CN207762955U - 一种锅炉水冷壁管检测用爬行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的涉及一种平稳而又高效的锅炉水冷壁管检测用爬行器。所述爬行器包括爬行装置和牵引装置，其中：爬行装置包括爬行器主体、磁铁、爬行轮、升降机构，磁铁设于爬行器主体底部，升降机构位于爬行器主体的侧壁上，用于调节爬行器主体与水冷壁管间的距离；牵引装置包括电机装置、磁吊装置及绳索，磁吊装置上带有定滑轮，绳索穿过定滑轮，一端连接爬行器主体，另一端连接电机装置。解决目前用于锅炉水冷壁管检测的爬行器在水冷壁管上运动不稳定、事故率较高等问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于锅炉水冷壁管检测的爬行器，应用于电厂用锅炉水冷壁管检测领域。
背景技术
水冷壁管分布于锅炉炉膛的四周，是锅炉中最主要的蒸发受热面。长期在这种恶劣环境中服役，水冷壁管内外壁极易产生腐蚀、磨损和拉裂等缺陷。这些缺陷导致水冷壁管的老化失效，甚至发生爆管事故，严重影响火电机组的正常运行，因此，对水冷壁管进行无损检测工作至关重要。电站锅炉水冷壁管高达几十米，根据《锅炉定期检验规则》的规定，对该高度的水冷壁管检测过程中必须搭建脚手架，采用手持检测仪对水冷壁管进行检测时，搭建脚手架等类似的前期工作将花费较长时间，在有限的停炉检修期内，很难完成检修工作。
目前市场上出现很多种锅炉水冷壁管检测爬行器，依靠与水冷壁管表面(以下简称管面)之间的磁力吸附在管面，再利用自身电机驱动，实现在水冷壁上的上下移动。实际进行锅炉内检测时，由于内部环境比较恶劣，并非实验室环境，这种爬行器在该环境下作业是相当困难的。另外，现场水冷壁表面存在很多结渣等不利因素，影响爬行器在管面行走。
目前采用爬行器实现锅炉水冷壁管检测工作存在的难点主要有：
①爬行器承载的重量较大，但要求其体积不宜过大。因为锅炉人孔直径为爬行器最大尺寸不能超过人孔直径。
②由于水冷壁管外表面为弧面，并非平面，其表面存在氧化皮、焊缝和结渣，爬行器在其上边行走过程中难免出现跑偏和倾覆等问题。
③爬行器依靠磁铁的磁力与水冷壁管贴合在一起。一旦遇到杂物及焊缝等情况时，其与水冷壁管间的提离值就会增大。由于空气的磁阻远远大于铁磁性材料的磁阻，此时爬行器对水冷壁管的吸附力就会大大降低，导致爬行器跌落。
为了克服上述难点，避免检测过程中发生意外，本实用新型提出一种平稳高效的水冷壁管检测爬行器，将相关检测仪配置在爬行器上，牵引装置提供牵引力，实现半自动化扫查，确保爬行器在水冷壁管上安全、平稳地行走，在检修期内高效地完成水冷壁管的检测工作。
实用新型内容
本实用新型的目的在于解决目前用于锅炉水冷壁管检测的爬行器在水冷壁管上运动不稳定、事故率较高等问题。在现有爬行器的基础上，提供一种平稳而又高效的水冷壁管检测用爬行器。
本实用新型技术方案如下：
一种锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述爬行器包括爬行装置和牵引装置，其中：
爬行装置包括爬行器主体、磁铁、爬行轮、升降机构，磁铁设于爬行器主体底部，升降机构位于爬行器主体的侧壁上，用于调节爬行器主体与水冷壁管间的距离，进而间接地调节二者之间的吸附力，并解决操作爬行器主体的安放及拆卸问题；
牵引装置包括电机装置、磁吊装置及绳索，磁吊装置上带有定滑轮，绳索穿过定滑轮，一端连接爬行器主体，另一端连接电机装置。
本实用新型结合实际水冷壁管检测环境，设计出带半自动化动力驱动装置的爬行器，确保检测工作在锅炉内部能够顺利进行。其中，爬行装置在水冷壁管上扫查时具有吸附能力和移动能力，能够携带检测仪在水冷壁管上扫查检测；牵引装置中，电机装置是整个爬行器的动力源，用于驱动的电机装置静态置于锅炉底部，替代常规爬行器自身携带驱动电机模式；磁吊装置静态吸附在待检测水冷壁管顶部，为电机装置驱动爬行器主体运动提供一个稳定的支点，能够承受爬行器主体的自重及爬行器主体遇到障碍物时的冲击力；绳索优选采用柔韧度好、高强度的钢丝绳，用来连接电机装置与爬行器主体。
作为优选的技术方案：
本实用新型所述升降机构包括手轮、丝杆、滑轨、推力轴承、承接模块和支撑板，其中，承接模块固定在爬行轮上，并与爬行器主体侧壁上的滑轨相连，承接模块上设有推力轴承以及与其相配合的丝杆，丝杆的一端设有手轮，支撑板固定设置在爬行器主体上，丝杆通过法兰与支撑板螺纹连接。
本实用新型所述电机装置的输出端设有滚筒和动态扭矩传感器，滚筒的作用是存放和收放绳索，动态扭矩传感器用于实现爬行器的遇阻检测功能。
本实用新型所述磁吊装置为马鞍型纯铁，与水冷壁管表面相吻合，以方便将其吸附在待检测的水冷壁管上。
本实用新型所述磁吊装置设有磁吊手柄，用于控制磁吊装置的吸放。
本实用新型所述磁铁为钕铁硼强磁铁，电机装置配有制动器。
本实用新型的有益效果为：
将电机装置放置在锅炉底部，大大减少了爬行器主体本身的重量及体积，使其更容易贴合在管面。爬行器主体利用磁力吸附在管面，在绳索竖直方向上的牵引力的作用下，既克服了爬行器主体的自重，又为其加一条安全带，即使遇到管面的夹渣、氧化皮及焊缝等障碍物，也不会因对水冷壁管吸附力的减少而大幅度地脱离管面，经过障碍物之后将重新吸附于管面，不影响后续的检测工作。
附图说明
图1爬行器整体装置结构简图。
图2爬行装置结构简图。
图3升降机构结构简图。
图4磁吊装置结构简图。
图5电机装置结构简图。
图中：1、水冷壁管，2、爬行器，3、磁吊装置，4、电机装置，5、绳索，6、磁铁，7、爬行轮，8、升降机构，9、手轮，10、丝杆，11、滑轨，12、推力轴承，13、承接模块，14、定滑轮，15、磁吊手柄，16、减速器，17、滚筒，18、动态扭矩传感器，19、制动器，20、支撑板。
具体实施方式
实施例1
锅炉水冷壁管检测用爬行器整体装置如附图1所示，所述爬行器包括爬行装置和牵引装置，其中：
爬行装置包括爬行器主体2、磁铁6、爬行轮7和升降机构8，爬行器主体2下部设有磁铁6和爬行轮7，爬行器主体2两端侧壁上分别设有升降机构8，如附图3所示，升降机构8包括手轮9、丝杆10、滑轨11、推力轴承12、承接模块13及支撑板20，其中承接模块13固定在爬行轮7上，并与爬行器主体2侧壁上的滑轨11相连，承接模块13上设有推力轴承12以及与其相配合的丝杆10，丝杆10的一端设有手轮9，支撑板20固定设置在爬行器主体2上，丝杆10通过法兰与支撑板20螺纹连接。
牵引装置包括电机装置4、磁吊装置3及绳索5，磁吊装置3上带有定滑轮14，绳索5穿过定滑轮14，一端连接爬行器主体2，另一端连接电机装置4。
1.爬行器主体
爬行器主体2中采用磁铁6(优选钕铁硼强磁铁)来实现与水冷壁管1的非接触吸附。爬行轮7使爬行器主体2在行走过程中以轮式运动的滚动摩擦来代替滑动摩擦，既便于爬行器主体在水冷壁管1面壁上轻松运行，又能紧贴附在管面上。由于被检水冷壁管1为圆柱面且其两侧为平面鳍片钢，正好为爬行轮7提供良好的轴向行走路径，保证爬行器主体2平稳运行，防止遇到管面上障碍物时而发生跑偏现象。
在爬行器主体2两端侧壁上设计有升降机构8，磁铁6为爬行器主体2提供较大吸附力，保证爬行器主体2能够沿管面上下行走而不脱落下来。如磁力过小，容易脱离管面；磁力过大，阻力增大，要求驱动力就越大。因此需要升降机构8来调节爬行器主体2与管面之间的间距，间接地调节二者之间的吸附力。此外，检测人员在安放和拆卸爬行器主体2时会很费力气，利用升降机构8就能轻松解决爬行器主体2的安放和拆卸问题，具体操作方法为：
旋转手轮9，通过丝杆11带动支撑板20运动，从而带动爬行器主体2进行运动，使得爬行轮7与爬行器主体2之间间距增大，爬行轮7由于吸附力一直紧压在管间的鳍鱼片钢上，而随着爬行器主体2与水冷壁管1之间提离值慢慢增大，对水冷壁管1的吸附力就会逐渐减小，操作方便。
2.磁吊装置
磁吊装置3是利用强磁场来吊起重物的工具。本实用新型利用磁吊原理，使磁吊装置3能够有力吸附在水冷壁管1管面上，并足够承受爬行器主体2的自重及其遇到障碍物时的冲击力。如附图4所示，磁吊装置3采用具有高导磁率的纯铁，制作成马鞍型，与水冷壁管1的表面相吻合，并带有定滑轮装置。它具有吸力大、体积小、操作安全方便、无需提供电源等优点。检测人员可通过磁吊手柄15的开关来实现对管面的吸放。
3.电机装置
电机装置4是整个爬行器的动力源。电机装置4示意图如附图5所示，在电机的输出端经减速器16的一级减速到输出端，输出端固定着滚筒17。滚筒17的作用是存放和收放绳索5。为防止爬行器在水冷壁管上运动过程中出现阻力过大或卡死等意外，电机装置4输出端装有动态扭矩传感器18，动态扭矩传感器18的控制系统设置在上位机里，来实现动力系统中的遇阻检测功能。控制系统通过监测传感器扭矩值大小实现电机保护，具体实现过程为：设置动态扭矩传感器18扭矩阈值，当传动装置阈值高于该阈值时，控制系统立即控制电机停止转动，并抱死电机，同时发出报警信号。
另外，选用的电机装置4配有制动器19，采用更加安全的常闭式结构，只有在通电情况下通过电磁线圈的动作才可以打开弹簧的制动压力。即使在突然断电的情况下也可以保证电机装置4不会发生失灵自转。这样能够有效地避免突然断电等特殊情况对系统带来的危害。
在电站锅炉检修期间，锅炉内部都设有升降台，升降台的边缘均与管面相距很近。将升降台升到一定高度(待检水冷壁管段的顶部)，检测人员将磁吊装置3吸附在待检水冷壁管1上。将电机装置4固定在锅炉底部，爬行器主体2上装有检测仪器，调整好之后放到待检的水冷壁管1上，检测人员通过操作电机装置4来实现爬行器主体2在管壁上运行，完成水冷壁管1的检测工作。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
此外，本文省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。
Claims (8)
1.一种锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述爬行器包括爬行装置和牵引装置，其中：
爬行装置包括爬行器主体、磁铁、爬行轮、升降机构，磁铁设于爬行器主体底部，升降机构位于爬行器主体的侧壁上，用于调节爬行器主体与水冷壁管间的距离；
牵引装置包括电机装置、磁吊装置及绳索，磁吊装置上带有定滑轮，绳索穿过定滑轮，一端连接爬行器主体，另一端连接电机装置。
2.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述升降机构包括手轮、丝杆、滑轨、推力轴承、承接模块和支撑板，其中，承接模块固定在爬行轮上，并与爬行器主体侧壁上的滑轨相连，承接模块上设有推力轴承以及与其相配合的丝杆，丝杆的一端设有手轮，支撑板固定设置在爬行器主体上，丝杆通过法兰与支撑板螺纹连接。
3.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述电机装置的输出端设有滚筒和动态扭矩传感器。
4.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述磁吊装置为马鞍型。
5.按照权利要求1或4所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述磁吊装置设有磁吊手柄。
6.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述磁铁为钕铁硼强磁铁。
7.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述绳索为钢丝绳。
8.按照权利要求1所述锅炉水冷壁管检测用爬行器，其特征在于：所述电机装置配有制动器。
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