CN113555139B - 一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置，其包括设有螺栓检测孔的行走机构，安装于所述行走机构上的垂直运动部，安装于所述垂直运动部上且能在所述垂直运动部带动下沿上下方向移动的旋转模块，安装于所述旋转模块上的检测摄像头，以及罩设于所述垂直运动部。采用行走机构，由人工放置在顶盖螺栓孔上法兰面任意位置即可自动开始行走、定位、检测，无需人工二次干预，大大提高了检测效率，减少人员受到的辐照剂量；扫查装置对每个螺栓孔的定位方式相对独立，可消除行走机构的运动误差，定位准确。
Description
技术领域
本发明属于核电检测设备领域，特别涉及一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置。
背景技术
反应堆压力容器是核裂变反应发生器的核心装置，是核安全的第二道保护屏障，也是核岛内唯一一个不可更换的主设备。基本功能是建立并维持一回路系统的压力，固定包容堆芯、堆内构建，使核燃料的链式反应限制在一回路中。该设备需要长期工作在高温、高压、高辐照、腐蚀性环境下且不可更换，故确保该设备的稳定健康运行是核电无损检测工作中的重中之重。
RPV压力容器主螺栓孔是压力容器顶盖设备的重要组成部分，密封组件需要执行多次关盖、开盖任务，该工作责任重，时间紧迫，但在开关盖工作中发生过数起RPV压力容器主螺栓卡涩事故，发现螺纹孔损伤现象，因此针对RPV压力容器主螺栓孔开发一套内表面CCTV视频检查装置是有重要的实际意义和核安全需求的。
申请号为201410667714.8的中国发明专利公布了一种便携式反应堆压力容器主螺栓孔视频检查仪，其包括摄像装置、驱动摄像装置在螺栓孔内上下移动及旋转的驱动装置,以及与摄像装置连接的图像接收装置。该发明便携式反应堆压力容器主螺栓孔视频检查仪的驱动装置驱动摄像装置在螺纹孔内旋转并上升或下降，可保证所获取的螺纹图像信息完整、连续,整个画面匀速平稳。然而，该视频检查仪一次只能检查一个螺栓孔，检查下一个螺栓孔需重新对设备安装，增加人的工作强度，增加了人收到的辐射剂量，因此设计一种对反应堆压力容器各个主螺栓孔进行自动视频扫查的装置很有必要。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置，其包括设有螺栓检测孔的行走机构，安装于所述行走机构上的垂直运动部，安装于所述垂直运动部上且能在所述垂直运动部带动下沿上下方向移动的旋转模块，安装于所述旋转模块上的检测摄像头，以及罩设于所述垂直运动部、旋转模块和检测摄像头上的防护罩，所述垂直运动部包括与所述行走机构的上端面相固定连接的垂直固定座、安装于所述垂直固定座上的垂直电机、沿垂直于行走机构哦上端面的方向设置且转动连接于所述垂直固定座上的丝杆、与所述丝杆相平行设置且固定于所述垂直固定座上的垂直导轨、滑动连接于所述垂直导轨上且与所述丝杆相螺纹连接的连接架，所述旋转模块的上端部固定于所述连接架上且位于所述螺栓检测孔上方，所述垂直电机与所述丝杆相传动连接。
优化的，所述垂直运动部包括跨设于所述螺栓检测孔上的门形支架，所述门形支架的其中一个下端部与所述垂直固定座相连接，另一端部固定安装于所述行走机构的上端面上，所述门形支架包括与所述垂直导轨相平行设置的光轴、套设于所述光轴上的直线轴承，所述连接架的后端部螺纹连接于所述丝杆上，且其前端部与所述直线轴承相固定连接。
进一步的，所述垂直运动部包括固定安装于所述行走机构上的固定环，所述门形支架的另一端部固定穿设于所述固定环内。
优化的，所述防护罩的顶盖的内侧面上设有检测连接架高度的激光传感器。
优化的，所述旋转模块包括与所述连接架相固定连接的筒体、安装于所述筒体内的滑刷架、安装于所述滑刷架上的滑刷、旋转马达，所述滑刷包括转子部分和定子部分，所述转子部分和检测摄像头的其中一路线缆以及所述旋转马达的其中一路线缆连接，所述定子部分与检测摄像头的另一路线缆以及所述旋转马达的另一路线缆连接，以防止旋转马达和检测摄像头旋转中出现线缆缠绕。
本发明的有益效果在于：采用行走机构，由人工放置在顶盖螺栓孔上法兰面任意位置即可自动开始行走、定位、检测，无需人工二次干预，大大提高了检测效率，减少人员受到的辐照剂量；设备质量较小，便于现场搬运；设备布置检测摄像头，可实时观察当前装置所在的位置，前方是否有障碍，安全可靠；控制箱在设备本体集成化安置，对外引出线非常少，线路简洁；扫查装置对每个螺栓孔的定位方式相对独立，可消除行走机构的运动误差，定位准确。
附图说明
图1是本发明的检查装置总示意图；
图2是行走机构的顶部结构示意图；
图3是行走机构的底部结构示意图；
图4是垂直运动部的结构示意图；
图5是旋转模块的结构示意图；
其中：02、垂直运动部，03、旋转模块；1、固定靠轮，2、行走电机，3、第一联轴器，4、第一输出轴，5、第一锥齿轮，6、第二锥齿轮，7、车轮前轴，8、第三锥齿轮，9、自由轮，10、第四锥齿轮，11、活动靠轮，12、第一传动轴，13、万向联轴器，14、第二传动轴，15、第五锥齿轮，16、第六锥齿轮，17、车轮后轴，18驱动轮，19、螺栓孔位，20、壳体，21、防护罩，22、电控箱，23、行走机构，25、上面板，1、固定靠轮，19、螺栓孔位，28、激光传感器，11、活动靠轮，9、自由轮，200、门形支架，210、垂直导轨，211、监控摄像头，212、垂直联轴器，213、垂直固定座，214、垂直电机，215、丝杆，216、固定环，217、光轴，218、直线轴承，219、连接架，220、筒体，221滑刷架，222、滑刷，223、马达，224、检测摄像头，225、定子部分，226、转子部分。
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1-5所示，反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置包括设有螺栓检测孔的行走机构，安装于行走机构上的垂直运动部02，安装于垂直运动部上且能在垂直运动部带动下沿上下方向移动的旋转模块03，安装于旋转模块上的检测摄像头，安装于行走机构前端部上的监控摄像头211，电控箱22，以及罩设于垂直运动部、旋转模块和检测摄像头上的防护罩。
行走机构23包括设有螺栓孔位19的壳体20，转动连接于壳体20上的车轮前轴7和车轮后轴17，安装于车轮前轴7和车轮后轴17上的车轮，以及用于驱动车轮转动的驱动部，车轮前轴7和车轮后轴17共面且两者轴线的延长线经过压力容器端面的弧形的圆形。车轮前轴7和车轮后轴17共面且两者轴线的延长线相交所成夹角小于90°，在本实施例中为13°。
驱动部包括安装于行走电机2上的第一联轴器3、与车轮前轴7相传动连接的行走电机2、转动连接于壳体20上的第一输出轴4、连接于车轮前轴7和第一输出轴4之间使两者实现传动的第一齿轮组、转动连接于壳体20上的第一传动轴12、连接于车轮前轴7和第一传动轴12之间使两者实现传动的第二齿轮组、转动连接于壳体20上的第二传动轴14、连接于车轮后轴17和第二传动轴14之间使两者实现传动的第三齿轮组、连接于第一传动轴12和第二传动轴14之间的万向联轴器13。第一齿轮组包括与车轮前轴7同轴且固定连接的第一锥齿轮5、与第一输出轴4同轴且固定连接的第二锥齿轮6，第一锥齿轮5和第二锥齿轮6正交配合；第二齿轮组包括与车轮前轴7同轴且固定连接的第三锥齿轮8、与第一传动轴12同轴且固定连接的第四锥齿轮10，第三锥齿轮8和第四锥齿轮10正交配合；第三齿轮组包括与第二传动轴14同轴且固定连接的第五锥齿轮15、与车轮后轴17同轴且固定连接的第六锥齿轮16，第五锥齿轮15和第六锥齿轮16正交配合。
车轮前轴7和车轮后轴17间距较小的端部为两者的内侧端部，另两个端部为外侧端部，安装于内侧端部上的两个车轮分别为驱动轮18并且分别于车轮前轴7和车轮后轴17同轴固定连接，安装于外侧端部上的两个车轮分别为自由轮9并且分别于车轮前轴7和车轮后轴17同轴且转动连接。内侧端部位于壳体20的内侧，外侧端部位于壳体20的外侧，壳体20的内侧设有固定靠轮1，壳体20的外侧设有活动靠轮11，活动靠轮11可翻转，当活动靠轮11翻下后，固定靠轮1和活动靠轮11夹住压力容器法兰面端部。
垂直运动部包括与行走机构的上面板25的上端面相固定连接的垂直固定座213，安装于垂直固定座213上的垂直电机214，沿垂直于行走机构哦上端面的方向设置且转动连接于垂直固定座213上的丝杆215，连接于垂直电机214和丝杆215之间的垂直联轴器212，与丝杆215相平行设置且固定于垂直固定座213上的垂直导轨210，滑动连接于垂直导轨210上且与丝杆215相螺纹连接的连接架219，固定安装于行走机构上的固定环216，以及跨设于螺栓检测孔上的门形支架200，门形支架200的其中一个下端部与垂直固定座213相连接，另一端部固定安装于行走机构的上端面上，门形支架200包括与垂直导轨210相平行设置的光轴217、套设于光轴217上的直线轴承218，连接架219的后端部螺纹连接于丝杆215上，且其前端部与直线轴承218相固定连接。垂直电机214与丝杆215相传动连接。
门形支架200的另一端部固定穿设于固定环216内。防护罩21的顶盖的内侧面上设有检测连接架219高度的激光传感器28。
旋转模块的上端部固定于连接架219上且位于螺栓检测孔上方，旋转模块包括与连接架219相固定连接的筒体220、安装于筒体220内的滑刷架221、安装于滑刷架221上的滑刷222、旋转马达223，滑刷222包括转子部分226和定子部分225，转子部分226和检测摄像头224的其中一路线缆以及旋转马达223的其中一路线缆连接，定子部分225与检测摄像头224的另一路线缆以及旋转马达223的另一路线缆连接，以防止旋转马达223和检测摄像头224旋转中出现线缆缠绕。
本发明的原理如下：
1）将整个装置安装在法兰面上，以固定靠轮进行定位，活动靠轮夹紧，整个装置可安装在顶盖螺栓孔上表面任意位置。
2）视频扫查装置向前行进，前方监控摄像头负责监控外部环境，当行走模块中的激光传感器检测到孔位时向控制系统发出信号，系统控制电机向前行走相应的距离，使得旋转模块到达螺栓孔正上方，这种控制方式可以补偿在运动过程中由于行走轮打滑造成的位置偏差。
3）垂直电机旋转，通过垂直联轴器将动力传递给丝杆，丝杆上的连接架向下运动将旋转模块降至螺栓孔位的最低端准备开始扫查工作。
4）旋转模块中的马达带动扫查摄像头旋转一周，扫查摄像头开始扫查，扫查完成后，垂直电机驱动连接架向上行走一段距离，系统开始进行螺栓孔内下一段位置的周向扫查，依此方式扫查完螺栓孔的所有表面，所有扫查图像最后可以拼接成一张完整的照片供检测人员后期处理，全部扫查完后升降模块升至最高点，行走模块继续运动开始检查下一个螺栓孔，按照以上方式扫查完压力容器所有的主螺栓孔。
5）控制系统也可以单独控制进行某个螺栓孔的扫查，所有扫查完的螺栓孔在软件界面上均有直观的显示。
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 (1)
1.一种反应堆压力容器主螺栓孔自动视频检查装置，其包括设有螺栓检测孔的行走机构，安装于所述行走机构上的垂直运动部，安装于所述垂直运动部上且能在所述垂直运动部带动下沿上下方向移动的旋转模块，安装于所述旋转模块上的检测摄像头，以及罩设于所述垂直运动部、旋转模块和检测摄像头上的防护罩，其特征在于：所述垂直运动部包括与所述行走机构的上端面相固定连接的垂直固定座、安装于所述垂直固定座上的垂直电机、沿垂直于行走机构哦上端面的方向设置且转动连接于所述垂直固定座上的丝杆、与所述丝杆相平行设置且固定于所述垂直固定座上的垂直导轨、滑动连接于所述垂直导轨上且与所述丝杆相螺纹连接的连接架，所述旋转模块的上端部固定于所述连接架上且位于所述螺栓检测孔上方，所述垂直电机与所述丝杆相传动连接；
行走机构包括设有螺栓孔位的壳体，内侧端部位于壳体的内侧，外侧端部位于壳体的外侧，壳体的内侧设有固定靠轮，壳体的外侧设有活动靠轮，活动靠轮可翻转，当活动靠轮翻下后，固定靠轮和活动靠轮夹住压力容器法兰面端部；
所述防护罩的顶盖的内侧面上设有检测连接架高度的激光传感器；所述旋转模块包括与所述连接架相固定连接的筒体、安装于所述筒体内的滑刷架、安装于所述滑刷架上的滑刷、旋转马达，所述滑刷包括转子部分和定子部分，所述转子部分和检测摄像头的其中一路线缆以及所述旋转马达的其中一路线缆连接，所述定子部分与检测摄像头的另一路线缆以及所述旋转马达的另一路线缆连接；
所述垂直运动部包括跨设于所述螺栓检测孔上的门形支架，所述门形支架的其中一个下端部与所述垂直固定座相连接，另一端部固定安装于所述行走机构的上端面上，所述门形支架包括与所述垂直导轨相平行设置的光轴、套设于所述光轴上的直线轴承，所述连接架的后端部螺纹连接于所述丝杆上，且其前端部与所述直线轴承相固定连接；所述垂直运动部包括固定安装于所述行走机构上的固定环，所述门形支架的另一端部固定穿设于所述固定环内。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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