CN109968274A - 一种传热管自动拉拔取管装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于传热管结构的检测维修技术领域，具体涉及一种传热管自动拉拔取管装置；该装置包括预紧传动机构，拉拔传动机构，支撑平台和拉拔机构；预紧传动机构和拉拔传动机构设置在支撑平台下方，拉拔机构垂直穿过支撑平台设置，拉拔机构上段伸出支撑平台，拉拔机构下段与预紧传动机构和拉拔传动机构连接；确定蒸汽发生器待取传热管后，通过支撑平台固定在蒸汽发生器管板下方，拉拔机构上段伸入待取传热管，预紧传动机构动作，使拉拔机构上段在待取传热管内胀紧，拉拔传动机构动作，向下拉动拉拔机构，拔出待取传热管，完成自动拉拔取管动作。本发明可有效减少现场操作人员的劳动强度，尤其降低了现场操作人员的核辐射伤害。
Description
技术领域
本发明属于蒸汽发生器、热交换器及其他类似管板传热管结构的检测维修技术领域，具体涉及一种传热管自动拉拔取管装置。
背景技术
蒸汽发生器、热交换器等管板传热管在运行一定周期后，不可避免因高温高压循环、腐蚀、微震或异物撞击产生降质失效或漏损现象。为了对其进行评估及研究，有必要在不破坏管板的前提下取出一段降质管，对其进行评估及研究，如：进行涡流检查、材料与老化研究等。而取管的关键之一是拉拔取管。
目前取管方式包括手动切开管板取管、或手动操作拉拔器拉拔取管。但由于蒸汽发生器、热交换器等内部结构紧凑、复杂，加工维修操作空间狭小，尤其核电站蒸汽发生器内存在较强的核辐射，对操作人员造成伤害。如何在不破坏管板和整体结构、且避免对操作人员造成伤害的前提下，实现自动化快捷取管是当前亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种传热管自动拉拔取管装置，解决现有蒸汽发生器、热交换器等管板传热管取管评估及研究的关键问题，提高效率和自动化水平，减轻劳动强度，有效减少对人员伤害。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种传热管自动拉拔取管装置，该装置包括预紧传动机构，拉拔传动机构，支撑平台和拉拔机构；
预紧传动机构和拉拔传动机构设置在支撑平台下方，拉拔机构垂直穿过支撑平台设置，拉拔机构上段伸出支撑平台，拉拔机构下段与预紧传动机构和拉拔传动机构连接；
确定蒸汽发生器待取传热管后，通过支撑平台固定在蒸汽发生器管板下方，拉拔机构上段伸入待取传热管，预紧传动机构动作，使拉拔机构上段在待取传热管内胀紧，拉拔传动机构动作，向下拉动拉拔机构，拔出待取传热管，完成自动拉拔取管动作。
所述拉拔机构包括拉拔头和拉拔丝杆；
所述拉拔头包括导向帽，拉拔爪，钢珠，弹簧和拉拔杆；所述拉拔杆上段为倒锥形轴，拉拔爪和弹簧从上至下依次套在拉拔杆上，导向帽固定在拉拔杆顶部；
所述拉拔爪为筒体结构，拉拔爪上段为多瓣倒齿形爪体结构，拉拔爪套在拉拔杆上，拉拔爪内壁与拉拔杆倒锥形轴之间设置多组钢珠；
当拉拔杆上下移动时，拉拔杆倒锥形轴相对拉拔爪直径大小发生变化，钢珠滑动使拉拔爪形成收拢或胀开动作；拉拔爪收拢时小于传热管内径尺寸，拉拔爪胀开时倒齿形爪体胀紧传热管内壁；
所述拉拔丝杆设置在拉拔爪下端。
所述拉拔爪上段为3至6等分倒齿形爪体结构。
所述拉拔头多个串联。
所述支撑平台包括支撑板和支撑架；所述支撑板水平设置，支撑架竖直设置在支撑板下方；支撑板上加工有拨动通孔，所述拉拔机构从支撑板拨动通孔穿过，并伸出支撑板；所述预紧传动机构和拉拔传动机构设置在支撑架上。
所述预紧传动机构包括拨套，拨动齿轮，预紧电机齿轮，滚动轴承，预紧伺服电机和减速器；
预紧伺服电机设置在支撑架左侧，位于支撑板下方，预紧伺服电机与预紧减速器连接，预紧伺服电机正上方支撑板上加工有预紧电机连接通孔；预紧减速器输出轴穿过预紧电机连接通孔伸出支撑板与预紧电机齿轮连接，预紧电机齿轮与拨动齿轮啮合；拨动齿轮设置在支撑板拨动通孔处，拨套为筒状结构，拨套设置在拨动齿轮上部，拨套与拨动齿轮内孔同心，所述拉拔机构从下向上，依次穿过支撑板拨动通孔，拨动齿轮内孔和拨套，拨套上端顶住弹簧；
预紧减速器设置在预紧伺服电机上方，预紧伺服电机和预紧减速器一起实现预紧传动速度和力矩。
所述拨动齿轮内孔上段为四边形或六边形结构，拨套下段外形为四边形或六边形结构，拨套与拨动齿轮内孔配合，所述拨套内孔加工有内螺纹，所述拉拔杆下段加工有外螺纹，拨套内孔内螺纹与拉拔杆下段外螺纹配合；
当拉拔头伸入待取传热管内时，预紧伺服电机带动预紧电机齿轮转动，预紧电机齿轮再带动拨动齿轮转动，拨动齿轮转动带动拨套转动，拨套相对于拉拔杆上下移动，完成拉拔爪的收拢和胀紧动作。
所述拉拔传动机构包括减速器，拉拔伺服电机，推力轴承，拉拔齿轮和拉拔电机齿轮；
拉拔伺服电机设置在支撑架右侧，减速器设置在拉拔伺服电机下方，拉拔伺服电机和减速器一起实现拉拔传动速度和力矩；
拉拔减速器输出轴朝下，拉拔减速器输出轴与拉拔电机齿轮连接，拉拔电机齿轮与拉拔齿轮啮合，拉拔齿轮内孔加工有内螺纹，拉拔齿轮内孔内螺纹与拉拔丝杆外螺纹配合，拉拔齿轮与支撑架接触面设置推力轴承；
当拉拔头胀紧在待取传热管内，需要拔出待取传热管时，拉拔伺服电机驱动拉拔电机齿轮旋转，拉拔电机齿轮带动拉拔齿轮转动，拉拔丝杆在拉拔齿轮内向下移动，带动拉拔头和待取传热管整体向下运动，拔出待取传热管，完成拉拔取管动作。
所述支撑平台还包括脚趾和脚趾气缸；所述支撑板左右两侧还设置有脚趾，脚趾下端与脚趾气缸连接；使用时，脚趾伸入待取传热管两侧传热管中，通过脚趾气缸控制脚趾抓紧传热管，使支撑平台固定在管板下方。
所述支撑平台还包括顶尖；所述支撑板上还设置多个顶尖，所述顶尖端部处于同一水平面；拉拔头、脚趾分别伸入传热管后，顶尖对齐管板底面，脚趾气缸控制脚趾抓紧传热管，实现支撑平台的固定，取管完成后，脚趾气缸控制脚趾松开传热管，完成取管动作。
本发明的技术效果主要体现在：
(1)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，结构紧凑、轻便，操作简单、作业效率高。
(2)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，拉拔取管作业及安装拆卸过程采用自动控制，降低操作人员的劳动强度。
(3)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，采用远距离控制，有效减少现场操作人员的核辐射伤害。
(4)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，可根据各种管板与传热管结构与尺寸，选择调整拉拔爪头尺寸和安装形式。
(5)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，拉拔传动与预抓紧传动巧妙紧凑固定在支撑结构体上，结构紧凑，有效减少安装空间，增加了取管覆盖区域。
(6)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，根据管板传热管取管长度拉拔爪头可两段串联，以减小单位面积的压力，在同等拉拔力的条件下，避免损伤管壁。
(7)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，根据蒸汽发生器、热交换器等管板传热管取管长度与操作空间尺寸要求，拉拔杆可多段串联联接。
(8)本发明一种传热管自动拉拔取管装置，无需采用手动拉拔器的庞大的液压站、高压管路系统等。
附图说明
图1为本发明一种传热管自动拉拔取管装置示意图；
图2为本发明一种传热管自动拉拔取管装置拉拔头结构示意图；
图3为本发明一种传热管自动拉拔取管装置拉拔爪结构示意图；
图4为本发明一种传热管自动拉拔取管装置预胀紧传动机构与拉拔传动机构示意图；
图5为本发明一种传热管自动拉拔取管装置支撑平台示意图；
图中：1-导向帽；2-拉拔爪；3-钢珠；4-弹簧；5-拉拔杆；6-拨套；7-拨动齿轮；8-支撑板；9-支撑架；10-拉拔伺服电机；11-拉拔减速器；12-拉拔丝杆；13-推力轴承；14-拉拔齿轮；15-拉拔电机齿轮；16-预紧电机齿轮；17-滚动轴承；18-预紧减速器；19-预紧伺服电机；20-脚趾；21-顶尖；22-拉拔头；23-管板；24-待取传热管；25-脚趾气缸；26-预紧传动机构；27-拉拔传动机构。
具体实施方式
下面结合具体实施方式和附图对本发明一种传热管自动拉拔取管装置详细说明。
如图1至图5所示，本发明一种传热管自动拉拔取管装置，该装置包括预紧传动机构26，拉拔传动机构27，支撑平台和拉拔机构；
预紧传动机构26和拉拔传动机构27设置在支撑平台下方，拉拔机构垂直穿过支撑平台设置，拉拔机构上段伸出支撑平台，拉拔机构下段与预紧传动机构26和拉拔传动机构27连接；
在确定蒸汽发生器待取传热管24后，本发明一种传热管自动拉拔取管装置通过支撑平台设置在蒸汽发生器管板23下方，拉拔机构上段伸入待取传热管24，预紧传动机构26动作，使拉拔机构上段在待取传热管24内胀紧，拉拔传动机构27动作，向下拉动拉拔机构，拔出待取传热管24，完成自动拉拔取管动作。
所述拉拔机构包括拉拔头22和拉拔丝杆12；
所述拉拔头22包括导向帽1，拉拔爪2，钢珠3，弹簧4和拉拔杆5；所述拉拔杆5上段为倒锥形轴，拉拔爪2和弹簧4从上至下依次套在拉拔杆5上，导向帽1固定在拉拔杆5顶部，导向帽1导向方便进入传热管24中，并防止拉拔爪2及钢珠3等零件脱落；
所述拉拔爪2为筒体结构，拉拔爪2上段为多瓣倒齿形爪体结构，根据蒸汽发生器待取传热管24管径大小，优选拉拔爪2上段为3至6等分倒齿形爪体结构，拉拔爪2套在拉拔杆5上，拉拔爪2内壁与拉拔杆5倒锥形轴之间设置多组钢珠3；
所述拉拔丝杆12设置在拉拔爪2下端；
所述拉拔头22可根据传热管取管长度多级串联，形成较长区域胀紧传热管内壁，避免单个拉拔头22局部胀紧力过大，使待取传热管24外径胀大，从而增大摩擦力即拉拔力，或损坏待取传热管24等现象；
当拉拔杆5上下移动时，拉拔杆5倒锥形轴相对拉拔爪2直径大小发生变化，通过钢珠3滑动使拉拔爪2形成收拢或胀开动作；拉拔爪2收拢时小于传热管24内径尺寸，拉拔爪2可方便进入传热管24，拉拔爪2胀开时倒齿形爪体可胀紧传热管24内壁；
所述支撑平台包括支撑板8和支撑架9；所述支撑板8水平设置，支撑架9竖直设置在支撑板8下方；支撑板8上加工有拨动通孔，所述拉拔机构从支撑板8拨动通孔穿过，伸出支撑板8；所述预紧传动机构26和拉拔传动机构27设置在支撑架9上；
所述预紧传动机构26包括拨套6，拨动齿轮7，预紧电机齿轮16，滚动轴承17，预紧伺服电机19和预紧减速器18；
预紧伺服电机19设置在支撑架9左侧，位于支撑板8下方，预紧伺服电机19正上方支撑板8上加工有预紧电机连接通孔；预紧伺服电机19与预紧减速器18连接，预紧减速器18输出轴穿过预紧电机连接通孔伸出支撑板8与预紧电机齿轮16连接，预紧电机齿轮16与拨动齿轮7啮合；拨动齿轮7设置在支撑板8拨动通孔处，拨套6为筒状结构，拨套6设置在拨动齿轮7上部，拨套6与拨动齿轮7内孔同心，所述拉拔机构从下向上，依次穿过支撑板8拨动通孔，拨动齿轮7内孔和拨套6，拨套6上端顶住弹簧4；
预紧减速器18设置在预紧伺服电机19上方，预紧伺服电机19和预紧减速器18一起实现预紧传动速度和力矩；
所述拨动齿轮7内孔上段为四边形或六边形结构，拨套6下段外形为四边形或六边形结构，拨套6与拨动齿轮7内孔配合所述拨套6内孔加工有内螺纹，所述拉拔杆5下段加工有外螺纹，拨套6内孔内螺纹与拉拔杆5下段外螺纹配合；
当拉拔头22伸入待取传热管24内时，预紧伺服电机19带动预紧电机齿轮16转动，预紧电机齿轮16再带动拨动齿轮7转动，拨动齿轮7转动带动拨套6转动，拨套6相对拉拔杆5上下移动，完成拉拔爪2的收拢和胀紧动作；
拉拔杆5向上移动使拉拔爪2收拢可进出传热管24，拉拔杆5向下移动使拉拔爪2胀紧传热管24；
所述拉拔传动机构27包括减速器10，拉拔伺服电机11，推力轴承13，拉拔齿轮14和拉拔电机齿轮15；
拉拔伺服电机10设置在支撑架9右侧，拉拔减速器11设置在拉拔伺服电机11下方，拉拔伺服电机10和拉拔减速器11一起实现拉拔传动速度和力矩；
拉拔减速器11输出轴朝下，拉拔减速器11输出轴与拉拔电机齿轮15连接，拉拔电机齿轮15与拉拔齿轮14啮合，拉拔齿轮14内孔加工有内螺纹，拉拔齿轮14内孔内螺纹与拉拔丝杆12外螺纹配合，拉拔齿轮14与支撑架9接触面设置推力轴承13；
当拉拔头22胀紧在待取传热管24内，需要拔出待取传热管24时，拉拔伺服电机10驱动拉拔电机齿轮15旋转，拉拔电机齿轮15带动拉拔齿轮14转动，拉拔丝杆12在拉拔齿轮14内向下移动，带动拉拔头22和待取传热管24整体向下运动，拔出待取传热管24，完成拉拔取管动作；
所述支撑平台还包括脚趾20，顶尖21和脚趾气缸25；所述支撑板8左右两侧还设置有脚趾20，脚趾20下端与脚趾气缸25连接；使用时，脚趾20伸入待取传热管24两侧传热管中，通过脚趾气缸25控制脚趾20抓紧传热管，使支撑平台24固定在管板23下方；
所述支撑板8上还设置多个顶尖21，所述顶尖21端部处于同一水平面；拉拔头2、脚趾20分别伸入传热管后，顶尖21对齐管板23底面，脚趾气缸25控制脚趾20抓紧传热管，实现支撑平台的固定，取管完成后，脚趾气缸25控制脚趾20松开传热管，即可取下设备和待取传热管。
本发明简单快捷实施安装后，操作人员可远离蒸发器现场，操作完成自动拉拔取管工作，有效减少现场操作人员的劳动强度，尤其降低了现场操作人员的核辐射伤害。
Claims (10)
1.一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：该装置包括预紧传动机构，拉拔传动机构，支撑平台和拉拔机构；
预紧传动机构和拉拔传动机构设置在支撑平台下方，拉拔机构垂直穿过支撑平台设置，拉拔机构上段伸出支撑平台，拉拔机构下段与预紧传动机构和拉拔传动机构连接；
确定蒸汽发生器待取传热管后，通过支撑平台固定在蒸汽发生器管板下方，拉拔机构上段伸入待取传热管，预紧传动机构动作，使拉拔机构上段在待取传热管内胀紧，拉拔传动机构动作，向下拉动拉拔机构，拔出待取传热管，完成自动拉拔取管动作。
2.根据权利要求1所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述拉拔机构包括拉拔头和拉拔丝杆；
所述拉拔头包括导向帽，拉拔爪，钢珠，弹簧和拉拔杆；所述拉拔杆上段为倒锥形轴，拉拔爪和弹簧从上至下依次套在拉拔杆上，导向帽固定在拉拔杆顶部；
所述拉拔爪为筒体结构，拉拔爪上段为多瓣倒齿形爪体结构，拉拔爪套在拉拔杆上，拉拔爪内壁与拉拔杆倒锥形轴之间设置多组钢珠；
当拉拔杆上下移动时，拉拔杆倒锥形轴相对拉拔爪直径大小发生变化，钢珠滑动使拉拔爪形成收拢或胀开动作；拉拔爪收拢时小于传热管内径尺寸，拉拔爪胀开时倒齿形爪体胀紧传热管内壁；
所述拉拔丝杆设置在拉拔爪下端。
3.根据权利要求2所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述拉拔爪上段为3至6等分倒齿形爪体结构。
4.根据权利要求2所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述拉拔头多个串联。
5.根据权利要求2所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述支撑平台包括支撑板和支撑架；所述支撑板水平设置，支撑架竖直设置在支撑板下方；支撑板上加工有拨动通孔，所述拉拔机构从支撑板拨动通孔穿过，并伸出支撑板；所述预紧传动机构和拉拔传动机构设置在支撑架上。
6.根据权利要求5所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述预紧传动机构包括拨套，拨动齿轮，预紧电机齿轮，滚动轴承，预紧伺服电机和减速器；
预紧伺服电机设置在支撑架左侧，位于支撑板下方，预紧伺服电机与预紧减速器连接，预紧伺服电机正上方支撑板上加工有预紧电机连接通孔；预紧减速器输出轴穿过预紧电机连接通孔伸出支撑板与预紧电机齿轮连接，预紧电机齿轮与拨动齿轮啮合；拨动齿轮设置在支撑板拨动通孔处，拨套为筒状结构，拨套设置在拨动齿轮上部，拨套与拨动齿轮内孔同心，所述拉拔机构从下向上，依次穿过支撑板拨动通孔，拨动齿轮内孔和拨套，拨套上端顶住弹簧；
减速器设置在预紧伺服电机上方，预紧伺服电机和减速器一起实现预紧传动速度和力矩。
7.根据权利要求6所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述拨动齿轮内孔上段为四边形或六边形结构，拨套下段外形为四边形或六边形结构，拨套与拨动齿轮内孔配合，所述拨套内孔加工有内螺纹，所述拉拔杆下段加工有外螺纹，拨套内孔内螺纹与拉拔杆下段外螺纹配合；
当拉拔头伸入待取传热管内时，预紧伺服电机带动预紧电机齿轮转动，预紧电机齿轮再带动拨动齿轮转动，拨动齿轮转动带动拨套转动，拨套相对于拉拔杆上下移动，完成拉拔爪的收拢和胀紧动作。
8.根据权利要求7所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述拉拔传动机构包括减速器，拉拔伺服电机，推力轴承，拉拔齿轮和拉拔电机齿轮；
拉拔伺服电机设置在支撑架右侧，减速器设置在拉拔伺服电机下方，拉拔伺服电机和减速器一起实现拉拔传动速度和力矩；
拉拔减速器输出轴朝下，拉拔减速器输出轴与拉拔电机齿轮连接，拉拔电机齿轮与拉拔齿轮啮合，拉拔齿轮内孔加工有内螺纹，拉拔齿轮内孔内螺纹与拉拔丝杆外螺纹配合，拉拔齿轮与支撑架接触面设置推力轴承；
当拉拔头胀紧在待取传热管内，需要拔出待取传热管时，拉拔伺服电机驱动拉拔电机齿轮旋转，拉拔电机齿轮带动拉拔齿轮转动，拉拔丝杆在拉拔齿轮内向下移动，带动拉拔头和待取传热管整体向下运动，拔出待取传热管，完成拉拔取管动作。
9.根据权利要求5所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述支撑平台还包括脚趾和脚趾气缸；所述支撑板左右两侧还设置有脚趾，脚趾下端与脚趾气缸连接；使用时，脚趾伸入待取传热管两侧传热管中，通过脚趾气缸控制脚趾抓紧传热管，使支撑平台固定在管板下方。
10.根据权利要求9所述的一种传热管自动拉拔取管装置，其特征在于：所述支撑平台还包括顶尖；所述支撑板上还设置多个顶尖，所述顶尖端部处于同一水平面；拉拔头、脚趾分别伸入传热管后，顶尖对齐管板底面，脚趾气缸控制脚趾抓紧传热管，实现支撑平台的固定，取管完成后，脚趾气缸控制脚趾松开传热管，完成取管动作。
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