УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОИСКА ДЕФЕКТОВ НА ДЕТАЛЯХ ПОСРЕДСТВОМ ЭНДОСКОПИИ Российский патент 2016 года по МПК G01N21/91 

Изобретение касается устройства поиска путем эндоскопии дефектов скрытых деталей, то есть деталей, не находящихся в прямой видимости, например, таких как детали в турбомашине.

Известно исследование внутренних компонентов оборудования или машины при помощи эндоскопа, который представляет собой удлиненный оптический инструмент небольшого диаметра и который пропускают через небольшое отверстие стенки для исследования поверхностного состояния компонентов, находящихся с другой стороны стенки. Так, этот эндоскоп можно использовать для проверки лопаток турбомашины, такого как авиационный турбореактивный или турбовинтовой двигатель, не прибегая к демонтажу турбомашины.

Для визуального исследования дефектов детали известно применение технологии капиллярной дефектоскопии, при которой на исследуемую поверхность детали наносят органические вещества и в ультрафиолетовом свете наблюдают пропитывание поверхности детали органическими веществами. Присутствие дефектов обнаруживают после сушки поверхности детали и нанесения проявляющего вещества, которое делает видимым органическое вещество, проникшее в поверхностные дефекты детали, когда деталь освещают ультрафиолетовым светом.

Для облегчения использования технологии капиллярной дефектоскопии на авиационном двигателе, когда он закреплен под крылом самолета, в документе US-А-4273110 был предложен эндоскоп, в который встроены средства контроля посредством капиллярной эндоскопии. Для этого предложенный инструмент содержит жесткий и удлиненный цилиндрический кожух небольшого диаметра, в котором размещен канал, служащий для прохождения средств, направляющих ультрафиолетовый свет и видимый свет к концу инструмента, находящемуся рядом с исследуемой деталью. Инструмент содержит также оптический канал для интеграции средств передачи и формирования изображений с целью наблюдения освещенной зоны и несколько каналов, каждый из которых предназначен для прохождения одного из капиллярных дефектоскопических веществ.

Инструмент этого типа является относительно простым в применении, когда необходимо исследовать скрытую деталь, то есть деталь, не находящуюся в прямой видимости и расположенную за стенкой. Для этого достаточно вставить жесткий кожух в отверстие стенки и произвести осмотр, как было указано выше. В ранее поданной заявке FR2857094 заявитель предложил осуществлять капиллярную дефектоскопию и наблюдение при помощи двух отдельных эндоскопов. В другой ранее поданной заявке FR2861185 заявитель предложил эндоскоп с ультрафиолетовым освещением и с дистальным смещенным визиром, при этом эндоскоп содержит жесткий трубчатый корпус.

Однако эти известные устройства требуют наличия нескольких отдельных каналов для прохождения различных капиллярных дефектоскопических веществ, что предполагает выполнение эндоскопа с большим сечением и ограничивает его использование достаточно большими отверстиями или проходами.

Изобретение призвано предложить простое, удовлетворительное и недорогое решение этой проблемы.

Для этого изобретением предлагается устройство поиска дефектов на скрытых деталях, доступных через не прямолинейный проход, в турбомашине, такой как авиационный турбореактивный или турбовинтовой двигатель, содержащее трубчатый кожух и средства направления света и передачи изображений, размещенные в кожухе для освещения и наблюдения исследуемой детали, отличающееся тем, что содержит головку для исследования на дистальном конце кожуха, содержащую средства освещения и съемки изображений, связанные со средствами направления света и передачи изображений, размещенными в кожухе, средства последовательного распыления капиллярных дефектоскопических веществ на исследуемую деталь, содержащие капилляр, направляемый скольжением в канале, размещенном в кожухе, и тем, что содержит средства регулировки ориентации головки для исследования на дистальном конце кожуха.

Интеграция канала внутрь кожуха позволяет вставлять и извлекать капилляр прохождения капиллярного дефектоскопического вещества, который установлен внутри канала с возможностью скольжения, что позволяет использовать последовательно несколько капилляров, при этом каждый капилляр предназначен для прохождения отдельного капиллярного дефектоскопического вещества. Таким образом, можно уменьшить диаметр трубчатого кожуха по сравнению с кожухом из известного решения.

Введение скольжением капилляра внутрь канала позволяет также приблизить дистальный конец капилляра к зоне детали, на которую необходимо нанести капиллярное дефектоскопическое вещество. Таким образом, средства освещения и съемки изображений можно расположить с отступом от дистального конца капилляра. Это позволяет избежать попадания капиллярного дефектоскопического вещества на средства освещения и съемки изображений. Когда оператор собирается наблюдать обработанную зону, он тянет за проксимальную часть капилляра, чтобы приблизить его дистальный конец к дистальному концу кожуха.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, устройство содержит средства обдува воздухом средств освещения и съемки изображений, установленных на дистальном конце кожуха.

Средства обдува воздухом позволяют избежать загрязнения средств освещения и съемки изображений различными капиллярными дефектоскопическими веществами, нагнетаемыми через соответствующие капилляры, последовательно устанавливаемые внутри канала.

В частном варианте выполнения средств обдува они содержат средства подачи воздуха под давлением, соединенные с трубкой обдува, выходящей своим дистальным концом вблизи средств освещения и съемки изображений.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения средства подачи воздуха под давлением соединены с проксимальным концом канала прохождения капилляра для подачи в канал непрерывного воздушного потока, выходящего через его дистальный конец.

Во время работы воздушный поток, непрерывно проходящий между внутренней поверхностью канала и капилляром, не дает оседать внутри канала каплям капиллярных дефектоскопических веществ, таких как ацетон, пенетрант, эмульгатор, проявитель или промывочная вода.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, проксимальный конец гибкого кожуха соединен с ручкой, предназначенной для крепления на турбомашине, и канал, в котором размещен капилляр, продолжен внутрь ручки и соединен с жесткой трубкой, закрепленной на ручке и служащей для введения капилляра внутрь канала.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, устройство содержит средства блокировки скольжения капилляра внутри канала, образованные наконечником, предназначенным для вставления и удержания на свободном конце жесткой трубки, при этом наконечник содержит средства зажима капилляра посредством его зажатия.

В частном варианте выполнения изобретения наконечник содержит проход, выходящий внутрь трубки и образующий вход, предназначенный для соединения со средствами подачи воздуха под давлением.

В этой конфигурации наконечник, содержащий средства зажима, обеспечивает также соединение со средствами подачи воздуха под давлением.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, средства регулировки ориентации содержат орган управления угловой ориентацией головки для исследования, установленной с возможностью вращения на ручке эндоскопа и соединенной со средствами передачи команды ориентации головки для исследования, причем эти средства передачи размещены в кожухе.

Поворот органа управления в одном направлении или в другом позволяет вызывать наклон головки для исследования относительно остальной части кожуха.

В частном варианте выполнения изобретения средства регулировки ориентации головки для исследования содержат, по меньшей мере, два тросика, направляемые внутрь кожуха и закрепленные своим дистальным концом на головке для исследования в двух диаметрально противоположных точках и намотанные с натяжением своей проксимальной частью в противоположных направлениях на поворотном органе управления, предусмотренном на ручке.

В другом частном варианте выполнения изобретения средства передачи команды ориентации содержат, по меньшей мере, одну тягу, проходящую внутри кожуха и соединенную своим дистальным концом с механизмом преобразования поворотного движения кольца в поступательное движение тяги, при этом тяга соединена своим дистальным концом с пальцем, шарнирно соединенным с дистальным концом кожуха с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной к этому кожуху.

Предпочтительно дистальный палец содержит осевой канал для прохождения капилляра и шарнирно установлен с возможностью поворота между положением, в котором он находится на одной линии с осью кожуха, и положением, в котором он ориентирован перпендикулярно к оси кожуха.

Вращение шарнирного пальца приводит к вращению дистального конца капилляра, что обеспечивает угловую ориентацию в пространстве дистального конца капилляра для осуществления нанесения капиллярных дефектоскопических веществ на контролируемую деталь.

В предпочтительной конфигурации изобретения трубчатый кожух является гибким, и капилляр является мягким, что позволяет осуществлять неразрушающий контроль детали, находящейся внутри сложной трехмерной конструкции и доступной только через узкий и не прямолинейный проход, что было невозможным для эндоскопа с жесткой конструкцией.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, дистальный конец кожуха оснащен наконечником распыления на своем дистальном конце.

Наконечник распыления на дистальном конце капилляра предпочтительно выполнен съемным и с возможностью выбора из набора наконечников для распыления в радиальном, переднем и обратном направлениях.

В практическом варианте выполнения изобретения кожух имеет круглое сечение с диаметром от 6 до 10 мм, и канал прохождения капилляра имеет диаметр порядка 1,2 мм, при этом капилляр имеет диаметр порядка 0,8 мм.

Согласно другому отличительному признаку изобретения, устройство содержит средства крепления на части турбомашины, которые содержат шарнирный кронштейн, соединенной с ручкой.

Объектом изобретения является также способ неразрушающего контроля детали, скрытой внутри трехмерной конструкции, при помощи описанного выше устройства, при этом, согласно способу:

- головку для исследования вводят и направляют внутри трехмерной конструкции до положения исследования контролируемой детали,

- головку для исследования располагают напротив исследуемой детали, в проксимальный конец капилляра подают первое капиллярное дефектоскопическое вещество и это вещество наносят через дистальный конец капилляра на исследуемую деталь,

- капилляр извлекают скольжением из канала, в котором он размещен,

- в канал скольжением вводят второй капилляр и его дистальный конец подводят к исследуемой детали, затем в проксимальный конец этого второго капилляра подают второе капиллярное дефектоскопическое вещество и наносят это второе вещество на исследуемую деталь.

Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного в качестве не ограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематичный вид известного устройства поиска дефектов.

Фиг. 2 - схематичный вид в перспективе устройства поиска дефектов согласно изобретению.

Фиг. 3 - схематичный вид в разрезе гибкого кожуха устройства согласно изобретению.

Фиг. 4 - схематичный увеличенный вид в перспективе проксимальной части устройства, показанного на фиг. 2.

Фиг. 5 - схематичный фронтальный вид наконечника, в который вводят капилляр для подачи смачивающего вещества.

Фиг. 6 - схематичный вид дистального конца канала, в котором находится капилляр.

Фиг. 7 - схематичный вид распыления капиллярных дефектоскопических веществ.

Фиг. 8а - схематичный вид в разрезе дистального конца гибкого кожуха устройства согласно изобретению.

Фиг. 8b - схематичный вид в разрезе дистального конца головки для исследования устройства согласно изобретению.

Фиг. 9 - вид в перспективе ориентируемой головки для исследования устройства согласно изобретению.

Фиг. 10 - схематичный вид кронштейна крепления эндоскопа согласно изобретению.

Фиг. 11-13 - вид в перспективе эндоскопического прибора с жесткой смотровой трубкой, предназначенного для капиллярной дефектоскопии под ультрафиолетовым освещением согласно варианту выполнения изобретения.

Фиг. 14 - вид в перспективе дистального конца эндоскопа, показанного на фиг. 11-13.

Фиг. 15 - вид в перспективе и в продольном разрезе эндоскопа, показанного на фиг. 11-13.

Фиг. 16 - вид в перспективе и в разборе эндоскопа, показанного на фиг. 11-13.

Фиг. 17 - вид в перспективе и в разборе дистального конца эндоскопа, показанного на фиг. 11-13.

Фиг. 18 - схематичный вид в частичном осевом разрезе эндоскопа согласно варианту выполнения изобретения.

Фиг. 19 - вид в перспективе дистального конца эндоскопа, показанного на фиг. 18.

Сначала рассмотрим фиг. 1, на которой показано известное устройство 10 поиска дефектов, содержащее жесткую цилиндрическую трубку 12, предназначенную для введения одним концом в эндоскопическое отверстие 14, выполненное, например, в стенке корпусе 16 турбомашины, внутри которого находится исследуемая деталь 18, например, лопатка ротора.

Цилиндрическая трубка 12 содержит канал, в котором установлены средства направления света и передачи изображений для освещения и наблюдения детали. Цилиндрическая трубка 12 содержит также канал для распыления капиллярных дефектоскопических веществ, таких как ацетон, пенетрант, эмульгатор и вода. Конец 20 трубки 12, противоположный концу, вставленному внутрь отверстия 14, соединен через цоколь 22 со средствами 24 подачи капиллярных дефектоскопических веществ и со средствами освещения и управления.

Устройство этого типа требует использования нескольких отдельных каналов для прохождения различных капиллярно дефектоскопических веществ, что приводит к увеличению диаметра эндоскопа и ограничивает его применение достаточно большими эндоскопическими отверстиями или проходами.

Устройство 26 согласно изобретению решает эту проблему за счет замены жесткой цилиндрической трубки на гибкий кожух 28, содержащий ориентируемую головку 62 для исследования и выполнения в кожухе 28 канала 30, в котором помещают капилляр 32, вводимый скольжением внутрь канала 30 (фиг. 2 и 3). На фиг. 3 показан также второй канал 34, который служит для прохождения средств направления света и средств съемки изображений и передачи изображений. Эти средства описаны более подробно ниже.

Устройство содержит эндоскопическую ручку 36 по существу цилиндрической формы, первый конец которой соединен с проксимальным концом гибкого кожуха 28. На втором конце ручки 36 установлена изогнутая жесткая трубка 38, заходящая внутрь ручки 36 и сообщающаяся с каналом 30, предназначенным для капилляра 32.

Устройство 26 содержит средства блокировки капилляра 32 внутри канала 30. В частном варианте выполнения (фиг. 4 и 5) эти средства содержат наконечник 40, содержащий цилиндрическую или усеченную конусную юбку 42, установленную и закрепленную на свободном конце жесткой трубки 38. Наконечник 40 содержит центральное отверстие 44, позволяющее ввести капилляр 32 внутрь жесткой трубки 38 и затем внутрь канала 30, проходящего внутри гибкого кожуха 28 (фиг. 3 и 4).

Наконечник 40 содержит средства зажима капилляра 32 таким образом, чтобы выполнить блокировку капилляра 32 относительно наконечника 40. Эти средства выполнены, например, за счет соответствующего выбора диаметра отверстия 44 таким образом, чтобы он был немного меньше наружного диаметра капилляра 32. Таким образом, внутри трубки 38 можно перемещать вручную скольжением капилляр, который оказывается в блокированном положении при каждом ослаблении оператором капилляра 32. Для обеспечения такого зажима наконечник 40 выполнен из соответствующего пластического материала или эластомера, например, такого как каучук.

Устройство в соответствии с изобретением содержит также средства обдува воздухом на уровне дистального конца кожуха. Для этого наконечник 40 содержит второе отверстие 46, выполненное на его передней стороне и выходящее внутрь жесткой трубки 38. Это отверстие 46 соединено со средствами 48 подачи воздуха под давлением, позволяющими подавать в трубку 38 и канал 30 непрерывный воздушный поток 50, выходящий через дистальный конец канала 30. Таким образом, выходящий воздушный поток препятствует загрязнению внутренней поверхности канала 30 каплями различных капиллярных дефектоскопических веществ (фиг. 5) и ограничивает выбросы капиллярных дефектоскопических веществ на уровне средств освещения и съемки изображений, выполненных на дистальном конце кожуха.

Если давление воздушного потока составляет, по меньшей мере, 0,3 бар, можно произвести сушку детали при помощи средств подачи воздуха, например, между двумя последовательными нанесениями разных капиллярных дефектоскопических веществ.

Проксимальный конец капилляра 32 соединен с резервуаром данного капиллярного дефектоскопического вещества. Таким образом, устройство можно использовать с несколькими капиллярами 32, каждый из которых соответствует резервуару данного капиллярного дефектоскопического вещества. Каждый капилляр имеет распылительный наконечник на своем дистальном конце, обеспечивающий распыление капиллярного дефектоскопического вещества в конкретном направлении. Предпочтительно наконечник выполнен съемным и может быть заменен при необходимости наконечниками другого типа, выполненными с возможностью распыления в радиальном 52, переднем 54 или обратном 56 направлениях (фиг. 6).

Устройство содержит средства съемки изображений и передачи изображений, показанные на фиг. 8а. Средства съемки изображений содержат объектив 64 формирования изображения, передающий изображение на камеру 66, такую как камера CCD, соединенную на выходе с аналого-цифровым преобразователем. Затем оцифрованное изображение поступает через кабель 68 на внешние средства визуализации, такие как монитор системы компьютерной обработки.

В частной конфигурации устройства согласно изобретению камера 66 содержит 500000 пикселей, каждый из которых имеет сторону размером от 8 до 12 мкм.

Устройство содержит также вторые средства передачи изображений, предусмотренные внутри кожуха и содержащие набор оптических компонентов (не показаны), передающих изображение, сформированное объективом, на окуляр 58 наблюдения, установленный на проксимальном конце ручки.

Устройство содержит также средства освещения и направления света до проксимального конца кожуха. Эти средства содержат, например, кабель 70 из оптических волокон, проходящий от дистального конца кожуха до соединения 60 с источником видимого или ультрафиолетового света.

Для обеспечения распыления капиллярных дефектоскопических веществ в оптимальном направлении на деталь и для соответствующего наблюдения обрабатываемой зоны устройство содержит средства регулировки ориентации головки для исследования (фиг. 8а и 8b).

Эти средства регулировки содержат, например, два тросика, направляемые внутри кожуха и закрепленные своим дистальным концом на головке 62 для исследования в двух диаметрально противоположных точках 72, 74. Проксимальные части тросиков намотаны с натяжением в обратных направлениях на поворотном органе управления 76 ручки (фиг. 2). Таким образом, поворачивая орган 76 управления в данном направлении, можно наклонять головку 62 для исследования в плоскости, проходящей через две точки крепления 72, 74 и через центральную ось 76 головки для исследования.

Можно добавить два дополнительных тросика, закрепленных своим дистальным концом на головке 62 для исследования в двух диаметрально противоположных точках 78, 80, смещенных на 90° относительно двух точек крепления 72, 74 двух первых тросиков. Проксимальные части этих дополнительных тросиков тоже намотаны на поворотном органе ручки. При такой конструкции можно наклонять головку 62 для исследования в двух ортогональных плоскостях, одна из которых проходит через точки 72, 74, а другая проходит через точки 78, 80, что позволяет ориентировать дистальный конец кожуха в четырех разных направлениях.

Для обеспечения наклона головки 62 для исследования она может содержать не прилегающие друг к другу металлические кольца 82, 84, 88 (фиг. 9). Кольцо 84 соединено с выходным кольцом 82 двумя пластинками 88, отстоящими друг от друга в угловом направлении на 180° установленными шарнирно с возможностью поворота на наружной периферии выходного кольца 82 и закрепленными на кольце 84 на угловом расстоянии 180° друг от друга. Кольцо 84 закреплено на входном кольце 86 при помощи двух пластинок 90, тоже отстоящих друг от друга в угловом направлении на 180° и установленных шарнирно одним концом с возможностью поворота на наружной периферии кольца 84. Вторые концы двух пластинок 90 закреплены на входном кольце 86 на 180° друг от друга. Пластинки 88 соединения кольца 84 с выходным кольцом 82 и пластинки 90 соединения кольца 84 с входным кольцом 86 отстоят относительно друг друга на 90° (фиг. 9).

Каждое кольцо содержит четыре мостика (не показаны), попарно отстоящие на 90°, для направления скольжением тросиков, закрепленных на дистальном конце головки 62 для исследования.

В варианте выполнения изобретения тросики управления ориентацией головки для исследования намотаны с натяжением на механизированном поворотном органе, который может быть установлен в ручке.

На фиг. 10 показан кронштейн 92 крепления ручки эндоскопа. Этот кронштейн 92 крепления содержит две тяги 94, 96, шарнирно соединенные с возможностью поворота в точке 98 своими первыми концами. Со вторым концом каждой тяги 94, 96 шарнирно соединен поворотный зажим 100, 102. Первый зажим 100 предназначен для крепления ручки эндоскопа 36, а другой зажим 102 предназначен для крепления на части турбомашины для обеспечения использования эндоскопа в статическом положении.

В варианте выполнения изобретения (не показан) средства подачи воздуха под давлением соединены с патрубком, заходящим с жесткой трубкой в общую полость, выполненную внутри ручки, при этом проксимальный конец канала выходит внутрь этой полости для обеспечения прохождения капилляра, вводимого через свободный конец жесткой трубки, и прохождения потока воздуха под давлением до дистального конца кожуха. В этой конфигурации наконечник содержит только одно центральное отверстие для введения капилляра.

В практическом варианте выполнения изобретения кожух 28 имеет круглое сечение с диаметром от 6 до 10 миллиметров (мм), канал 30 прохождения капилляра 32 имеет диаметр порядка 1,2 мм, и капилляр 32 имеет диаметр около 0,8 мм. Гибкий кожух может иметь ширину порядка 1,5 мм.

В другом варианте выполнения изобретения кожух может быть жестким, а капилляр - мягким или жестким. Однако жесткий кожух, выполненный в виде трубки, как в известном техническом решении, не позволяет работать во внутренних зонах турбомашины, доступных только через изогнутые или не прямолинейные проходы.

Таким образом, использование гибкого кожуха и мягкого капилляра обеспечивает не разрушающий контроль труднодоступных зон и не требует снятия турбомашины в цеху технического обслуживания, что позволяет сократить время обслуживания и расходы по эксплуатации турбомашины.

Далее следует описание фиг. 11-19, на которых представлены другие варианты выполнения изобретения.

Эндоскоп 104 содержит ручку 105, имеющую проксимальную часть 106 и дистальную часть 124, и кожух, образующий жесткую дистальную смотровую трубку 108. На фиг. 11 трубка 108 вставлена в смотровую трубку 110. Ручка 106 содержит регулировочное кольцо 112 и окуляр 114, установленный в проксимальной насадке 116, выполненной с возможностью соединения с эндоскопической камерой. Эндоскоп 104 содержит канал передачи света для освещения, содержащий пучок осветительных волокон (не показан), продолженный осветительным кабелем 118, неподвижно соединенным с ручкой 106. Дистальная часть трубки 108 содержит глазок 120 на дистальном конце оптического канала эндоскопа 104, и окно 122, сзади которого можно приклеить предварительно отшлифованный дистальный конец пучка осветительных волокон.

Эндоскоп содержит трубку 126, содержащую дистальное боковое отверстие 128, под которым расположены глазок или смотровое окно 120 и осветительное окно 122 эндоскопа 104 (фиг. 11). Дистальный конец трубки 110 неподвижно соединен с шарнирным пальцем 130, содержащим внутренний канал 132, выходящий с одной стороны на отверстие 134 и с другой стороны в рабочий канал 136, расположенный в трубке 110. Рабочий канал 136 выходит на ручке 124 в цоколь 138, образующий проксимальный конец рабочего канала 124. Рабочий канал 124 выполнен с возможностью обеспечения введения скольжением мягкой капиллярной трубки 32 (фиг. 15), которая может заходить через цоколь 138 и выходить через отверстие 134. Такая капиллярная трубка предназначена для нанесения капиллярных дефектоскопических веществ на контролируемую деталь. Ручка 124 дополнительно содержит кольцо 140 управления, позволяющее регулировать вручную угловое положение шарнирного пальца 130. Ручка 124 может также содержать цоколь 142, соединяемый с источником воздуха под давлением и сообщающийся с трубкой 144 обдува воздухом, выходящей в отверстие 128 параллельно глазку 120 и осветительному окну 122.

На фиг. 13, 15 и 16 дистальная часть 124 ручки 105 содержит цилиндрическое проксимальное гнездо 146, предусмотренное для захождения в него цилиндрического дистального конца 148 проксимальной части 106 ручки 105 эндоскопа 104. Гнездо 146 содержит дистальную перегородку 150, оснащенную осевым отверстием, образующим проксимальный конец внутренней цилиндрической трубки 152, предусмотренной для захождения трубки 108 эндоскопа 104. Средства соединения и крепления ручки 105 в гнезде 146 могут содержать градуированное устройство стопорения (не показано), позволяющее правильно позиционировать дистальный конец трубки 108 эндоскопа под дистальным отверстием 128 эндоскопа 104.

Дистальная часть 124 ручки 105 содержит проксимальную цилиндрическую деталь 154, проксимальная часть которой образует цилиндрическое гнездо 146, и трубчатая дистальная часть 155 которой содержит продольную щель 156.

Эндоскоп содержит кольцо 140 управления угловым положением дистального шарнирного пальца 130. Цилиндрическое кольцо 158 неподвижно установлено внутри кольца 140 управления и содержит спиралевидную щель 160, выполненную по его контуру. Вокруг внутренней трубки 152 с возможностью перемещения скольжением установлен трубчатый ползунок 162, который содержит радиальный палец 164 на своей наружной периферии. Ползунок 162 неподвижно соединен с двумя продольными приводными тягами 166, 168, походящими внутри трубки 126 и предназначенными для управления угловым положением дистального шарнирного пальца 130.

Кольцо 140 управления и цилиндрическое кольцо 158 установлены вокруг трубчатой дистальной части 155 проксимальной цилиндрической детали 154. Трубчатый ползунок 162 установлен внутри трубчатой дистальной части 155 проксимальной цилиндрической детали 154, и радиальный палец 164 проходит через продольную щель 156 трубчатой дистальной части 155 проксимальной цилиндрической детали 154, а его радиально наружный конец заходит в спиралевидную щель 160 цилиндрического кольца 158.

Дистальная часть 124 ручки 105 содержит также центральную деталь 179 и дистальную деталь 172, взаимодействие которых с проксимальной цилиндрической деталью 154 позволяет блокировать поступательное движение дистальной части 124 ручки 105 и цилиндрического кольца 158 вокруг трубчатой дистальной части 155 проксимальной цилиндрической детали 154, образуя два боковых отверстия, обеспечивающих прохождение и крепление цоколей 138 и 142. Детали 154, 170, 172 можно соединить, например, при помощи двух винтов 174а, 174b, заходящих в отверстия, предусмотренные для этой цели в детали 172, и завинчиваемые в деталь 154.

Во время работы вращение кольца 140 управления вокруг трубчатой дистальной части 155 проксимальной цилиндрической детали 154 приводит к поступательному перемещению радиального пальца 130 в продольной щели 156, что приводит к осевому перемещению трубчатого ползунка 162.

Дистальная часть трубки 124 содержит дистальную деталь 176, содержащую:

- проксимальную трубчатую цилиндрическую часть 178, содержащую внутреннее отверстие 180, предназначенное для захождения в него дистального конца внутренней трубки 152,

- центральное трубчатое гнездо 182, содержащее боковое отверстие 128 и дистальную перегородку 184, при этом гнездо 182 выполнено с возможностью захождения в него дистального конца трубки 108 эндоскопа 104, вставленной во внутреннюю трубку 152,

- две дистальные продольные проушины 186, каждая из которых содержит поперечное отверстие 188,

- продольный канал, в проксимальный конец которого заходит трубка 144 обдува и дистальный конец которого выходит в гнездо 182,

- продольный канал, в проксимальный конец которого заходит рабочий канал 136 и дистальная часть которого выходит между двумя проушинами 186, и

- два продольных канала, которые выходят между двумя дистальными проушинами 186 и в которых с возможностью скольжения установлены приводные тяги 166, 168.

Дистальная часть внутренней детали 176 связана с внутренним шкивом 190, содержащим осевое отверстие 192, перпендикулярное к оси трубки 126, и кольцевой паз 194, выполненный с возможностью направления капиллярной трубки 32, введенной в рабочий канал 136 через цоколь 138. Шарнирный палец 130 содержит на своем проксимальном конце две проушины 196, каждая из которых содержит дистальное поперечное отверстие 198 и проксимальное поперечное отверстие 200.

Деталь 176, шкив 190 и шарнирный палец 130 соединены при помощи цилиндрической оси 202, последовательно проходящей через отверстие 188 одной из дистальных проушин 186 детали 176, через отверстие 198 одной из проксимальных проушин 196 пальца 130, через отверстие 192 шкива 190, через отверстие 198 другой из проксимальных проушин 196 и, наконец, через отверстие 188 другой из дистальных проушин 186 детали 176.

Соединение шарнирного пальца 130 и приводных тяг 166, 168 выполнено отдельно для каждой тяги при помощи соответствующей поперечной цилиндрической оси 204, вставленной в дистальное отверстие 196 одной из двух проушин 196 пальца 130, затем в отверстие 206, выполненное на дистальном конце каждой приводной тяги 166, 168.

Во время работы палец 130 можно повернуть и позиционировать в угловом направлении между осевым положением, в котором он находится на одной линии с осью трубки 124 (фиг. 3), и положением, в котором он ориентирован перпендикулярно к оси трубки 15 (фиг. 14).

Введение капиллярной трубки 32 в рабочий канал 136, затем в канал 132 можно осуществить, когда шарнирный палец 130 находится в осевом положении. Позиционирование дистального устья капилляра 32 на контролируемой детали осуществляют путем вращения кольца 140 управления для ориентирования пальца 130 в направлении, перпендикулярном к оси трубки 126, и путем визуального регулирования, - при помощи эндоскопа 104, - длины дистальной части капиллярной трубки 32, которая выступает за пределы пальца 130.

На фиг. 18 и 19 показан гибкий видеоэндоскопический зонд, адаптированный для капиллярной дефектоскопии при освещении ультрафиолетовым светом и для доступа к внутренним зонам турбомашины.

Видеоэндоскопический зонд содержит ручку управления, дистальный конец которой неподвижно соединен с гибкой смотровой трубкой и проксимальный конец которой обычно неподвижно соединяют с омбиликальным кабелем (не показан), обеспечивающим соединение зонда с рабочими устройствами, такими как генератор света.

Для контроля посредством капиллярной дефектоскопии ручку управления зонда крепят на специальной детали 210, дистальный конец которой неподвижно соединен с дистальной муфтой 212. Деталь 210 является трубчатой деталью, содержащей осевое проксимальное гнездо, в котором крепят ручку управления. Деталь 210 содержит наклонный боковой трубчатый вход 216, наружный конец которого имеет внутреннюю резьбу 214.

Муфта 22, которую можно выполнить из гибкого материала, охватывает проксимальный конец смотровой трубки 208. Смотровая трубка 208 содержит гибкое дистальное колено 218 и дистальную головку 220 для исследования, в которой установлено оптоэлектронное устройство, содержащее средства освещения и съемки изображений, аналогичные описанным со ссылками на фиг. 8а и 8b. На наружной резьбе 224 дистального осевого конца детали 210 навинчена круглая гайка 222 для герметичного соединения детали 210 с муфтой 212.

Деталь 210 содержит осевой трубчатый канал 226, в котором находятся следующие связи:

- пучок осветительных волокон 228,

- четыре гибких кожуха 230,

- многожильный электрический кабель 232.

Пучок осветительных волокон 228 соединяет без прерывистости осевое осветительное окно 234, находящееся на дистальной стороне дистальной головки 220, с проксимальным концом омбиликального кабеля видеоэндоскопического зонда. Проксимальный конец омбиликального кабеля можно подсоединить к осветительному генератору, который может выдавать как белый свет, так и свет УФ.

Предусмотрены четыре кожуха 230 для направления четырех гибких тросиков управления, дистальные концы которых неподвижно соединены с дистальным коленом 218 и проксимальные концы которых приводятся в действие ручным или механизированным органом управления, который может находиться в ручке управления. Тросики управления, а также орган управления могут быть аналогичны описанным со ссылками на фиг. 8b и 9.

Многожильный электрический кабель 232 соединяет датчик изображения, установленный в дистальной головке 220, с видеопроцессором, который может находиться в ручке управления. Основной функцией видеопроцессора является синхронизация дистального датчика изображения и преобразование выдаваемого датчиком электрического сигнала в стандартный видеосигнал. Датчик изображения связан с объективом 235, образующим смотровое окно, тоже расположенное на дистальной стороне головки 220.

Наклонный трубчатый вход 216 детали 210 выполнен с возможностью захождения в него проксимальной части 236 рабочего канала, которая закреплена, например, при помощи клея в наклонном трубчатом входе 216. Проксимальная часть 236 может быть выполнена из жесткого материала, например, из металла. Дистальный конец проксимальной части 236 рабочего канала неподвижно соединен (при помощи не показанного устройства, разборного из соображения облегчения обслуживания) с проксимальным концом гибкой проксимальной части 238 рабочего канала, находящейся в смотровой трубке 208. Дистальный конец 238 проксимальной части рабочего канала выходит в отверстие 241, выполненное на дистальной стороне дистальной головки или смотровой головки 220 (фиг. 5А).

Дистальный конец промежуточной трубчатой детали 240 завинчен (или закреплен клеем) в наклонный трубчатый вход 216 детали 210 при помощи дистальной наружной резьбы.

Соединительную деталь 246, содержащую боковой вход 242 и проксимальный осевой вход, можно герметично соединить с деталью 240 при помощи кольца 244, завинчиваемого на контуре промежуточной детали 240 и удерживаемого в осевом направлении кольцевым бортиком соединительной детали. В промежутке между соединительной деталью 242 и промежуточной трубчатой деталью 240 плотно устанавливают уплотнительную тороидальную прокладку. Проксимальный осевой вход соединительной детали 246 имеет диаметр, слегка превышающий диаметр мягкого капилляра 32, который вводят в этот вход. Проксимальный осевой вход детали 246 можно дополнить съемным герметичным колпачком 248, выполненным из мягкого материала и содержащим осевое отверстие, в которое оператор может вводить капиллярную трубку 32, которая может перемещаться скольжением в рабочем канале 236, 238, пока ее дистальная часть не выйдет из отверстия 241 в дистальной стороне дистальной головки 220. Боковой вход 242 детали 246 соединен со средствами подачи воздуха под давлением. В этих условиях воздух, поступающий через вход 242, циркулирует в кольцевом пространстве, заключенном между наружной поверхностью капиллярной трубки 32 и внутренней поверхностью рабочего канала 236, 238, выходя через отверстие 241 дистальной головки 80. Таким образом, воздух, вводимый через вход 242, не дает капиллярным дефектоскопическим веществам, наносимым через дистальное устье капиллярной трубки 32, оседать на смотровое окно 235 и на осветительное окно 234 на дистальной стороне головки 220 и обеспечивает очистку этих окон. Воздух, поступающий в рабочий канал, позволяет также избежать загрязнения рабочего канала каплями капиллярного дефектоскопического вещества.

Возможность прямого демонтажа соединительного устройства 246 является существенным преимуществом с точки зрения обслуживания, поскольку облегчает периодическую очистку рабочего канала 236, 238.

Согласно другому варианту выполнения, осветительное устройство видеоэндоскопического зонда может содержать, по меньшей мере, два электролюминесцентных диода LED, один из которых излучает белый свет, а другой ультрафиолетовый свет, причем эти два диода LED установлены в дистальном конце зонда.

В вариантах выполнения, содержащих пучок осветительных волокон, пучок осветительных волокон можно заменить жидким световодом, который может передавать свет УФ и белый свет, или можно связать с таким жидким волноводом, который может быть съемным.

Специалисту понятно, что настоящее изобретение может иметь разные варианты выполнения и разное применение. В частности, описанный выше видеоэндоскопический зонд может содержать трубку обдува воздухом, отдельную от рабочего канала и входящую в дистальную головку 220, направляя воздух на осветительное и смотровое окна.

Эндоскоп в соответствии с изобретением можно использовать с гибкой или жесткой смотровой трубкой. В случае эндоскопа или видеоэндоскопа с гибкой смотровой трубкой, оснащенной дистальным коленом, смотровое и осветительное окна могут быть боковыми или осевыми. В случае, когда эти окна являются осевыми, трубка 126 содержит отверстие, позволяющее ориентировать эти окна сбоку при помощи колена. В случае, когда эти окна являются боковыми, колено можно не использовать.

В различных описанных выше вариантах выполнения изобретения осветительные волокна выполнены из материала, способного проводить видимый свет и ультрафиолетовый свет, например, из кварца или полимера, который может одновременно проводить белый свет и свет УФ.

Благодаря обдуву воздухом средств освещения и съемки изображений, нет необходимости в извлечении смотровой трубки из эндоскопического смотрового отверстия, в частности, во время или после нанесения капиллярных дефектоскопических веществ на контролируемую деталь, причем до самого конца визуального контроля детали при освещении в свете УФ, что позволяет сократить время, необходимое для операций эндоскопического контроля.

Нагнетание воздуха в рабочий канал 236, 238 во время нагнетания капиллярных дефектоскопических веществ с учетом того, что капиллярная трубка выступает из дистального конца рабочего канала, способствует значительному уменьшению загрязнения как в рабочем канале, так и на головке для исследования.

Иногда предпочтительно не смешивать различные капиллярные дефектоскопические вещества. В этом случае для нагнетания каждого капиллярного дефектоскопического вещества можно использовать разные капиллярные трубки 32. Используемые капиллярные трубки могут быть одноразовыми.

Группа изобретений относится к области техники, раскрывающей устройства и способ для поиска дефектов скрытых деталей. Устройство поиска дефектов на скрытых деталях, таких как лопатки турбомашины, содержит средства освещения и съемки изображений, соединенные со средствами направления света и передачи изображений, размещенных в кожухе. При этом указанное устройство содержит средства последовательного распыления капиллярных дефектоскопических веществ на исследуемую деталь, содержащее капилляр, направляемый скольжением в канале, размещенном в кожухе, и, кроме того, содержит средства регулировки ориентации головки для исследования на дистальном конце кожуха. Технический результат - упрощение конструкции устройства поиска дефектов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Устройство поиска дефектов на скрытых деталях, доступных через непрямолинейный проход, в турбомашине, такой как авиационный турбореактивный или турбовинтовой двигатель, содержащее трубчатый кожух (28, 126, 208) и средства направления света и передачи изображений, размещенные в кожухе для освещения и наблюдения исследуемой детали, отличающееся тем, что содержит головку (62, 220) для исследования на дистальном конце кожуха (28, 126, 208), содержащую средства освещения и съемки изображений, соединенные со средствами направления света и передачи изображений, размещенными в кожухе (28, 208), средства последовательного распыления капиллярных дефектоскопических веществ на исследуемую деталь, содержащие капилляр (32), направляемый скольжением в канале (30), размещенном в кожухе (28, 126, 208), и тем, что содержит средства регулировки ориентации головки для исследования на дистальном конце кожуха.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит средства обдува воздухом средств освещения и съемки изображений, установленных на дистальном конце кожуха.

3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что средства обдува воздухом содержат средства (48) подачи воздуха под давлением, соединенные с трубкой обдува (30), выходящей своим дистальным концом вблизи средств освещения и съемки изображений.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что средства подачи воздуха под давлением соединены с проксимальным концом канала (30, 236) прохождения капилляра (32) для подачи в канал (30, 236) непрерывного воздушного потока, выходящего через его дистальный конец.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что проксимальный конец кожуха (28, 208) соединен с ручкой (36), предназначенной для крепления на турбомашине, и тем, что канал (30, 136, 241), в котором расположен капилляр (32), продолжен внутрь ручки (36) и соединен с жесткой трубкой (38), закрепленной на ручке (36) и служащей для введения капилляра (36) внутрь канала (30).

6. Устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит средства блокировки скольжения капилляра (32) внутри канала (30).

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что средства блокировки содержат наконечник (40), содержащий средства зажима капилляра (32) и предназначенный для вставления и удержания на свободном конце жесткой трубки (38).

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что наконечник (40) содержит проход (46), выходящий внутрь трубки (38) и образующий вход, предназначенный для соединения со средствами (48) подачи воздуха под давлением.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства регулировки ориентации содержат орган (76, 140) управления угловой ориентацией головки для исследования, установленный с возможностью вращения на ручке эндоскопа и соединенный со средствами передачи команды ориентации головки для исследования, причем эти средства передачи размещены в кожухе (28, 126, 230).

10. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что средства регулировки ориентации головки для исследования содержат по меньшей мере два тросика, направляемые внутри кожуха и закрепленные своим дистальным концом на головке (62, 220) для исследования в двух диаметрально противоположных точках и намотанные с натяжением своей проксимальной частью в противоположных направлениях на поворотном органе управления, находящемся на ручке (36).

11. Устройство по п. 9, отличающееся тем, что средства передачи команды ориентации содержат по меньшей мере одну тягу (166, 168), проходящую внутри кожуха (126) и соединенную своим дистальным концом с механизмом преобразования поворотного движения кольца в поступательное движение тяги, при этом тяга соединена своим дистальным концом с пальцем (130), шарнирно соединенным с дистальным концом кожуха (126) с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной к этому кожуху.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что дистальный палец (130) содержит осевой канал (132) для прохождения капилляра (32) и шарнирно установлен с возможностью поворота между положением, в котором он находится на одной линии с осью кожуха (126), и положением, в котором он ориентирован перпендикулярно к оси кожуха (126).

13. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что трубчатый кожух (28, 218) является гибким, и тем, что капилляр (32) является мягким.

14. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дистальный конец кожуха (28) оснащен наконечником распыления на своем дистальном конце.

15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что наконечник распыления на дистальном конце капилляра (32) выполнен съемным и с возможностью выбора из набора наконечников для распыления в радиальном, переднем и обратном направлениях.

16. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кожух (28) имеет круглое сечение с диаметром от 6 до 10 мм и канал (30) прохождения капилляра (32) имеет диаметр порядка 1,2 мм, при этом капилляр (32) имеет диаметр порядка 0,8 мм.

17. Способ неразрушающего контроля капиллярной дефектоскопией скрытой детали при помощи устройства по п. 1, отличающийся тем, что:
- головку для исследования вводят и направляют внутри трехмерной конструкции до положения исследования контролируемой детали,
- головку для исследования располагают напротив исследуемой детали, в проксимальный конец капилляра подают первое капиллярное дефектоскопическое вещество и это первое вещество наносят через дистальный конец капилляра на исследуемую деталь,
- капилляр извлекают скольжением из канала, в котором он размещен,
- в канал скольжением вводят второй капилляр и его дистальный конец подводят к исследуемой детали, затем в проксимальный конец этого второго капилляра подают второе капиллярное дефектоскопическое вещество и наносят это второе вещество на исследуемую деталь.