JP2014130137A - 把持及びロック/ロック解除システム、並びに核物質試料ホルダの取り扱いへの応用 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、内筒を把持し、内筒を、内筒と同心の外筒にロックする/外筒からロック解除するためのシステムに関する。本発明によるシステムには、内筒を把持部材に対して及び内筒を外筒に対しての両方のシールしたロック/ロック解除を、移動範囲A又は移動範囲Bにわたる把持部材の並進運動のみで達成することを可能にする1つ又はそれ以上の捕捉装置が設けられる。
本発明によるシステムは、有利なことに、核燃料などの核物質の試料を収容するための試料ホルダ筒を、測定センサ及び冷却システムを収容するための測定計装ホルダ筒の中に挿入し及び引き出すためのシステムを構成する。
【選択図】図6
Description
主要な用途は、後に説明するが、本発明は、内筒を外筒に挿入し、挿入に続いてこの2つを互いにロックし、かつ、逆に、外筒に収容された内筒を取り出す前に、筒を互いからロック解除することが必要なあらゆる用途にも応用される。
本出願全体を通して、「下部」、「上部」、「垂直」、「引き上げる」、「引き下げる」、「下に」及び「頂部」などの用語は、垂直に位置決めされた外筒に対し、その上部端の頂部から把持部材により取り扱われることを意味すると理解する。従って、外筒へ内筒を挿入する取り扱い操作中、把持部材は引き下げられる。
研究用原子炉は、炉心近く又は炉心内のプールで、核燃料などの核物質の試料に対して照射実験を行うことができるので、一般的に照射炉としても知られる。
照射原子炉において照射実験を行うために、照射装置は、具体的には、照射線束が集中する区画にある炉心内及び/又は炉心近くの専用の位置に適合させて特に設計される。
研究用原子炉において核物質の試料を取り扱うために、核燃料ペレットの円柱などの試料が収容された筒が内部にある試料ホルダを使用するのは、一般的な方式である。
逆の操作については、照射実験を行った後、IH筒に収容されたSH筒の取り扱いは、把持部材を下降させ、把持部材を用いてSH筒を把持し、SH筒をIH筒からロック解除し、次いで把持部材をSH筒と共に引き上げる必要がある。
ここでも、安全要件を満たすために、把持部材によるSH筒の把持は、把持部がロックされた状態で行わなければならない。
より一般的には、特に信頼性があり、限られた数の部品で簡単に製造することができ、素早く使用できる、把持部をロック/ロック解除したまま、内筒と同心の外筒内の内筒を把持し、ロック/ロック解除するためのシステムに対するニーズがある。
捕捉装置は、
外筒の溝内に収容されて内筒と外筒とを互いにロックするロック位置と、溝から離れたロック解除位置との間で、内筒の長手方向軸と直交するピボット・ピンの周りでピボット運動するように取り付けられた、ロックフックと呼ばれる、第1のフックと、
把持ヘッドの溝内に収容されて内筒を把持する把持位置と、溝から離れた少なくとも1つの解放位置との間で、内筒の長手方向軸と直交するピボット・ピンの周りで、第1のフック上でピボット運動するように取り付けられた、把持フックと呼ばれる、第2のフックと、
ロックフックが、ノッチから離れかつ内筒の中に突出しない第1の中立位置と、ノッチに収容された第2の中立位置との間でピボット運動するピボット・ピンの周りに取り付けられ、内筒の中に突出する作動位置を通り、作動位置と第2の中立位置との間でロックフックに回転可能に接続され、第1の中立位置と第2の中立位置との間ではロックフックとは独立して自由に回転する、作動レバーと、
把持フックを解放位置から把持位置に戻すための第1の弾性戻し手段と
を含み、
システムは、
内筒が、外筒の中に嵌められ、戻し手段によって保持されるロックフックによって外筒にロックされると、所与の移動範囲(A)にわたる内筒における把持ヘッドの下向きの並進運動は、作動レバーを、作動位置から第2の中立位置にピボット運動させ、同時にロックフックを、ロック位置からロック解除位置にピボット運動させ、次いで、把持フックを、その自重及び第1の戻し手段の弾性の両方の影響により、把持ヘッドの溝へピボット運動させ、従って、内筒及び外筒を互いからロック解除し、次いで、内筒が、移動範囲(A)の最後に、ヘッドによって把持され、
把持ヘッドと内筒が把持フックによって互いにロックされると、移動範囲(A)より大きい所与の移動範囲(B)にわたる把持ヘッド及び外筒内の内筒の下向きの並進運動は、把持フックを、把持ヘッドの溝から解放させ、次いで、作動レバーを第2の中立位置から外し、同時にロックフックを、少なくとも自重の影響により、ロック解除位置からロック位置にピボット運動させ、従って、内筒を把持ヘッドからロック解除し、移動範囲Bの最後において、内筒と外筒とが互いにロックされる、
ように構成される、システムに関する。
本発明によるかかるシステムは、製造が簡単であり、信頼性があり、素早く使用できるので、特に有利である。
SH筒が、離れたところにある把持部材によりIH筒の中に据え付けられた構成において、本発明によるシステムを用いて行われるIH筒内へのSH筒のシールしたロックは頑丈であり、SH筒とIH筒との間の冷却システムの冷却材を、通常少なくとも160barの比較的高い圧力下で配置することができる。
さらに、材料の試料を、ブラインド状態、すなわち視認できない、又はカメラなどの何らかの他の技術的手段を用いて、要素がロック状態にあるかどうかをチェックできない構成において、確実に取り扱うことができる。実際、必要なのは、把持部材がSH筒に向かって、かつSH筒内への移動範囲(A、B)を移動したかをチェックすることだけである。
本発明によるシステムは、外筒の中に収容される内筒を把持し、ロック/ロック解除することが必要な任意の用途に用いることができる。
第1の変形によれば、外筒の溝は外筒の周縁全体の周りに延びる。
代替的に、第2の変形によれば、外筒の部分にわたって延びる少なくとも1つの溝を設けることができる。
作動レバーは、有利なことに、製造が簡単な突起部で構成される。
内筒は、材料試料ホルダ筒を構成することができ、外筒は、測定計装ホルダを構成することができる。
1又はそれ以上の照射実験後、内筒1は、収容された外筒2からロック解除し、把持部材6は、内筒をピット3から取り出すために、ロック解除された内筒1を把持し、内筒と共に再び引き上げる、必要がある。
本明細書において、矢印Dは、把持部材6の下降運動を示し、矢印Rは、把持部材6の上昇運動を示すと特定される。
移動範囲B自体は、内筒1を解放し、外筒2にロックするときの下向き運動の最後に、把持部材6により達成される移動量を示す(図5A乃至図5J)。
内筒1及び外筒2がロックフック40によって互いにロックされている際に、内筒1を取り出すことが所望される場合、把持部材6が引き下げられる(図4A及び図4B)。
次に、把持部材6の下降は、移動範囲Aの端部で停止し、把持フック41は、その把持位置に向かって、筒1の内側に向かってピボット運動し続ける(図4F)。
次に、把持部材6の引き上げが続く(図4H乃至図4J)。把持部材6及び捕捉装置4は、内筒1が外筒2から取り出される際の、内筒1の周縁における溝80内に収容されたシール8の摩擦力を克服するような寸法にされる(図4J)。
把持部材6の引き下げは継続し、これにより、把持フック41が把持部材6の溝60から解放される(図5E)。
把持部材6の引き下げは、移動範囲Aより大きい移動範囲Bの移動が達成されるまで継続する(図5F)。この位置において、作動レバー44は、把持部材6によってノッチ11内の中立位置に保持される。
次いで、把持部材6の引き上げは、作動レバー44が、自重により下向きにピボット運動し、最初の作動位置に戻るまで、継続することができる(図5J)。
従って、例えば、図示される把持フック41のL字形状を変更することができ、同様に、ロックフック40及び作動突起部44の形状も変更することができる。
さらに、特に、シール8のより大きいシール力を克服できるように、捕捉装置4の数を増やすこともできる。
2:外筒
3:水を充填したピット
4:捕捉装置
5:弾性戻し手段
6:把持部材
7:追加の弾性戻し手段
8:シール
10:内筒の上部
10a:上部端
11:ノッチ
12:突起部
20:外筒の溝
40:ロックフック
40a:フィンガ
40b:ヨーク
41:把持フック
42、43:ピボット・ピン
44:作動レバー
50、70:押し付け中央巻部
60:把持部材の溝
71、72:座巻
80:内筒の周縁部の溝
X:長手方向軸
Y1、Y2:Xと直交する軸
D:把持部材の下降運動
R:把持部材の上昇運動
Claims (15)
- 把持及びロック/ロック解除システムであって、
外筒(2)と、前記外筒の内側に嵌るように設計された内筒(1、10)と、前記内筒(1)に収容されるように設計された把持ヘッドを有する把持部材(6)とを含み、前記外筒及び前記把持ヘッドは、それぞれ周辺部に少なくとも1つの溝(20、60)を含み、前記内筒は上部端(10A)において接続された少なくとも1つの捕捉装置(4)と、前記内筒の前記上部端に形成された少なくとも1つのノッチ(11)とを含み、
前記捕捉装置は、
ロックフック(40)と呼ばれ、前記外筒(2)の前記溝(20)内に収容されて前記内筒と前記外筒とが互いにロックされるロック位置と、前記溝から離れたロック解除位置との間に、前記内筒の長手方向軸(X)と直交するピボット・ピン(42)の周りでピボット運動するように取り付けられた第1のフックと、
把持フック(41)と呼ばれ、前記把持ヘッド(6)の前記溝(60)内に収容されて前記内筒を把持する把持位置と、前記溝から離れた少なくとも1つの解放位置との間に、前記内筒の前記長手方向軸(X)と直交するピボット・ピン(43)の周りで、前記第1のフック(40)上でピボット運動するように取り付けられた第2のフックと、
前記ノッチから離れかつ前記内筒の中に突出しない第1の中立位置と、前記ノッチに収容された第2の中立位置との間で前記ロックフックがその周りをピボット運動する前記ピボット・ピン(42)に取り付けられた作動レバーであって、前記内筒の中に突出する作動位置を通り、この作動位置と前記第2の中立位置との間で前記ロックフックに回転可能に接続され、前記第1の中立位置と前記第2の中立位置との間では前記ロックフックとは独立して自由に回転する、前記作動レバーと、
前記把持フック(41)を前記解放位置から前記把持位置に戻すための第1の弾性戻し手段(5)と、
を含み、
前記システムは、
前記内筒(1)が、前記外筒(2)の中に嵌められ、前記ロックフック(40)によって前記外筒(2)にロックされると、所与の移動範囲(A)にわたる前記内筒(1)における前記把持ヘッド(6)の下向きの並進運動は、前記作動レバー(44)を、前記作動位置から前記第2の中立位置にピボット運動させ、同時に前記ロックフック(40)を、前記ロック位置から前記ロック解除位置にピボット運動させ、次いで、前記把持フック(41)を、その自重及び前記第1の弾性戻し手段(5)の弾性の両方の影響により、前記把持ヘッドの前記溝(60)へピボット運動させ、それにより前記内筒及び前記外筒を互いからロック解除し、次いで、前記内筒が、前記移動範囲(A)の最後に、前記ヘッドによって把持され、
前記把持ヘッド(6)と前記内筒(1)とが前記把持フック(41)によって互いにロックされると、前記移動範囲(A)より大きい所与の移動範囲(B)にわたる前記把持ヘッド及び前記外筒内部における前記内筒の下向きの並進運動は、前記把持フック(41)を、前記ヘッドの前記溝(60)から解放させ、次いで、前記作動レバー(44)を前記第2の中立位置から外し、同時に前記ロックフック(40)を、少なくとも自重の影響により、前記ロック解除位置から前記ロック位置にピボット運動させ、それにより前記内筒(1)を前記把持ヘッドからロック解除し、前記移動範囲Bの最後に、前記内筒と前記外筒とが互いにロックされる、
ことを特徴とする把持及びロック/ロック解除システム。 - 前記内筒(1)の前記上部端に接続された複数の捕捉装置(4)を含み、前記捕捉装置は、ロック用負荷及び把持用負荷の配分を静定的に特定するために、前記内筒の周縁部の周りに配分されることを特徴とする、請求項1に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記内筒の前記長手方向軸(X)の周りに120°離間して配置された3つの前記捕捉装置(4)を含むことを特徴とする、請求項2に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記第1の弾性戻し手段(5)は、前記把持フック(41)が周りをピボット運動する前記ピボット・ピン(43)の周りに取り付けられたねじりコイルばねからなり、前記ねじりコイルばねの2つの座巻は固定され、押し付け中央巻部分(50)は、前記把持フック(41)を押し付けるように構成されることを特徴とする、請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記ロックフック(40)を前記ロック解除位置から前記ロック位置に戻すための第2の弾性戻し手段(7)を含むことを特徴とする、請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記第2の弾性戻し手段は、前記ロックフック(40)が周りをピボット運動する前記ピボット・ピン(42)の周りに取り付けられたコイルねじりばね(7)からなり、前記ねじりコイルばねの2つの座巻(71、72)は固定され、押し付け中央巻部分(70)は前記ロックフック(40)を押し付けるように構成されることを特徴とする、請求項5に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記ロックフックは、前記外筒(2)の前記溝(20)を補完する形状のフィンガ(40a)と、前記フィンガに接続され、内部に前記把持フック(41)が取り付けられる概ねV字形状のヨーク(40b)とからなることを特徴とする、請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記外筒(2)の前記溝(20)は、前記外筒の周縁部全体の周りに延びることを特徴とする、請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記外筒(2)の部分にわたって延びる少なくとも1つの溝(20)を含むことを特徴とする、請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記把持ヘッド(6)の前記溝(60)は、前記把持ヘッドの周縁部全体にわたって延びることを特徴とする、請求項1〜請求項9のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記作動レバー(44)は突起部からなることを特徴とする、請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記内筒(1)及び/又は前記外筒(2)は、互いにシールされた組立体を形成するために、1つ又はそれ以上のシールを含むことを特徴とする、請求項1〜請求項11のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記把持部材及び/又は前記捕捉装置は、前記内筒が、前記外筒に挿入される又は前記外筒から引き出される際の、前記シール(8)の摩擦力を克服するような寸法にされることを特徴とする、請求項12に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 前記内筒は、材料試料ホルダ筒を構成し、前記外筒は、測定計装ホルダ筒を構成することを特徴とする、請求項1〜請求項13のいずれか一項に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
- 核燃料などの核物質の試料を収容するための前記試料ホルダ筒を、測定センサ及び冷却システムを収容するための前記測定計装ホルダ筒に挿入する及び前記測定計装ホルダから引き出すためのシステムを構成することを特徴とする、請求項14に記載の把持及びロック/ロック解除システム。
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