УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИСКРИВЛЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КАНАЛОВ Российский патент 1997 года по МПК G01B5/24 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно к устройствам для определения кривизны канальных труб в ядерной энергетике, геологоразведке, строительстве. Известны устройства для определения кривизны канальных труб в которых для азимутальной ориентации используется штанга, магнитный компас или гироскопы [1 и 2]
Недостаткоми таких устройств являются громоздкость конструкции, низкая точность измерений по причине ограниченной гибкости штанги, что приводит к перекосам корпуса инклинометра в трубе. Магнитный компас в металлических канальных трубах дает высокую погрешность, а гироскопы сложны в обслуживании.

Цель изобретения повышение точности измерения пространственных искривлений канальных труб.

Цель достигается за счет того, что устройство, включающее корпус с угломерным приспособлением и измерительный блок, снабжено блоком пошагового перемещения корпуса, выполненного в виде штока некруглого сечения, соединенного с корпусом и шайбой поперечно закрепленной на штоке и делящей его на две равные части, двух механизмов расклинивания, расположенных соответственно на каждой из частей штока, двух манжет, охватывающих шток и механизма перемещения с исполнительным элементом, подъемным механизмом с датчиком глубины, силовым приводом, электрически связанным с подъемным механизмом и исполнительным элементом, а измерительный блок связан с блоком перемещения через подъемный механизам.

Сопоставительный анализ предлагаемого с прототипом позволяет сделать вывод о том, что предлагаемое устройство отличается тем, что снабжено блоком пошагового перемещения корпуса. Таким образом, предлагаемое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных устройств и приводов к ним позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными признаками в устройстве и признать предлагаемое изобретение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлен общий вид предлагаемого устройства; на фиг.2 методика определения кривизны канальной трубы и схема движения устройства.

Устройство для измерения искривлений содержит корпус 1 с угломерным устройством 2, измерительный блок 3, блок 3, блок пошагового перемещения корпуса 4, который выполнен в виде штока некруглого сечения 5 сочлененного с верхней частью корпуса I и разделенного поперечной шайбой 6 на две равные части 7 и 8, на каждой из которых размещен расклинивающий механизма 9 и 10, содержащий несущую манжету 11 и 12, охватывающую шток 5 с возможностью продольного перемещения, механизм перемещения 13 с исполнительным элементом 14, подъмный механизм 15 с датчиком глубины 16, силовой привод 17, электрически связанный с подъемным механизмом 15 и исполнительным элементом 14. Длина L рабочей части рейки 7,и 8 штока 5 в точности равна расстоянию H между опорными поясками 19 и 20 центрирующего устройства. Измерительный блок 3 связан с блоком перемещения 4 через подъемный механизм 15. Для определения глубины погружения устройства используется датчик глубины 16, являющийся функциональным подразделением механизма перемещения 13.

Устройство работает следующим образом.

Перед опусканием корпуса I устройства в канальную трубу 18 расклинивающие механизмы 9 и 10 частей штока 7 и 8 находятся в крайне нижнем положении в отжатом состоянии. Затем корпус 1 устройства ориентировано перемещается в устье канальной трубы 18, после чего включается механизм перемещения 13, который через силовой привод 17 фиксирует верхний расклинивающий механизм 9 в состоянии разжим. Это приводит к жесткой фиксации выбранной ориентации спуска в плоскости азимута, (фиг. 2, поз.1). Затем по команде механизма 13 включается измерительный блок 3, присваивающий точке A измеряемой траектории 21 оси 22 канальной трубы нулевые значения координат X_o и Y₀, а также вычисляющий координаты точки B по показаниям угломерного устройства 2 (фиг. 2, поз.1). Затем приводится в действие спуско-подъемный механизм 15 и начинается спуск устройства, который проходит также ориентированно, так как некруглость сечения штока 5 не допускает проворотов манжет 11 и 12 относительно штока 5. По прошествии устройством расстояния L, отмеряемого датчиком глубины 16, а также фиксированного поперечной шайбой 6 на штоке 5, механизм перемещения 13 дает команду на разжим расклинивающего устройства 10 одновременно с командой на запуск измерительного блока 3. При этом измерение координат точки C происходит в положении устройства, изображенном на поз.2 фиг.2. Такое положение блока пошагового перемещения 4 способствует наилучшей фиксации корпуса I устройства в момент измерения координат в пространстве, так как корпус I плотно стабилизирован относительно стенок трубы и застрахован как от проворотов вертикальных смещений, так и от вибраций и сотрясений. Так как длина L рабочего хода блока пошагового перемещения 4, определяемая длиной рабочей части 7 и 8 штока 5, в точности равна расстоянию H между опорными поясками 19 и 22 центрирующего устройства, реперные точки A, B, C, D и E вычисляемой траектории 21, оказываются точками, лежащими на действительной оси 23 канальной трубы 18 (фиг.1 и 2), что значительно упрощает технику определения кривизны канальной трубы. По совершении акта измерений координат точки C, механизм перемещения 13 дает команду на отжим расклинивающего механизма 9, при этом устройство продолжает свое движение в ориентации, задаваемом расклинивающим механизмом 10 относительно стенки трубы 18, а расклинивающий механизм 9 под действием силы тяжести опускается в свое исходное положение (поз. 3 фиг. 2).Затем по прошествии устройством расстояния L механизм перемещения 13 вновь дает команду, теперь уже на разжим расклинивающего устройства 9, одновременно с командой на измерение координат точки D (фиг.2, поз.4), после чего отжим расклинивающего механизма 10, который под действием собственного веса возвращается в свое исходное положение (фиг.2, поз. 5). Далее цикл операций повторяется до момента достижения устройством заданной отметки глубины, где выключается силовой привод 17. Затем устройство вытягивается к устью трубы 18. При необходимости цикл измерений может быть повторен. Подробное описание методики построения расчетной траектории 18 канальной трубы, по данным измерений, также описано в работе [1] Режим работы механизма перемещения 13 может быть выбран так, что работа блока пошагового перемещения 4 не будет препятствовать непрерывному спуску устройства. По сравнению с аналогами и прототипом предлагаемое устройство имеет следующие преимущества.

Отсутствие жестких и громоздких приводов типа штанг существенно повышает как точность измерений, так и упрощает технику эксплуатации устройства по сравнению с известными аналогами.

По сравнению с прототипом предлагаемое устройство имеет более высокую точность, так как снабжено системой точной пространственной ориентации оси корпуса, которая позволяет четко фиксировать как выбранную плоскость измерений в сколь угодно искривленной трубе посредством принудительной пошаговой корректировки пространственной ориентации оси корпуса, так надежно фиксировать корпус в точке измерения. При этом выбор шага измерений в предлагаемой конструкции устройства оптимального согласован с методикой расчета кривизны канальных труб. По данным измерений, что также повышает точность и достоверность данных расчетного этапа при определении кривизны канальных труб.

Устройство отличается также простотой конструкции, так как силовые приводы и исполнительные устройства к ним достаточно хорошо отработаны в технике.

Гарантия точной фиксации плоскости измерений позволяет также проводить всю процедуру измерений за один проход устройства по канальной трубе без поворотов.

Таким образом, предлагается простой по конструкции и существенно более высокоточный вариант устройств для измерения искривления канальных труб.

Прибор имеет незначительные габариты, герметичен, прост в изготовлении, удобен в эксплуатации.

Предлагаемое устройство может быть использовано в отраслях техники, требующих высокоточного измерения пространственных искривлений канальных труб, особенно в ядерной энергетике, геологии, строительстве.

Использование предлагаемого изобретения существенно повысит надежность диагностики оборудования АЭС и других производственных систем, важным составным элементом которых являются канальные трубы.

Целью изобретения является повышение точности измерения пространственных искривлений канальных труб. Это достигается тем, что устройство снабжено блоком пошагового перемещения корпуса, выполненного в виде штока некруглого сечения, соединенного с корпусом и шайбой, поперечно закрепленной на штоке и делящей его на две равные части. 2 ил.

Устройство для измерения искривления технологических каналов, содержащее корпус с угломерным приспособлением и измерительный блок, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, оно снабжено блоком пошагового перемещения корпуса, выполненным в виде штока некруглого сечения, соединенного с корпусом, шайбы, поперечно закрепленной на штоке и делящий его на две равные части, двух механизмов расклинивания, расположенных соответственно на каждой из частей штока, двух манжет, охватывающих шток, и механизма перемещения с исполнительным элементом, подъемным механизмом с датчиком глубины, силовым приводом, электрически связанным с подъемным механизмом и исполнительным элементом, а измерительный блок связан с блоком перемещения через подъемный механизм.