JPH0367574B2 - - Google Patents
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- JPH0367574B2 JPH0367574B2 JP59241892A JP24189284A JPH0367574B2 JP H0367574 B2 JPH0367574 B2 JP H0367574B2 JP 59241892 A JP59241892 A JP 59241892A JP 24189284 A JP24189284 A JP 24189284A JP H0367574 B2 JPH0367574 B2 JP H0367574B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B5/00—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
- G01B5/24—Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、回転変位型ベローズ継手の角変位の
計測方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for measuring angular displacement of a rotary displacement type bellows joint.
[従来技術とその問題点]
原子力発電プラントに用いられる配管、例えば
高速増殖炉(以下FBRと略称する)の1次冷却
等に用いられる配管は、500℃にも達する高温の
液体金属ナトリウムを輸送することから、その配
管系を構成する配管材料としては高温強度が高い
が、比較的熱膨張係数の高いステンレス鋼または
ニツケル合金鋼を使用し、外表面は放散熱量を減
少さすために保温材で被覆している。従つて、か
かる配管の使用温度は運転中500℃にも達するの
で、熱膨張により熱応力の増大をまねき、且つ材
料の許容応力値も温度に比例して低下しているの
で配管系が破損する危険がある。そのため、熱応
力の緩和方法として複雑な配管引き廻しを必要と
し、その結果として配管長が増大し、プラント建
設費の増大を来たす要因となつていた。[Prior art and its problems] Piping used in nuclear power plants, for example, piping used for primary cooling of fast breeder reactors (hereinafter referred to as FBR), transports liquid metal sodium at temperatures as high as 500°C. Therefore, the piping material that makes up the piping system is stainless steel or nickel alloy steel, which has high strength at high temperatures and a relatively high coefficient of thermal expansion, and the outer surface is coated with heat insulating material to reduce the amount of heat dissipated. Covered. Therefore, the operating temperature of such piping reaches as high as 500°C during operation, which causes an increase in thermal stress due to thermal expansion, and the allowable stress value of the material decreases in proportion to the temperature, resulting in damage to the piping system. There is danger. Therefore, as a method of alleviating thermal stress, complicated piping routing is required, resulting in an increase in piping length, which is a factor causing an increase in plant construction costs.
このようなプラント建設費の増大を改善するた
めに、配管系の所定の位置に膨張−収縮継手を設
けて運転中の熱膨張を吸収し、配管系をコンパク
ト化することが行われている。 In order to alleviate this increase in plant construction costs, expansion-contraction joints are provided at predetermined positions in the piping system to absorb thermal expansion during operation, thereby making the piping system more compact.
しかしながら、原子力プラントでは内部流体漏
洩に対するバウンダリーを形成する必要があるこ
とから、膨張−収縮継手は完全な気密性能を保つ
ことが可能なベローズ継手が用いられている。更
に原子炉、中間熱交換器、一次流体循環ポンプ等
の主要構成機器の配置とその管台の位置関係から
配管系は最小限の引き廻しが必要であるので、ベ
ローズ継手はその使用数を少なく出来る利点をも
つ曲げ変形のみが許される回転変位型のベローズ
継手が用いられる場合が多い。第6図はこのよう
な回転変位ベローズ継手の構造例を示すもので、
接続する2本の管とそれぞれ結合するシエル8,
8′には内部流体のバウンダリーを構成するバウ
ンダリーベローズ1及びバツクアツプベローズ2
が同心円状に2重に配設されて接続されている。
これらのシエル8,8′の中間に接続リング9が
配され、一方のシエル8と接続リング9の接続方
向の軸中心線を通る垂直線を中心線とする接続リ
ング9上の対称位置に配したピン10で回転可能
に結合され、他方のシエル8′と接続用リング9
が該リング9の接続方向軸中心線を通り前記垂直
線と直交する垂直線を中心線とする接続リング9
上の対称位置に配したピン10で回転可能に結合
されていて、ピン10を中心とした回転変形のみ
に動きが拘束されている。通常このような回転変
位型のベローズ継手に於ては、約2゜の小さな角変
位によつても配管系の熱膨張は吸収可能であるこ
と、ベローズの寿命を延長するために可能なかぎ
りベローズの変位負担を少なくした方が良いなど
から設計変位角は2〜3゜とするのが一般的であ
る。更にベローズ継手はFBR等の原子力プラン
トに用いる場合は内部流体のバウンダリーを形成
する必要があることから、回転変位型ベローズ継
手に於てはその角変位をモニタリングすることが
要求されている。しかしながらこれまで精度の高
いモニタリングが可能な方法が開発されていなか
つた。 However, in nuclear power plants, it is necessary to form a boundary against internal fluid leakage, so bellows joints that can maintain complete airtight performance are used as expansion-deflation joints. Furthermore, due to the arrangement of major components such as the reactor, intermediate heat exchanger, and primary fluid circulation pump, and the position of their nozzles, the piping system requires a minimum amount of routing, so bellows joints can be used to minimize the number of piping connections. Rotational displacement type bellows joints are often used, which have the advantage of allowing only bending deformation. Figure 6 shows an example of the structure of such a rotary displacement bellows joint.
A shell 8 that is connected to each of the two pipes to be connected,
8' includes a boundary bellows 1 and a back-up bellows 2 that constitute an internal fluid boundary.
are arranged and connected in two concentric circles.
A connecting ring 9 is arranged between these shells 8 and 8', and is arranged at a symmetrical position on the connecting ring 9 with the center line being a vertical line passing through the axial center line in the connection direction of one shell 8 and the connecting ring 9. The other shell 8' and the connecting ring 9 are rotatably connected by a pin 10.
A connecting ring 9 whose center line is a vertical line passing through the center line of the connecting direction axis of the ring 9 and perpendicular to the vertical line.
They are rotatably connected by pins 10 placed at symmetrical positions above, and movement is restricted only to rotational deformation around the pins 10. Normally, in such rotational displacement type bellows joints, the thermal expansion of the piping system can be absorbed even by a small angular displacement of about 2 degrees, and in order to extend the life of the bellows, the bellows should be used as much as possible. Since it is better to reduce the displacement burden, the design displacement angle is generally 2 to 3 degrees. Furthermore, when a bellows joint is used in a nuclear power plant such as an FBR, it is necessary to form a boundary for the internal fluid, so it is required to monitor the angular displacement of a rotary displacement bellows joint. However, no method capable of highly accurate monitoring has been developed so far.
[発明の目的]
本発明は上記の技術的問題に鑑みなされたもの
であり、さらに精度の高いモニタリングが可能な
回転変位型ベローズ継手の角変位の計測方法を提
供することを目的とするものである。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned technical problems, and an object of the present invention is to provide a method for measuring angular displacement of a rotary displacement type bellows joint that enables more accurate monitoring. be.
[発明の構成]
本発明の回転変位型ベローズ継手の角変位計測
方法は、シエルと接続リングを回転可能に結合し
ているピンの中心線から偏心したシエル上の所定
の位置に、渦電流方式等の非接触型のセンサーを
取り付け、接続リング上の前記センサーの対向位
置にターゲツトを設け、該ターゲツトとセンサー
の間隔を測定し、この測定値を拡大して角変位量
に変換して測定することを特徴とするものであ
る。[Structure of the Invention] The method for measuring angular displacement of a rotary displacement type bellows joint of the present invention uses an eddy current method to Attach a non-contact type sensor such as, set a target on the connecting ring at a position opposite to the sensor, measure the distance between the target and the sensor, magnify this measured value, convert it into an angular displacement amount, and measure it. It is characterized by this.
[実施例]
本発明の一実施例について詳細に説明する。第
1図に於て、1はバウンダリーベローズ、2は該
バウンダリーベローズの外側に同心円状に配設し
たバツクアツプベローズで、これらのベローズ
1,2の両端にスカート3,4が溶接にて取付け
られている。6,6′はフロースリーブでバウン
ダリーベローズ1の内側に設置されており、その
一端をダクト7,7′に一体となるように取付け
られており、他端は相互に摺接して取付けられ、
ベローズ内の流体の流動抵抗を低減する役割を果
たしている。更にダクト7及び7′はスカート3,
4に一体となるよう接続されており、バウンダリ
ーベローズ1とスカート3,4及び該ダクト7,
7′とでベローズ継手のバウンダリー部を形成し
ている。一方相対するシエル8及び8′はバウン
ダリーベローズ1とバツクアツプベローズ2とに
ダクト7,7′及びスカート3,4とを介して接
続されている。これらのシエル8,8′の中間に
接合リング9が配され、一方のシエル8と接続リ
ング9が該リング9の接続方向の軸中心線を通る
垂直線を中心線とする接続リング9上の対称位置
に配したピン10で回転可能に結合され、他方の
シエル8′と接続用リング9が該リング9の接続
方向軸中心線を通り前記垂直線と直交する垂直線
を中心線とする接続リング9上の対称位置に配し
たピン10で回転可能に結合されている。更に第
2,3図に示したごとく、接続リング9にはセン
サー12がセンサー取付け金具13を介して取付
けられ、その取付け位置はシエル8,8′と接続
リング9を回転可能に結合しているピン10の中
心を通る直線から距離だけ偏心している。[Example] An example of the present invention will be described in detail. In Fig. 1, 1 is a boundary bellows, 2 is a back-up bellows arranged concentrically outside the boundary bellows, and skirts 3 and 4 are welded to both ends of these bellows 1 and 2. installed. 6, 6' are flow sleeves installed inside the boundary bellows 1, one end of which is attached to the ducts 7, 7' integrally, and the other ends are attached in sliding contact with each other,
It plays a role in reducing the flow resistance of the fluid within the bellows. Further, the ducts 7 and 7' are connected to the skirt 3,
4, the boundary bellows 1 and the skirts 3, 4 and the duct 7,
7' forms the boundary part of the bellows joint. On the other hand, the opposing shells 8 and 8' are connected to the boundary bellows 1 and the backup bellows 2 via ducts 7 and 7' and skirts 3 and 4. A joining ring 9 is arranged between these shells 8 and 8', and one shell 8 and the connecting ring 9 are connected to each other on the connecting ring 9 whose center line is a vertical line passing through the axial center line in the connecting direction of the ring 9. A connection in which the other shell 8' and the connecting ring 9 are rotatably connected by pins 10 arranged at symmetrical positions, and the center line is a vertical line passing through the center line of the connecting direction axis of the ring 9 and orthogonal to the vertical line. They are rotatably connected by pins 10 placed at symmetrical positions on the ring 9. Furthermore, as shown in FIGS. 2 and 3, a sensor 12 is attached to the connecting ring 9 via a sensor attachment fitting 13, and its attachment position rotatably connects the shells 8, 8' and the connecting ring 9. It is eccentric by a distance from a straight line passing through the center of the pin 10.
そしてそのセンサー12の相対する位置にター
ゲツト11がシエル8に取付けられており、その
ターゲツト11とセンサー12とによつて運転中
の角変位量を計測するのである。尚、本角変位計
測手段として第4図に示すようにジンバル型のベ
ローズ継手ではターゲツト11及びセンサー12
の相対位置を接続リング9の円周方向に直角とな
る方向になるよう配設して形成することも可能で
あり、第5図に示すようにヒンジ型のベローズ継
手ではターゲツト11とセンサー12との相対す
る位置がベローズ継手の流体の流れ方向に平行に
回転中心のピン10の中心線からの距離だけ偏
心した位置に配設して形成することも可能であ
る。 A target 11 is attached to the shell 8 at a position opposite to the sensor 12, and the amount of angular displacement during operation is measured by the target 11 and the sensor 12. In addition, as shown in FIG. 4, as a main angular displacement measuring means, a gimbal type bellows joint has a target 11 and a sensor 12.
It is also possible to arrange the relative positions of the connecting ring 9 in a direction perpendicular to the circumferential direction of the connecting ring 9. In a hinge type bellows joint, as shown in FIG. It is also possible to form the bellows joint at a position where the opposing positions thereof are eccentric by a distance from the center line of the pin 10, which is the center of rotation, parallel to the fluid flow direction of the bellows joint.
次に上述の如く構成した回転変位型ベローズ継
手の角変位計測方法について説明する。 Next, a method for measuring angular displacement of the rotary displacement type bellows joint constructed as described above will be explained.
回転変位型のベローズ継手は、上述の如くピン
構造により回転変形のみに動きが拘束されてい
る。運転中シエル8,8′と接続リング9の回転
中心であるピン10を中心として変位する角変位
量を接続リング9に設置されたセンサー12とシ
エル8に設置されたターゲツト11との所定の位
置関係の変化からの偏心量を電子的に計測し、該
偏心量を拡大して相対変位を計測して所定の角変
位量に変換しているので、わずかの変位量も正確
にとらえることが出来る。 As described above, the movement of the rotational displacement type bellows joint is restricted only to rotational deformation by the pin structure. During operation, the amount of angular displacement of the shells 8, 8' and the connecting ring 9 around the pin 10, which is the center of rotation, is measured at a predetermined position between the sensor 12 installed on the connecting ring 9 and the target 11 installed on the shell 8. The amount of eccentricity resulting from changes in the relationship is measured electronically, and the amount of eccentricity is magnified to measure the relative displacement and converted to a predetermined amount of angular displacement, so even the slightest amount of displacement can be accurately captured. .
即ち、運転中回転中心であるピン10を中心に
角変位が起ると、例えば第2図に於て、ベローズ
継手の長手方向aと接続リング9と周方向bとの
角度αがわづかに変化し小さくなると、初期設定
した偏心距離がわづかに大きく変化し、ターゲ
ツト11とセンサー12の相対位置が変化する。
そのわずかな変化量をとらえて増幅装置(図示省
略)により拡大して相対変位を計測し、所定の角
変位量に変換して計測するのである。また、第4
図のジンバル型のベローズにあつては、回転中心
より離れた位置での拡大されたターゲツト11と
センサー12との間の相対距離を、非接触型のレ
ザーセンサー12により計測し、所定の角変位量
への変換はα=tan-1(L′−L)/Rでもつて行
う。 That is, when an angular displacement occurs around the pin 10, which is the center of rotation during operation, the angle α between the longitudinal direction a of the bellows joint and the circumferential direction b of the connecting ring 9, as shown in FIG. When it changes and becomes smaller, the initially set eccentric distance changes slightly and greatly, and the relative position between the target 11 and the sensor 12 changes.
This slight amount of change is captured and magnified by an amplifier (not shown) to measure the relative displacement, which is converted into a predetermined angular displacement amount for measurement. Also, the fourth
In the case of the gimbal-type bellows shown in the figure, the relative distance between the enlarged target 11 and the sensor 12 at a position away from the center of rotation is measured by a non-contact type laser sensor 12, and a predetermined angular displacement is measured. Conversion to quantity is also performed using α=tan −1 (L′−L)/R.
[発明の効果]
以上詳述したように本発明の角変位計測方法
は、シエルと接続リングの回転中心から偏心した
シエル及び接続リング上の所定位置に設けた非接
触型センサーとターゲツトとの相対位置のわづか
の変化をとらえて拡大しその相対変位から角変位
を計測するのであるから、原子炉用として放射線
レベルが高く接近不可能な場所でも正確なモニタ
リングが可能である。[Effects of the Invention] As described in detail above, the angular displacement measuring method of the present invention measures the relative relationship between a target and a non-contact sensor provided at a predetermined position on the shell and the connecting ring, which are eccentric from the rotation center of the shell and the connecting ring. Because it captures and magnifies small changes in position and measures angular displacement from the relative displacement, accurate monitoring is possible even in inaccessible locations with high radiation levels for nuclear reactors.
第1図は回転変位型ベローズ継手の一例を示す
断面図、第2図及び第3図は本発明の角変位計測
方法の一実施例を示すもので、第2図は接続リン
グ部の平面図、第3図は第2図の縦断面図、第4
図及び第5図は他の実施例を示す図、第6図は従
来の回転変位型ベローズ継手の構造を示す概略一
側破断斜視図である。
8,8′…シエル、9…接続リング、10…ピ
ン、11…ターゲツト、12…センサー。
Fig. 1 is a sectional view showing an example of a rotary displacement type bellows joint, Figs. 2 and 3 show an embodiment of the angular displacement measuring method of the present invention, and Fig. 2 is a plan view of the connecting ring part. , Fig. 3 is a vertical cross-sectional view of Fig. 2, Fig. 4 is a vertical cross-sectional view of Fig.
5 and 5 are views showing other embodiments, and FIG. 6 is a schematic one-side cutaway perspective view showing the structure of a conventional rotary displacement type bellows joint. 8, 8'...Ciel, 9...Connection ring, 10...Pin, 11...Target, 12...Sensor.
Claims (1)
シエルの内側に内部流体のバウンダリーを構成す
るバウンダリーベローズ及びバツクアツプベロー
ズが同心円状に2重に配設されて接続され、2つ
のシエルの中間に接続リングが配され、一方のシ
エルと接続リングが該リングの接続方向軸中心線
を通る垂直線を中心線とする接続リング上の対称
位置に配したピンで回転可能に結合され、他方の
シエルと接続リングが該リングの接続方向軸中心
線を通り前記垂直線と直交する垂直線を中心線と
する接続リング上の対称位置に配したピンで回転
可能に結合されてなる回転変位型ベローズ継手に
於て、ピンの中心線から偏心したシエル及び接続
リング上の所定位置に、非接触型センサーとター
ゲツトをそれぞれ相対するように配設し、これら
のセンサーとターゲツト間の間隔を測定し、この
測定値を拡大し角変位量に変換して計測すること
を特徴とする回転変位型ベローズ継手の角変位計
測方法。1 Boundary bellows and back-up bellows constituting an internal fluid boundary are arranged concentrically in double layers inside the two shells that respectively connect the two pipes to be connected, and the middle of the two shells is connected. A connecting ring is disposed on the shell, and one shell and the connecting ring are rotatably coupled by pins disposed at symmetrical positions on the connecting ring with the center line being a vertical line passing through the center line of the axis in the connecting direction of the ring, and A rotary displacement bellows in which a shell and a connecting ring are rotatably coupled by pins arranged at symmetrical positions on the connecting ring with the center line being a vertical line passing through the center line of the connecting direction axis of the ring and perpendicular to the vertical line. In the joint, a non-contact type sensor and a target are arranged at predetermined positions on the shell and the connecting ring eccentric from the center line of the pin so as to face each other, and the distance between these sensors and the target is measured, A method for measuring angular displacement of a rotational displacement type bellows joint, which is characterized by enlarging this measured value and converting it into an angular displacement amount.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241892A JPS61120013A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Measuring method of angular displacement of rotary displacement type bellows joint |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59241892A JPS61120013A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Measuring method of angular displacement of rotary displacement type bellows joint |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61120013A JPS61120013A (en) | 1986-06-07 |
| JPH0367574B2 true JPH0367574B2 (en) | 1991-10-23 |
Family
ID=17081101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59241892A Granted JPS61120013A (en) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Measuring method of angular displacement of rotary displacement type bellows joint |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61120013A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP4621255A1 (en) * | 2024-03-21 | 2025-09-24 | Ovalo GmbH | Torque transmission component for a transmission |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH576125A5 (en) * | 1974-10-29 | 1976-05-31 | Polyprodukte Ag | |
| JPS595911A (en) * | 1982-07-01 | 1984-01-12 | Omron Tateisi Electronics Co | Device for measuring distance and angle |
| JPS59109907U (en) * | 1983-01-13 | 1984-07-24 | オムロン株式会社 | Tilt angle sensor |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP59241892A patent/JPS61120013A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61120013A (en) | 1986-06-07 |
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