CN109448875A - 一种用于焊缝检测设备的防脱落结构 - Google Patents

一种用于焊缝检测设备的防脱落结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及核电站无损检验领域，具体涉及一种用于大直径马鞍面焊缝检测设备的防脱落结构。由于马鞍面接缝需要磁吸爬行小车带探头进行检测，磁吸爬行小车存在脱落的风险；在运动的时候，由于运动距离不均匀，还存在检测不准确的风险。本装置包括：连接带、拉紧带、铰接块、配重小车、磁吸附小车。所述的连接带与铰接块分段铰接，形成若干弧形连接段，构成开口环状结构；配重小车两端与铰接块相连，位于环状结构的中间位置；开口环状机构的两端连接带各铰接一个拉紧带。本发明避免检测设备在围绕水平接管的外圆作圆周爬行运动时出现坠落情况；对设备的自重进行平衡，减少设备从水平接管圆周高处向低处运动时重力对设备运动控制的不利影响。

Description

一种用于焊缝检测设备的防脱落结构
技术领域
本发明涉及核电站无损检验领域，具体涉及一种用于焊缝检测设备的防脱落结构。
背景技术
核电站中的核反应在压力容器内部进行，形成的高温高压的气体或液体需要利用与压力容器相贯的接管输送到一回路的其它设备中，由于制造工艺的限制，接管与压力容器筒体是分开制造成型，然后在交贯面上通过一圈环形焊缝将两者牢固连接，此处的焊缝为与交贯面上沿着一个较为复杂的曲面分布，称之为马鞍面焊缝，核电站运行期间需要对其进行定期检测，以便实施老化管理。
新型的核电站由于其技术特点，无法从压力容器内部对马鞍面焊缝实施检测，需要设备从筒体外壁对焊缝实施检测；因马鞍面焊缝的空间曲面较为复杂，常见的设备工作方式为设备围绕接管的外圆作圆周运动，将扫查臂携带探头贴合在筒体外壁；随着设备围绕接管外圆作圆周运动，扫查臂及探头随着焊缝所在区域曲面的走势变化进行跟随调整，保证探头时刻与焊缝区域贴合，以便实施超声波检测。
因接管直径较大(直径超过2米)且焊缝周围空间较为紧凑，设备围绕水平走向的接管的外圆运动难以通过固定式的整圈导轨实现，需要通过磁吸附的爬行小车实现；而焊缝焊接处材料厚度较厚，根据超声波检验的需求，探头的运动范围需要在焊缝直径方向上延筒体表现运动较长距，使得整个扫查机构悬臂较长、重量较重，进而使得承载扫查机构的磁吸附小车自身重量也较重，设备整体重量达到数十公斤。
由此使得磁吸爬行小车在围绕水平接管的外圆作圆周爬行运动时存在较高的安全风险：一方面，存在磁铁与接管外圆距离意外增大后磁吸附力急剧减小造成设备整体脱落的风险；另一方面，接管为水平走向，磁吸附小车围绕其外圆从高处向地处运动时重力会成为驱动力，设备自重产生的重力驱动力较大，可能会使得设备向下加速运动，给控制系统的精确控制带来不利影响，进而影响检测信号；所以需要设计一种用于大直径马鞍面焊缝检测设备的防脱落结构，以降低上述安全风险。
发明内容
一、目的：
本发明的目的在于提供一种用于大直径马鞍面焊缝检测设备的防脱落结构，避免检测设备在围绕水平接管的外圆作圆周爬行运动时出现意外坠落的情况；同时对设备的自重进行平衡，减少设备从水平接管圆周高处向低处运动时重力对设备运动控制的不利影响。
二、技术方案：
整体技术方案为：通过将薄钢带两端焊接旋转座的方式形成一段连接带，多个连接带之间通过铰接座连接，最终拼接成一定的长度，形成防脱落结构；防脱落结构的两端距设置有拉紧结构，以便和磁吸附小车上两端的拉紧结构通过拉紧螺杆连接、拉紧，最终防脱落结构与磁吸附小车形成一个封闭环，套在水平接管的外圆上，对磁吸附小车形成安全防护，使其不会从接管外圆上脱落；
其中，连接带的长度可根据需要制作成不同长度，每个铰接块上均设置有自由滚动的滑轮将防脱落结构支撑在水平接管外圆上，当磁吸附小车绕接管外圆作圆周运动时，防脱落结构可随磁吸附小车一起作圆周运动，不会形成干涉或额外的摩擦阻力；防脱落结构上设计有一个配重小车，在接管圆周上与磁吸附小车大致呈180°分布，配重小车上的配重块可在气缸的驱动下停留在配重小车上的两端，以调整整个防脱落结构的重心；当磁吸附小车需要从接管外圆正上方向顺时针向下运动时，可通过气缸运动将防脱落结构的重心调整至竖直分界线左侧，以平衡重力；当磁吸附小车需要从接管外圆正上方向逆时针向下运动时，可通过气缸运动将防脱落结构的重心调整至竖直分界线右侧，以平衡重力，因防脱落结构为分段拼接而成，重心的位置无法精确控制，通过设置重心调整的结构，使得防脱落结构的重心始终处于磁吸附小车运动的反方向，对重力起到平衡作用。
具体技术方案如下：
一种用于大直径马鞍面焊缝检测设备的防脱落结构，包括：连接带、拉紧带、铰接块、配重小车、磁吸附小车。所述的连接带与铰接块分段铰接，形成若干弧形连接段，构成开口环状结构；配重小车两端与铰接块相连，位于环状结构的中间位置；开口环状机构的两端连接带各铰接一个拉紧带。
所述的拉紧带包括：柔性钢带B，铰接关节B，拉紧块A，轴承B，拉紧柱A，拉筋螺孔A；柔性钢带B使用薄钢带材料，一端通过焊接的方式与铰接关节B牢固连接，另一端与拉紧块A通过焊接的方式牢固连接；铰接关节B内安装有轴承B；拉紧块A上有一凸起结构为拉紧柱A，拉紧柱A上设计有拉紧螺孔A，用于与磁吸附小车的拉紧连接。
所述的连接带包括：柔性钢带A，铰接关节A，轴承A；柔性钢带A使用薄钢带材料，铰接关节A与柔性钢带A的两端通过焊接的方式牢固连接，铰接关节A内部安装有轴承A。
所述的铰接块包括：铰接座、转轴A、轴承C、滑轮A；铰接座两端分别穿有转轴A，转轴A由安装在交接座上的轴承C支撑，可以自由回转；转轴A两端安装有滑轮A，可随转轴A一起自由回转；滑轮A材质为塑料，每个铰接块3上均安装有四个滑轮A。
所述的配重小车包括：配重座，导轨，滑块，重块，气缸，滑轮B，转轴B，轴承D；配重座上安装有导轨及气缸，重块通过滑块与导轨连接，气缸与重块连接，气缸伸缩，带动重块沿着导轨滑动；配重座的两端安装有轴承D，转轴B在轴承D的支撑下穿过配重座，转轴B两端安装有滑轮B，滑轮B为塑料材质；配重小车上安装有四个滑轮B。
所述的磁吸附小车包括：拉紧块B，拉紧螺杆，六方外圆，拉紧螺纹A，拉紧螺纹B；磁吸附小车通过磁铁的吸力吸附在水平接管的外圆上，对压力容器筒体外壁上的马鞍面焊缝实施超声波检测；磁吸附小车的两端铰接有拉紧块B；拉紧块B和拉紧块A相同，两者通过一根拉紧螺杆连接；拉紧螺杆上有六方外圆，拉紧螺杆的两端分别有拉紧螺纹A和拉紧螺纹B，拉紧螺纹A和拉紧螺纹B的螺纹旋向不同。
所述的磁吸附小车与配重小车沿着竖直分界线呈180°分布；磁吸附小车向竖直分界线的左侧作围绕水平接管的逆时针运动，气缸将重块推到竖直分界线的右侧，防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的右侧。
所述的磁吸附小车向竖直分界线的左侧作围绕水平接管的顺时针运动，气缸将重块推到竖直分界线的左侧，防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的左侧。
三、效果
本发明的效果在于：与磁吸附小车形成一个封闭环，套在水平接管的外圆上，对磁吸附小车形成安全防护，使其在围绕水平接管外圆圆周爬行时不会从接管外圆上脱落；同时通过重心可调的结构保证防脱落结构的重心与磁吸附小车运动方向始终位于竖直分界线的两侧，可平衡重力对小车的爬行造成的不良影响，有利于设备的运动控制，提高检测质量。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是柔性带的结构示意图；
图3是拉紧带的结构示意图；
图4是连接关节的结构示意图；
图5是配重小车的结构示意图；
图6是防脱落结构安装在马鞍面上示意图；
图7是磁吸小车逆时针运动示意图；
图8是磁吸小车逆时针运动示意图；
图9是图6中C位置的局部放大图；
图10是图2中A位置的局部放大图；
图11是图3中B位置的局部放大图。
图中1.连接带，2.拉紧带，3.铰接块，4.配重小车，5.磁吸附小车，6.压力容器筒体外壁，7.水平接管，8.马鞍面焊缝，9.竖直分界面，1001.柔性钢带A，1002.铰接关节A，1003.轴承A，2001.柔性钢带B，2002.铰接关节B，2003.拉紧块A，2004.轴承B，2003001.拉紧柱A，2003002.拉筋螺孔A，3001.铰接座，3002.转轴A，3003.轴承C，3004.滑轮A，4001.配重座，4002.导轨，4003.滑块，4004.重块，4005.气缸，4006.滑轮B，4007.转轴B，4008.轴承D，5001.拉紧块B，5002.拉紧螺杆，5002001.六方外圆，5002002.拉紧螺纹A，5002003.拉紧螺纹B。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明作具体说明。
图1中，若干个连接带1与一个配重小车4及若干个铰接块3分段铰接，两头各铰接一个拉紧带2，形成防脱落结构，其中配重小车4位于防脱落结构的中间位置，可根据接管直径的不同，将不同数量的连接带1进行铰接，但无论中间铰接有多少根连接带1，两端均需各布置一根拉紧带2，以便防脱落结构与设备连接。
图2中，柔性钢带A1001使用薄钢带材料制作而成，即保证了足够的强度，有具有一定的柔性，可通过弯曲适应接管外圆的弧度，且柔性钢带A1001的长度也可以根据需要制作成不同的长度，铰接关节A1002与柔性钢带A的两端通过焊接的方式牢固连接，铰接关节A1002内部安装有轴承A1003，增加铰接的灵活性。
图3中，柔性钢带B2001与柔性钢带A1001一样使用薄钢带材料制作而成，一端通过焊接的方式与铰接关节B2002牢固连接，另一端与拉紧块A2003通过焊接的方式牢固连接，铰接关节B2002内安装有有轴承B2004，以增加铰接的灵活性，拉紧块A2003上有一凸起结构为拉紧柱A2003001，拉紧柱A2003001上设计有拉紧螺孔A2003002，用于防脱落结构与磁吸附小车5的拉紧连接。
图4中，铰接座3001两端分别穿有转轴A3002，转轴A3002由安装在交接座3001上的轴承C3003支撑，可以自由回转，转轴A3002两端安装有滑轮A3004，可随转轴A3002一起自由回转；滑轮A3004由塑料材质制作，不会对被检对象表面造成损伤，每个铰接块3上均安装有4个滑轮A3004，图4中为便于显示轴承C与转轴A3002、铰接座3001的安装关系，仅显示了3个滑轮A3004。
图5中，配重座4001上安装有导轨4002及气缸4005，重块4004通过滑块4003与导轨4002连接，气缸4005与重块4004连接，随着气缸4005的伸缩，重块4004可沿着导轨4002滑动，配重座4001的两端安装有轴承D4008，转轴B4007在轴承D4008的支撑下穿过配重座4001，转轴B4007两端安装有滑轮B4006，滑轮B4006由塑料材质制作，不会对被检对象表面造成损伤，一个配重下车4上安装有4个滑轮B4006，图5中为便于显示轴承D4008与转轴B4007、配重座4001的安装关系，仅显示了3个滑轮B4006。
图6中，磁吸附小车5通过磁铁的吸力吸附在水平接管7的外圆上，磁吸附小车5可携带扫查结构围绕水平接管7的外圆作圆周运动，对压力容器筒体外壁6上的马鞍面焊缝8实施超声波检测，磁吸附小车5的两端铰接有拉紧块B5001，拉紧块B5001的结构与拉紧块A2003类似，两者通过一根拉紧螺杆5002连接，拉紧螺杆5002上有六方外圆5002001，便于设备安装人员使用工具旋拧拉紧螺杆5002，拉紧螺杆5002的两端分别有拉紧螺纹A5002002和拉紧螺纹B5002003，拉紧螺纹A5002002和拉紧螺纹B5002003的螺纹旋向不同，当旋转拉紧螺杆5002时，在旋向不同的拉紧螺纹A5002002和拉紧螺纹B5002003的共同作用下，拉紧块B5001与拉紧块A2003被同时向中间拉紧或者同时向两边松开，当拉紧带2需要与磁吸附小车5紧密连接时，可旋转拉紧螺杆5002使得拉紧块B5001与拉紧块A2003被同时向中间拉紧，当需要将拉紧带2需要与磁吸附小车5分离时，可旋转拉紧螺杆5002使得拉紧块B5001与拉紧块A2003分离。
图7中，磁吸附小车5与配重小车沿着竖直分界线9呈180°分布，当磁吸附小车5向竖直分界线9的左侧作围绕水平接管7的逆时针运动时，气缸4005将重块4004推到竖直分界线9的右侧，使得防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的右侧，产生的重力可用于平衡磁吸附小车的重力，提高磁吸附小车5的圆周运动的稳定性。
图8中，磁吸附小车5与配重小车沿着竖直分界线9呈180°分布，当磁吸附小车5向竖直分界线9的右侧作围绕水平接管7的顺时针运动时，气缸4005将重块4004拉到竖直分界线9的左侧，使得防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的左侧，产生的重力可用于平衡磁吸附小车的重力，提高磁吸附小车5的圆周运动的稳定性。

Claims (7)

1.一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，包括：连接带(1)、配重小车(4)、铰接块(3)，其特征在于：所述的连接带(1)与铰接块(3)分段铰接，形成若干弧形连接段，构成开口环状结构；配重小车(4)两端分别通过一个连接带(1)与铰接块(3)相连，位于环状结构的中间位置；开口环状结构的两端头的铰接块(3)各铰接一个拉紧带(2)；所述的拉紧带(2)包括：柔性钢带B(2001)，铰接关节B(2002)，拉紧块A(2003)，轴承B(2004)，拉紧柱A(2003001)，拉紧螺孔A(2003002)；柔性钢带B(2001)使用薄钢带材料，一端通过焊接的方式与铰接关节B(2002)牢固连接，另一端与拉紧块A(2003)通过焊接的方式牢固连接；铰接关节B(2002)内安装有轴承B(2004)；拉紧块A(2003)上有一凸起结构为拉紧柱A(2003001)，拉紧柱A(2003001)上设计有拉紧螺孔A(2003002)，用于与磁吸附小车(5)的拉紧连接。
2.如权利要求1所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的连接带(1)包括：柔性钢带A(1001)，铰接关节A(1002)，轴承A(1003)；柔性钢带A(1001)使用薄钢带材料，铰接关节A(1002)与柔性钢带A(1001)的两端通过焊接的方式牢固连接，铰接关节A(1002)内部安装有轴承A(1003)。
3.如权利要求1所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的铰接块(3)包括：铰接座(3001)、转轴A(3002)、轴承C(3003)、滑轮A(3004)；铰接座(3001)两端分别穿有转轴A(3002)，转轴A(3002)由安装在交接座(3001)上的轴承C(3003)支撑，可以自由回转；转轴A(3002)两端安装有滑轮A(3004)，可随转轴A(3002)一起自由回转；滑轮A(3004)材质为塑料，每个铰接块3上均安装有4个滑轮A(3004)。
4.如权利要求1所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的配重小车(4)包括：配重座(4001)，导轨(4002)，滑块(4003)，重块(4004)，气缸(4005)，滑轮B(4006)，转轴B(4007)，轴承D(4008)；配重座(4001)上安装有导轨(4002)及气缸(4005)，重块(4004)通过滑块(4003)与导轨(4002)连接，气缸(4005)与重块(4004)连接，气缸(4005)伸缩，带动重块(4004)沿着导轨(4002)滑动；配重座(4001)的两端安装有轴承D(4008)，转轴B(4007)在轴承D(4008)的支撑下穿过配重座(4001)，转轴B(4007)两端安装有滑轮B(4006)，滑轮B(4006)为塑料材质；配重小车(4)上安装有四个滑轮B(4006)。
5.如权利要求1所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的磁吸附小车(5)包括：拉紧块B(5001)，拉紧螺杆(5002)，六方外圆(5002001)，拉紧螺纹A(5002002)，拉紧螺纹B(5002003)；磁吸附小车(5)通过磁铁的吸力吸附在水平接管(7)的外圆上，对压力容器筒体外壁(6)上的马鞍面焊缝(8)实施超声波检测；磁吸附小车(5)的两端铰接有拉紧块B(5001)；拉紧块B(5001)和拉紧块A(2003)相同，两者通过一根拉紧螺杆(5002)连接；拉紧螺杆(5002)上有六方外圆(5002001)，拉紧螺杆(5002)的两端分别有拉紧螺纹A(5002002)和拉紧螺纹B(5002003)，拉紧螺纹A(5002002)和拉紧螺纹B(5002003)的螺纹旋向不同。
6.如权利要求5所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的磁吸附小车(5)与配重小车(4)沿着竖直分界线(9)呈180°分布；磁吸附小车(5)向竖直分界线(9)的左侧作围绕水平接管(7)的逆时针运动，气缸(4005)将重块(4004)推到竖直分界线(9)的右侧，防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的右侧。
7.如权利要求6所述的一种用于焊缝检测设备的防脱落结构，其特征在于：所述的磁吸附小车(5)向竖直分界线(9)的左侧作围绕水平接管(7)的顺时针运动，气缸(4005)将重块(4004)推到竖直分界线(9)的左侧，防脱落结构的整体重心位于竖直分界线的左侧。
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