CN109545406B - 用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，它包括探头盘框体、固定安装在探头盘框体上且盖设于安装槽上的探头盘盖板、安装于其中一条安装槽内的介质输送机构、固定在探头盘框体上的支撑架、安装于支撑架上的检查组件以及移动组件，支撑架有多个且以探头盘框体的轴线为轴心线呈发散状分布于探头盘框体上，检查组件的线缆制成一束或多束并收纳于其他安装槽内。支撑架和探头盘整体均可以快速拆装，节省安装时间；大量的管线被一次性收纳如探头盘框体内后不需要拆卸，每个出线口线缆数量大大减少，接插方便，安装不易出错，设备运行更加安全；探头盘增加一字激光器设计，可以对准待检管道钢印号，周向定位准确。

Description

用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置

技术领域

本发明属于超声检测技术领域，特别涉及一种用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置。

背景技术

核电站系统中含有大量管道，这些管道大都是焊接连接起来的，在核电运行过程中管道内承载高温、高压、高流速以及含有放射性物质的水介质。长期在这种工作环境下，管道对接焊缝容易产生应力腐蚀裂纹、腐蚀、碰撞、减薄等状况。因此有必要开发专用的自动化设备对焊缝进行超声检查，减少工作人员的受照剂量的同时，保证核电站设备质量安全。

申请号为2014101394513.3的中国发明专利公布了一种核电站大口径管道超声波自动扫查装置，其机械扫查部分包括周向导轨部分、周向运动模块和轴向运动模块，各个主模块之间可以快速拆装，然而轴向运动模块包含的探头盘被丝杠穿过，不能快速拆装，给设备的安装调试和维修带来不便，会使工作人员暴露在放射性环境下的时间增长；而且实施例中探头盘包含的探头多达8个，若按照每个探头2根超声信号线和4根耦合剂管线计算，探头盘所需要的超声信号线及耦合剂供应管线共计48根，加上探头盘安装的摄像头线缆，探头盘管线分布复杂，安装耗时且容易出错，设备运行过程中若发生线缆弹开，容易与管道附近装置干涉；此外，探头盘虽装有摄像头，但观察管道标识缺少基准，周向定位不方便。所以，设计一种安装快速、管线内置、周向定位准确的探头盘结构很有必要。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装快速、管线内置、周向定位准确的可用于管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案： 一种用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，它包括探头盘框体，所述探头盘框体上设有多条呈弧形的安装槽，所述弧形安装槽与所述管道同心设置，所述探头盘装置还包括固定安装在所述探头盘框体上且盖设于所述安装槽上的探头盘盖板、安装于其中一条所述安装槽内的介质输送机构、固定在所述探头盘框体上的支撑架、安装于所述支撑架上的检查组件以及移动组件，所述支撑架有多个且以所述探头盘框体的轴线为轴心线呈发散状分布于所述探头盘框体上，所述检查组件的线缆制成一束或多束并收纳于其他所述安装槽内。

优化的，所述介质输送机构包括用于将介质分流成多路的歧管块，所述歧管块的主体呈弧形且其与所述安装槽相匹配。

优化的，所述支撑架包括与所述探头盘框体相固定连接的固定座、安装于所述固定座上的滑块、滑动连接于所述滑块上的滑轨、转动连接于所述滑轨一端部且自由端与所述滑块相固定连接的卷簧、固定连接于所述滑轨的另一端部的旋转块、与所述旋转块转动连接的探头框架以及用于锁定滑轨与滑块相对位置的锁紧销，所述滑轨沿所述管道的法线方向滑动，所述滑轨的滑动方向为X轴方向，所述旋转块的转动轴线平行于所述管道的轴线，所述旋转块的转动轴线为Y轴。

进一步的，所述检查组件包括探头、线缆，所述探头与所述探头框架通过销钉相转动连接，所述探头的转动轴线为Z轴，所述Z轴与所述X轴和Y轴相垂直。

进一步的，所述滑轨的另一端部为前端部，所述前端部上连接有若干个所述旋转块。

优化的，所述支撑架还包括与所述探头盘框体相固定连接且自身可翻转的支架。

进一步的，所述检查组件包括固定连接于所述支架上的摄像头和一字激光器。

优化的，所述移动组件包括与所述探头盘框体相固定连接的固定块、与所述固定块可拆卸连接的安装块、与所述安装块相连接的丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构的驱动方向平行于所述管道的轴线。

本发明的有益效果在于：支撑架和探头盘整体均可以快速拆装，节省安装时间；大量的管线被一次性收纳如探头盘框体内后不需要拆卸，每个出线口线缆数量大大减少，接插方便，安装不易出错，设备运行更加安全；探头盘增加一字激光器设计，可以对准待检管道钢印号，周向定位准确。

附图说明

图1 未安装移动组件时的探头盘装置正视图；

图2 未安装移动组件时的探头盘装置轴测图；

图3 探头盘框体示意图；

图4歧管块示意图；

图5 卷簧收缩后的支撑架示意图；

图6 卷簧伸展后的支撑架示意图；

图7为探头盘装置的立体视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施例对本发明作以下详细描述：

如图1、2、3所示，用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，它包括探头盘框体，探头盘框体上设有多条呈弧形的安装槽，弧形安装槽与管道同心设置，探头盘装置还包括固定安装在探头盘框体上且盖设于安装槽上的探头盘盖板、安装于其中一条安装槽内的介质输送机构、固定在探头盘框体上的支撑架、安装于支撑架上的检查组件、拖链20以及移动组件，支撑架有多个且以探头盘框体的轴线为轴心线呈发散状分布于探头盘框体上，检查组件的线缆制成一束或多束并收纳于其他安装槽内。

如图4所示，介质输送机构包括用于将介质分流成多路的歧管块，歧管块的主体呈弧形且其与安装槽相匹配。

如图5、6所示，支撑架包括与探头盘框体相固定连接的固定座、安装于固定座上的滑块、滑动连接于滑块上的滑轨、转动连接于滑轨一端部且自由端与滑块相固定连接的卷簧、固定连接于滑轨的另一端部的旋转块、与旋转块转动连接的探头框架、用于锁定滑轨与滑块相对位置的锁紧销以及与探头盘框体相固定连接且自身可翻转的支架，滑轨沿管道的法线方向滑动，滑轨的滑动方向为X轴方向，旋转块的转动轴线平行于管道的轴线，旋转块的转动轴线为Y轴。

检查组件包括超声探头、固定连接于支架上的摄像头、一字激光器以及线缆，超声探头与探头框架通过销钉相转动连接，超声探头的转动轴线为Z轴，Z轴与X轴和Y轴相垂直。滑轨的另一端部为前端部，前端部上连接有若干个旋转块，在本实施例中有一个或两个。

移动组件包括与探头盘框体相固定连接的固定块、与固定块可拆卸连接的安装块、与安装块相连接的丝杆驱动机构21，丝杆驱动机构21的驱动方向平行于管道的轴线。

具体而言：

探头盘装置包括探头盘框体1、探头盘盖板2、歧管块3、固定块4、摄像头5、一字激光器6、支架7、单探头支撑架8、双探头支撑架9等。探头盘框体呈弧形，均与被检管道同心；探头框体中部有弧形隔板，分为上下两层，上层用于收纳线缆（包括16根超声线缆、1根激光器线缆、1根摄像头线缆），下层用于放置两个对称的歧管块；框体上上层分布有4个线缆出孔，每两个探头的4根线缆共用一个出孔；框体上下层分布有8个孔，供歧管块的出水口穿过。探头盘盖板与框体螺钉连接，将线缆和歧管块隐藏在探头盘中；探头盘具有两个供歧管块的入水口通过的腰孔。歧管块呈弧形，采用3D打印加工弧形内孔，或者从歧管块两端加工直孔，两个在中部相通；每个歧管块有1个进水口和4个出水口，两端采用端塞密封；进水口位于中部，用于安装L形两通快速接头；出水口对称分布在两边，用于安装5通快速接头，每个快速接头输出4个水管，与1个探头进水口相连。固定板顶面和侧面分别与探头盘螺钉连接，顶面预留有2个螺纹孔，可用手柄旋钮将整个探头盘安装到扫查架上。探头盘可搭载6个支撑架，包括4个单探头支撑架和2个双探头支撑架；支撑架采用卷簧设计，压紧力10N~20N之间，双探头所需压紧力大于单探头；支撑架与探头盘之间采用双销钉+单旋钮固定，支撑架均可正反布置，可根据需要调整，能够快速安装和拆除。单探头支撑架和双探头支撑架结构类似，由卷簧10、滑块11、固定座12、滑轨13、旋转块14、探头框架15、销钉16、探头17、压板18、锁紧销19等部分组成，卷簧10卷轮轴与滑轨13固定，弹簧片通过压板与固定座12连接，探头17可上下移动，在卷簧10作用下与被检对象表面压紧，同时可以绕旋转块14中心左右旋转和绕销钉16中心前后俯仰一定角度，以适应被检对象表面变化。当弹簧拉伸到末端，锁紧销19向下按可利用滑块锁紧，方便在线拆装探头。

本发明的工作原理如下：

首先安装一字激光器和摄像头支架，将激光器线和摄像头线从探头盘预留的入线口穿入；将16根超声信号线放入探头盘框体安装槽内，线缆接头分别从预留好的出线口穿出（如有线缆需从盖板侧穿出，一并穿好）；将两个两端已安装端塞的歧管块放入探头盘另一个安装槽内；将探头盘盖板盖上；为歧管块安装快速接头，进水口安装L形两通，出水口安装五通；支撑架快速安装， 其中有两个探头反向布置，安装后为探头插上信号线和耦合剂管线；固定块快速安装；管线穿入拖链，歧管块进水口快速接头插入水管；利用固定块，将整个探头盘安装在丝杠螺母固定座上，至此安装完毕。

需要拆卸时，只需拆卸固定块的4个蝶形螺钉和固定拖链的两个螺钉即可。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，其特征在于：它包括探头盘框体，所述探头盘框体上设有多条呈弧形的安装槽，所述弧形安装槽与所述管道同心设置，所述探头盘装置还包括固定安装在所述探头盘框体上且盖设于所述安装槽上的探头盘盖板、安装于其中一条所述安装槽内的介质输送机构、固定在所述探头盘框体上的支撑架、安装于所述支撑架上的检查组件以及移动组件，所述支撑架有多个且以所述探头盘框体的轴线为轴心线呈发散状分布于所述探头盘框体上，所述检查组件的线缆制成一束或多束并收纳于其他所述安装槽内；

所述介质输送机构包括用于将介质分流成多路的歧管块，所述歧管块的主体呈弧形且其与所述安装槽相匹配；

所述支撑架包括与所述探头盘框体相固定连接的固定座、安装于所述固定座上的滑块、滑动连接于所述滑块上的滑轨、转动连接于所述滑轨一端部且自由端与所述滑块相固定连接的卷簧、固定连接于所述滑轨的另一端部的旋转块、与所述旋转块转动连接的探头框架以及用于锁定滑轨与滑块相对位置的锁紧销，所述滑轨沿所述管道的法线方向滑动，所述滑轨的滑动方向为X轴方向，所述旋转块的转动轴线平行于所述管道的轴线，所述旋转块的转动轴线为Y轴；

所述检查组件包括探头、线缆，所述探头与所述探头框架通过销钉相转动连接，所述探头的转动轴线为Z轴，所述Z轴与所述X轴和Y轴相垂直；

所述移动组件包括与所述探头盘框体相固定连接的固定块、与所述固定块可拆卸连接的安装块、与所述安装块相连接的丝杆驱动机构，所述丝杆驱动机构的驱动方向平行于所述管道的轴线。

2.根据权利要求1所述的用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，其特征在于：所述滑轨的另一端部为前端部，所述前端部上连接有若干个所述旋转块。

3.根据权利要求1所述的用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，其特征在于：所述支撑架还包括与所述探头盘框体相固定连接且自身可翻转的支架。

4.根据权利要求3所述的用于核电站管道外壁超声检查的电缆内置式探头盘装置，其特征在于：所述检查组件包括固定连接于所述支架上的摄像头和一字激光器。

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