УСТАНОВКА ДЛЯ РЕНТГЕНОГРАФИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЯ Российский патент 2022 года по МПК G01N23/04 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам для рентгенографического контроля изделий сложной формы, а именно полусфер.

Из области техники известен стенд рентгенотелевизионного контроля цилиндрических сварных изделий [SU №811 994, МПК G01N 23/04, опуб. 30.05.1983 г]. Стенд содержит источник проникающего излучения и соосно расположенный с ним преобразователь радиационного изображения в видимое, самоходную платформу с холостыми и приводными роликоопорами. Холостые роликоопоры выполнены с возможностью возвратно-поступательного перемещения, а приводные роликоопоры выполнены неподвижными.

Недостатком данного устройства является невозможность использования для рентгенографического контроля изделий сложной формы, преимущественно полусфер, так как существует вероятность попадания в зону исследования элементов конструкции стенда, что ведет к недостоверному контролю изделия в виде полусферы при рентгенографическом исследовании.

Известно полуавтоматическое устройство для рентгенографического контроля деталей, например сварных роторов турбин [SU №236835, МПК G01N, опуб. 03.11.1969 г], содержащее источник и приемник излучения, рамную тележку на колесах и опорах-домкратах, на тележке установлена с возможностью изменения угла наклона относительно оси источника излучения платформа с держателем контролируемого изделия, имеющего возможность поворота вокруг собственной оси.

В качестве платформы в данном устройстве использовано основание, соединенное с тележкой шарнирной осью и механизмом, изменяющим угол наклона устройства относительно оси источника излучения. Возможность поворота изделия вокруг собственной оси в данном устройстве осуществляется тем, что изделие установлено на поворотном диске, на котором установлен стол и пальцы, являющиеся держателем контролируемого изделия. Поворотный диск смонтирован в двух подшипниках на пустотелой оси, присоединенной к основанию. Приемник излучения (кассета с фотопленкой) размещен на столе, а сверху приемника излучения установлено контролируемое изделие. Данное устройство рассматривается в качестве прототипа.

Недостатком прототипа, как и вышеприведенного аналога, является ограниченная область применения из-за невозможности использования для рентгенографического контроля изделий сложной формы, преимущественно полусфер, из-за отсутствия надежного закрепления полусферы, что может вызвать при осуществлении наклона основания опрокидывание контролируемого изделия, снижая эксплуатационную надежность проведения работ. Кроме того, устройство недостаточно удобно в работе: необходимость каждый раз при формировании результатов исследования снимать заготовку и закрепленную под ней кассету повышает сложность проведения работ.

Техническим результатом предлагаемого изобретения, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является возможность реализации рентгенографического контроля изделия сложной формы, преимущественно полусферы, с обеспечением эксплуатационной надежности и простоте исполнения.

Технический результат достигается тем, что установка для рентгенографического контроля изделия, содержащая источник и приемник излучения, рамную тележку на колесах и опорах-домкратах, на тележке установлена с возможностью изменения угла наклона относительно оси источника излучения платформа с держателем контролируемого изделия, имеющего возможность поворота вокруг собственной оси, согласно изобретению, держатель контролируемого изделия выполнен в виде системы роликов - боковых опорных и верхних прижимных, установленных с возможностью независимого регулируемого перемещения и взаимодействия соответственно с боковой поверхностью и верхней кромкой контролируемого изделия, причем контролируемое изделие установлено в держателе с условием обеспечения прохождения линии касания боковых роликов выше центра тяжести изделия, при этом платформа выполнена П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения, установленному на раме тележки с возможностью регулирования положения относительно поверхности изделия.

Выполнение держателя контролируемого изделия в виде системы роликов - боковых опорных и верхних прижимных, установленных с возможностью независимого регулируемого перемещения и взаимодействия соответственно с боковой поверхностью и верхней кромкой контролируемого изделия, дает возможность осуществить центрирование изделия боковыми роликами и надежно удерживать его от опрокидывания верхними роликами при наклоне платформы на требуемый для исследования угол, обеспечивая эксплуатационную надежность проведения работ с полусферическими изделиями. Одновременно с этим введение системы вращающихся на собственных осях роликов для удержания полусферического изделия дает возможность просто осуществить необходимый поворот вокруг собственной оси изделия для осуществления контроля очередного участка полусферы. Установка изделия таким образом, что линия касания боковых роликов проходит выше центра тяжести контролируемого изделия, исключает опрокидывание полусферического изделия при наклоне платформы на требуемый для исследования угол, и соответственно обеспечивает эксплуатационную надежность. При этом возможность независимого регулируемого перемещения и взаимодействия роликов с поверхностями изделия дает возможность осуществить центрирование и надежное удержание изделия, имеющего, например, возможные погрешности в изготовлении или наличие небольшой разноразмерности контролируемых полусфер.

Ориентирование платформы, выполненной П-образной формы, вырезом к приемнику излучения дает возможность исключить препятствия и вероятность попадания в зону исследования элементов конструкции установки на пути рентгенографического луча источника излучения, обеспечивая получение достоверного изображения поверхности изделия сложной формы, преимущественно полусферы, при рентгенографическом исследовании.

Установка приемника излучения на раме тележки с возможностью регулирования его положения относительно поверхности контролируемого изделия дает возможность получить достоверное рентгенографическое изображение на приемнике излучения, обусловленное как техническими возможностями источника излучения, так и необходимым расстоянием от приемника излучения до поверхности контролируемой полусферы в случае изменения номенклатуры устанавливаемых полусфер.

Таким образом, совокупность всех изложенных выше признаков создает условия обеспечения возможности реализации рентгенографического контроля изделия сложной формы, преимущественно полусферы, с обеспечением эксплуатационной надежности и простоте исполнения.

С целью расширения номенклатуры диаметров контролируемых полусфер в сторону меньших диаметров держатель установлен на платформе с возможностью съема, при этом к платформе в области ее выреза нижним ярусом прикреплена через переходник с возможностью съема вторая платформа с дополнительным держателем, аналогичным первому, при этом вторая платформа выполнена также П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения.

Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизны».

Новые признаки, которые содержит отличительная часть формулы изобретения, не выявлены в технических решениях аналогичного назначения. На этом основании можно сделать вывод о соответствии заявляемого изобретения условию «изобретательский уровень».

Изобретение иллюстрируется чертежами:

на фиг. 1 представлен общий вид установки рентгенографического контроля большой полусферы (вторая рукоятка наклона платформы снята);

на фиг. 2 - общий вид установки рентгенографического контроля малой полусферы (держатель большой полусферы снят, вторая рукоятка снята, источник излучения не показан);

на фиг. 3 - общий вид кронштейна-переходника со второй платформой и дополнительным держателем малой полусферы.

Устройство выполнено следующим образом.

Установка для рентгенографического контроля изделия (фиг. 1-3) содержит источник излучения 1 (показан схематично) и установленный напротив него приемник излучения 2, рамную тележку 3 на четырех откидных колесах 4. Тележка 3 также снабжена четырьмя опорами-домкратами 5. На тележке 3 установлена с возможностью изменения угла наклона относительно оси источника излучения 1 платформа 6 с держателем контролируемого изделия - полусферы 7. Платформа 6 выполнена П-образной формы и установлена с ориентацией выреза к приемнику излучения 2. Полусфера 7 установлена в держателе с возможностью поворота вокруг собственной оси. К раме тележки 3 соосно жестко прикреплены две опоры 8. Платформа 6 соединена с опорами 8 шарнирными осями 9, связанными с рукоятками 10 наклона платформы 6. Опоры 8 имеют градуировочные отверстия (не показано) с обозначениями улов наклона (α=30°, α=35°, α=45°, α=55°, α=60°, α=90°) платформы 6. Держатель полусферы 7, установленный на платформе 6 с возможностью съема, выполнен в виде системы роликов - четырех боковых опорных роликов 11 и двух верхних прижимных роликов 12. Боковые ролики 11, центрирующие полусферу 7, установлены каждый на собственной оси на вертикальной стойке 13, закрепленной с помощью крепежных соединений 14 по углам платформы 7. Ролики 11 могут быть выполнены, например коническими, ориентированными большим основанием к опорной платформе 6. С помощью независимого возвратно-поступательного перемещения стоек 13 по выполненным на платформе 6 прорезям 15 осуществляется взаимодействие роликов 11 с боковой поверхностью полусферы 7. Верхние ролики 12, выполненные цилиндрическими, установлены каждый на собственной оси на кронштейне 16. Кронштейны 16 прикреплены консольно разъемным соединением к опорам 8. С помощью независимого вертикального перемещения кронштейнов 16 осуществляется взаимодействие (касание, прижим) роликов 11 с верхней кромкой полусферы 7. К раме тележки 3 через полку 17 прикреплен держатель приемника излучения 1 в виде рамки 18 с угловым профилем, в которую вставлена кассета 2 для регистрации исследования. Полка 17 имеет несколько рядов отверстий под крепеж 19 для возможности регулирования (приближения - удаления) и фиксации положения приемника излучения 2 относительно поверхности контролируемого изделия.

С целью расширения номенклатуры контролируемых полусфер, например в сторону уменьшения их диаметра (фиг. 2, 3), к платформе 6 в области ее выреза нижним ярусом может быть прикреплена с возможностью съема через кронштейн-переходник 20 вторая платформа 21 с дополнительным держателем малой полусферы 22. Платформа 21 также выполнена П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения 2. Дополнительный держатель малой полусферы 22 (фиг. 3) выполнен аналогичным держателю полусферы 6, а именно в виде системы роликов - четырех боковых опорных роликов 23 и двух верхних прижимных 24 роликов. Боковые ролики 23 установлены каждый на собственной оси на вертикальной стойке 25, с помощью независимого возвратно-поступательного перемещения которых по выполненным на платформе 21 прорезям 26 осуществляется взаимодействие роликов 23 с боковой поверхностью малой полусферы 22. Верхние ролики 24 каждый установлен на собственной оси на кронштейне 27. Кронштейны 27 прикреплены консольно разъемным соединением к стойкам 25. С помощью независимого вертикального перемещения кронштейнов 27 по стойкам 25 обеспечивается касание (прижим) роликов 24 с верхней кромкой полусферы 22.

Установка работает следующим образом.

Перед началом рентгенографирования установку помещают в зону проведения исследования. Для чего тележку 3 без изделия транспортируют к месту проведения контроля на колесах 4. При этом на тележке 3 в нулевом положении (под углом α=0°) установлена платформа 6 в зависимости от постановленной задачи исследования или с держателем полусферы 7 или с закрепленным к платформе 6 переходником 20 с платформой 21 и держателем малой полусферы 22. В месте проведения рентгенографического контроля тележку 3 устанавливают на опоры-домкраты 5, откидывая при этом колеса 4. При необходимости с помощью четырех домкратов 5 регулируют положение рамы тележки 3 по высоте, компенсируя тем самым возможные неровности поверхности пола или грунта.

При проведении рентгенографического контроля большой полусферы 7 ее с помощью грузоподъемного оборудования (не показано) помещают с опорой на ролики 11 и ориентацией выпуклой части в вырез платформы 6. С помощью независимого перемещения стоек 13 по прорезям 15 платформы 6 и перемещения кронштейнов 16 в вертикальном направлении вдоль опор 8 добиваются центрирования и надежного удержания полусферы 7 роликами 11, 12 соответственно. При этом соблюдая условие прохождения линии касания боковых роликов 11 выше центра тяжести полусферы 7 с целью исключения опрокидывания ее при наклоне платформы 6. К раме тележки 3 через полку 17 закрепляют рамку 18, в угловой профиль которой вставляют кассету 2 для регистрации исследования. Положение приемника излучения 2 относительно поверхности полусферы 7 регулируют, изменяя места крепления 19 полки 17, приближая или удаляя кассету 2 от поверхности полусферы 7. Установка готова к работе.

При проведении рентгенографического исследования для определения местоположения внутренних дефектов производят поворот полусферы 7 вокруг своей оси (δ=0°…360°) вручную. Наклон полусферы 7 в положениях α=30°, α=35°, α=45°, α=55°, α=60°, α=90° осуществляют тремя рабочими. Двое из рабочих наклоняют платформу 6 с полусферой 7 при помощи двух рукояток 10, совмещая соответствующие необходимому углу наклона градуировочные отверстия на опоре 8, а третий рабочий фиксирует данное положение платформы 6 стопорными болтами (не показано). Таким образом обеспечивается наклон и фиксация платформы 6 как в нулевом, так и в любом из требуемых для контроля угловых положений. Далее производится исследование в нескольких плоскостях. После каждого снимка полусферу 7 проворачивают вокруг своей оси на необходимый угол при помощи ручного усилия, либо специального приспособления, производя следующий снимок и так далее. Таким же образом производится перемещение и исследование полусферы 7 под углами α=45°, α=55°, α=60°, α=90\

При необходимости расширения номенклатуры контролируемых изделий, в частности в сторону уменьшения радиуса полусфер держатель полусферы 7 снимают, а к платформе 6 нижним ярусом в зоне ее выреза через переходник 20 устанавливают вторую платформу 21 с дополнительным держателем, выполненным в виде системы боковых опорных 23 и верхних прижимных 24 роликов. При этом платформу 21 ориентируют вырезом к приемнику излучения 2. С помощью грузоподъемного оборудования (не показано) помещают малую полусферу 22 с опорой на ролики 23 и ориентацией выпуклой части в вырез платформы 21. В процессе рентгенографического контроля малой полусферы 22 производят поворот вокруг ее собственной оси. Наклон полусферы 22 в положениях α=30°, α-35°, α-45°, α=55°, α=60°, α=90° осуществляют аналогичным образом, как и большой полусферы 6 с помощью рукояток 10.

В настоящее время изготовлены опытные образцы, которые подтвердили возможность реализации рентгенографического контроля изделия сложной формы, преимущественно полусферы, с обеспечением эксплуатационной надежности и простоте исполнения.

Итак, представленные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:

- устройство, воплощающее заявленное изобретение при его осуществлении, относится к области неразрушающего контроля, а именно к устройствам для рентгенографического контроля изделий сложной формы, а именно полусфер;

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, способно реализовать рентгенографический контроль изделия сложной формы, преимущественно полусферы, с обеспечением эксплуатационной надежности и простоте исполнения;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость".

Использование: для рентгенографического контроля изделия. Сущность изобретения заключается в том, что установка для рентгенографического контроля изделия содержит источник и приемник излучения, рамную тележку на колесах и опорах-домкратах, на тележке установлена с возможностью изменения угла наклона относительно оси источника излучения платформа с держателем контролируемого изделия, имеющего возможность поворота вокруг собственной оси, при этом держатель контролируемого изделия выполнен в виде системы роликов - боковых опорных и верхних прижимных, установленных с возможностью независимого регулируемого перемещения и взаимодействия соответственно с боковой поверхностью и верхней кромкой контролируемого изделия, причем контролируемое изделие установлено в держателе с условием обеспечения прохождения линии касания боковых роликов выше центра тяжести изделия, при этом платформа выполнена П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения, установленному на раме тележки с возможностью регулирования положения относительно поверхности изделия. Технический результат: обеспечение возможности реализации рентгенографического контроля изделия сложной формы, преимущественно полусферы, с обеспечением эксплуатационной надежности и простоте исполнения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Установка для рентгенографического контроля изделия, содержащая источник и приемник излучения, рамную тележку на колесах и опорах-домкратах, на тележке установлена с возможностью изменения угла наклона относительно оси источника излучения платформа с держателем контролируемого изделия, имеющего возможность поворота вокруг собственной оси, отличающаяся тем, что держатель контролируемого изделия выполнен в виде системы роликов - боковых опорных и верхних прижимных, установленных с возможностью независимого регулируемого перемещения и взаимодействия соответственно с боковой поверхностью и верхней кромкой контролируемого изделия, причем контролируемое изделие установлено в держателе с условием обеспечения прохождения линии касания боковых роликов выше центра тяжести изделия, при этом платформа выполнена П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения, установленному на раме тележки с возможностью регулирования положения относительно поверхности изделия.

2. Установка для рентгенографического контроля полусферы по п. 1, отличающаяся тем, что держатель установлен на платформе с возможностью съема, при этом к платформе в области ее выреза нижним ярусом прикреплена через переходник с возможностью съема вторая платформа с дополнительным держателем, аналогичным первому, при этом вторая платформа выполнена также П-образной формы и ориентирована вырезом к приемнику излучения.