CN102225520B - 弯头修整装置及修整方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应堆工程设备技术领域，具体公开了一种弯头修整装置及修整方法，所述装置包括：管状推进节组，由若干推进节首尾相接组成；工作头，与所述推进节组的首端连接；把手，与所述推进节组的末端连接；压力组件，与所述推进节组连接；控制器，与所述压力组件和推进节组连接，用于通过压力组件控制推进节组的弯度。本发明能够实现对具有大弯角、带直段弯头内壁的修整，同时满足对弯头管路焊缝内壁打磨、清洁、内径焊接对中和探察定位的需要，因而适用于具有较高精度内壁质量要求的弯头加工和弯头焊缝修整，尤其适用于高温气冷堆球流弯头的加工和焊缝修整。

Description

弯头修整装置及修整方法

技术领域

本发明属于反应堆工程设备技术领域，尤其涉及一种对球床高温堆弯头进行修整及焊缝打磨的装置，及修整方法。

背景技术

高温气冷堆所用燃料为一种直径60毫米的球形元件，依靠重力或气力提升，通过具有复杂空间走向和空间距离的球流管路实现燃料元件在堆芯的循环。由于球流管路空间布置的复杂性，每一转折处均需通过弯头焊接实现，因而过球弯头用量很大。为使燃料元件能够顺利通过，对过球弯头的内径圆度、内表面粗糙度提出了非常高的要求。同时，为减少焊缝数量，便于弯头与直管焊接时的对中需要，过球弯头优选带直段、具有大转角的结构形式。但目前针对高温气冷堆用带直段、大转角弯头的制造尚存在较大问题，尤其难以保证内径圆度和内表面粗糙度的要求，因而需要开发弯头修整装置。在球流管路建造过程中，由于弯头与直管焊接对焊缝质量具有严格的错边、余高、光滑过渡等要求，而当前打磨工具往往不能到达焊缝位置，因而同样需要开发弯头焊缝打磨装置。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何解决大转角、带直段弯头加工过程中内径圆度和粗糙度的修整问题，满足弯头焊缝内壁的打磨需求。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种弯头修整装置，包括：

管状推进节组，由若干推进节首尾相接组成；

工作头，与所述推进节组的首端连接；

把手，与所述推进节组的末端连接；

压力组件，与所述推进节组连接；

控制器，与所述压力组件和推进节组连接，用于通过压力组件控制推进节组的弯度。

其中，所述推进节包括环形的推进节环，至少两个活塞节和至少两个等长节，所述推进节环的上下表面上均设有活塞节接头和等长节接头，其中一个表面的所述活塞节接头与活塞节连接且数目相同，所述等长节接头与等长节连接且数目相同，所述活塞节接头与等长节接头交替设置，另一个表面的所述活塞节接头和等长节接头分别与相邻推进节的活塞节和等长节连接。

进一步地，所述推进节环外径圆周上均匀设置若干个导向轮支架，所述导向轮支架上设置有导向轮。

进一步地，所述活塞节包括：缸体，所述缸体上开设有压力孔，所述压力孔朝向推进节的内腔方向；所述缸体的一端为活塞，另一端为连接头。

在进一步的技术方案中，所述压力组件包括：与每个所述压力孔连接的压力软管，每根所述压力软管的另一端伸出把手后均分为两根，其中一根与加压阀组连接，另一组与泄压阀组连接，所述泄压阀组与回流罐连接，所述回流罐通过泵与加压阀组连接。

优选地，每个所述活塞节与泄压阀组的泄压阀一一对应，每个所述活塞节与加压阀组的加压阀一一对应。

还包括：电机，与控制器连接，通过电机支架安装在推进节组的首端，所述电机的轴上安装所述工作头。

所述电机支架包括环形的推进节环，所述推进节环的一个表面上交替设有活塞节接头和等长节接头，所述活塞节接头和等长节接头分别通过活塞节和等长节与推进节组首端的推进节环连接，所述推进节环的另一个表面与法兰盘连接。

所述工作头为部分球形砂轮。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种弯头修整方法，包括以下步骤：

步骤S1、将把手固定在工作台上，使活塞节与弯头的弯曲方向一致；

步骤S2、关闭泄压阀组，启动泵，对所有活塞节进行充压使其变为等长；

步骤S3、调整工作头使其轴心与所述弯头的端面中心一致，移动所述弯头修整装置进入待修整弯头直段，启动电机开始修整；

步骤S4、打开首端推进节内侧的活塞节的泄压阀，同时对外侧活塞节进行增压，使该推进节依弯头曲率方向弯曲，边修整边前移；

步骤S5、依据推进深度，逐步打开后端推进节内侧的活塞节的泄压阀，使得推进节组达到与弯头一致的曲率半径，并在推进过程中对弯头内壁的粗糙度、圆度进行修整。

(三)有益效果

上述技术方案具有如下有益效果：通过曲率半径可调的推进节组来带动工作头工作，可以实现对具有大弯角、带直段弯头内壁的修整，可以进入焊后管路对大弯角弯头与直管焊接接头进行打磨，同时可以实现对弯头管路的内壁清洁，以及弯头直管焊接时内径对中的需要，因而适用于弯头加工过程和管路焊接接头修整，尤其适用于对弯头质量要求极高的高温气冷堆过球弯头加工和焊缝清理。

附图说明

图1是本发明实施例的弯头修整装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的弯头修整装置的压力组件的放大图；

图3是本发明实施例的弯头修整装置的局部放大图；

图4是本发明实施例的推进节环的结构示意图；

图5是本发明实施例的弯头修整装置的活塞节结构示意图；

图6是本发明实施例的电机支架的结构示意图；

图7是本发明实施例的弯头修整方法的流程图；

其中，1：工作头；2：电机支架；3：电机；4：推进节；5：把手；6：压力组件；7：控制器；8：加压阀组；9：压力管组；10：泵；11：泄压阀组；12：回流罐；13：压力软管；14：等长节；15：销钉；16：推进节环；17：活塞节；18：导向轮；19：缸体；20：铰接头；21：压力孔；22：活塞；23：导向轮支架；24：活塞节接头；25：等长节接头；26：法兰盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1、图2、图3以及图4所示，为本发明实施例提供的弯头修整装置的结构示意图。该装置主要包括：工作头1、电机3、推进节4、把手5、压力组件6、控制器7以及导向轮18。

其中，若干个推进节4首尾相接形成具有空腔的管状结构。每个推进节4包括：至少两个等长节14、至少两个活塞节17和一个推进节环16。本实施例以设置两个等长节和两个活塞节为例进行说明。其中推进节环16为环形，推进节环16的外径圆周面上，以等同间隔设置有四个导向轮支架23，推进节环16的两个上下表面上相对应的位置均设置有两个活塞节接头24和两个等长节接头25，活塞节接头24和等长节接头25等间隔且交替设置。其中一个表面的活塞节接头24分别通过销钉15与两个活塞节17连接，等长节接头25则分别通过销钉15与两个等长节14连接；该活塞节17和等长节14的另一端与相邻推进节4的活塞节接头24和等长节接头25连接；另一个表面的活塞节接头24和等长节接头25则分别与另一个相邻推进节4的活塞节17和等长节14连接。导向轮支架23则与导向轮18连接，导向轮18用于推进节环16的辅助导向(压力控制时)或主导向(无压力控制时)。

对于每个推进节4，其推进节环16的每一个表面的活塞节接头24的数目与其活塞节17的数目相等，其推进节环16的每一个表面的等长节接头25的数目与其等长节14的数目相等。

导向轮18在推进节环16径向上的高度可调，以满足不同管径需要。各个推进节4以上述方式依次首尾相接组成推进节组。

其中，等长节14为柱状体，两端开设有铰接孔。等长节14用于调整曲率半径，不同曲率半径的弯头可采用不同长度的等长节。

再如图5所示，活塞节17包括缸体19，缸体19上开设有压力孔21，压力孔21朝向推进节4的内腔方向。缸体19的一端为活塞22，另一端为连接头，本实施例中具体为铰接头20，活塞22和铰接头20上均开设有用于与销钉15铰接的铰接孔。

根据弯头的规格和弯角的大小，本装置可由几十组推进节4组配而成。组配之后，所有等长节14和活塞节17的位置对应。

工作头1安装在电机3的轴上，电机3通过法兰螺栓安装在电机支架2上，且尾端部分进入电机支架2中。如图6所示，电机支架2的形状与推进节环16类似，区别在于其只有一个表面具有等长节接头25和活塞节接头24，另一个表面与法兰盘26连接，法兰盘26用于安装电机3。其也通过一对等长节14以及一对活塞节17与首端推进节4的推进节环16铰接。电机支架2的导向轮支架23上也安装有导向轮18，以利于导向轮18沿电机支架2和推进节环16径向调节。

末端的推进节4的等长节14和活塞节17通过把手5上的四个铰接孔与把手5连接。

每一个活塞节17均通过压力孔21连接一根压力软管13，压力软管13沿推进节4内腔布置，所有的压力软管13构成压力管组9。再如图2所示，压力软管13的另一端伸出把手5后一分为二，分别与加压阀组8和泄压阀组11连接，经过加压阀组8的压力软管13会合成一根管道与泵10连接，经过泄压阀组11的压力软管13会合成一个管道与回流罐12连接，回流罐12用以存放由活塞节17内回流的压力介质，回流罐12则与泵10直接连接。上述压力软管13、加压阀组8、泄压阀组11、泵10和回流灌12构成压力组件6。每个活塞节17与泄压阀组11的泄压阀一一对应，每个活塞节17与加压阀组8的加压阀一一对应。

控制器7通过电机导线与电机3连接，用于控制电机3的启停，同时可与阀组8、11连接，用以自动控制加压阀组8和泄压阀组11的阀门的开、关。

如图7所示，为本发明实施例的弯头修整方法的流程图，包括以下步骤：

步骤S1、当需要对加工后的弯头进行内壁修整时，将把手5固定在适当的工作台上，并使活塞节17与弯头的弯曲方向一致，将工作头1更换为精密部分球形砂轮；

步骤S2、关闭泄压阀组11，启动泵10，对所有活塞节17进行充压使其变为等长，推进节4组成的圆筒状结构成一直线；

步骤S3、调整装置的工作头1轴心与弯头端面中心一致，移动装置进入待修整弯头直段，启动电机3，开始修整；

步骤S4、打开首端推进节4内侧的活塞节17的泄压阀，同时对外侧活塞节17进行增压，使该推进节4依弯头曲率方向弯曲，逐步推进装置边修整边前移；

步骤S5、依据推进深度，逐步打开后端推进节4内侧活塞节17的泄压阀，使得推进节组达到与弯头一致的曲率半径，并在推进过程中完成对弯头内壁粗糙度、圆度的修整。

对于曲率半径要求严格的弯头，由于修整装置的曲率半径由各推进节4及活塞节17独立控制，不会因导向轮18的导向作用而改变，因而修整装置同样适用于弯头曲率精度矫形。

当需要对焊接后弯头部位的焊缝进行打磨时，只需将把手5由固定式改为手持式，调整装置活塞节17所在面与弯头弯曲平面一致，同上步骤推进工作头到达待打磨部位，开启电机3进行焊缝打磨。

当用于弯头焊缝清洁时，只需将工作头1更换为清洁刷即可。

当用于弯头焊接接头内径对中需求时，只需将工作头1更换为对中用圆柱头即可，且无需开启电机3。

当需要对直管及弯头焊缝内壁进行光学检查时，只需将电机3和工作头1拆下，将工业内窥镜视头固定在电机支架2上即可实现探头的顺利导入和精确定位探察。

由上述实施例可以看出，本发明能够实现对大弯角、带直段弯头内壁圆度、粗糙度及曲率半径的精确修整，同时满足对弯头管路焊缝内壁打磨、清洁、内径焊接对中和探察定位的需要，因而适用于具有较高精度内壁质量要求的弯头加工和弯头焊缝修整，尤其适用于高温气冷堆球流弯头的加工和焊缝修整。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.弯头修整装置，其特征在于，包括：

管状推进节组，由若干推进节首尾相接组成；所述推进节包括环形的推进节环，至少两个活塞节和至少两个等长节，所述推进节环的上下表面上均设有活塞节接头和等长节接头，其中一个表面的所述活塞节接头与活塞节连接且数目相同，所述等长节接头与等长节连接且数目相同，所述活塞节接头与等长节接头交替设置，另一个表面的所述活塞节接头和等长节接头分别与相邻推进节的活塞节和等长节连接；

工作头，与所述推进节组的首端连接；

把手，与所述推进节组的末端连接；

压力组件，与所述推进节组连接；

控制器，与所述压力组件和推进节组连接，用于通过压力组件控制推进节组的弯度。

2.如权利要求1所述的弯头修整装置，其特征在于，所述推进节环外径圆周上均匀设置若干个导向轮支架，所述导向轮支架上设置有导向轮。

3.如权利要求1所述弯头修整装置，其特征在于，所述活塞节包括：缸体，所述缸体上开设有压力孔，所述压力孔朝向推进节的内腔方向；所述缸体的一端为活塞，另一端为连接头。

4.如权利要求3所述弯头修整装置，其特征在于，所述压力组件包括：与每个所述压力孔连接的压力软管，每根所述压力软管的另一端伸出把手后均分为两根，其中一根与加压阀组连接，另一根与泄压阀组连接，所述泄压阀组与回流罐连接，所述回流罐通过泵与加压阀组连接。

5.如权利要求4所述弯头修整装置，其特征在于，所述活塞节均与泄压阀组的泄压阀一一对应，并且还均与加压阀组的加压阀一一对应。

6.如权利要求1所述的弯头修整装置，其特征在于，还包括：电机，与控制器连接，通过电机支架安装在推进节组的首端，所述电机的轴上安装所述工作头。

7.如权利要求6所述的弯头修整装置，其特征在于，所述电机支架包括环形的推进节环，所述推进节环的一个表面上交替设有活塞节接头和等长节接头，所述活塞节接头和等长节接头分别通过活塞节和等长节与推进节组首端的推进节环连接，所述推进节环的另一个表面与法兰盘连接。

8.如权利要求1所述的弯头修整装置，其特征在于，所述工作头为部分球形砂轮。

9.采用权利要求1-8所述任一的弯头修整装置的修整方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、将把手固定在工作台上，使活塞节与弯头的弯曲方向一致；

步骤S2、关闭泄压阀组，启动泵，对所有活塞节进行充压使其变为等长；

步骤S3、调整工作头使其轴心与所述弯头的端面中心一致，移动所述弯头修整装置进入待修整弯头直段，启动电机开始修整；

步骤S4、打开首端推进节内侧的活塞节的泄压阀，同时对外侧活塞节进行增压，使该推进节依弯头曲率方向弯曲，边修整边前移；

步骤S5、依据推进深度，逐步打开后端推进节内侧的活塞节的泄压阀，使得推进节组达到与弯头一致的曲率半径，并在推进过程中对弯头内壁的粗糙度、圆度进行修整。

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