CN115206572A - 一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置。采用本发明所提供的屏蔽装置，可以为无损检测操作人员提供有效的屏蔽防护。本发明采用紧凑式模块化设计，相邻的环形屏蔽模块之间通过凸起部与凹形燕尾槽嵌套衔接，可以在为工作人员提供充足的屏蔽空间的同时，有效避免环形屏蔽模块之间射线泄露，使防护更加全面彻底，最大限度的消除γ射线对操作人员造成的辐射危害。本发明提供的屏蔽装置具有便携性，多层环形屏蔽模块和可移动支架的设置便于快速转运、组装、拆卸，减少了现场搬运环形屏蔽模块的工作量，有效提高了工作效率。本发明提供的屏蔽装置也可应用于需要对γ射线进行屏蔽的核电、医学、核农学及其他涉及γ射线辐射的领域。
Description
技术领域
本发明属于辐射防护技术领域，涉及一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置。
背景技术
γ射线无损探伤检测技术在航空、冶金、原子能、石油化工、机械制造等工业领域中有着广泛的应用。目前γ射线探伤机使用的放射源主要为Co-60、Ir-192、Cs-137，这些放射源产生的γ射线能量大，具有较强的穿透能力和难以防护的特点。而现场探伤作业环境条件复杂、防护设施少、受地形限制等因素的影响较大，因此从事γ射线无损探伤检测技术应用的职业照射剂量明显高于其他种类的辐射实践应用，尤其是γ射线移动探伤工作人员的年有效剂量明显过高，且发生超剂量限值的情形较多，在探伤作业中移动式γ射线探伤的职业照射防护问题更为突出。
GBZ132-2008《工业γ射线探伤防护标准》对γ射线放射源使用过程进行了明确的要求，规定了γ射线探伤作业时操作人员的受照剂量限值。因而需要对从事γ射线探伤的工作人员提供必要的放射防护措施。γ射线产生的照射属于外照射，通常的外照射防护包括三大基本因素：①时间防护-控制射线对人体的曝光时间；②距离防护-控制放射源与工作人员之间的距离；③屏蔽防护-在放射源与工作人员之间设置一层屏蔽体。在大多数情况下，在工作人员与放射源之间增加必要的屏蔽措施是现场无损检测中保护工作人员的重要防护措施。目前在无损检测领域中，防止辐射γ射线的屏蔽防护方法主要包括：个人防护措施、特定场合的屏蔽装置、远程遥控技术、搭建临时铅室、利用已有的墙体或金属构件。
其中，(1)个人防护措施，包括各种防护服装、铅眼镜、钨手套等装备，这些装备适用于人体进行近距离操作，贴切人体穿戴；缺点是重量大，防护效果小，个人防护用品的重量直接作用于人体，人体长时间负重会轻易产生疲劳、影响工作效率和工作时长，长时间穿戴外照射防护服容易造成腰脊椎劳损等职业性疾病，对工作人员的身心健康带来沉重的影响。
(2)特定场合的屏蔽装置，包括相关的放射防护装置专利(例如申请号CN106473768A、申请号00248725等专利)，这类防护装置无需直接作用于人体，但是难以用于无损检测的现场应用，存在如下问题：(a)只适合相对简单的平面作业场所，(b)重量大，不具备便捷性，(c)不适合工作人员对无损检测源进行现场探测工作，(d)屏蔽效果难以满足现场无损检测的要求等。
(3)采用远程控制技术，比如远程机械手、遥控机器人等，但在无损探伤检测作业应用环境大多相对复杂，目前这些技术难以发挥相关的作用，仍然需要工作人员操作进行现场无损检测。
(4)利用现场铅块或铅毯搭设临时屏蔽体，该方法的缺点是耗费工作时间，需要多工种配合，且搭设的临时屏蔽体会大面积占用作业地点的通道，无损检测工作完成后，需要拆卸，非常不方便。
(5)利用现场的金属构件或墙体。比如：对核电厂的小径管射线无损检查工作，从现有的无损检验手段来看，射线检验是一种相对比较有效的检验方法，但是对于蒸发器保温仓内的小径管焊缝射线检验，检查人员只能利用停冷热交换器罐体作为屏蔽，导致少数小径管焊缝因缺乏必要的屏蔽体，从而无法实施检验。
发明内容
针对现有技术中所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，可以在γ射线无损检测探伤现场的辐射环境下为工作人员提供有效防护；所述屏蔽装置采用紧凑式模块化设计，重量适宜、操作简单、移动方便，能够有效屏蔽Co-60、Ir-192、Cs-137放射源产生的γ射线。
为实现此目的，本发明提供一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，包括可移动支架、环形屏蔽模块，其中：
所述环形屏蔽模块的上端设置有凸起部、所述环形屏蔽模块的下端设置有凹形燕尾槽，相邻的所述环形屏蔽模块之间通过所述凸起部与凹形燕尾槽嵌套衔接；
所述可移动支架为环形支架，包括支撑立柱，多根所述支撑立柱通过若干环形管或者环形金属条固定连接；
所述可移动支架设置有安装槽，第一层所述环形屏蔽模块的凹形燕尾槽安装在所述安装槽中。
进一步，所述可移动支架为240°环形支架。
进一步，所述屏蔽装置还包括万向轮组件，所述万向轮组件安装在所述支撑立柱底部。
进一步，所述支撑立柱、环形管、环形金属条上安装有辅助挂钩。
进一步，所述环形屏蔽模块与所述可移动支架通过快速搭扣进行连接固定。
进一步，所述可移动支架采用铝合金、碳钢、不锈钢中的一种或几种材料制成；
所述可移动支架的上部设计有扶手。
进一步，所述环形屏蔽模块包括便携式提手。
进一步，所述环形屏蔽模块包括包壳、屏蔽材料，所述包壳采用保护材料制成，所述保护材料选用不锈钢、镀锌钢、铝合金中的一种或几种；
所述屏蔽材料选用铅、钨、贫铀中的一种或几种；
所述环形屏蔽模块通过在所述包壳内填充或浇铸所述屏蔽材料制成。
进一步，至少一层所述环形屏蔽模块包括观察窗，所述观察窗为透视屏蔽窗。
进一步，所述透视屏蔽窗采用铅玻璃和/或铋玻璃制成。
本发明的有益效果在于，采用本发明所提供的γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，主要通过可移动支架、环形屏蔽模块组装成屏蔽装置，能为无损检测操作人员提供有效的屏蔽防护。本发明采用紧凑式模块化设计，通过控制环形屏蔽模块的重量、外形尺寸及体积，减少了现场搬运环形屏蔽模块的工作量，有效的提高了工作效率；而且，相邻的环形屏蔽模块之间通过凸起部与凹形燕尾槽嵌套衔接，可以在为工作人员提供充足的屏蔽空间的同时，有效避免环形屏蔽模块之间射线泄露，使防护更加全面彻底，最大限度的消除γ射线对操作人员造成的辐射危害。同时，还可通过调整屏蔽材料的种类或屏蔽材料的厚度来满足不同作业环境的辐射屏蔽要求。此外，本发明提供的屏蔽装置具有便携性，屏蔽装置包括多层环形屏蔽模块以及可移动支架，便于及时转运与组装，现场作业时可快速完成拼装搭设，作业结束后又可快速拆卸，便于存放。
附图说明
图1为本发明实施方式提供的γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置整体结构示意图。
图2为本发明实施方式提供的可移动支架结构示意图。
图3为本发明实施方式提供的带有观察窗的所述环形屏蔽模块结构示意图。
图4为本发明实施方式提供的所述γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置的组装过程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，并对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分的实施方式，而不是全部的实施方式。本发明实施方式以及实施方式中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都应当属于本发明保护的范围。
如图1-4所示，本发明实施方式提供的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，主要包括可移动支架001、环形屏蔽模块005；其中：
所述环形屏蔽模块005的上端设置有凸起部、所述环形屏蔽模块005的下端设置有凹形燕尾槽，相邻的所述环形屏蔽模块005之间通过所述凸起部与凹形燕尾槽嵌套衔接，有效的避免了相邻的所述环形屏蔽模块005连接位置射线泄露的情况；
所述可移动支架001采用如图2所示的环形支架，包括多根支撑立柱，各所述支撑立柱之间通过若干环形管或者环形金属条固定连接；
所述可移动支架001设置有安装槽，第一层所述环形屏蔽模块005的凹形燕尾槽安装在所述安装槽中，通过所述安装槽对第一层所述环形屏蔽模块005进行定位，从而将第一层所述环形屏蔽模块005组装在所述可移动支架001上。
本实施方式中，可移动支架001采用240°环形支架，240°环形支架内部直径为100cm，240°环形支架的高度为120cm，垂直方向通过4根支撑立柱支撑，每根支撑立柱之间通过若干环形管或者环形金属条连接固定。
进一步，所述屏蔽装置包括万向轮组件003，所述万向轮组件003安装在所述支撑立柱底部。每个万向轮组件003均为带刹车万向轮，以便在安装所述环形屏蔽模块005后能够有效的固定所述屏蔽装置。
本实施方式中，通过所述万向轮组件003能够实现以任意角度调整所述屏蔽装置的位置，同时每个所述万向轮组件003均带有刹车功能，能够有效的实现现场固定，本发明中的可移动支架001安装有4个所述万向轮组件003，有效的保证了屏蔽装置应用过程中的稳定性。对于同一厂房，相邻位置的γ射线无损探伤作业，屏蔽装置底部设计有万向轮组件，可推动至指定位置继续进行射线作业，不需要重新拆除搭设，有效的提高了工作效率。
进一步，所述支撑立柱、环形管、环形金属条上相应的位置可根据需要安装辅助挂钩002，用来悬挂额外的屏蔽铅毯或其他物体。
进一步，所述环形屏蔽模块005与所述可移动支架001通过快速搭扣进行连接固定，使用时可将所述可移动支架001和所述环形屏蔽模块005组装好后进行整体移动，也可以将所述可移动支架001和所述环形屏蔽模块005运输到工作位置，然后通过现场组装后再进行使用。
本实施方式中，每一层所述环形管或环形金属条都会在适当的位置设有快速搭扣，以便于所述环形屏蔽模块005的快速安装与拆卸。
进一步，所述可移动支架001可采用铝合金、碳钢、不锈钢等材料中的一种或几种制作而成，可移动支架001上部设计有可拆卸的便于移动的扶手。为方便搬运，需要尽量减少所述可移动支架001的重量，应在满足所述可移动支架001支撑功能的情况下尽量选择质量轻的材料。
进一步，所述环形屏蔽模块005包括便携式提手006，通过便携式提手006可以轻松的将所述环形屏蔽模块005安装在所述可移动支架001上，或者将所述环形屏蔽模块005从所述可移动支架001上拆卸下来。
进一步，所述环形屏蔽模块005包括包壳、屏蔽材料，所述包壳采用保护材料制成，所述保护材料选用不锈钢、镀锌钢、铝合金中的一种或几种；所述屏蔽材料选用铅、钨、贫铀中的一种或几种；所述环形屏蔽模块通过在所述包壳内填充或浇铸所述屏蔽材料制成，制成的所述环形屏蔽模块呈三明治结构，有效防止了所述屏蔽材料可能引起的健康危害，同时也避免了工作环境对所述屏蔽材料的污染。
本实施方式中，无透视功能的所述环形屏蔽模块005的屏蔽材料主要采用铅、钨、贫铀中的一种或几种材料，所述屏蔽材料填充或浇铸在不锈钢、镀锌钢、铝合金等材料制成的包壳中形成三明治夹心式结构，有效的避免了所述屏蔽材料中重金属泄漏的风险；所述屏蔽材料的厚度可根据现场的屏蔽要求进行调整，制作过程中可根据实际需要将屏蔽材料制作成整块或者颗粒状，以便满足现场的使用需求。
进一步，所述环形屏蔽模块005的屏蔽性能可根据现场辐射环境的要求通过改变屏蔽材料种类和/或屏蔽材料的厚度来实现，为便于现场快速安装使用，单个所述环形屏蔽模块005的设计重量应小于35kg。
为便于现场安装使用，所述环形屏蔽模块005采用统一模块化设计，各层所安装的所述环形屏蔽模块005可互换位置；即各所述环形屏蔽模块005的外形尺寸相同，可通用于整个所述屏蔽装置中。
进一步，根据实际应用需求，至少一层所述环形屏蔽模块005包括观察窗；即任意一层所述环形屏蔽模块005可根据实际应用的需求包括观察窗。
本实施方式中，带有观察窗的所述环形屏蔽模块005如图3所示，所述环形屏蔽模块005的观察窗设计为透视屏蔽窗004。
本实施方式中，用于固定连接4根垂直方向的所述支撑立柱的各层所述环形管或者环形金属条均处于水平面中，且各层所述环形管或者环形金属条之间的间隔距离相等；在各所述环形屏蔽模块005的外形尺寸相同的情况下，各层所述环形屏蔽模块005均可以任意调换；带有观察窗的所述环形屏蔽模块005可以根据实际情况需要安装在需要的位置。
进一步，所述透视屏蔽窗004采用具有透视功能的铅玻璃、铋玻璃等透明防护材料制成，为操作人员提供充足的视野。
本实施方式中，所述γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置的组装过程如图4所示，首先将万向轮组件003固定，然后将所述环形屏蔽模块005从下往上依次安装在所述可移动支架001上；安装过程中应注意相邻环形屏蔽模块005的凸起部、凹形燕尾槽的连接处：相邻环形屏蔽模块005的凸起部与凹形燕尾槽之间应准确嵌套衔接，并且每安装好一层所述环形屏蔽模块005后，注意将所述环形屏蔽模块005与述可移动支架001之间的快速搭扣锁紧，防止所述环形屏蔽模块005的晃动。如图4所示，本实施方式中第三层的所述环形屏蔽模块005包括透视屏蔽窗004。
所述屏蔽装置可以在作业现场安装，也可以在适当的位置组装好后，将所述屏蔽装置推到需要作业的场所。所述屏蔽装置的拆卸过程同样非常方便，按照图4的逆向操作即可。
本发明实施方式中的可移动支架、环形屏蔽模块的尺寸、材料的选择不限于本实施方式中的表述，应当理解为可选择不同尺寸的可移动支架、环形屏蔽模块配合使用，并可根据实际应用需求、在有效的力学分析基础上作相应的调整。
本发明实施方式所提供的γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置通过可移动支架对环形屏蔽模块进行支撑，工作人员无需承担防护设备的重量，减少了作业时工作人员的作业负担，提高工作人员作业舒适性。本发明实施方式提供的屏蔽装置也可应用于需要对γ射线进行屏蔽的核电、医学、核农学及其他涉及γ射线辐射的领域。
上述实施例只是对本发明的举例说明，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，包括可移动支架、环形屏蔽模块，其中：
所述环形屏蔽模块的上端设置有凸起部、所述环形屏蔽模块的下端设置有凹形燕尾槽，相邻的所述环形屏蔽模块之间通过所述凸起部与凹形燕尾槽嵌套衔接；
所述可移动支架为环形支架，包括支撑立柱，多根所述支撑立柱通过若干环形管或者环形金属条固定连接；
所述可移动支架设置有安装槽，第一层所述环形屏蔽模块的凹形燕尾槽安装在所述安装槽中。
2.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述可移动支架为240°环形支架。
3.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述屏蔽装置还包括万向轮组件，所述万向轮组件安装在所述支撑立柱底部。
4.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述支撑立柱、环形管、环形金属条上安装有辅助挂钩。
5.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述环形屏蔽模块与所述可移动支架通过快速搭扣进行连接固定。
6.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述可移动支架采用铝合金、碳钢、不锈钢中的一种或几种材料制成；
所述可移动支架的上部设计有扶手。
7.根据权利要求1中所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述环形屏蔽模块包括便携式提手。
8.根据权利要求1所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述环形屏蔽模块包括包壳、屏蔽材料，所述包壳采用保护材料制成，所述保护材料选用不锈钢、镀锌钢、铝合金中的一种或几种；
所述屏蔽材料选用铅、钨、贫铀中的一种或几种；
所述环形屏蔽模块通过在所述包壳内填充或浇铸所述屏蔽材料制成。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，至少一层所述环形屏蔽模块包括观察窗，所述观察窗为透视屏蔽窗。
10.根据权利要求9所述的一种γ射线探伤用便携式可移动屏蔽装置，其特征在于，所述透视屏蔽窗采用铅玻璃和/或铋玻璃制成。
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