一種離合器接力裝置專利背景

在壓水堆核電站運行期間，反應堆停堆換料操作過程需要將新/乏燃料組件在反應堆廠房和燃料廠房之間往復運輸，運輸?shù)穆窂街行枰獢y帶燃料組件穿過燃料轉(zhuǎn)運通道，從一個廠房運輸?shù)搅硪粋€廠房。三代核電站由于雙層安全殼的設(shè)計，燃料轉(zhuǎn)運通道的長度與二代以及二代改進型核電站相比有了很大的增加，運輸路徑的加長對燃料轉(zhuǎn)運裝置的傳動系統(tǒng)提出了更高的要求。

在實現(xiàn)上述運輸核燃料組件的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)截至2013年1月技術(shù)中至少存在如下問題：

選擇雙齒輪單齒條式接力驅(qū)動，需要解決齒輪齒條進入嚙合瞬間的剛性沖擊問題，否則會發(fā)生撞齒使設(shè)備受損。

選擇雙齒輪單齒條式接力驅(qū)動，還需要解決齒輪齒條進入雙驅(qū)動狀態(tài)之后，由于雙驅(qū)動不同步造成的追齒問題以及尾齒脫離問題。

由于燃料轉(zhuǎn)運裝置在廠房的終端位置（即待傾翻位置）時實現(xiàn)傾翻架和承載器的提升，故必須嚴格保證小車位置的準確性和穩(wěn)定性。

一種離合器接力裝置專利目的

《一種離合器接力裝置》的目的在于提供一種離合器接力裝置，保證雙驅(qū)動接力過程的平穩(wěn)進行。

一種離合器接力裝置技術(shù)方案

《一種離合器接力裝置》采用的技術(shù)方案如下：

一種離合器接力裝置，該裝置包括驅(qū)動軸，驅(qū)動軸上設(shè)有齒輪，齒輪的側(cè)向設(shè)有彈簧盒，驅(qū)動軸與彈簧盒之間設(shè)有平面蝸卷彈簧，平面蝸卷彈簧的內(nèi)端纏繞于驅(qū)動軸上，外端與彈簧盒連接。

進一步，如上所述的一種離合器接力裝置，齒輪通過連接套筒座于驅(qū)動軸的滾動軸承上。

進一步，如上所述的一種離合器接力裝置，驅(qū)動軸與齒輪通過驅(qū)動軸上的軸鍵與齒輪的內(nèi)齒相互配合傳動。

再進一步，如上所述的一種離合器接力裝置，齒輪的外齒與運輸小車的齒條相嚙合。

更進一步，如上所述的一種離合器接力裝置，通過銷釘將平面蝸卷彈簧鉸接在驅(qū)動軸中。

一種離合器接力裝置有益效果

《一種離合器接力裝置》的有益效果在于：《一種離合器接力裝置》的離合器接力裝置的驅(qū)動軸通過軸鍵與齒輪的內(nèi)齒在一定相對位置下發(fā)生連接，利用驅(qū)動軸與齒輪相對角度的變化，達到等效的雙向離合器的效果，平面蝸卷彈簧使進入嚙合瞬間的輪齒接觸變?yōu)槿嵝詻_擊，并結(jié)合復位可靠地保證了進入嚙合過程平穩(wěn)順暢，同時通過控制超越空間的大小和方向，解決了在接力驅(qū)動過程中由于齒輪齒條進入嚙合、脫離嚙合以及雙驅(qū)動不同步造成的碰撞和干涉問題，保證了雙驅(qū)動狀態(tài)下接力過程的平穩(wěn)過渡，接合狀態(tài)穩(wěn)定，整體結(jié)構(gòu)簡單，便于加工和安裝。

圖1為《一種離合器接力裝置》一種離合器接力裝置的結(jié)構(gòu)正視圖；

圖2為《一種離合器接力裝置》一種離合器接力裝置的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；

圖3為平面蝸卷彈簧順時針旋轉(zhuǎn)時軸鍵與齒輪內(nèi)齒的位置示意圖；

圖4為平面蝸卷彈簧逆時針旋轉(zhuǎn)時軸鍵與齒輪內(nèi)齒的位置示意圖；

圖5為實施例中離合器接力裝置安裝在燃料轉(zhuǎn)運裝置的下部傳動機構(gòu)的主視圖；

圖6為圖5的俯視圖；

圖7為圖5的剖面圖；

圖8為實施例中利用《一種離合器接力裝置》離合器接力裝置進行雙驅(qū)動接力過程中齒條與另一側(cè)齒輪接觸前的示意圖；

圖9和圖10為實施例中齒條與齒輪接觸瞬間受力卡死的兩個極限位置示意圖；

圖11為實施例中要避開嚙合死區(qū)時的位置示意圖。

《一種離合器接力裝置》涉及雙驅(qū)動接力領(lǐng)域，具體涉及燃料轉(zhuǎn)運裝置中的一種特種離合器接力裝置。

1.一種離合器接力裝置，其特征在于：該裝置包括驅(qū)動軸（3），驅(qū)動軸（3）上設(shè)有齒輪（1），齒輪（1）的側(cè)向設(shè)有彈簧盒（2），驅(qū)動軸（3）與彈簧盒（2）之間設(shè)有平面蝸卷彈簧（4），平面蝸卷彈簧（4）的內(nèi)端纏繞于驅(qū)動軸（3）上，外端與彈簧盒（2）連接；當且僅當齒輪（1）的內(nèi)齒緊挨驅(qū)動軸（3）的軸鍵（5）時，驅(qū)動軸（3）與齒輪（1）通過驅(qū)動軸上的軸鍵（5）與齒輪（1）的內(nèi)齒相互配合傳動；齒輪（1）在空載狀態(tài)下，平面蝸卷彈簧（4）為齒輪（1）提供與平面蝸卷彈簧（4）纏繞方向相反的力，使齒輪（1）的內(nèi)齒緊挨在驅(qū)動軸（3）的軸鍵（5）的位置。

2.如權(quán)利要求1所述的一種離合器接力裝置，其特征在于：齒輪（1）通過連接套筒座于驅(qū)動軸（3）的滾動軸承上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種離合器接力裝置，其特征在于：齒輪（1）的外齒與運輸小車的齒條相嚙合。

4.如權(quán)利要求1所述的一種離合器接力裝置，其特征在于：通過銷釘將平面蝸卷彈簧（4）鉸接在驅(qū)動軸（3）中。

一種離合器接力裝置操作內(nèi)容

圖1與圖2分別示出了《一種離合器接力裝置》一種離合器接力裝置的結(jié)構(gòu)正視圖和側(cè)視圖，該離合器接力裝置主要包括齒輪1、彈簧盒2、驅(qū)動軸3、平面蝸卷彈簧4和軸鍵5，齒輪1設(shè)置在驅(qū)動軸3上，齒輪1的側(cè)向設(shè)有彈簧盒2，驅(qū)動軸3與彈簧盒2之間設(shè)有平面蝸卷彈簧4，平面蝸卷彈簧4的內(nèi)端纏繞于驅(qū)動軸3上，外端與彈簧盒2連接。該實施方式中驅(qū)動軸3與齒輪1依靠驅(qū)動軸上的軸鍵5與齒輪1的內(nèi)齒6相互配合傳動，齒輪1通過連接套筒座于滾動軸承之上，滾動軸承安裝于驅(qū)動軸3之上，齒輪1與運輸小車上的齒條相嚙合，驅(qū)動小車進退。平面蝸卷彈簧4在空載狀態(tài)下保持有預緊力，利用彈簧盒與齒輪的安裝角度的控制，來調(diào)整蝸卷彈簧的預緊力與極限位置的彈性力，能夠使齒輪恢復原位，并保證復位的可靠性。在工作過程中，可利用電控系統(tǒng)對電機傳動軸位置的控制，使齒輪空載時復位在一個目標角度范圍內(nèi)，在該角度范圍內(nèi)齒輪與齒條的嚙合不會產(chǎn)生死點。此外利用銷釘將平面蝸卷彈簧4鉸接在驅(qū)動軸中，固定方式簡單可靠。

驅(qū)動軸3通過軸鍵5與齒輪1的內(nèi)齒在一定相對位置下發(fā)生連接，利用驅(qū)動軸3與齒輪1相對角度的變化，達到等效的雙向離合器的效果，解決了齒輪齒條進入嚙合、脫離嚙合以及雙電機的不同步造成的碰撞和干涉問題，保證了接力過程的平穩(wěn)進行。平面蝸卷彈簧4可以在空載后帶動齒輪1復位，為下一次齒輪齒條進入嚙合做好初始位置準備。若平面蝸卷彈簧4為順時針旋轉(zhuǎn)，則彈簧提供給齒輪內(nèi)齒的力將為逆時針方向，空載狀態(tài)下，內(nèi)齒6將緊挨在軸鍵5的順時針方向，如圖3所示。若平面蝸卷彈簧4為逆時針旋轉(zhuǎn)，則彈簧將提供給齒輪內(nèi)齒的力將為順時針方向，空載狀態(tài)下，內(nèi)齒6將緊挨在軸鍵5的逆時針方向，如圖4所示。因此，離合器提供順時針、逆時針兩個方向上的超越空間，離合器在兩側(cè)具備的超越空間大小，由軸鍵5（軸齒牙）與內(nèi)齒6（輪齒牙）的相對位置決定。

一種離合器接力裝置實施案例

下面結(jié)合實施例對《一種離合器接力裝置》的裝置進行進一步的說明。

該實施例中將離合器接力裝置安裝于燃料轉(zhuǎn)運裝置的下部傳動機構(gòu)之上（反應堆廠房和燃料廠房兩側(cè)分別安裝），如圖5、圖6和圖7所示，傳動機構(gòu)經(jīng)聯(lián)軸器、傘齒輪、驅(qū)動軸3將電機轉(zhuǎn)矩傳遞下來，齒輪1通過連接套筒座于驅(qū)動軸3的滾動軸承之上，齒輪1與運輸小車上的齒條相嚙合，驅(qū)動小車進退。在接力驅(qū)動過程中，絕大部分情況下齒條是在一個齒輪的驅(qū)動下運動，只有在運輸小車即將通過燃料轉(zhuǎn)運通道（雙向）時，才存在一根齒條同時與兩個齒輪接觸的情況。

該實施例中，離合器接力裝置的驅(qū)動轉(zhuǎn)運裝置工作的過程可以基本上分為四個狀態(tài)，具體如下：

（1）齒輪齒條接觸瞬間

一側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，通過該側(cè)齒輪驅(qū)動齒條前進，至接觸另一側(cè)齒輪輪齒的瞬間，如圖8所示，在運輸小車通過燃料轉(zhuǎn)運通道時，右側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)動，通過該側(cè)齒輪驅(qū)動齒條前進，至接觸左側(cè)齒輪輪齒，齒條需要同時與兩側(cè)的齒輪接觸。齒輪齒條接觸瞬間，當接觸作用力指向齒輪中心軸線時，即出現(xiàn)受力卡死現(xiàn)象，該實施例中受力卡死的兩個極限位置如圖9和圖10所示：圖9中輪齒右側(cè)棱邊接觸情況，圖10輪齒左側(cè)棱邊接觸情況，在齒條與左側(cè)齒輪接觸時，可通過控制驅(qū)動軸的停止角度來控制空載齒輪（該實施例為左齒輪）的停止角度，使空載齒輪保持在圖4所示的設(shè)定位置，即可使輪齒與齒條的接觸避開嚙合死區(qū)。該實施例中圖9和圖10中齒輪每24°具備21.13°的非嚙合死角，2.87°的嚙合死角，齒輪停止位置與設(shè)定位置的偏差只要不超過±10.565°，均可成功避開嚙合死區(qū)。

（2）進入完全嚙合過程

當齒條和左側(cè)齒輪的初始接觸避開了嚙合死區(qū)之后，為了讓二者進入良好的嚙合狀態(tài)，需要有一個自適應過程，即齒條推動齒輪轉(zhuǎn)動，在此自適應過程中，要求僅左側(cè)齒輪被驅(qū)動，左側(cè)齒輪內(nèi)部的驅(qū)動軸靜止。齒條在右側(cè)齒輪的驅(qū)動下向左側(cè)齒輪前進，在接觸后左側(cè)齒輪將在齒條的帶動下做逆時針旋轉(zhuǎn)，左側(cè)離合器的平面蝸卷彈簧的超越空間保證了嚙合過程的順利進行。該實施例中離合器接力裝置提供順時針、逆時針方向上共計290°的超越空間：以軸齒牙（軸鍵）作為基準點，在逆時針方向上從軸齒牙到輪齒牙的夾角為即為離合器在逆時針方向上的超越空間，如圖11所示。在順時針方向上從軸齒牙到輪齒牙的夾角為即為離合器在順時針方向上的超越空間。

根據(jù)離合器的方向特性，結(jié)合齒條的前進方向，選擇合適的離合器設(shè)置，提供相應方向的超越空間。選擇左側(cè)離合器的設(shè)置為：蝸卷彈簧逆時針旋轉(zhuǎn)，空載的輪齒牙將緊貼在驅(qū)動軸的逆時針方向側(cè)（左側(cè)），此時，當齒輪在齒條的帶動下相對于空載時的位置旋轉(zhuǎn)了140°時，可視為進入完全嚙合狀態(tài)，此時左側(cè)齒輪的驅(qū)動軸啟動，右側(cè)的驅(qū)動軸依舊維持原有轉(zhuǎn)速，進入雙驅(qū)動狀態(tài)。

（3）雙驅(qū)動過程

進入雙驅(qū)動過程后，左側(cè)驅(qū)動軸開始啟動進行逆時針旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速高于右側(cè)驅(qū)動軸，離合器的逆時針超越空間減小，直至變?yōu)?。在一個短暫的過渡時間后，由于左側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速高于右側(cè)驅(qū)動軸轉(zhuǎn)速，完成驅(qū)動狀態(tài)的切換，即：

右側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動右側(cè)齒輪、右側(cè)齒輪驅(qū)動齒條、齒條驅(qū)動左側(cè)齒輪→

左側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動左側(cè)齒輪，左側(cè)齒輪驅(qū)動齒條，齒條驅(qū)動右側(cè)齒輪；

當左側(cè)離合器的逆時針超越空間變?yōu)?時，左側(cè)齒輪由齒條驅(qū)動轉(zhuǎn)變?yōu)樽髠?cè)齒輪驅(qū)動。之后過程中，保持左側(cè)驅(qū)動軸驅(qū)動左側(cè)齒輪、左側(cè)齒輪驅(qū)動齒條、齒條驅(qū)動右側(cè)齒輪的狀態(tài)。同時，右側(cè)離合器的由0°不斷增大，由290°不斷減小，直至齒條脫離右側(cè)齒輪。

（4）齒條脫離齒輪→下一次準備進入嚙合

當齒條脫離右側(cè)齒輪后，右側(cè)驅(qū)動軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，至設(shè)定位置后停止。在此過程中，由于蝸卷彈簧的作用力，齒輪將相對于驅(qū)動軸做逆時針旋轉(zhuǎn)，完成復位。當驅(qū)動軸靜止后，復位后的離合器為齒條從左向右的再次嚙合做好準備。

2018年12月20日，《一種離合器接力裝置》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。

接力站，無線電接力通信的機構(gòu)。主要設(shè)備是無線電接力機、天線、電源等。分為終端站和中間站。終端站設(shè)置于接力線路的始端與末端，負責向使用單位提供電路。中間站設(shè)置于接力線路的中間，轉(zhuǎn)發(fā)鄰站的信息，也可向附近的用戶提供電路。 2100433B

(1)當系統(tǒng)需要脫泵停車時，施工主船必須逐步降低施工泥漿濃度至向管道內(nèi)泵送清水(此階段接力泵船按原規(guī)定的轉(zhuǎn)速運行)，施工主船首先要依據(jù)清水在排泥管線中運行的流速，結(jié)合總排泥管的長度，推算出清水至管線排出口所需時間，并指令接力泵船按推算出的時間進行正常脫泵。

接力泵船接到施工主船指令后，必須嚴格遵照施工主船的指令，在規(guī)定的時間脫開泵機離合器并告知施工主船，接力泵船泥泵已處于脫泵狀態(tài)。

(2)施工主船得知接力泵船脫泵停車后方可自行脫泵，并將施工主船脫泵的情況以及脫泵以后恢復正常施工所需時間告知接力泵船，以便接力泵船做出相應措施，并保持通信暢通。