JP5950134B2 - メンテナンス性が改良されたプレス機 - Google Patents

Description

本発明は、メンテナンス性が改良されたプレス機、例えば、核燃料ペレットの製造用のプレス機に関する。

核燃料ペレットの製造用のプレス機は、二つの抜き型である下部抜き型と上部抜き型との間で核燃料粉末をプレスするための成形用金型が作られたテーブルを有する。上部抜き型は、プレスが行われる際に、金型内を移動し、下部抜き型は静止している。

例えば、粉末は、酸化プルトニウムと酸化ウランとの混合で作られる。

テーブルは、複数の抜き型により同時にプレスされる、複数の金型を含む。各上部抜き型は、コンペンセータにより支持され、このコンペンセータは、アクチュエータによりテーブルに対して移動する、共通の支持部に取り付けられている。この支持部は、“コンペンセータ枠”と呼ばれる。

コンペンセータは、コンペンセータ枠に形成された穴の内側をシール状態で自在に動く、ピストンを形成する。ピストンの端部と、穴の端部との間には、抜き型を支持するピストンをコンペンセータ枠の外側に向けて押すように、圧油が注入される。各穴は、互いに連通され、コンペンセータは、異なる抜き型における油圧のバランスをとる。

各コンペンセータは、油圧が適用される大径部と、自由端が抜き型を支持する小径部とを含む。

大径部は、その周囲に、シール手段を含む。コンペンセータは、小径部を囲むブッシングにより、穴の内部をガイドされる。ブッシング自体は、コンペンセータの穴の内部にねじ込まれたナットにより、穴の内部で保持される。また、ブッシングは、その外周面と、その内周面とに、シール手段を有する。

金型及び核燃料粉末の汚染を防ぐために、コンペンセータのアセンブリの信頼性の高い密閉性が要求される。安全上の理由から、プレス機はグローブボックスの中に配置され、それ故に、プレス機での作業は、長くて退屈であることを想起されたい。さらに、粉末が汚染された場合、ペレットは廃棄される必要がある。そして、密閉性は、定期的にモニターされ、コンペンセータの分解を必要とする。これは、保持用のナットの取り外しにより行われ、ガイド用のブッシングが引き出され、最終的に、コンペンセータが穴から抽出される。ガイド用のブッシングは、しばしば、穴の中で引っ掛かり、この場合、ブッシングおよび穴の内部を損傷し得る張力を、ブッシングに適用する必要がある。さらに、このゾーンは、アクセスが困難であり、作業は、常に、グローブポートを通じて行われる必要がある。この大きな力は、アーム長で適用される。ブッシングが再組立される場合、シール手段も損なわれる可能性がある。

その結果として、本発明の目的は、信頼性が改善され、メンテナンスが容易な、プレス機用のコンペンセータのアセンブリを開示することである。

この目的は、ガイド用のブッシング及び保持用のナットのアセンブリであって、ガイド用のブッシングと保持用のナットとの間に軸方向のクリアランス及び半径方向のクリアランスを保った状態で、互いに軸方向に固定され、組立時に、穴の中及びコンペンセータの周囲で、ブッシングの自動心立てを可能とし、シール手段の劣化を防ぐ、アセンブリにより、達成される。また、ブッシングは、ナットに対して、回転自在である。従って、ナットが締められるまたは緩められる際に、ブッシングは回転せず、このことは、ブッシングが有するシール手段を損なうリスクを低減する。

分解時に、ガイド用のブッシングは、保持用のナットと共に外され、従って、その取り外しは容易である。

そして、本発明の目的は、プレス機のコンペンセータのガイド及び保持アセンブリであって、
−アセンブリの穴におけるコンペンセータのガイド用のブッシングであり、ガイド用のブッシングが、コンペンセータの周りに取り付けられる、ブッシングと、
−穴にねじ込まれる保持用のナットであり、このガイド用のブッシングが、コンペンセータの肩部と保持用のナットとの間に配置される、保持用のナットと、
−ガイド用のブッシングと保持用のナットとを、ガイド用のブッシングと保持用のナットとの間に軸方向及び半径方向のクリアランスを保った状態で、軸方向に固定する固定用の手段であり、この手段が、ガイド用のブッシングが、保持用のナットに対して、回転自在である、固定用の手段と、を有するアセンブリである。

ガイド用のブッシングは、その長さの一部に亘って、保持用のナットに囲まれ、保持用のナットに形成されるとともに半径方向の内側の端部がガイド用のブッシングの外周面に形成される環状の溝に開口する半径方向の穴に収容される、少なくとも二つの半径方向のピンを、固定用の手段が有し、半径方向のピンの半径方向の内側の端部と溝の半径方向の底部との間に、半径方向のクリアランスが備えられ、半径方向のピンの半径方向の内側の側縁と溝の側縁との間に、軸方向のクリアランスが備えられることが有利である。

半径方向のピンの位置は、止めねじにより、半径方向の収容部において保持されることが好ましい。止めねじの位置は、例えば、センターポンチにより、または、ねじ緩み止めにより、軸方向に固定されてもよい。ピンの半径方向の内側の端部は、小さい直径を有することが有利である。半径方向のピンは、数が３個で、互いに120°で配置されることが好ましい。

ガイド用のブッシングは、その内周面に、コンペンセータのガイド部分を有してもよい。

一実施形態では、保持用のナットは、ガイド用のブッシングと接する面とは反対側の横方向の面に、型を有し、この型が、ツール上の型と協働して、保持用のナットに、締める／緩める力を適用する。

本発明の他の目的は、
−少なくとも二つの成形用金型を備えるテーブルと、
−成形用金型に侵入する、長手方向軸の抜き型と、
−抜き型を、成形用金型に向けて縦軸方向に移動するために、アクチュエータにより移動可能な、抜き型の支持部と、
−各抜き型に関連するコンペンセータであり、各コンペンセータが長手方向軸を有し、支持部の穴にシール状態で取り付けられ、液圧が適用される長手方向の第一の端部と、抜き型を保持する長手方向の第二の端部とを有し、複数の穴が、互いに流体連通される、コンペンセータと、
−各穴に取り付けられる、本発明に従うコンペンセータのガイド及び保持アセンブリと、
を含む、プレス機である。

例えば、このプレス機は、核燃料ペレットの製造のプレス機を構成する。

コンペンセータの保持用のナットを締めかつ緩めるための、本発明によるプレス機のコンペンセータのガイド及び保持アセンブリ用の組み立て及び分解ツールは、長手方向の軸を有するとともに、内部にコンペンセータの第二の端部が適合される第一の端部で開口する中央のキャビティを有してもよく、この開口する第一の端部が、ナットのハウジング上の突出したまたは凹んだ型にそれぞれ対応する、凹んだまたは突出する型が備えられる環状の表面で囲まれ、第二の端部には、長手方向の軸周りにツールに回転力を適用する手段を有してもよい。

ツールは、突出する型を備えてもよく、ナットは、凹んだ型を備えてもよい。

ツールに回転力を適用する手段は、例えば、ツール上へのレバーの取り付けと角度固定化のための型、例えば、凹んだまたは突出した多角形の型から成る。

中央のハウジングの側壁は、穴が開けられていることが好ましい。

このハウジングの深さは、ナットから突出するコンペンセータ部分の長さ、または、ナットから突出するコンペンセータ部分および抜き型により形成されるアセンブリの長さに略一致するように作られてもよい。

本発明は、以下の説明および添付図面を読んだ後に、より良く理解されよう。

本発明が適用可能な、核燃料ペレットの製造用プレス機の概略図である。 図１のプレス機に適合される、上部抜き型が備えられるコンペンセータ枠の部分断面図である。 図２の詳細部分の拡大図である。 図３とは異なる断面に沿う、保持用のブッシング及びガイド用のナットアセンブリから成る、単独で示される、アセンブリの長手方向断面図である。 図４Ａの詳細図である。 図４Ａにおける平面Ａ−Ａに沿う断面図である。 ガイド用のブッシング及び保持用のナットを分解するためのツールの実施形態の、長手方向断面図である。 ガイド用のブッシング及び保持用のナットを分解するためのツールの実施形態の、長手方向断面図である。

図１は、核燃料ペレットの製造用プレス機の概略図である。

本発明は、どのような種類の液圧プレス機にも適用可能であり、原子力分野には限定されない。本発明は、その簡易化されたメンテナンス性により、清浄度が重要な基準である分野においてのみならず、プレス機を含むすべての分野において、特に有利である。

図１におけるプレス機は、グローブボックスタイプの密閉格納容器２に収容されている。このプレス機は、ガイド柱８に沿って移動自在に取り付けられる、成形用金型６を支持するテーブル４と、テーブル４を動かすための下部アクチュエータViと、下部抜き型１４用の固定支持部１２と、上部抜き型１６用で、移動支持部１５と、を含み、上部アクチュエータVsにより可動する。移動支持部１５は、コンペンセータ枠を形成し、コンペンセータ（不図示）および上部抜き型１６を保持する。図例では、アクチュエータは、密閉状態で、密閉格納容器２の壁を貫通している。

図２は、コンペンセータ枠１５の詳細図を示し、図３は、コンペンセータ枠の穴に取り付けられるコンペンセータを単独で示す。

コンペンセータ枠１５は、長手方向軸Xの穴１８が機械加工されたプレートにより形成され、各穴が、コンペンセータ２０を保持する。図例では、穴１８は、貫通穴であり、一端がプラグ２２により閉じられ、他端にはコンペンセータが存在する。

各穴１８は、小径の第一の部位１８．１と、環状の接触面１８．３を通じて小径の第一の部位１８．１に接続される、大径の第二の部位１８．２とを有する。コンペンセータ２０は、大径の第一の部位２０．１と、肩部２０．３を通じて大径の第一の部位に接続される、小径の第二の部位２０．２とを含む。大径の第一の部位２０．１は、穴１８の小径の第一の部位１８．１の内部に適合する。

例えば、コンペンセータ２０の大径の第一の部位２０．１は、シール手段２６が内部に取り付けられる、溝２４と、溝２４の両側に位置し、ガイドリング３０が取り付けられる、二つの溝２８とを有する。コンペンセータ２０大径の第一の部位２０．１の端部は、穴１８の端部に固定される二つの回転防止ピン３１を保持する、二つの穴２９を有する。

各穴の端部と、穴の内部に適合されるコンペンセータの端部とが、圧油で充たされるチャンバー１９を区切る。全ての穴のチャンバー１９は、互いに流体連通され、チャンバー１９間で油の循環を可能とし、プレスステップ中に、金型での圧力バランスを取る。

コンペンセータ枠の前面に作られた分岐接続部１９（図２）が、穴の充填に用いられる。

ガイド用のブッシング３２は、穴１８の大径の第二の部位１８．２に組み込まれ、環状の接触面１８．３に接して止まる。このブッシング３２は、コンペンセータ２０の小径の第二の部位２０．２を囲む。このブッシングは、大外径部３２．１と、肩部３２．３を通じて接続される小外径部３２．２とを含む。

図例では、ガイド用のブッシング３２は、その外周面に、二つのシール手段３４を有し、軸方向にずれた二つのシール手段３５とコンペンセータのガイド部位３６とを、その内部周囲に含む。このガイド部位は、小外径部３２．２に組み込まれる。各シール手段３５は、溝の底部に半径方向に取り付けられるＯリングと、溝からの出口に、コンペンセータに摩擦を適用するシーリングリングとを有することが有利である。そして、このリングは、Ｏリングと、圧油とにより、コンペンセータに向かって押しつけられる。

保持用のナット３８は、穴１８の大径の第二の部位１８．２に組み込まれ、ガイド用のブッシング３２の肩部３２．３に接触保持されている。

保持用のナット３８は、大内径部３８．１と、小内径部３８．２とを有する。この保持用のナット３８は、その大内径部３８．１が、ガイド用のブッシング３２の小外径部３２．２を囲むように、ブッシング３２の周りに取り付けられている。

保持用のナット３８は、その外周面に、大径の第二の部位１８．２のねじ山と協働する、ねじ山４０を有する。この保持用のナットには、その内周面に、例えばリップシールタイプのシール手段４２が取り付けられ、コンペンセータの小径の第二の部位２０．２に摩擦を適用する。

ナットの大内径部３８．１の内径と、ブッシング３２の小外径部の外径との間には、ブッシングがナットに無理に取り付けられないように、クリアランスが設けられている。

図４Ａは、ガイド用のブッシング３２と保持用のナット３８とのアセンブリの断面図を示し、図３とは異なる断面で、単独で示される。

本発明によれば、ブッシング３２及びナットは、互いに軸方向及び半径方向に結合され、部品間に軸方向及び半径方向のクリアランスを残している。ブッシング３２と、ナット３８との間には、固定手段４４が、クリアランスを伴って、備えられる。

図４Ｂ及び図４Ｃに有利に示される例では、固定手段４４は、互いに120°で配置され、ナットの小内径部に形成され、ブッシング３２の小外径部３２．２の周囲に形成される溝４８に開口する、三つの半径方向の穴４６と、収容部４６に適合し、溝４８に侵入する、ピン５０と、を含む。ピンの外形寸法と、溝４８の寸法とは、半径方向及び軸方向のクリアランスを保証するように選択される。ピン５０は、収容部４６にスライド自在に組み込まれる。

この固定手段は、二つのピンを含んでもよいが、三つのピンの使用が、ブッシングに対するナットの偏りのリスクを低減する。

溝４８は、ブッシングに対するナットの角度合わせを不要とする。さらに、ブッシングは、ナットに対して回転が固定されない。従って、ナットを締める、または緩める際に、ブッシング３２は、ナットと共に回転せず、シール手段に力がかからない。

有利な図例では、ピンの横方向位置、すなわち、半径方向のクリアランスは、ピンが挿入された後に半径方向の穴４６にねじ込まれる止めねじ５２により、調整される。

止めねじの利用は、許容公差すなわちクリアランスを追加可能なさらなる余地を提供する。この余地は、軸方向のクリアランスの改善を可能とする。

止めねじ５２は、長期間ピンを固定位置に保つために、例えば、ねじ緩み止めにより、または、センターポンチにより、回転が防がれることが有利である。この恒久的な取り付けは、非常に容易に、クリアランスを恒久的に固定することができる。これは、プレス機の寿命中に、ブッシング及びナットが、分離される必要がないことから、可能である。

環状の溝４８に侵入するピン５０の端部は、ブッシング３２に脆弱部分が生じないように、環状の溝４８のサイズを制限可能な、直径が縮小された部位を有する。この直径が縮小された部位は、ブッシング３２及びナット３８のアセンブリのコンペンセータ枠の穴への挿入中に、ブッシング３２の接触部に対して、非結合のガイドを提供する。固定位置では、締結力は、図４Ａにおける接触面５７での部品３２及び３８の接触面により抗される。

例えば、ブッシング３８とナット３７との間には、0.045mmから0.355mmの間の軸方向のクリアランスが存在する。止めねじ５２が取り付けられると、締結力が調整され、0.05mmから0.139mmの間の半径方向のクリアランスが維持される。

従って、ブッシング３２は、ナット３８が緩められると、取り外せる。

また、これらの固定手段は、コンペンセータのシール手段を損なわないという利点をも有する。

図５Ａ及び図５Ｂは、保持用のナット３８を締め／緩めるために、特に適したツールを示す。

図５Ａにおいて、ツール５４は、コンペンセータ２０に抜き型が取り付けられていない場合に、保持用のナット３８を締め／緩めるために、適用される。ツール５４は、締め方向または緩め方向の回転にナットを引っ張る手段を有する。

図例では、ツール５４は、長手方向の第一の端部に、長手方向に延びる三つの突出するピン５８を備える、環状の面５６を有する。ピン５８は、穴１８の外側に向かって配向される保持用のナット３８の一方の面に形成される、対応する三つの収容部５９に侵入するように作られている。例えば、ピン５８は、横方向の面５６に形成される穴に取り付けられるスタッドから形成される。このツールは、少なくとも二つのピン、好ましくは、少なくとも三つのピンを有する。

また、ツール５４は、環状の面５６に囲まれる、中央のキャビティ６０を有する。このキャビティ６０は、コンペンセータ２０の突出する端部を収容する。

ツール５４は、ピンを保持する端部とは反対側の長手方向の端部に、型６２を有し、この型には、ツールが取り付けられてレバーを形成し、長手方向の軸回りで、このツールにトルクを与えることが可能である。図例では、型６２は突出し、六角形の形状であり、ツールはラチェットハンドルである。代わりに、型は凹み、六角形または正方形等の形状を有してもよく、続いて、レバーが特有の角度でツール５４に固定され、レバーへのトルクの適用が、ツールの回転を生じる。

中央のキャビティ６０の側壁は、ツール５４の質量を低減するために、穴が開けられていることが有利である。このツールは、組立及び分解作業中に、アーム長で保持される。

代わりに、保持用のナットが突出するピンを有し、ツールが対応する凹み型を有することも考えられる。

図５Ｂにおいて、ツール５４´は、ツール５４と同等である。しかしながら、このツールは、コンペンセータ２０に抜き型が取り付けられた場合に、保持用のナット３８を締め／緩めるために、適用される。これを実現するために、中央のキャビティ６０は、コンペンセータと抜き型とに対応するように、より深い深さを有する。

以下に、ブッシング及びナットのアセンブリを用いたコンペンセータの分解及び組み立てを説明する。

プレス機のメンテナンス作業中に、コンペンセータのシール手段が確認される。以下、上部の抜き型がコンペンセータから外された場合を考える。

ツール５４が、抜き型の周りに取り付けられ、ピン５８が、ナットの収容部に対向するように配向される。続いて、ツールが、ナットに向かって軸方向に動かされ、ピンが、収容部に侵入する。トルクが、ナット３８を緩める方向で、ツール５４に適用される。ナット３８が回転して、緩む。略同時に、ブッシング３２が、ナット３８の回転及び軸方向移動中に引っ張られ、軸方向及び半径方向のクリアランスに因り、ブッシング３２の移動が、僅かに遅れて生じる。

ナット３８及びブッシング３２が、外される。続いて、コンペンセータ２０が、コンペンセータに張力を適用することで、穴１８から抽出される。

シール手段が確認され、必要に応じて交換される。

再組立時は、スリーブ（不図示）を有利に用いて、コンペンセータ２０が、穴１８に挿入される。コンペンセータは、穴の端部に取り付けられた回転防止ピンが、コンペンセータの穴に侵入するように配向される。

続いて、ブッシング３２及びナット３８のアセンブリが、穴１８に挿入され、コンペンセータの周りに取り付けられる。ブッシング３２は、シール手段の損傷を避けるために、特に注意深く取り付けられる。続いて、ナット３８が、穴にねじ込まれ、ナットは、ブッシングが穴の環状の接触面に接して止まるまで、ブッシング３２を軸方向に押す。半径方向及び軸方向のクリアランスに因り、ブッシング３８は、シール手段を損なうことなく、コンペンセータ２０上及び穴１８内に配置可能である。

本発明は、シール手段を保護しつつ、ガイド用のブッシングの分解およびブッシングの組み立てを容易にすることにより、プレス機のメンテナンス、とりわけ、コンペンセータのメンテナンスを容易にする。

Claims (9)

1. プレス機のコンペンセータのガイド及び保持アセンブリであって、
   −アセンブリの穴におけるコンペンセータ（２０）のガイド用のブッシング（３２）であり、前記ガイド用のブッシングが、前記コンペンセータ（２０）の周りに取り付けられる、ブッシングと、
   −前記穴（１８）にねじ込まれる保持用のナット（３８）であり、前記ガイド用のブッシング（３２）が、前記コンペンセータ（２０）の肩部（２０．３）と前記保持用のナット（３８）との間に配置される、保持用のナットと、
   −前記ガイド用のブッシング（３２）と前記保持用のナット（３８）とを、前記ガイド用のブッシング（３２）と前記保持用のナット（３８）との間に軸方向及び半径方向のクリアランスを保った状態で、軸方向に固定する固定用の手段（４４）であり、前記手段（４４）が、前記ガイド用のブッシング（３２）が、前記保持用のナット（３８）に対して、回転自在である固定用の手段と、
   を有するアセンブリ。
2. 前記ガイド用のブッシング（３２）が、その長さの一部に亘って、前記保持用のナット（３８）に囲まれ、前記保持用のナット（３８）に形成されるとともに半径方向の内側の端部が前記ガイド用のブッシング（３２）の外周面に形成される環状の溝（４８）に開口する半径方向の穴（４６）に収容される、少なくとも二つの半径方向のピン（５０）を、前記固定用の手段（４４）が有し、
   前記半径方向のピン（５０）の前記半径方向の内側の端部と前記溝（４８）の半径方向の底部との間に、半径方向のクリアランスが備えられ、前記半径方向のピン（５０）の前記半径方向の内側の側縁と前記溝（４８）の側縁との間に、軸方向のクリアランスが備えられる、
   請求項１に記載のアセンブリ。
3. 前記半径方向のピン（５０）の位置が、止めねじ（５２）により、半径方向の収容部において保持される、
   請求項２に記載のアセンブリ。
4. 前記ピンの前記半径方向の内側の端部が、小さい直径を有する、
   請求項２から３のいずれか１項に記載のアセンブリ。
5. 前記半径方向のピン（５０）が、数が３個で、互いに120°で配置される、
   請求項２から４のいずれか１項に記載のアセンブリ。
6. 前記ガイド用のブッシング（３２）が、その内周面に、コンペンセータのガイド部分を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のアセンブリ。
7. 前記保持用のナット（３８）が、前記ガイド用のブッシング（３２）と接する面とは反対側の横方向の面に、型（５９）を有し、前記型（５９）が、ツール（５４、５４´）上の型（５８）と協働して、前記保持用のナット（３８）に、締める、または、緩める力を適用する、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のアセンブリ。
8. −少なくとも二つの成形用金型（６）を備えるテーブル（４）と、
   −成形用金型に侵入する、長手方向軸の抜き型（１６）と、
   −前記抜き型（１６）を、前記成形用金型（６）に向けて縦軸方向に移動するために、アクチュエータ（Vs）により移動可能な、抜き型（１６）の支持部（１５）と、
   −各抜き型（１６）に関連するコンペンセータ（２０）であり、各コンペンセータ（２０）が長手方向軸を有し、前記支持部（１５）の穴（１８）にシール状態で取り付けられ、液圧が適用される長手方向の第一の端部と、前記抜き型（１６）を保持する長手方向の第二の端部とを有し、複数の前記穴（１８）が、互いに流体連通される、コンペンセータと、
   −前記各穴（１８）に取り付けられる、請求項１から７のいずれか１項に記載のコンペンセータのガイド及び保持アセンブリと、
   を含む、プレス機。
9. 核燃料ペレットの製造のプレス機を構成する、
   請求項８に記載のプレス機。

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