffpatronen durch den Greifer von außen einwirkenden Stoßen günstig, einen kreisförmigen Schutzring für die Greifarme vorzusehen, der diese außen umgibt und fest mit dem Ende der Führungsholme für den Greifer verbunden ist.In one embodiment of the invention, the lower part of the housing consists of a hemispherical one Dome with the convex side facing outwards. Another development of the invention exists in that the streamlined panels for the gripping arms each consist of a self-contained and the respective gripper arm largely enveloping sheet metal are made, which is an openwork Has end for its attachment to the housing. After all, it is for the protection of the panels for the grippers opposite possibly while handling the fuel cartridges from the outside impact of the gripper, a circular protective ring for the gripper arms to be provided that surrounds this outside and firmly with the end of the guide bars for the gripper connected is.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eine:» Ausführungsbeispiels veranschaulicht, das einen elektrisch betätigten Greifer für die Handhabung von Brennstoffpatronen für Kernreaktoren darstellt. Dabei zeigt die einzige Figur der Zeichnung eine perspektiv.sche Darstellung eines solchen Greifers.In the drawing, the invention is illustrated using an: »Exemplary embodiment, one electrical represents operated gripper for handling fuel cartridges for nuclear reactors. Included The only figure in the drawing shows a perspective view of such a gripper.

Der Greifer besitzt ein Gehäuse 1. das seitlich mit Führungsholmen 41 versehen ist, und zwei Greifarme 10 und 11. die zu beiden Seiten des Gehäuses 1 angeordnet sind und an ihren freien Enden jeweils eine nach außen gerichtete Zunge 10 α bzw. 11 ti aufweisen. Die Ausbildung der Greifarme 10 und 11 im Innern des Gehäuses 1 und ihre Verbindung mit diesem Gehäuse 1, die für dl·.· vorliegende Erfindung nicht weiter von Bedeutung sind, ist im einzelnen im Hauptpatent 1 215 888 und dessen Zusatzpatent 1 531 194 beschrieben.The gripper has a housing 1. which is laterally provided with guide bars 41, and two gripping arms 10 and 11, which are arranged on both sides of the housing 1 and each have an outwardly directed tongue 10 α and 11 ti at their free ends. The design of the gripping arms 10 and 11 in the interior of the housing 1 and their connection to this housing 1, which are of no further importance for the present invention, is described in detail in the main patent 1,215,888 and its additional patent 1,531,194.

Zur Verminderung der Ablösungserscheinungcri für die Grenzschicht und der Schwingunsserscheinungen im Kühlgasstrom ist das Gehäuse I den Greifers an seinem unteren Teil mii einem Boden versehen, der aus einer halbkugelförmigen Kuppe! 80 besteht, deren konvexe Seite nach außen zeigt und deren Aufgabe in einer Verzögerung der Ablösung der Grenzschicht besteht, was wiederum eine Verminderung des Wirbelwiderstandes und der Turbuianz des Greifers in der Gasströmung stromabwärts zur Folge hat. Außerdem sind die beiden Greifarme 10 .,nd 11 mit je einer eine Verkleidung bildenden H-nibe90 bzw 91 versehen, die den jeweiligen G eiarmioizvv. U auf dem größten Teil s,incr Linie auf der Außenseite des Gehäuses 1 umg.bt. Die Verkleidungshauben 90 und 91 sindI aus Meuüblech und insbesondere aus Stahlblech ausge.uhr: und weisen ein Außenprofil auf. dessen krummur., zur Erzielung eines optimalen aerodynamisch Effektes experimentell bestimmt ist. Fur ihre M-taue und Befestigung am Gehäuse 1 des C.rc.i.-: weisen die Verkleidungshauben 90 und »ljevu.,· einen offenen oberen Teil 92 auf der aut uen I , der Außenseite des Gehäuses 1 aufgeschwe.bt im. _V-sich an den die Greifarme 10 und 11 umgebcru: :■ T-il in einer Aufweituni 93 anschließt, ueren 1 r insbesondere durch Hämmern erzeugt wirdTo reduce the detachment phenomena for the boundary layer and the vibration phenomena in the cooling gas flow, the housing I of the gripper is provided at its lower part with a base which consists of a hemispherical dome! 80, the convex side of which points outwards and whose task is to delay the separation of the boundary layer, which in turn results in a reduction in the eddy resistance and the turbulence of the gripper in the downstream gas flow. In addition, the two gripping arms 10., 11nd 11 are each provided with an H-nibe90 or 91, respectively, which form a cladding and which eiarmioizvvv. U on most of the s, incr line on the outside of the case 1 umg.bt. The cladding hoods 90 and 91 are made of sheet metal and in particular made of sheet steel and have an outer profile. whose krummur., is experimentally determined to achieve an optimal aerodynamic effect. For their M-ropes and attachment to the housing 1 of the C.rc.i.-: the covering hoods 90 and »ljevu. _V -sich to which the gripping arms 10 and 11 are turned around:: ■ T-il is connected in an expansion unit 93, outer 1 r is produced in particular by hammering

Die Verkleidungshauben 90 und 91 sind fest ■ den seitlichen Führung^olmen 41 verbund,... Außerdem haben sie mit e-nem Schutzring 94 W bindung, der sie außen umg.bt und ihnen Sch, gegen während des Arbeitsvorganges von außen _ü..· den Greifer einwirkende Su₁Be bietet. Außerdem »■· .nöglicht es der Schutzring 94 dem Greifer Ganzes sich am oberen Rand der Brennstoff pat ro.. abzustützen, die von den Greifarmen 10 und 11 faßt werden sollen, und erleichtert auf diese VW das Angreifen des Greifers un den handzuhaben,..· Brennstoffpatronen.The panel covers 90 and 91 are firmly ■ the lateral guide ^ olmen 41 composite ... They also have connection with e-nem protective ring 94 W, which they umg.bt outside and they Sch against during operation _ü externally .. _{· Su 1} Be acting on the gripper offers. In addition, the protective ring 94 enables the gripper as a whole to be supported on the upper edge of the fuel pat ro .. which are to be gripped by the gripper arms 10 and 11, and makes it easier to grip the gripper and handle on this VW. · Fuel cartridges.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Electrically operated gripper, in particular for fuel cartridges of nuclear reactors, with a housing in which two gripping arms on one side by an electromagnet and on the other hand by one connected to them and the housing Leaf spring between an operating position gripping the load and an operating position releasing the load are freely pivotable, according to main patent I 215 888, characterized in that that for the two gripping arms (10,11) each have a streamlined cladding (90.91) is provided with an experimentally determined curvature. the respective prey hairs (10.11):> surrounds on most of its length and on the one hand with the lower part of the housing (1) and on the other hand with the side The guide rail (41) for the gripper is connected.

2. Cire ripening according to claim I, characterized in that the lower part of the housing (1) consists of an hemispherical dome (80), whose co.ncxe side is close to the outside.

3. Cireifer according to claim 1 or 2, characterized in that the panels (90,9i) each ai · .-, a self-contained and largely enveloping the respective gripping arm (10 or 11) Made of sheet metal, which has a perforated end (92) for '.a attachment to the Has housing (1).

4. Gripper according to one of claims 1 to 3, characterized in that it has a circular ring Has protective ring (94) which surrounds the gripping arms (10 and 11) on the outside and firmly with the End of the guide bars (41) is connected.