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CN104217771B - 一种脉冲棒驱动机构 - Google Patents

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CN104217771B CN201410328215.6A CN201410328215A CN104217771B CN 104217771 B CN104217771 B CN 104217771B CN 201410328215 A CN201410328215 A CN 201410328215A CN 104217771 B CN104217771 B CN 104217771B
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范小强
叶岑明
张伟
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Abstract

一种脉冲棒驱动机构，包括连接脉冲棒(5)的连接杆(4)，连接杆(4)与动力机构连接,所述的动力机构的组成是:直线电机的动子(13a)固定在竖立的滑台(8)上，滑台(8)通过导轨副(12)与机架(1)的侧板(1a)相连，直线电机的定子(13b)固定在侧板(1a)上；机架(1)的前板(1c)和后板(1b)上分别安装有前缓冲器(6)、后缓冲器(11)，滑台(8)上安装撞击块(7)，前缓冲器(6)对准撞击块(7)的前部，后缓冲器(11)对准滑台(8)的后部。该种驱动机构能提高发射速度，且在其运行的末端冲击、振荡小，能实现对脉冲棒速度的连续、精确控制。

Description

一种脉冲棒驱动机构
技术领域
本发明涉及一种核反应脉冲堆的脉冲棒驱动机构。
背景技术
核反应堆中的铀氢锆脉冲堆是可以实现瞬发超临界且安全性能高的先进研究堆，它主要以氢作为慢化剂，当功率升高时，温度就会提高，氢的慢化作用减弱，反应性立即降低，反应堆有很大的瞬发负温度系数，因而呈脉冲运行。
脉冲堆反应时通过脉冲棒的插入或退出改变脉冲堆内的中子通量分布，从而启停脉冲堆反应或改变脉冲堆的反应功率。因此脉冲棒驱动装置是脉冲堆的关键设备。目前在用的脉冲棒驱动机构多以冲击气缸作为驱动元件，主要存在以下几个问题：(1)发射速度低，无法继续提高堆的峰值功率；(2)机构端部冲击、振荡较大，容易损坏部件，故障率高；(3)发射过程中对脉冲棒的速度控制不连续、不精确，重复性不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种脉冲棒驱动机构，该种驱动机构能提高发射速度，且在其运行的末端冲击、振荡小，能实现对脉冲棒速度的连续、精确控制。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种脉冲棒驱动机构，包括连接脉冲棒的连接杆，连接杆与动力机构连接,其特征在于：
所述的动力机构的组成是:直线电机的动子固定在竖立的滑台上，滑台通过导轨副与机架的侧板相连，直线电机的定子固定在侧板上；机架的前板和后板上分别安装有前缓冲器、后缓冲器，滑台上安装撞击块，前缓冲器对准撞击块的前部，后缓冲器对准滑台的后部。
本发明的工作过程和原理：直线电机(动子)按设定速度和行程运动，从而驱动滑台沿导轨副向前运动，与滑台相连的脉冲棒也随之向前运动，使脉冲棒按设定速度插入脉冲堆，到达行程终点时，滑台上的撞击块接触前缓冲器，使滑台和脉冲棒稳固地按指定时间停顿在指定位置，完成脉冲棒的发射；随后由直线电机反向驱动，滑台及脉冲棒向后运动，脉冲棒退出反应堆，最后滑台的后部与后缓冲器接触，滑台及脉冲棒稳固地停在起始位置。依此循环即完成脉冲棒的往复脉冲运动，实现对脉冲堆反应的控制。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
一、采用直线电机作为驱动动力源，能更连续、精确地控制脉冲棒的运行速度，且脉冲棒发射的速度高,范围宽(可达0～10m/s)，提高了堆的峰值功率。
二、在驱动行程的前端和末端均设有缓冲器，直线电机的输出力与前、后缓冲器的缓冲力共同作用于滑台，使整个脉冲棒驱动机构受到的冲击、振荡小，既使脉冲棒插入反应堆的深度精确，位置固定，脉冲棒的运行速度连续、精确地受控，又不容易损坏部件，机构的可靠性高；直线电机的伺服驱动系统可以实现对直线电机的，提高了实验的重复性。
进一步，本发明的机架的底板上还安装有慢速驱动机构，慢速驱动机构的组成是：伺服电机通过伺服电机支座固定在机架的底板上，伺服电机的输出轴联接纵向的丝杠，与丝杠配套的丝母通过丝母座固定在移动台上，移动台底部通过慢速导轨副与底板上的导轨支座连接；移动台顶部横向的双杆气缸的缸杆通过连接块与拨叉连接，拨叉与撞击块的侧部耦合。
这样，可在系统预热时，将慢速驱动机构的拨叉与撞击块的侧部对准，双杆气缸的缸杆伸出，使拨叉与撞击块耦合。随后，伺服电机依次通过丝杆、丝母、移动台、气缸、拨叉、撞击块带动滑台及脉冲棒往复运动，以对直线电机驱动机构进行验证、跑合，确保直线电机驱动机构的有效性和可靠性，进一步提高整个系统的精确度和可靠性。预热后，双杠气缸的缸杆缩回，慢速驱动机构与滑台脱开耦合，系统进入正常工作状态，由直线电机驱动机构驱动滑台及脉冲棒进行往复脉冲运动。
其次，在直线电机失效的情况下，可由慢速驱动机构将脉冲棒退出脉冲堆，提高脉冲堆的安全性和可靠性。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1为本发明实施例的正面结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明实施例的立体结构示意图。
具体实施方式
实施例
图1-3示出，本发明的一种具体实现方式是：一种脉冲棒驱动机构，包括连接脉冲棒5的连接杆4，连接杆4与动力机构连接,其特征在于：
所述的动力机构的组成是:直线电机的动子13a固定在竖立的滑台8上，滑台8通过导轨副12与机架1的侧板1a相连，直线电机的定子13b固定在侧板1a上；机架1的前板1c和后板1b上分别安装有前缓冲器6、后缓冲器11，滑台8上安装撞击块7，前缓冲器6对准撞击块7的前部，后缓冲器11对准滑台8的后部。
本例的机架1的底板1d上还安装有慢速驱动机构，慢速驱动机构的组成是：伺服电机9通过伺服电机支座25固定在机架1的底板1d上，伺服电机9的输出轴联接纵向的丝杠22，与丝杠22配套的丝母23通过丝母座24固定在移动台18上，移动台18底部通过慢速导轨副19与底板1d上的导轨支座20连接；移动台18顶部横向的双杆气缸17的缸杆通过连接块15与拨叉14连接，拨叉14与撞击块7的侧部耦合。

Claims (1)

1.一种脉冲棒驱动机构，包括连接脉冲棒(5)的连接杆(4)，连接杆(4)与动力机构连接,其特征在于：
所述的动力机构的组成是:直线电机的动子(13a)固定在竖立的滑台(8)上，滑台(8)通过导轨副(12)与机架(1)的侧板(1a)相连，直线电机的定子(13b)固定在侧板(1a)上；机架(1)的前板(1c)和后板(1b)上分别安装有前缓冲器(6)、后缓冲器(11)，滑台(8)上安装撞击块(7)，前缓冲器(6)对准撞击块(7)的前部，后缓冲器(11)对准滑台(8)的后部；
所述的机架(1)的底板(1d)上还安装有慢速驱动机构，慢速驱动机构的组成是：伺服电机(9)通过伺服电机支座(25)固定在机架(1)的底板(1d)上，伺服电机(9)的输出轴联接纵向的丝杠(22)，与丝杠(22)配套的丝母(23)通过丝母座(24)固定在移动台(18)上，移动台(18)底部通过慢速导轨副(19)与底板(1d)上的导轨支座(20)连接；移动台(18)顶部横向的双杆气缸(17)的缸杆通过连接块(15)与拨叉(14)连接，拨叉(14)与撞击块(7)的侧部耦合。
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