CN113944824B - 一种压力管道内无损智能探测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及压力管道内探测技术领域，具体为一种压力管道内无损智能探测装置，包括探测装置，包括支撑管，支撑管外壁设置有两个支架环板，其中一个支架环板固定设置在支撑管外壁上，另外一个支架环板轴向滑动设置在支撑管外壁上，两个支架环板外壁轴向环形阵列设置有多组X铰接架，每组X铰接架包括两个中央铰接在一起的铰接杆，同一组铰接杆中央均转动设置有同一根销轴；本发明解决了现有的内管检测设备只能带着检测设备在管道内进行直线移动，但是检测设备检测范围有限，从而只能对固定半径的管道进行检测，当管道半径增加时，会出现检测死角的问题；从而导致检测设备适用性差的问题。

Description

一种压力管道内无损智能探测装置

技术领域

本发明涉及压力管道内探测技术领域，具体为一种压力管道内无损智能探测装置。

背景技术

压力管道是特种设备的一种，压力管道的检测不仅存在于制造过程中，而且也存在于应用过程中；在压力管道制造过程中无损检测是一项重要的质量控制手段；压力管道的制造过程是批量连续生产的，制造过程的无损检测所采用的方法是在生产线上连续进行的；检查这类缺陷所惯用的无损检验方法有：磁粉、液体渗透，超声波及射线照相等。

现有的内管检测设备只能带着检测设备在管道内进行直线移动，但是检测设备检测范围有限，从而只能对固定半径的管道进行检测，当管道半径增加时，会出现检测死角的问题；从而导致检测设备适用性差的问题出现。

基于此，本发明设计了一种压力管道内无损智能探测装置，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力管道内无损智能探测装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种压力管道内无损智能探测装置，包括探测装置，包括支撑管，所述支撑管外壁设置有两个支架环板，其中一个支架环板固定设置在支撑管外壁上，另外一个支架环板轴向滑动设置在支撑管外壁上，两个所述支架环板外壁轴向环形阵列设置有多组X铰接架，每组所述X铰接架包括两个中央铰接在一起的铰接杆，同一组所述铰接杆中央均转动设置有同一根销轴，同一组两个不同的所述铰接杆另外一端分别转动设置有支撑定轴和支撑滑轴，所述支撑定轴外壁转动设置有和支撑管轴线平行的顶撑板，所述顶撑板侧壁开设有与支撑管轴线平行的补偿长圆孔，所述支撑滑轴滑动设置在补偿长圆孔内壁上，所述探测装置固定设置在顶撑板外侧边缘上；所述顶撑板侧壁设置有可驱动顶撑板根据管道内径边移动边转动的移动装置。

作为本发明的进一步方案，所述移动装置包括一前一后关于支撑管轴线径向固定设置在顶撑板侧壁的两个轮撑架，两个所述轮撑架穿过顶撑板且转动设置在顶撑板侧壁上，远离支撑管的所述轮撑架边缘侧壁固定设置有U板，所述U板上端转动设置有轮轴，所述轮轴穿过U板的两端固定设置有行进轮，所述轮轴中央设置有用于传动的传动装置。

作为本发明的进一步方案，所述传动装置包括同轴固定设置在轮轴中央的从动锥齿轮，所述从动锥齿轮外侧啮合有从动锥轮棒，所述从动锥轮棒转动设置在轮撑架中央，所述从动锥轮棒下端轴向滑动设置有主动锥齿棒，所述主动锥齿棒转动设置在支撑管侧壁上，位于支撑管内侧的所述主动锥齿棒外侧啮合有与支撑管共轴线的主动锥齿轮，所述主动锥齿轮同轴固定设置有动力轴，所述轮撑架侧壁设置有用于改变行进轮转动角度的方向装置，所述动力轴后端传动连接有根据管径控制方向装置和动力轴转速的动力装置。

作为本发明的进一步方案，所述方向装置包括横向滑动设置在补偿长圆孔下端顶撑板侧壁上的横齿条，所述横齿条末端通过转换环转动设置在支撑滑轴外壁上，且随着支撑滑轴进行横向滑动，所述横齿条下端啮合有同轴固定设置在轮撑架上的角度侧齿轮，同组X铰接架内部的两个轮撑架外侧套设有同步带。

作为本发明的进一步方案，所述动力装置包括动力桶，所述动力桶同轴固定设置在动力轴后端，所述动力桶外壁轴向滑动设置有摩擦片，所述支架环板侧壁转动设置在摩擦片侧壁上，所述摩擦片侧壁设置有用于先触发顶撑板对管道内壁进行支撑，再触发行进轮转动的离合装置。

作为本发明的进一步方案，所述离合装置包括接触在摩擦片侧壁的压力弹簧和电机，所述压力弹簧套设在动力桶外壁上，所述压力弹簧另一端接触有动力片，所述动力片中央固定设置有螺接在动力桶外壁的限位桶，所述限位桶后端中央轴向滑动设置在电机转轴上，所述电机通过支架固定设置在支撑管外侧壁上。

作为本发明的进一步方案，远离电机的所述动力轴穿过支撑管的一端外壁固定设置有用于清扫管壁杂物的毛刷扇叶；使得检测结果更加准确。

作为本发明的进一步方案，所述电机采用减速电机；从而使得本设备获得更大的扭矩，从而提高检测效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明通过移动装置驱动X铰接架内的两个铰接杆绕着销轴转动，从而将顶撑板向外进行顶升扩张，一方面使得设备自身的支撑管处于管道内中央，使得顶撑板分散贴近到管道内壁进行支撑，第二使得探测装置靠近管道内壁，再通过移动装置驱动设备驱动顶撑板和支撑管转动且沿着管道轴线进行移动，从而使得探测装置在管道内壁上边转动边移动，使得探测装置贴着管道内壁进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现。

2.本发明通过动力装置间接驱动行进轮转动，使得行进轮受到与管道内壁的摩擦力进行移动，其次再通过动力装置驱动方向装置开始工作，使得行进轮根据管道内径转动一定的角度，从而使得行进轮在管道内壁进行倾斜转动，从而使得探测装置贴着管道内壁进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现。

3.本发明通过X铰接架内的铰接杆驱动顶撑板向外扩张时，同时，间接通过驱动横齿条驱动驱动轮撑架转动改变行进轮方向，从而使得行进轮转动一定角度，随着管道内径变化，从而使得设备公转路径螺纹间隔不变，将轴向速度转换成旋转速度，从而避免探测装置扫面范围不变的情况下，出现扫描死角的问题。

4.本发明通过电机驱动动力片随着限位桶向动力桶靠近，从而使得动力片推动压力弹簧再推动摩擦片在动力桶上滑动，从而首先推动支架环板在支撑管上移动，使得行进轮进行扩张压紧管道内壁（无论粗细管道），完成较好的支撑后，摩擦片不再后退，从而使得压力弹簧被压缩，直到使得压力弹簧侧壁的摩擦力能使得动力片将动力通过压力弹簧传递到摩擦片上，从而完成设备根据管道内壁自动调节顶撑板扩张大小的动作，再驱动设备进行螺旋转动，从而提高设备的工作效率，只需要一个电机即可完成全部动作。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明总体结构示意图；

图2为本发明前端侧俯视局部剖视结构示意图；

图3为本发明图2中A处放大结构示意图；

图4为本发明图2中B处放大结构示意图；

图5为本发明后端侧俯视局部剖视结构示意图；

图6为本发明图5中C处放大结构示意图；

图7为本发明图5中D处放大结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

探测装置9，电机10，支撑管11，支架环板12，X铰接架13，铰接杆14，销轴15，支撑定轴16，支撑滑轴17，顶撑板18，补偿长圆孔19，轮撑架20，U板22，轮轴23，行进轮24，从动锥齿轮25，从动锥轮棒26，主动锥齿棒27，主动锥齿轮28，动力轴29，横齿条32，角度侧齿轮33，同步带34，动力桶36，摩擦片37，压力弹簧38，动力片39，限位桶40，毛刷扇叶41。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种压力管道内无损智能探测装置，包括探测装置9，包括支撑管11，支撑管11外壁设置有两个支架环板12，其中一个支架环板12固定设置在支撑管11外壁上，另外一个支架环板12轴向滑动设置在支撑管11外壁上，两个支架环板12外壁轴向环形阵列设置有多组X铰接架13，每组X铰接架13包括两个中央铰接在一起的铰接杆14，同一组铰接杆14中央均转动设置有同一根销轴15，同一组两个不同的铰接杆14另外一端分别转动设置有支撑定轴16和支撑滑轴17，支撑定轴16外壁转动设置有和支撑管11轴线平行的顶撑板18，顶撑板18侧壁开设有与支撑管11轴线平行的补偿长圆孔19，支撑滑轴17滑动设置在补偿长圆孔19内壁上，探测装置9固定设置在顶撑板18外侧边缘上；顶撑板18侧壁设置有可驱动顶撑板18根据管道内径边移动边转动的移动装置；

本发明使用前，先将本装置组装完毕（如图1所示，本设备采用螺旋前进方式，本设备采用关于中央轴线对称的布置方式，方向只存在于前端与后端，图1为本装置逆时针转动九十度，其中图1下侧向上看为本装置的前端，上向下看为本装置的后端），本装置自身并未进行储能装置的设计，采用电池或者拖线方式进行功能，且本装置只采用一个电机作为动力输出源，对于线缆配置及其要求，只需要采用现有的电缆滑环将电缆挂载到本装置的电机后端，避免在设备进行转动时，出现线缆缠绕的问题出现；

本发明使用时，移动装置启动，驱动支架环板12在支撑管11轴线滑动，两个支架环板12相互靠近，使得X铰接架13内的两个铰接杆14绕着销轴15转动，从而使得两个铰接杆14的另外两个端点向外滑动移出（如图1所示，由于本装置支架环板12外壁轴向环形阵列设置有多组X铰接架13，在一组铰接杆14角度改变，向外扩张的同时，另外几组铰接杆14同样同步扩张，从而形成环形向外扩张），从而使得另两端的支撑定轴16在顶撑板18侧壁转动，支撑滑轴17在顶撑板18侧壁的补偿长圆孔19内滑动，从而补偿两个支架环板12相互靠近的距离，从而使得多个顶撑板18同步向外扩张，最终将顶撑板18外端的移动装置顶压到管道内壁上，从而使得顶撑板18外壁的探测装置9靠近管道内壁，同时移动装置驱动顶撑板18和支撑管11根据管道内径进行转动且沿着管道轴线进行移动，从而使得探测装置9在管道内壁进行边转动边移动，使得探测装置9在管道内壁贴着管道进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现；

本发明通过移动装置驱动X铰接架13内的两个铰接杆14绕着销轴15转动，从而将顶撑板18向外进行顶升扩张，一方面使得设备自身的支撑管11处于管道内中央，使得顶撑板18分散贴近到管道内壁进行支撑，第二使得探测装置9靠近管道内壁，再通过移动装置驱动设备驱动顶撑板18和支撑管11转动且沿着管道轴线进行移动，从而使得探测装置9在管道内壁进行边转动边移动，使得探测装置9贴着管道内壁进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现。

作为本发明的进一步方案，移动装置包括一前一后关于支撑管11轴线径向固定设置在顶撑板18侧壁的两个轮撑架20，两个轮撑架20穿过顶撑板18且转动设置在顶撑板18侧壁上，远离支撑管11的轮撑架20边缘侧壁固定设置有U板22，U板22上端转动设置有轮轴23，轮轴23穿过U板22的两端固定设置有行进轮24，轮轴23中央设置有用于传动的传动装置；传动装置包括同轴固定设置在轮轴23中央的从动锥齿轮25，从动锥齿轮25外侧啮合有从动锥轮棒26，从动锥轮棒26转动设置在轮撑架20中央，从动锥轮棒26下端轴向滑动设置有主动锥齿棒27，主动锥齿棒27转动设置在支撑管11侧壁上，位于支撑管11内侧的主动锥齿棒27外侧啮合有与支撑管11共轴线的主动锥齿轮28，主动锥齿轮28同轴固定设置有动力轴29，轮撑架20侧壁设置有用于改变行进轮24转动角度的方向装置，动力轴29后端传动连接有根据管径控制方向装置和动力轴29转速的动力装置；

本发明使用时，动力装置启动驱动动力轴29转动，同时驱动方向装置开始工作，方向装置工作时驱动行进轮24根据管道内径转动一定的角度，动力轴29转动，通过主动锥齿轮28驱动主动锥齿棒27转动，主动锥齿棒27转动驱动从动锥轮棒26转动（如图3和4所示，当顶撑板18向外扩张移动时，从动锥轮棒26在主动锥齿棒27进行轴向滑动，从而补偿了顶撑板18向外扩张移动距离），从动锥轮棒26在轮撑架20内转动从而驱动轮轴23和从动锥齿轮25在U板22上转动，U板22转动从而驱动两端的行进轮24转动（如图3和4所示，方向装置工作时驱动行进轮24根据管道内径转动一定的角度，轮撑架20在顶撑板18上转动时，使得U板22转动，U板22转动使得轮轴23转动，最终使得行进轮24转动一定角度，同时从动锥轮棒26和轮撑架20同轴线，轮撑架20转动时不会影响从动锥轮棒26驱动轮轴23转动），倾斜的行进轮24转动时会驱动设备在管道内壁进行螺旋前进，从而使得顶撑板18和支撑管11根据管道内径进行转动且沿着管道轴线进行移动，从而使得探测装置9在管道内壁进行边转动边移动，使得探测装置9在管道内壁贴着管道进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现；其次每组X铰接架13上的顶撑板18采用一前一后两组行进轮24，且每组行进轮24有两个，从而形成四点接触，从而使得设备在管道内壁贴合的更紧，从而避免出现撞击造成管道或者设备的损坏问题出现；

本发明通过动力装置间接驱动行进轮24转动，使得行进轮24受到与管道内壁的摩擦力进行移动，其次再通过动力装置驱动方向装置开始工作，使得行进轮24根据管道内径转动一定的角度，从而使得行进轮24在管道内壁进行倾斜转动，从而使得探测装置9在管道内壁贴着管道进行螺旋移动，从而对管道内壁进行检测，从而避免出现检测死角的问题出现。

作为本发明的进一步方案，方向装置包括横向滑动设置在补偿长圆孔19下端顶撑板18侧壁上的横齿条32，横齿条32末端通过转换环转动设置在支撑滑轴17外壁上，且随着支撑滑轴17进行横向滑动，横齿条32下端啮合有同轴固定设置在轮撑架20上的角度侧齿轮33，同组X铰接架13内部的两个轮撑架20外侧套设有同步带34；

本发明使用时，当X铰接架13内部的两个铰接杆14绕着销轴15进行转动时，直到将行进轮24顶到管道内壁上，这一过程中，支撑滑轴17始终在补偿长圆孔19内进行滑动，从而补偿两个相互靠近的支架环板12的距离，支撑滑轴17移动驱动横齿条32在顶撑板18移动，从而驱动轮撑架20外壁的角度侧齿轮33转动，角度侧齿轮33转动驱动轮撑架20在顶撑板18上转动，同时通过下端的同步带34驱动同组的轮撑架20同步转动，从而使得上端的行进轮24进行同步转动，使得行进轮24随着管道内经越大，转动角度越大，从而使得后期动力装置驱动行进轮24转动时，管道内径越大自转速度越快，轴向运动速度越慢，管道越粗行进轮24绕着管道内经公转一周的时间更长，从而将轴向速度转化成公转速度，从而使得随着管道内径越大螺旋前进的螺纹间隔不变的情况下，转动一周需要更多的时间，从而通过轴向速度改变来补偿公转速度，从而使得探测装置9扫面范围不变，从而避免出现扫描死角的问题出现；

本发明通过X铰接架13内的铰接杆14驱动顶撑板18向外扩张时，同时，间接通过驱动横齿条32驱动驱动轮撑架20转动改变行进轮24方向，从而使得行进轮24转动一定角度，随着管道内径变化，从而使得设备公转路径螺纹间隔不变，将轴向速度转换成旋转速度，从而避免探测装置9扫面范围不变的情况下，出现扫描死角的问题。

作为本发明的进一步方案，动力装置包括动力轴29，动力轴29后端同轴固定设置有动力桶36，动力桶36外壁轴向滑动设置有摩擦片37，支架环板12侧壁转动设置在摩擦片37侧壁上，摩擦片37侧壁设置有用于先触发顶撑板18对管道内壁进行支撑，再触发行进轮24转动的离合装置；离合装置包括接触在摩擦片37侧壁的压力弹簧38和电机10，压力弹簧38套设在动力桶36外壁上，压力弹簧38另一端接触有动力片39，动力片39中央固定设置有螺接在动力桶36外壁的限位桶40，限位桶40后端中央轴向滑动设置在电机10转轴上，电机10通过支架固定设置在支撑管11外侧壁上；

本发明使用时，电机10驱动限位桶40在动力桶36外侧转动，由于限位桶40和动力桶36采用螺接方式，限位桶40转动时，向动力桶36上进行移动，从而使得电机10转轴和限位桶40进行轴向滑动，限位桶40移动驱动动力片39移动从而驱动压力弹簧38挤压摩擦片37沿着动力桶36外壁轴向移动，摩擦片37移动从而推动支架环板12在支撑管11上滑动，使得行进轮24向外扩张贴合到管道内壁，随着电机10继续转动，直到行进轮24紧紧压到管道内壁，使得压力弹簧38被压缩到仅仅靠摩擦力使得两端的摩擦片37和动力片39贴合到一起，这时电机10驱动动力片39转动，再驱动压力弹簧38转动驱动摩擦片37转动，摩擦片37转动驱动动力桶36转动，动力桶36，转动驱动动力轴29转动，从而驱动行进轮24转动，使得设备在管道内壁进行螺旋移动；当行进轮24受到冲击时还能将冲击载荷传递给压力弹簧38，使得摩擦片37和动力片39压的更紧，从而更加高效驱动，使得行进轮24越过冲击点，同时避免造成设备损坏。

本发明通过电机10驱动动力片39随着限位桶40向动力桶36靠近，从而使得动力片39推动压力弹簧38再推动摩擦片37在动力桶36上滑动，从而首先推动支架环板12在支撑管11上移动，使得行进轮24进行扩张压紧管道内壁（无论粗细管道），完成较好的支撑后，摩擦片37不再后退，从而使得压力弹簧38被压缩，直到使得压力弹簧38侧壁的摩擦力能使得动力片39将动力通过压力弹簧38传递到摩擦片37，从而完成设备根据管道内壁自动调节顶撑板扩张大小的动作，再驱动设备进行螺旋转动，从而提高设备的快速工作效率，只需要一个电机10即可完成全部动作。

作为本发明的进一步方案，远离电机10的动力轴29穿过支撑管11的一端外壁固定设置有用于清扫管壁杂物的毛刷扇叶41，使得检测结果更加准确。

作为本发明的进一步方案，电机10采用减速电机，从而使得本设备获得更大的扭矩，从而提高检测效率。

Claims (5)

1.一种压力管道内无损智能探测装置，包括探测装置（9），其特征在于：包括支撑管（11），所述支撑管（11）外壁设置有两个支架环板（12），其中一个支架环板（12）固定设置在支撑管（11）外壁上，另外一个支架环板（12）轴向滑动设置在支撑管（11）外壁上，两个所述支架环板（12）外壁轴向环形阵列设置有多组X铰接架（13），每组所述X铰接架（13）包括两个中央铰接在一起的铰接杆（14），同一组所述铰接杆（14）中央均转动设置有同一根销轴（15），同一组两个不同的所述铰接杆（14）另外一端分别转动设置有支撑定轴（16）和支撑滑轴（17），所述支撑定轴（16）外壁转动设置有和支撑管（11）轴线平行的顶撑板（18），所述顶撑板（18）侧壁开设有与支撑管（11）轴线平行的补偿长圆孔（19），所述支撑滑轴（17）滑动设置在补偿长圆孔（19）内壁上，所述探测装置（9）固定设置在顶撑板（18）外侧边缘上；所述顶撑板（18）侧壁设置有可驱动顶撑板（18）沿管道内径边移动边转动的移动装置；

所述移动装置包括一前一后关于支撑管（11）轴线径向固定设置在顶撑板（18）侧壁的两个轮撑架（20），两个所述轮撑架（20）穿过顶撑板（18）且转动设置在顶撑板（18）侧壁上，远离支撑管（11）的所述轮撑架（20）边缘侧壁固定设置有U板（22），所述U板（22）上端转动设置有轮轴（23），所述轮轴（23）穿过U板（22）的两端固定设置有行进轮（24），所述轮轴（23）中央设置有用于传动的传动装置；

所述传动装置包括同轴固定设置在轮轴（23）中央的从动锥齿轮（25），所述从动锥齿轮（25）外侧啮合有从动锥轮棒（26），所述从动锥轮棒（26）转动设置在轮撑架（20）中央，所述从动锥轮棒（26）下端轴向滑动设置有主动锥齿棒（27），所述主动锥齿棒（27）转动设置在支撑管（11）侧壁上，位于支撑管（11）内侧的所述主动锥齿棒（27）外侧啮合有与支撑管（11）共轴线的主动锥齿轮（28），所述主动锥齿轮（28）同轴固定设置有动力轴（29），所述轮撑架（20）侧壁设置有用于改变行进轮（24）转动角度的方向装置，所述动力轴（29）后端传动连接有根据管径控制方向装置和动力轴（29）转速的动力装置；

所述方向装置包括横向滑动设置在补偿长圆孔（19）下端顶撑板（18）侧壁上的横齿条（32），所述横齿条（32）末端通过转换环转动设置在支撑滑轴（17）外壁上，且随着支撑滑轴（17）进行横向滑动，所述横齿条（32）下端啮合有同轴固定设置在轮撑架（20）上的角度侧齿轮（33），同组X铰接架（13）内部的两个轮撑架（20）外侧套设有同步带（34）。

2.根据权利要求1所述的一种压力管道内无损智能探测装置，其特征在于：所述动力装置包括动力桶（36），所述动力桶（36）同轴固定设置在动力轴（29）后端，所述动力桶（36）外壁轴向滑动设置有摩擦片（37），所述支架环板（12）侧壁转动设置在摩擦片（37）侧壁上，所述摩擦片（37）侧壁设置有用于先触发顶撑板（18）对管道内壁进行支撑，再触发行进轮（24）转动的离合装置。

3.根据权利要求2所述的一种压力管道内无损智能探测装置，其特征在于：所述离合装置包括接触在摩擦片（37）侧壁的压力弹簧（38）和电机（10），所述压力弹簧（38）套设在动力桶（36）外壁上，所述压力弹簧（38）另一端接触有动力片（39），所述动力片（39）中央固定设置有螺接在动力桶（36）外壁的限位桶（40），所述限位桶（40）后端中央轴向滑动设置在电机（10）转轴上，所述电机（10）通过支架固定设置在支撑管（11）外侧壁上。

4.根据权利要求3所述的一种压力管道内无损智能探测装置，其特征在于：远离电机（10）的所述动力轴（29）穿过支撑管（11）的一端外壁固定设置有用于清扫管壁杂物的毛刷扇叶（41）。

5.根据权利要求4所述的一种压力管道内无损智能探测装置，其特征在于：所述电机（10）采用减速电机。

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