Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров Советский патент 1988 года по МПК G01N27/90 G01N29/04 G01M19/00 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для исподьзевания при внутреннем контроле цилиндрических резерву- аров, например напорных резервуаров ядерных реакторов.

Цель изобретения - обеспечение ультразвуковой дефектоскопии кольцевых швов на вертикально расположен- ном баллонообразном коллекторе гори-: зонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящих

радиально входящих в коллектор теп- лообменных труб (игольчатые трубы),

На фиг. I представлен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - приводная головка, вид сверху; на фиг. 4 - держатель средств ультразвукового контроля; на фиг. 5 - то же, вид сбоку; на фиг, 6- держатель средств вихретокового контроля; на фиг. 7 - то же, вид сбоку; на фиг. 8 - то же, вид сверху.

Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров содержит трубообразную мачту 1, расположенную на нижнем конце мачты пяту, выполненную в виде аксиальной мачты центрирующей звезды 2, в которой мачта I установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, расположенный на верхнем конце центровочный подшипниковый узел, выполненный в вида установленной на мачте 2 несущей звезды 3 с зубчатым венцом. Мачта I охвачена установленным с возможностьк перемещения вдоль нее суппортом 4, предназначенным для установки на нем контрольного, измерительного или смотрового устройства.

Суппорт 4 включает коробчатообраз- ную открытую сверху и снизу раму со стенками 5-8, охватывающую мачту i и параллельные ей приводной щпиндель 9 и зубчатую рейку 0, и-приводную головку 11, установленную на раме с возможностью вращения вокруг оси, параллельной мачте, и взаимодейств то™ щую со птинделем 9 и рейкой LO.

Манипулятор содержит также коро- бообразный корпус J2, охватьшающий мачту, высота корпуса больше высоты суппорта, а его нижняя часть предназначена для установки на фланце контролируемого резервуара (не показан)

На корпусе 12 закреплен приводной двигатель 13 с пгестерней 14.

с

0

j

0 5

О , д

5

5

Приводной шпиндель 9 установлен одним концом в подшипниковом узле 15 ПЯТЬ и кинематически связан с узлом 16 привода поджатия и опускания суппорта 4, зубчатый венец несушей звезды 3 взаимодействует с шестерней 14 приводного двигателя 13.

На мачте 1 закреплена направляющая для суппорта, выполненная в виде скользящей плиты 17 линейной системы каретки.

На верхнем краю корпуса 12 на цап- фовых опорах 8 установлена кольцеобразная система каретки, скользящее кольцо 19 которой кинематически связано с несущей звездой 3, На внутренней стороне стенки 5 рамы установлены цапфовые опоры 20, взаимодействующие со скользящей плитой 7.

Корпус 12 выполнен в виде верхнего несущего кольца 21, нижнего несущего кольца 22 и нескольких несущих колонн 23, связывающих оба несущих кольца. Каждая колонна состоит из двух телескопически сцепляемых одна с другой труб 24 и 25. Внутренняя труба 25 калодой колонны вьтолнена : с гайкой 26, с которой входит в зацепление щпилька 27, установленная U возможностью вращения на верхнем несущем кольце 21. Приводной шпиндель 9 имеет шестигранный профиль, а приводная головка 11 взаимодействует с ним посредством направляющих роликов 28, имеющих и-образно прорезанные канавки. При этом приводная головка выполнена с охватьюающим приводной шпиндель 9 червяком 29, который через червячное колесо 30 и связанное с ним зубчатое колесо 31 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 10. Центрирующая звезда 2 выполнена в виде фермы 32 с двумя установленными радиально к мачте регулируемыми упорами 33 и шарннрно закрепленного на ферме 32 бананообразного согнутого рычага 34 5 установдгенного симметрично обоим упорам 33 с возможностью перемещения радиальпо мачте, к подъемного привода 35, ток которого шарнирно соединен со сзободтпям концом рычага 34, а его корпус раарнирно соединен с фермой 32,

Боковая стенка 7, протинолежащая боковой стенке 5 предусмсп рена для приема изображенного на фиг , 6-8 держателя средств вихретокгшогт) кг)нтро- ля теплообменных труО, nxd,;ипих в

коллектор. Обе другие прот -1воположны одна другой боковые стенки 6 i: 8 предусмотрены для приема по одному держателю средств ультразвукового . контроля кольцевых швов коллектора. Для этого согласно фиг. 4 Б боковые стенки 6 и 8 могут быть вставлены основные плиты 36, на которых расположен держатель ультразвукового средства контроля. Каждьгй держатель вьшол - нен согласно фиг, 4 н 5 как двойное коромысло Еванса.

На каждой основной плите 36 закреплена перемещающаяся в вертикальном направлении скользящая плита 37 линейной системы каретки, вдоль которой посредством цапфовой опоры 38 может перемещаться каретка 39, На последней своим ведомым концом закреплен рычаг приводного коро -1ысла Еван- са

Второе прршодное коромысло Еванса и5-аеет двуплечий рычаг 40э который по средством пальца 41 установлен з ,- стойке 42 подшипника, закрепленной На каретке 39. К свободному концу рычага 40 шарнирно подсоединен держатель 43 контрольной головки. Приблизтельно в середине рычага 4Q через пальцы 44 воздействуют два параллельно действ ующнх кривошипа 45, которые своим концом шарнирно присоединены к ушкам 46о Последние являются частью держателя 47, закрепленного на основной плите 36,

Первое (и1 1еющееся в двойном испол нении) предусмотренное с двух сторон на основной плите 36 приводное коромысло Еванса состоит из двуплечего рычага 48, который ведомым концом через угольник 49 шарнирно присоединен к каретке 39, а свободный конец которого также присоединен к держателю 43 средства контроля, В середине рычаг 48 соединен с кривошипом 50s ко- торый другим концом шарнирно присоединен к уику 515 также предусмотренному на держателе 47.

Обе системы приводных коромысел Еванса расположены перпендикулярно к ОСНОВ110Й плите 36 и вместе с тем с, параллельным сдвигом одна к другой..в направлении выдвигания держателя 43, чтобы обеспечить точное перенещет-ше держателя радиально к мачте i Вьщви- гание системы приводного коромысла Еванса происходит с помощью подъемного принодг 52, который -расположен

мезвду точкой j; оздег-хтвия кривоппта 45 на рьмаг 40 и концом рычага 48« Ка фиг. 4 держатель 43 в выдвинутом состоянии изображен заштрихованным , На кахкдой стороне основной плиты 36 может быть предусмотрено по одно1 гу подъемному приводу 52, Согласно фиг, 2, 4 и 5 в верхнюю часть боковой стенки 8 вставлена основная плита 53, на которой.закреплена приводная головка 1 суппорта 4, Приводная головка 11 содержит две пары направляюшлх роликов 28, К1 еющих и-образно прорезанные канавки, которые Находятся в зацеплении с шестигранно вы.полненным приводным шпинделем 9, Вкладьгши этих направляющих ро ликов соединены через трубы 54, на которой сидит охватьшающий приводной шпиндель червяк 29, Труба 54 через не обозначенный более подробно сколь- зящкй подшипник установлена в плите 53 Червяк 29 находится в зацеплении с червячным колесом 30, которое сое- да.шеко с зубчатым колесом 3 и вместе с ним устано.влено в стенке 8.

Средство вш ретокового контроля содер кит основную плиту 55, которая может быть разъемно соединена в местах соединения с боковой стенкой 7 paNibi суппорта. На основной плите 55 на ее передней стороне расположен барабан 56 скользящего шланга зонда 57 вихревых токов, а перпендикулярно под ней расположено подаютее колесо 585 ось которого параллельна оси барабана 56J.несколько расположенных по nepJCNiBTpy подающего колеса 58 при- ЖИМН.ЫХ колес 59 „ На этой стороне основной плиты 55 находятся приводные колеса 60 к 61 ,. которые через приводные ремни находятся в зацеплении с барабаном 56 н подающим колесом 58, Приводные колеса 60 и 6 соединены с приводным двигателем 62, к которому подключена передача 63 с двумя вра- щаюшимися в одном и том же направлении приводными валами. При этом при- водной двигатель 62 и передача 63 расположены на обратной стороне основной плкты 55 таким образом, что они при соединении основной плиты с суппортом оказьшаются расположвнны- i- перед боковой стенкой 6 рамы суппорта

Кроме того, средство и-меет горизонтальный корпус 64 для приема зонда вихревых токов и установленную в

корпусе 64 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси,трубу 65, являющуюся направляющей зонда..

Манипулятор работает следующим образом,

Мачта 1 с помощью подъемного крана вставляется в проверяемый коллектор и закрепляется на его фланце.

С помощью упоров 33 и зажимного рычага 34, вьщвигаемого приводом 35, центрирующая звезда 2 и тем самым пята мачты 1 центрировано фиксируется в сужающейся нижней части коллектора газогенератора,

Вверху мачта опирается на нижнее кольцо 22 корпуса 12. С помощью при- воднык двигателей поступательного или вращательного движения суппорта 4 последний, направляемьй с помощью цапфовых .опор 20, перемещается по высоте и горизонтали до тех пор, пока не достигнет исходной позихщи для контроля коллектора. При этом для перемещения по высоте шпиндель 9 приводит™ ся во вращение с помощью приводного двигателя 16 через ременную передачу. Приводной шпиндель 9 поворачивает приводную головку 11 с охватьюающим

приводной шпиндель червяком 29 с по- 30 контроля цилиндрических резервуаров, мощью которого вращательное движение передается на червячное колесо 30 и через.шестерню 31 - на зубчатую рейсодержащий трубообразНую мачту с расположенными на ее нижнем конце пятой и на ее верхнем конце центровочным

ку 10, закрепленную на мачте 1, в результате чего суппорт перемещается вдоль мачты.

В горизонтальном направлении суппорт движется за счет вращения маЧты 1 вокруг своей оси с помощью приводного двигателя 13, Мачта опирается чемо вым узлом узел привода поднятия и рез несущую звезду 3 и скользящее кольцо 19 на цапфовые опоры 18, закрепленные на корпусе 12, на котором закреплен двигатель 13, который через зубчатую передачу приводит во вращение мачту 1,

Для ультразвукового контроля коль™ цевых щвов на стенках 6 и 8 рамы суппорта закрепляется держатель средства ультразвукового контроля, расположенный на основной плите 36. Благодаря действию подъемного привода 52 обе системы рычагов Еванса выдвигаются так, что преобразователи ультразвуопускания суппорта, отличаю- щ, и и с я тем, что, с целью обеспе чения ультразвуковой дефектоскопии кольцевых щвов на вертикально распо- 45 ложенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящих, радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы), он снабжен охватьюающим мачту коробообразным корпусом, высота которого больше высоты суппорта, а нижняя часть предназначена для уста50

кового дефектоскопа (не показаны) вы- 55 нов ки на фланец контролируемого ре

Д: ш контроля С ПОМОЩЬЮ вихревых токов входящих в коллектор тонких трубок на стенке 7 устанавливается основная плита 55. Гибкая трубка с зондом 57 вихревых токов направляется по направляющей трубе 65, вводимой в контролируемую трубку с помощью приводимого приводным двигателем 62 подающего колеса 58, к которому трубка прижимается колесами 59.

При вытягивании трубки зонда вихревых токов она наматьшается на барабан 56. Сигнал вихретокового преобразователя подается в измерительный блок дефектоскопа.

Для избежания перегибов трубки свободный конец направляющей трубы 65 максимально возможно приближается к месту контроля с помощью специального привода 66,

Перед демонтажом манипулятора из коллектора труба 65 поворачивается вверх с помощью подъемного привода 67 с рычаясной передачей.

Формула изобретения 1, Манипулятор для внутреннего

30 контроля цилиндрических резервуаров,

содержащий трубообразНую мачту с расположенными на ее нижнем конце пятой и на ее верхнем конце центровочным

ПОДЩИПНИКОВЫМ узлом, выполненный Сч

35 возможностью перемещения вдоль мачты и охватывающий мачту суппорт для установки на нем контрольного, измерительного или смотрового устройства и связанный с центровочным подшипникоо вым узлом узел привода поднятия и

опускания суппорта, отличаю- щ, и и с я тем, что, с целью обеспечения ультразвуковой дефектоскопии кольцевых щвов на вертикально распо- 5 ложенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящих, радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы), он снабжен охватьюающим мачту коробообразным корпусом, высота которого больше высоты суппорта, а нижняя часть предназначена для уста0

изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования при внутреннем контроле цилиндрических резервуаров , например напорных резервуаров ядерных реакторов. Цель изобретения - обеспечение ультразвуковой дефектов скопии кольцевых DTOOB на вертикально расположенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально находящихся радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы). Манипулятор состоит из мачты, на нижнем и верхнем концах установленной с возможностью вращения, с пе- ремешаютцимся вдоль нее суппортом для держателя контрольной системы. Привод суппорта в движение происходит через расположенный параллельно мачте приводной шпиндель, приводная головка которого установлена в суппорте и находится в зацеплении с расположенной на мачте зубчатой рейкой. Держатели средств вихретокового и ультразвукового контроля закреплены на раме суппорта и плотно прилегают к коробообразному суппорту. Их кронштейны являются откидными и обеспечивают контакт преобразователей дефектоскопов с контролируемыми поверхностями. 10 з.п. ф-лы, 8 ил. § ш 4: 4iak Is:

двигаются и прижимаются к стенкам коллектора. Затем суппорт согласно заданной программе перемещают вертикально и/или горизонтально.

зервуара соосно с ним, закрепленным на корпусе приводным двигателем с шестерней, закрепленной на мачте, направляющей для суппорта, выполненкой в .виде параллельной оси мачты скользящей ПЯТЬ линейной системы каретки, приводны - шпинделем5 установленным параллельно мачте в центрирующем подшипниковом узле пяты и кине- мати тески связанным с узлом привода поднятия и опускания суппорта, и закрепленной параллельно мачте зубчатой рейкой, пята выполнена в виде центрирующей звезды, а мачта установлена в ней с возможностью вращения вокруг своей ocHj центровочный подшипниковый узел выполнен в виде установленной на мачте несущей звезды с зубчатым венцом, взаимодействующим с шестерней приводного двйгателяа кольцеобразной системы каретки, установленной на верхнем краю корпуса

на цапфовых опорах, скользящее кольцо 2о и подъемного привода, шток которого которой кинематически связано с несущей звездой, суппорт выполнен с ко- робчатообразной, открытой сверху и снизу рамой, охватьшающей мачту, прк водной шпиндель и зубчатую рейку и установленной с возможностью перемещения вдоль .мачты, и с установленной v на раме с возможностью вращения вокруг оси, параллельной мачте, приводной головкой, взаимодействующей с приводным шпинделем и зубчатой рейшарнирно соединен со свободным концом рычага, а корпус шарнирно соединен с фермой,

7,Манипулятор по п, 6, о т л и- 25 чающийся тем, что центрирующая звезда аксиально установлена на нижнем конце мачты,

8,Манипулятор по п, 1, о т л и- чающ ийся тем, что средство

30 ультразвукового контроля выполнено с основной пятой, предназначенной для закрепления на соответствующей стенке коробчатообразной рамы суппорта,

кой, на внутренней стороне одной из стенок.рамы установлены цапфовые опоры, взаимодействующие со скользящей плитой, на противоположной стенке рамы закреплен держатель средств вихретокового контроля, а на двух других стенках рамы закреплены держатели средств ультразвукового контроля ,

3,Манипулятор по п. 2, отличающийся тем. Что внутренняя

труба калодой колонны выполнена с гай- go ством подъемного привода, коЙ9 с которой входит в зацепление

шпилька, установленная с возможностью вращения в противолежа,щем несущем кольце,

4„ Манипулятор по п, 1, отличающийся тем, что приводной шпиндель имеет шестигранный профиль, а приБодь ая головка взаимодействует с приводным шпинделем посредством

420893

Нсшравляющкх роликов, имеющих U-об- разно прорезанные канавки,

5с Манипулятор по п. 4, о т л и- f- чающийся тем, что приводная головка выполнена с охватьшающим приводной шпиндель червяком, который через червячное колесо и связанное с ним зубчатое колесо находится в 10 зацеплении с зубчатой рейкой.

2о и подъемного привода, шток которого

шарнирно соединен со свободным концом рычага, а корпус шарнирно соединен с фермой,

7,Манипулятор по п, 6, о т л и- 25 чающийся тем, что центрирующая звезда аксиально установлена на нижнем конце мачты,

8,Манипулятор по п, 1, о т л и- чающ ийся тем, что средство

30 ультразвукового контроля выполнено с основной пятой, предназначенной для закрепления на соответствующей стенке коробчатообразной рамы суппорта,

9,Манипулятор по п, 8, о т л н35

чающийся тем, что держатель

средства контроля содержит рычажный прямолинейно направляющий механизм с первым приводным коромыслом ЕваЯ40 са, кривошип которого установлен на основной плкте, расположенную на основной плите скользящую пяту, на которой закреплен рычаг приводного коромысла Еванса, второе подобное при45 водное коромысло Еванса, кривошип которого соединен с головкой средств контроля, а рычаг второго коромысла Еванса связан с ведомым концом рычага первого коромысла Еванса посредством подъемного привода,

11 Манипулятор по п. 10, отличающийся .тем, что он снабжен установленными на основной

(

ffus. f.

/4

Физ. 2

Фие.д

.

39

fbi.f

Фаз. 7 U