具有单独的scram闩锁接合和锁定的控制杆驱动机构的制作方法_4

文档序号:9402062阅读:来源:国知局
接近电磁体240的位置。该旋转围绕臂枢轴点242,保持机构的各个部件安装在固定到(或形成)凸轮棒组件144的顶部的底板244上。当功率被施加到电磁体240时,他们吸引并保持由磁性材料制成的臂230。受到约束的臂反过来又通过销槽232中的凸轮棒销234将凸轮棒160保持在接合位置,从而维持闩锁接合。图23-25分别示出了处于此完全接合位置的保持机构的两个替代等距视图和顶视图。
[0063]参考图26-28 (SCRAM模式)和图29-31 (完全脱开模式),当对电磁体240断电时,电磁体240和臂230之间的吸引力被切断,从而允许臂230旋转脱离接合。平移组件的重量足以使闩锁脱开,并且移动凸轮棒160远离(即向外)以便进行SCRAM。在该动作期间,保持臂230自由地移远。
[0064]特别参照图32,图23-32的保持机构因保持臂230的结构而提供了机械优势。这是由臂枢轴点242、凸轮棒接触点(即凸轮棒销234和销槽232之间的接合)和电磁体保持力接触点(对应于电磁体240的位置)的相对位置来完成的,适当地由磁体240与枢轴点242之间的距离diS和凸轮棒接触点(大约凸轮棒销234)与枢轴点242之间的距离d销量化的。由于这种机械优势,由电磁体240提供的保持力Fi可以减小,以提供用于保持凸轮棒160的给定的力。这便于使用较小且较不复杂的电磁体作为电磁体240以及使用较低的功率需求进行操作。
[0065]图23-32的电磁保持机构的结构将根据凸轮棒160和四连杆机构的结构而有所变化。销槽232布置成容纳水平凸轮棒行程,同时提供适当的接合来旋转水平保持臂230。
[0066]在变型实施例中,磁体被嵌入到保持臂中,以提供增加的保持强度。在一些实施例中,这一增加的力希望足以使得图23-32的保持机构能够执行接合和保持操作,并且例如可以用于取代图2中的实施例的液压提升组件56。
[0067]回顾前面,图23-25示出了处于完全接合位置的凸轮棒160和保持臂230,在对电磁体240供电之前或通过电磁体240保持或通过外部装置接合(例如,比如参考图3-6所描述的外部装置或图7-18实施例的自接合凸轮/闩锁系统)。图26-28示出了 SCRAM模式,其中臂230且因此凸轮棒160对于闩锁来说已经移动得足够,以完全释放连接(即升降)杆和控制杆组件。图29-31示出了完全脱开的位置。由于4连杆机构的动作,凸轮棒160随着它们从接合位置横向移动到脱开位置而上升和下降。这个动作在图24、27和30的等距视图中得到最好地展示。由于保持臂230围绕固定的支柱(枢轴臂点242)枢转,所以销槽232被引入到保持臂230中,以容纳凸轮棒160的上升和下降。这些槽232的尺寸和位置应该被确定成容纳凸轮棒160的上升和下降以及因响应于凸轮棒160上升/下降的四连杆机构动作的凸轮棒160的横向运动。
[0068]当结合本文中参照图7-18所描述的自接合凸轮/闩锁系统使用时,对于保持臂枢轴点242的所示位置的直接机械优势已经被估计约为4.5:1 (对应于图32中的比率(Iniag/dpin)。然而,在这种机械优势与所需的保持力之间不存在直接关系,因为保持臂230不随着凸轮棒160的崩溃平面拉动。需要与保持臂角度的余弦成比例的力校正。用于本文所示的配置的净效应是2.4:1的有效机械优势。这种力平衡连同有效的机械优势示意性地示于图32。图23-32的保持机构具有由保持臂的结构所提供的机械优势的好处。
[0069]参考图33-38,对用于CRDM的另一保持机构实施例进行了说明,其可以与图3_6的实施例结合使用,或者替代图7-18实施例的保持机构150。图33-35分别示出了具有处于未闩锁位置的凸轮系统的CRDM的顶部(更具体地,凸轮组件和保持机构的顶部)的以不同视角的两个等距视图和顶视图。图36-38分别示出了包括具有处于闩锁位置的凸轮系统的保持机构的CRDM的顶部的以不同视角的两个等距视图和顶视图。说明性的图33-38示出了与图3-6的实施例组合的保持机构,且因此凸轮棒标记为图33-38中的凸轮棒50。
[0070]—旦凸轮系统处于接合(即“闩锁”)位置,则图33-38的保持机构就保持凸轮棒50使得它们接合闩锁并且保持连接(即升降)杆的闩锁。图33-38的保持机构包括两个高温磁体260和磁性连杆262,它们在CRDM的顶端连接到两个凸轮棒50中的每一个的上端。两个罐装的高温电磁体以平行方式被适当地用电线连接。
[0071]当凸轮系统从非闩锁位置(图33-35)过渡到接合(闩锁)位置(图36-38)时,接合磁性连杆262的凸轮棒50的上端使磁性连杆262围绕枢轴264旋转,使得远离凸轮棒/磁性连杆关节272的磁性连杆262的端部270由凸轮棒50的向内移动而运动成紧密接近电磁体260。当电磁体260被通电时,磁性连杆262的这些远端270保持抵靠着磁体270,并且防止在连杆262的另一端的凸轮棒50移动。这保持闩锁处于闩锁位置。电磁体260的保持功率足以保持凸轮棒50的重量以及由闩锁施加在凸轮棒50上的力。闩锁状态示于替代的等距视图(图36和37)和平面视图(图38)。固定到(或形成)凸轮棒组件的顶部并支撑保持机构部件的底板278中的槽276在未闩锁/闩锁过渡期间容纳凸轮棒50的横向运动。
[0072]当与图3-6的实施例结合使用时(如图33-38所示),操作如下。当电磁体260断电时,磁性连杆262与电磁体260脱离,且凸轮棒50在其自身重量下自由下降并摆动到非闩锁位置。在非闩锁位置,凸轮棒50与闩锁脱开,然后闩锁可以旋转脱离与连接杆的接合。当凸轮棒50从闩锁脱开时,闩锁可以由闩锁弹簧106(对于图3-6的实施例来说)旋转脱离与连接杆的接合。因此,在非闩锁位置,凸轮棒50不与闩锁接合,闩锁不与升降杆接合,且平移组件(包括升降杆和所连接的控制杆)然后可以在其自身重量下下降(SCRAM)。图33-38的保持结构在如果电源中断电磁体260则连杆将因重力而进行SCRAM的意义上是故障安全的。
[0073]图33-38的保持机构结合图7_18的凸轮布置(自闩锁)的操作是相似的,不同之处在于当电磁体260断电时凸轮棒160不在重力作用下打开,而是由在下降平移组件的升降杆46的上端的凸轮表面凸轮带动打开。(详情请参见图7-18的描述)。此外,电磁体260的断电允许磁性连杆262且因此凸轮棒160自由地移动以执行SCRAM。
[0074]参考图39-48,对用于CRDM的另一保持机构实施例进行了说明,其可以与图3_6的实施例结合使用,或者替代图7-18实施例的保持机构150。图39-48的实施例示出为结合具有如在图2-6的实施例中定向的凸轮棒和凸轮棒连杆的四连杆机构;因此,在图39-48中,凸轮棒和凸轮棒连杆分别标记为凸轮棒50和凸轮棒连杆52。
[0075]图39-48的实施例示出了位于凸轮组件下方的变型闩锁机构,其中液压缸300 (或者可替换地是电磁螺线管)向上提升升降柱塞或活塞302,以在凸轮棒50的底端接合凸轮棒升降辊304,以便提升凸轮棒50—通过由凸轮棒连杆52所提供的四连杆机构的动作,凸轮棒50的这一提升同时向内移动凸轮棒50来接合闩锁。(通过比较,在参考图2所描述的实施例中,位于凸轮组件上方的液压升降组件56抬起凸轮棒50的上端以接合闩锁)。图39-48的实施例还示出了位于凸轮组件上方的保持机构,其中固定到(或形成)凸轮棒组件的顶部的底板308支撑保持机构部件。
[0076]图39示出了凸轮组件的示意性侧视图,其中升降系统(包括结合凸轮棒升降辊304的电磁螺线管或液压缸300和活塞302)未被启动且保持机构(示意性地示出在倾斜视图中)也未被启动。图40示出了与图39相对应的未被启动的保持机构。图41示出了凸轮组件的示意性侧视图,其中升降系统被启动,保持机构仍未被启动。图42示出了与图41相对应的未被启动的保持机构的顶视图。图43示出了其中升降系统和保持机构都被启动的凸轮组件的示意性侧视图,图44示出了启动的保持机构的相应顶视图。图45示出了其中升降系统未被启动且保持机构仍被启动的凸轮组件的示意性侧视图,以及图46示出了启动的保持机构的相应顶视图。图47和48示出了保持机构的几何面貌。
[0077]图39-48的实施例的保持机构保持四连杆机构凸轮系统50、52在杆平移和保持功能期间处于接合位置,并且在随后未被启动时提供SCRAM功能。其还在结构上内化为保持闩锁处于接合位置所需的凸轮棒保持力的大部分,并且利用机械优势来尽量减少剩余的保持力,从而导致结构上有效的单元。
[0078]图39和40示出了处于未被启动状态的保持机构(以及图39中的相关升降系统)。保持机构包括旋转保持棒310、保持螺线管312 (其中螺线管312的壳体是可见的)、保持螺线管柱塞314以及保持棒辊316,该保持机构位于凸轮棒组件的顶部或底板308。图39和40示出了在起动时未被启动的保持机构。在起动前,包括电磁螺线管或液压缸300和升降柱塞或活塞302的升降系统(电磁螺线管或液压)同样未被启动。因此,闩锁不由四杆凸轮系统50、52接合,使得连接杆及连接的控制杆处于完全插入的位置。如在图40的顶视图中最佳示出,在四连杆机构50、52的非闩锁状态,凸轮棒50处于其外侧位置(即,向外移动并远离闩锁)。还要注意的是,底板308包括槽,以容纳凸轮棒50的上端在其内侧(即移入)和外侧(即移出)的水平位置之间运动。
[0079]参考图41和42,在启动升降系统(图41所示)时,升降柱塞或活塞302通过与凸轮棒升降辊304接触来将凸轮棒50提升到R锁接合位置。在升降机构的初始接合,保持机构仍未被启动,如图图41和42所示。由于启动了升降系统,闩锁现在与静止不动的连接杆接合,其中所连接的控制杆处于完全插入的位置。如在图42中最佳示出,凸轮棒50的提升还通过四连杆机构的动作将凸轮棒50移动到其内侧位置,该向内运动就是接合闩锁,正如参照图2-6的实施例所进行的更详细说明。
[0080]参考图43和44,紧随升降系统的启动,保持机构的保持螺线管312被启动,从而扩展螺线管柱塞314,这使得保持棒310随着底板308而围绕保持棒310的枢转接合318旋转。在螺线管柱塞314的完全伸展,保持棒辊316旋转到凸轮棒50的上极端(即上端)后面的位置(再次指出,凸轮棒50的上端突出穿过底板308中的槽),以便在保持容量中起作用。要指出的是,保持螺线管312围绕将螺线管312固定在底板308上的支柱座320自由旋转。还要指出的是,螺线管柱塞314被销连接到保持棒310,其提供旋转自由度用于操作。所有相关部件在该操作阶段的相对定向被示出在图43和44中。
[0081]参考图45和46,保持机构被启动,升降系统可以
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