一种电磁锁紧机构及反应堆的运动设备的制作方法

1.本技术涉及核反应堆工程技术领域，尤其涉及一种电磁锁紧机构及反应堆的运动设备。


背景技术：

2.核反应堆工程技术领域，在某运动部件上需设置有一种体积小、工作可靠、控制简单方便的电磁锁止机构，在锁止状态时，锁止机构能承受较大的轴向拉力。在事故或断电情况下，电磁锁止机构能自动脱开释放锁止端头。在现有的核反应堆上尚未有该类电磁锁止机构。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例在于提供一种结构紧凑可靠的电磁锁紧机构，以保证核反应堆运动设备的安全。
4.为达到上述目的，本技术实施例的技术方案是这样实现的：
5.本技术实施例一方面提供一种电磁锁紧机构，包括：
6.运动件；
7.壳体，形成有容纳腔以及夹持敞口，所述夹持敞口用于穿设所述运动件；
8.电磁铁组件，位于所述容纳腔内，所述电磁铁组件固定连接在所述壳体上；
9.夹持组件，位于所述容纳腔内，所述夹持组件包括锁紧件，所述夹持组件的一端固定在所述壳体靠近所述夹持敞口的一端，所述运动件通过所述夹持敞口穿设在所述夹持组件内；以及
10.吸合组件，位于所述容纳腔内，所述吸合组件形成有顶推部和释放部，所述吸合组件能够吸合于所述电磁铁组件，以使所述顶推部抵接所述锁紧件，所述锁紧件锁紧所述运动件；
11.所述电磁铁组件断电后，所述吸合组件能够沿远离所述电磁铁组件的方向移动，以使所述释放部与所述锁紧件对位，所述锁紧件松脱所述运动件。
12.一些实施方案中，所述吸合组件包括：
13.外套筒，所述夹持组件套设在所述外套筒内，所述外套筒的内周面上形成有所述顶推部和所述释放部；
14.导磁体，与所述外套筒固定连接，所述电磁铁组件通电后，所述导磁体能够沿靠近所述电磁铁组件方向移动并吸合在所述电磁铁组件上；以及
15.外弹性件，与所述外套筒连接，所述电磁铁组件断电后，所述外弹性件能够带动所述外套筒和所述导磁体沿远离所述电磁铁组件的方向移动。
16.一些实施方案中，所述外套筒的内周壁形成有第一环面、第二环面，以及连接所述第一环面与所述第二环面的第三环面，所述第一环面的直径小于第二环面的直径，所述顶推部为所述第一环面，所述释放部为所述第二环面或为所述第三环面。
17.一些实施方案中，所述第一环面为圆柱面；和/或，所述第二环面为圆柱面；和/或，所述第三环面为圆锥面。
18.一些实施方案中，所述电磁铁组件固定连接在所述壳体的上端，所述外弹性件的上端连接所述壳体上端，所述外弹性件下端连接所述外套筒；或，
19.所述电磁铁组件固定连接在所述壳体的上端，所述外弹性件上端连接所述外套筒，所述外弹性件下端连接所述壳体下端；或，
20.所述电磁铁组件固定连接在所述壳体的下端，所述外弹性件的上端连接所述壳体上端，所述外弹性件下端连接所述外套筒；或，
21.所述电磁铁组件固定连接在所述壳体的下端，所述外弹性件上端连接所述外套筒，所述外弹性件下端连接所述壳体下端。
22.一些实施方案中，所述外套筒形成有凸缘，所述外弹性件与所述凸缘连接，所述导磁体与所述凸缘固定连接。
23.一些实施方案中，所述夹持组件还包括中套筒，所述中套筒下端固定在所述壳体靠近所述夹持敞口的一端，所述运动件通过所述夹持敞口穿设在所述中套筒内，所述中套筒周向壁上形成有至少一个锁紧槽，所述锁紧件能够在所述锁紧槽内运动。
24.一些实施方案中，所述锁紧件为球体，所述运动件形成有与所述球体配合的环槽；或，
25.所述锁紧件为球体，所述运动件形成有与所述球体配合的凹槽。
26.一些实施方案中，所述电磁锁紧机构还包括止挡组件，所述止挡组件上端连接所述壳体，所述电磁铁组件断电后，所述止挡组件与所述锁紧件抵接。
27.一些实施方案中，所述止挡组件包括：
28.内套筒，套设在所述夹持组件内；以及
29.内弹性件，两端分别与所述内套筒和所述壳体连接，所述内弹性件具有将所述内套筒沿所述夹持敞口方向顶出的弹力，以使所述内套筒的周向壁在所述电磁铁组件断电后能够抵接所述锁紧件。
30.一些实施方案中，所述内套筒远离所述夹持敞口的一端形成有防止所述内套筒滑出所述夹持组件的限位凸环。
31.一些实施方案中，所述电磁锁紧机构还包括连通所述夹持敞口的导向管，所述运动件通过所述导向管穿设于所述夹持敞口内，所述运动件形成有导向凸环，所述导向凸环与所述导向管的内周壁滑动连接。
32.本技术实施例另一方面提供一种反应堆的运动设备，包括：
33.上述任意一项所述的电磁锁紧机构。
34.本技术实施例提供的一种电磁锁紧机构，包括壳体、电磁铁组件、夹持组件、吸合组件和运动件。在出现事故或断电情况下，电磁铁组件失电，吸合组件沿远离电磁铁组件的方向移动，夹持组件的锁紧件退回至吸合组件的释放部，从而脱开运动件，运动件可以在自重或外力下移动。在通电锁紧状态时，顶推部抵接锁紧件，锁紧件锁紧运动件，锁紧件能承受较大的轴向拉力。电磁锁紧机构在断电后，夹持组件松脱运动件的行程为纯机械式运作，可广泛应用于现有核反应堆的运动设备上，工作可靠度高。
附图说明
35.图1为本技术一实施例中的电磁锁紧机构处于通电锁紧状态的结构示意图；
36.图2为本技术一实施例中的电磁锁紧机构处于断电释放状态的结构示意图；
37.图3为本技术一实施例中的电磁锁紧机构的结构示意图，其中示意性的展示了电磁铁组件位于壳体下端；
38.图4为本技术一实施例中的电磁锁紧机构的结构示意图，其中示意性的展示了外弹性件位于壳体下端与外套筒之间；以及
39.图5为本技术一实施例中的电磁锁紧机构的运动件的结构示意图。
40.附图标记说明：
41.运动件1；环槽1a；导向凸环11；壳体2；容纳腔2a；夹持敞口2b；电磁铁组件3；夹持组件4；锁紧件41；中套筒42；锁紧槽42a；台阶面421；吸合组件5；第一环面51；第二环面52；外套筒53；凸缘531；导磁体54；外弹性件55；第三环面56；止挡组件6；内套筒61；限位凸环611；内弹性件62；导向管7。
具体实施方式
42.需要说明的是，本技术提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。具体实施方式中的详细描述应理解为本技术宗旨的解释说明，不应视为对本技术的不当限制。
43.在本技术的描述中，术语“上”、“下”的方位或位置关系为基于图1的电磁锁紧机构的方位或位置关系，需要理解的是，这些方位术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。术语“第一/第二”仅仅是区别不同的对象，不表示二者之间具有相同或联系之处。
44.本技术实施例一方面提供一种电磁锁紧机构，请参见图1，电磁锁紧机构包括运动件1、壳体2、电磁铁组件3、夹持组件4以及吸合组件5。壳体2形成有容纳腔2a以及夹持敞口2b，夹持敞口2b用于穿设运动件1。电磁铁组件3位于容纳腔2a内，电磁铁组件3固定连接在壳体2上。具体地，电磁铁组件3包括磁轭与线圈，线圈缠绕在磁轭上，通电后的线圈能够使磁轭产生一定磁吸力。夹持组件4位于容纳腔2a内，夹持组件4包括锁紧件41，夹持组件4的一端固定在壳体2靠近夹持敞口2b的一端，运动件1通过夹持敞口2b穿设在夹持组件4内。吸合组件5位于容纳腔2a内，吸合组件5形成有顶推部和释放部，吸合组件5能够吸合于电磁铁组件3，以使顶推部抵接锁紧件41，锁紧件41锁紧运动件1。电磁铁组件3断电后，吸合组件5能够沿远离电磁铁组件3的方向移动，以使释放部与锁紧件41对位，锁紧件41松脱运动件1。也就是说，电磁锁紧机构具有两种状态，分别是通电锁紧状态以及断电释放状态。
45.当电磁锁紧机构处于断电释放状态时，电磁铁组件3无电，锁紧件41与释放部对位，运动件1与锁紧件41处于脱离状态。当电磁锁紧机构通电后，电磁铁组件3得电，电磁铁组件3内部磁轭将具有磁吸力，以吸引吸合组件5与电磁铁组件3吸合，从而使夹持组件4与吸合组件5产生相对运动，以使锁紧件41与释放部分离，顶推部与锁紧件41对位，顶推部带动锁紧件41锁紧运动件1，此时电磁锁紧机构转换为通电锁紧状态。
46.当电磁锁紧机构处于通电锁紧状态时，电磁铁组件3有电，吸合组件5与电磁铁组
件3处于吸合状态，顶推部与锁紧件41对位，锁紧件41锁紧运动件1。当电磁锁紧机构断电后，电磁铁组件3失电，电磁体内部磁轭失去磁吸力，吸合组件5脱离电磁铁组件3，以使释放部与锁紧件41对位，从而锁紧件41松脱运动件1，此时电磁锁紧机构转换为断电释放状态。
47.一方面，本技术实施例提供的电磁锁紧机构在出现事故或断电情况下，电磁铁组件3失电，吸合组件5沿远离电磁铁组件3的方向移动，夹持组件4的锁紧件41退回至吸合组件5的释放部，从而脱开运动件1，运动件1可以在自重或外力下移动。，在通电锁紧状态时，顶推部抵接锁紧件41，锁紧件41锁紧运动件1，锁紧件41能承受较大的轴向拉力。另一方面，电磁锁紧机构的各元器组件均位于壳体2内，结构紧凑，仅需对电磁铁组件3通断电即可实现锁紧或松脱控制，控制简单方便。再一方面，电磁锁紧机构在断电后，夹持组件4松脱运动件1的行程为纯机械式运作，可广泛应用于现有核反应堆的运动设备上，工作可靠度高。
48.电磁铁组件3与壳体2的连接方式以及夹持组件4与壳体2的连接方式均不限，示例性的，其连接方式包括但不限于螺栓连接、螺钉连接、焊接、胶接等。
49.一实施例中，请参见图1，吸合组件5包括外套筒53、导磁体54以及外弹性件55。夹持组件4套设在外套筒53内，外套筒53的内周面上形成有顶推部和释放部。导磁体54与外套筒53固定连接。电磁铁组件3通电后，导磁体54能够沿靠近电磁铁组件3方向移动并吸合在电磁铁组件3上。也就是说，外套筒53上设置的导磁体54能够被通电后的电磁铁组件3的磁轭吸引，从而带动外套筒53和与外套筒53连接的外弹性件55一起向电磁铁组件3的方向运动，从而使位于外套筒53内周面上的顶推部与锁紧件41对位，实现对运动件1的锁紧。
50.外弹性件55与外套筒53连接，电磁铁组件3断电后，外弹性件55能够带动外套筒53和导磁体54沿远离电磁铁组件3的方向移动。也就是说，外弹性件55具有弹性，可提供使外套筒53和导磁体54沿远离电磁铁组件3的方向移动的弹力，断电后导磁体54不再受到电磁铁组件3的磁吸力，外弹性件55能够带动外套筒53和导磁体54远离电磁铁组件3，从而使位于外套筒53内周面上的释放部与锁紧件41对位，松脱运动件1。
51.导磁体54的材质不限，导磁体54包括但不限于含有铁或镍或钴等导磁金属的混合材料。示例性的，一实施例中，导磁体54为衔铁，成本低廉，加工方便。
52.导磁体54与外套筒53的连接方式不限，示例性的，其连接方式包括但不限于螺栓连接、螺钉连接、焊接、胶接等。
53.外弹性件55的具体结构不限，示例性的，外弹性件55包括但不限于弹簧、波纹管等。
54.导磁体54与外套筒53的连接位置以及外弹性件55与外套筒53的连接位置均不限，可在外套筒53端部、周向壁等合适位置设置连接节点。示例性的，一实施例中，请参见图2，外套筒53形成有凸缘531，外弹性件55与凸缘531连接，导磁体54与凸缘531固定连接。通过设置凸缘531，外弹性件55和导磁体54均能够通过凸缘531更稳定地与外套筒53连接，以便于传递弹力和磁吸力。
55.一实施例中，请参见图1和图2，外套筒53的内周壁形成有第一环面51、第二环面52，以及连接第一环面51与第二环面52的第三环面56，第一环面51的直径小于第二环面52的直径，顶推部为第一环面51，释放部为第二环面52。也就是说，夹持组件4对运动件1的锁紧与松脱，均通过外套筒53的内周壁与锁紧件41的抵接来实现。当锁紧件41与第一环面51对位后，第一环面51将顶推锁紧件沿靠近运动件1径向的方向运动，从而使锁紧件41锁紧运
动件1。当锁紧件41与第二环面52对位后，由于第二环面52的直径比第一环面51的直径大，因此第二环面52能够为锁紧件41松脱运动件1提供空间，随后运动件1在外力的作用下，能将锁紧件沿远离运动件1径向的方向推开，从而使锁紧件41松脱运动件1。
56.一实施例中，外套筒53的内周壁形成有第一环面51、第二环面52，以及连接第一环面51与第二环面52的第三环面56，第一环面51的直径小于第二环面52的直径，顶推部为第一环面51，释放部为第三环面56。由于第三环面56连接在第一环面51与第二环面52之间，因此，第三环面56可起到过渡效果，同样能够为锁紧件41松脱运动件1提供空间。
57.一实施例中，第一环面51为圆柱面。由于第一环面51用于锁紧运动件1，圆柱面的法向垂直与运动件1的轴向，因此可使第一环面51仅受到垂直于运动件1轴向方向的作用力，而不受沿运动件1轴向的分力，如此电磁铁组件3产生的吸合力只需克服外弹性件55的弹簧力就可维持锁止状态，提高了电磁锁紧机构工作的可靠性。
58.一实施例中，第二环面52为圆柱面。如此，能够使得外套筒53结构紧凑。
59.一实施例中，第三环面56为圆锥面。示例性的，第三环面56的圆锥面沿远离第一环面51的方向的直径逐渐增大，直到第三环面56与第二环面52连接。如此，当锁紧件41与第二环面52的配合切换至与第一环面51的配合时，设置为圆锥面的第三环面56具有过渡效果，能够使电磁锁紧机构的通电锁紧状态与断电释放状态的切换更加顺畅，不易卡滞。
60.一实施例中，请参见图1～图4，电磁铁组件3固定连接在壳体2的上端，外弹性件55的上端连接壳体2上端，外弹性件55下端连接外套筒53；或，
61.电磁铁组件3固定连接在壳体2的上端，外弹性件55上端连接外套筒53，外弹性件55下端连接壳体2下端；或，
62.电磁铁组件固定连接在壳体的下端，外弹性件的上端连接壳体上端，外弹性件下端连接外套筒；或，
63.电磁铁组件固定连接在壳体的下端，外弹性件上端连接外套筒，外弹性件下端连接壳体下端。也就是说，电磁铁组件3和外弹性件55在壳体2内至少可以有四种布置方式。
64.示例性的，请参见图1和图2，电磁铁组件3固定连接在壳体2的上端。外弹性件55例如为压簧，抵接在壳体2上端与外套筒53之间。电磁铁组件3通电时，锁紧件41与顶推部对位，外弹性件55处于受压状态，电磁铁组件3断电后，外弹性件55能够提供沿运动件1轴向向下的推力，以使锁紧件41与释放部对位。
65.示例性的，请参见图4，电磁铁组件3固定连接在壳体2的上端。外弹性件55例如为拉簧，抵接在壳体2下端与外套筒53之间。电磁铁组件3通电时，锁紧件41与顶推部对位，外弹性件55处于受拉状态，电磁铁组件3断电后，外弹性件55能够提供沿运动件1轴向向下的拉力，以使锁紧件41与释放部对位。
66.示例性的，请参见图3，电磁铁组件3固定连接在壳体2的下端。外弹性件55例如为压簧，抵接在壳体2下端与外套筒53之间。电磁铁组件3通电时，锁紧件41与顶推部对位，外弹性件55处于受压状态，电磁铁组件3断电后，外弹性件55能够提供沿运动件1轴向向上的推力，以使锁紧件41与释放部对位。
67.类似的，电磁铁组件3还可以固定连接在壳体2的下端。外弹性件55例如为拉簧，抵接在壳体2上端与外套筒53之间。电磁铁组件3通电时，锁紧件41与顶推部对位，外弹性件55处于受拉状态，电磁铁组件3断电后，外弹性件55能够提供沿运动件1轴向向上的拉力，以使
锁紧件41与释放部对位。
68.一实施例中，请参见图1，夹持组件4还包括中套筒42，中套筒42下端固定在壳体2靠近夹持敞口2b的一端，运动件1通过夹持敞口2b穿设在中套筒42内，中套筒42周向壁上形成有至少一个锁紧槽42a，锁紧件41能够在锁紧槽42a内运动。一方面，中套筒42能够为运动件1的移动起到一定的导向作用。另一方面，锁紧槽42a能对锁紧件41起到限位作用，能够保证锁紧件仅能沿运动件1径向的方向运动。
69.示例性的，一实施例中，中套筒42上开设三个沿中套筒42周向均匀布置的锁紧槽42a，锁紧槽42a的形状适配于锁紧件41的形状，以便于锁紧件41在锁紧槽42a内的运动。
70.一实施例中，请参见图1和图5，锁紧件41为球体，运动件1形成有与球体配合的环槽1a。示例性的，环槽1a为向运动件1内部凹陷的弧面环槽1a，弧面的弧半径略大于球体的半径以便于与其配合锁紧，同时通过调节弧面的弧半径大小可以控制运动件1在被锁紧时的轴向窜动间隙。
71.一实施例中，锁紧件41为球体，运动件1形成有与球体配合的凹槽。凹槽对运动件1的结构强度影响较小，可适使得运动件1与球体的配合更加紧凑。示例性的，凹槽设置成半球面，半球面的球半径略大于球体的半径以便于与其配合锁紧，同时通过调节半球面的球半径大小可以控制运动件1在被锁紧时的轴向窜动间隙。
72.一实施例中，请参见图1和图2，电磁锁紧机构还包括止挡组件6，止挡组件6上端连接壳体2，电磁铁组件3断电后，止挡组件6下端能够推动运动件1移出锁止位置，并与锁紧件41抵接。也就是说，电磁铁组件3断电后，锁紧件41松脱运动件1，运动件1可能受到外力作用直接沿轴向向下运动，也可能不受到外力作用，由止挡组件6将运动件1沿轴向向下推出锁紧位置。因此，一方面，设置止挡组件6可在锁紧件41松脱运动件1后抵接锁紧件41，降低了锁紧件41脱出的概率，提高了电磁锁紧机构的可靠性。另一方面，止挡组件6能提供将运动件1沿轴向向下推出的部分顶推力，有助于运动件1断电后的松脱。
73.具体地，一实施例中，请参见图1和图2，止挡组件6包括内套筒61和内弹性件62。内套筒61套设在夹持组件4内。内弹性件62两端分别与内套筒61和壳体2连接。内弹性件62具有将内套筒61沿夹持敞口2b方向顶出的弹力，以使内套筒61的周向壁在电磁铁组件3断电后能够抵接锁紧件41。
74.内弹性件62的具体结构不限，示例性的，内弹性件62包括但不限于弹簧、波纹管等。
75.内弹性件62的连接位置不限，可在内套筒61端部、周向壁等合适位置设置连接节点。示例性的，请参见图1和图2，内弹性件62抵接在壳体2上端与内套筒61上端之间。
76.一实施例中，请参见图2，内套筒61远离夹持敞口2b的一端形成有防止内套筒61滑出夹持组件4的限位凸环611。示例性的，中套筒42上对应设置有台阶面421，限位凸环611与台阶面421相互止挡，以防止在运动件1沿轴向移出后，内套筒61移动过量而脱出壳体2。
77.一实施例中，请参见图1、图2和图5，电磁锁紧机构还包括连通夹持敞口2b的导向管7，运动件1通过导向管7穿设于夹持敞口2b内，运动件1形成有导向凸环11。导向凸环11与导向管7的内周壁滑动连接。运动件1在导向管7内移动时，导向凸环11保证了运动件1与导向管7的同轴度。
78.示例性的，一实施例中，请参见图5，导向凸环11与导向管7内周壁接触的环面为向
运动件1外侧凸出的弧面，有利于运动件1的顺利穿设于夹持敞口2b内。中套筒42靠近夹持敞口2b的一端以及运动件1均设置有倒角，便于运动件1插入中套筒42中。
79.本技术另一方面提供一种反应堆的运动设备，包括上述任意一项所述的电磁锁紧机构。本技术提供的电磁锁紧机构具备较小的体积与较高的可靠性，可作为关键设备应用于反应堆的运动设备上。
80.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。