ES2233032T3 - Robot de trabajo para intercambiador de calor y metodo para hacerlo funcionar. - Google Patents

Abstract

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor, que comprende un cuerpo (21) de robot movible a lo largo de una lámina (4) de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos (3), al menos cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado dispuestos en la periferia exterior de dicho cuerpo (21) de robot de tal manera que se pueden extender y replegar acercándose y alejándose de la periferia exterior a lo largo de dicha lámina (4) de tubo, y un mecanismo de posicionamiento para insertar una herramienta (23) de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho (3) para fijar dicho brazo (22A-22D) de uso combinado al tubo estrecho (3) para posicionar el cuerpo (21) de robot; incluyendo dicho robot un mecanismo de movimiento para mover el cuerpo (21) de robot extendiendo y replegando los brazos (22A-22D) de uso combinado fijados mediante dicho mecanismo de posicionamiento; caracterizado porque un dispositivo (24) de trabajo está instalado en el extremo frontal de cada uno de dichos brazos (22A-22D) de uso combinado, estando provisto dicho dispositivo (24) de trabajo de unos medios de limpieza que consisten esencialmente en un mecanismo de inserción de herramienta de limpieza para insertar una herramienta (12) de limpieza dentro de un tubo estrecho (3) y un mecanismo de alimentación de presión para mover dicha herramienta (12) de limpieza en y a lo largo de un tubo estrecho (3) mediante fluido presurizado.

Description

Robot de trabajo para intercambiador de calor y método para hacerlo funcionar.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un robot de trabajo para intercambiadores de calor, adaptado para efectuar limpieza o ensayo de detección de fallos en los muchos tubos de agua de un condensador o un intercambiador de calor cuyos tubos de agua están conectados entre y abiertos a través de las láminas de tubo de dos cámaras de agua, y también se refiere a un método para hacer funcionar dicho robot de trabajo.

Antecedentes técnicos

En cuanto a dispositivos conocidos de trabajo para condensadores, uno se sugiere en la publicación no examinada de patente japonesa 7-229695 de Heisei, que comprende carriles de guía que se extienden a lo largo de la superficie de la lámina de tubo en la cámara de agua y un robot de trabajo adaptado para moverse mientras es guiado a lo largo de dichos carriles de guía. Otro se sugiere en las solicitudes abiertas no examinadas de patente japonesa nº 51-10201 y nº 3-199802, en las cuales un cuerpo de robot que tiene una pluralidad de patas insertadas en las aberturas en tubos estrechos está provisto de un brazo de trabajo, siendo movido dicho robot a lo largo de la lámina de tubo.

Con relación a esto, aunque los registros formados en las cámaras de agua de condensadores han tendido recientemente a aumentar de tamaño, los registros convencionales son tan pequeños como de aproximadamente 500 mm o como máximo 600 mm de diámetro, y es necesario meter componentes para carriles de guía y un robot a través de tales registros. Tal robot convencional tiene su sección de mecanismo de recorrido y su sección de mecanismo de trabajo construidas por separado, de manera que, aunque se simplifica su mecanismo, el robot no tiene pocos componentes y llega a ser de gran tamaño, haciendo necesario desensamblar el robot antes de que éste último se pueda transportar dentro o fuera de la cámara de agua a través del registro. Por lo tanto, ha existido el problema de que aumenta el tiempo de operación requerido para ensamblar y desensamblar el robot en la cámara de agua y meterlo y sacarlo.

La presente invención está destinada a resolver dichos problemas y a proporcionar un robot compacto de trabajo para intercambiadores de calor y un método para hacer funcionar el mismo.

Divulgación de la invención

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 1 comprende un cuerpo de robot movible a lo largo de una lámina de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos, al menos cuatro brazos de uso combinado dispuestos en la periferia exterior de dicho cuerpo de robot de tal manera que se pueden extender y replegar acercándose y alejándose de la periferia exterior a lo largo de dicha lámina de tubo, y un dispositivo de trabajo instalado en el extremo frontal de cada uno de dichos brazos de uso combinado, estando provisto dicho dispositivo de trabajo de unos medios de limpieza que consisten esencialmente en un mecanismo de inserción de herramienta de limpieza para insertar una herramienta de limpieza dentro de un tubo estrecho y un mecanismo de alimentación de presión para mover dicha herramienta de limpieza en y a lo largo de un tubo estrecho mediante fluido presurizado, y un mecanismo de posicionamiento para insertar una herramienta de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho para fijar dicho brazo de uso combinado al tubo estrecho para posicionar el cuerpo de robot, incluyendo dicho robot un mecanismo de movimiento para mover el cuerpo de robot extendiendo y replegando los brazos de uso combinado fijados mediante dicho mecanismo de posicionamiento.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 1, tras el posicionamiento se efectúa una operación de limpieza mediante los dispositivos de trabajo de los brazos de uso combinado en la cual al menos tres brazos de uso combinado se conectan de manera fija a los tubos estrechos mediante los mecanismos de posicionamiento. Adicionalmente, el cuerpo de robot se mueve por el hecho de que los brazos individuales de uso combinado se accionan simultáneamente para extensión o repliegue. Adicionalmente, con tres brazos de uso combinado fijados a tubos estrechos, se acciona el restante brazo de uso combinando, de manera que el dispositivo de trabajo se mueve desde el tubo estrecho limpiado hasta el siguiente tubo estrecho. Por lo tanto, en comparación con el robot convencional de trabajo en el cual el mecanismo de limpieza y el mecanismo de movimiento están separados uno de otro, en la presente invención el número de miembros, tales como brazos, se puede reducir, y el repliegue de los brazos de uso combinado hasta el cuerpo de robot hace compacto el robot. De este modo, se facilita el transporte dentro y fuera de la cámara de agua y se reduce el número de operaciones preparatorias tales como el ensamblaje y el desensamblaje, reduciendo por ello el tiempo de operación.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 2 comprende un cuerpo de robot movible a lo largo de una lámina de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos, al menos cuatro brazos de uso combinado dispuestos en la periferia exterior de dicho cuerpo de robot de tal manera que se pueden extender y replegar acercándose y alejándose de la periferia exterior a lo largo de dicha lámina de tubo, y un dispositivo de trabajo instalado en el extremo frontal de cada uno de dichos brazos de uso combinado, estando provisto dicho dispositivo de trabajo de un mecanismo de posicionamiento para insertar una herramienta de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho para fijar dicho brazo de uso combinado al tubo estrecho para posicionar el cuerpo de robot, y un mecanismo de inserción de sonda para insertar una sonda de inspección dentro de un tubo estrecho y un mecanismo de alimentación de presión para mover a presión dicha sonda insertada de inspección a lo largo de un tubo estrecho mediante fluido presurizado, incluyendo dicho robot un mecanismo de movimiento para mover el cuerpo de robot extendiendo y replegando los brazos de uso combinado fijados mediante dicho mecanismo de posicionamiento, y unos medios de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho mediante dicha sonda de inspección movida en dicho tubo estrecho.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 2, cuando al menos tres brazos de uso combinado se posicionan siendo conectados de manera fija a tubos estrechos mediante los mecanismos de posicionamiento, se realiza una operación de inspección de tubo estrecho mediante los dispositivos de trabajo. Adicionalmente, por el hecho de que los brazos de uso combinado se extienden o se contraen simultáneamente, el cuerpo de robot se mueve y, con tres brazos de uso combinado fijados, el dispositivo de trabajo del restante brazo de uso combinado se puede mover desde un tubo estrecho tratado hasta el siguiente tubo estrecho. Por lo tanto, en comparación con un robot convencional de trabajo en el que el mecanismo de movimiento del cuerpo de robot está separado del mecanismo de trabajo para la inspección de la inserción de la sonda y similares, el número de miembros se puede reducir. Adicionalmente, por el hecho de que los brazos de uso combinado se repliegan hacia el cuerpo de robot, el robot se puede hacer compacto. Esto hace posible facilitar el transporte dentro y fuera de una cámara de agua, reducir el número de operaciones preparatorias tales como el ensamblaje y el desensamblaje, y reducir el tiempo de operación.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 3 está caracterizado porque dicho dispositivo de trabajo en la reivindicación 1 está provisto de unos medios de limpieza que consisten esencialmente en un mecanismo de inserción de herramienta de limpieza para insertar una herramienta de limpieza dentro de un tubo estrecho y un mecanismo de alimentación de presión para mover dicha herramienta de limpieza en y a lo largo del tubo estrecho mediante fluido presurizado, y unos medios de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho moviéndose dicha sonda de inspección en dicho tubo estrecho.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 3, además de las funciones y efectos de la reivindicación 1, la inserción y el movimiento de la sonda de inspección y la inspección se pueden efectuar simultáneamente, asegurando un funcionamiento eficiente.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 4, caracterizado porque, en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, al menos tres pero no la totalidad de los al menos cuatro brazos de uso combinado tienen sus extremos frontales fijados a tubos estrechos mediante los mecanismos de posicionamiento de los dispositivos de trabajo, en cuyo estado estos brazos de uso combinado son accionados para mover el cuerpo de robot, y porque el o los restantes brazos de uso combinado se sueltan de los tubos estrechos para mover sus dispositivos de trabajo hasta los siguientes tubos estrechos.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 4, cuatro o más brazos de uso combinado y dispositivos de trabajo se seleccionan y se accionan sucesivamente de tal manera que el movimiento y el posicionamiento del cuerpo de robot se efectúan mediante tres brazos de uso combinado y, durante el posicionamiento, se efectúa la operación de limpieza, mientras el dispositivo de trabajo del o de los restantes brazos de uso combinado se mueven hasta el siguiente tubo estrecho. Por lo tanto, combinando el movimiento del cuerpo de robot y la operación de limpieza con el movimiento del dispositivo de trabajo en cada brazo de uso combinado, la operación de limpieza se puede efectuar eficientemente, reduciendo enormemente el tiempo de operación de limpieza.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en las reivindicaciones 5 a 7 está caracterizado porque, en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, el extremo de base de cada brazo de uso combinado está instalado de una manera tal como para ser capaz de girar alrededor de un eje perpendicular a la lámina de tubo y dicho brazo de uso combinado está configurado para ser susceptible de extensión y de contracción.

De acuerdo con la invención como se describe en las reivindicaciones 5 a 7, puesto que cada brazo de uso combinado está instalado para poder girar y extenderse mediante el dispositivo de giro de brazo y el dispositivo de extensión y de contracción de brazo, la construcción se simplifica extremadamente y el control de funcionamiento del brazo de uso combinado se puede efectuar fácilmente.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 8 está caracterizado porque, en una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, la periferia exterior del cuerpo de robot está formada con espacios de almacenamiento para recibir los brazos de uso combinado de tal manera que, cuando los brazos de uso combinado se repliegan para la contracción y se reciben en los espacios de almacenamiento, todo el robot asume una forma cilíndrica que posibilita que el robot pase a través de un registro.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 8, cuando los brazos de uso combinado están en la posición almacenada replegada, todo el robot asume una forma cilíndrica con el centro en el eje del robot, por lo que el robot se puede transportar fácilmente dentro y fuera de la cámara de agua a través de un registro redondo estrecho sin desensamblar el robot, y el tiempo de operación para la preparación para el ensamblaje en la cámara de agua y para el desensamblaje y la extracción se puede reducir enormemente.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 9 está caracterizado porque, en la reivindicación 3, el dispositivo de trabajo está provisto de un cuerpo de guía de inserción para soportar la sonda de inspección y la herramienta de conexión y de fijación para el movimiento hacia una boquilla de empuje opuesta a un tubo estrecho, estando adaptado dicho cuerpo de guía de inserción para el movimiento entre una posición de empuje sobre el eje de dicha boquilla de empuje y una posición de espera desplazada desde dicha posición de empuje, en el que los medios de inserción de herramienta de limpieza y los medios de inserción de sonda están provistos de un dispositivo de accionamiento de empuje y, cuando el cuerpo de guía de inserción se mueve hasta la posición de espera, la herramienta de limpieza insertada en la posición de empuje se inserta dentro de un tubo estrecho a través de dicha boquilla de empuje, y la sonda de inspección y la herramienta de conexión y de fijación se insertan dentro del tubo estrecho a través de dicha boquilla de empuje desde el cuerpo de guía de inserción movido desde la posición de espera hasta la posición de empuje.

De acuerdo con la invención descrita en la reivindicación 9, puesto que un cuerpo de guía de inserción para soportar la sonda de inspección y la herramienta de conexión y de fijación está instalado de tal manera que es movible entre la posición de empuje y la posición de espera, la herramienta de limpieza y la sonda de inspección y la herramienta de conexión y de fijación se pueden empujar dentro de un tubo estrecho en dos pasos, de manera que la carrera del dispositivo de accionamiento de empuje se puede acortar y el dispositivo de trabajo se puede hacer compacto.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 10 está caracterizado porque, en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, el mecanismo de posicionamiento para el dispositivo de trabajo está provisto de un dispositivo de accionamiento de empuje para insertar la herramienta de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho, estando dicha herramienta de conexión y de fijación provista de un miembro interior de manguito dispuesto en el lado de extremo frontal, un montaje de anillo de enlace ajustado en dicho miembro interior de manguito y al que se impide resbalar del extremo frontal, un manguito de empuje ajustado de manera deslizable en el extremo de base del montaje de anillo de enlace en el miembro interior de manguito y adaptado para ser accionado para la extensión y el repliegue mediante dicho dispositivo de accionamiento de empuje, y un miembro de inmovilización para impedir la inserción del miembro interior de manguito en la posición en la que dicho montaje de anillo de enlace se ha insertado dentro de un tubo estrecho, comprendiendo dicho montaje de anillo de enlace anillos elásticos y anillos de espaciador alternantes, estando configurado de este modo dicho robot de trabajo de tal manera que, impidiéndose mediante dicho miembro de inmovilización la inserción del miembro interior de manguito dentro de un tubo estrecho, el dispositivo de accionamiento de empuje acciona el manguito de empuje hacia el extremo frontal para comprimir dicho montaje de anillo de enlace, y la herramienta de conexión y de fijación se fija en el tubo estrecho mediante la expansión de los anillos elásticos.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 10, puesto que, en la herramienta de conexión y de fijación, el montaje de anillo de enlace que comprende anillos elásticos y anillos de espaciador alternantes se comprime y se fija en posición, los anillos elásticos comprimidos se expanden hacia la periferia exterior para entrar en los espacios entre los anillos de espaciador y el tubo interior, produciendo una acción de cuña que hace posible fijar firmemente el dispositivo de trabajo al tubo estrecho. Adicionalmente, anulando la compresión, la fijación se puede anular de manera fiable, por lo que son posibles el movimiento y el posicionamiento rápidos del robot.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor como se expone en la reivindicación 11 está caracterizado porque, en la reivindicación 1 ó 3, el cuerpo de robot está provisto de un dispositivo de distribución de herramienta de limpieza para entregar herramientas de limpieza sucesivamente a las posiciones de trabajo de los brazos de uso combinado, estando dicho dispositivo de distribución de herramienta de limpieza provisto de un dispositivo de brazo de suministro que mueve dicho sustentáculo de herramienta de limpieza entre una posición de suministro en la que dichas herramientas de limpieza son alimentadas y una posición de distribución en la que dichas herramientas de limpieza son entregadas a los dispositivos de trabajo de los brazos de uso combinado a medida que un brazo de revolución que tiene el sustentáculo de herramienta de limpieza en el extremo frontal se gira alrededor del eje del robot, que es perpendicular a la lámina de tubo.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 11, las herramientas de limpieza alimentadas al cuerpo de robot se distribuyen a los dispositivos de trabajo desde respectivas posiciones de distribución de cepillo mediante el dispositivo de brazo de suministro del dispositivo de distribución de cepillo a través de un brazo de revolución girado alrededor del eje del robot; por lo tanto, en comparación con una disposición en la que se alimentan herramientas de limpieza directamente a los dispositivos de trabajo, el robot se puede hacer de pequeño tamaño y compacto.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en las reivindicaciones 12 y 13 está caracterizado porque, en la reivindicación 2 ó 3, el robot incluye los mecanismos de retorno de sonda para devolver la sonda de inspección al dispositivo de trabajo después de que la sonda de inspección se haya movido a través del tubo estrecho, y los mecanismos de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho cuando la sonda de inspección se está moviendo a lo largo de al menos una de las trayectorias de avance y de retorno.

De acuerdo con la invención como se describe en las reivindicaciones 12 ó 13, con la ayuda del mecanismo de inserción de sonda y el mecanismo de retorno de sonda, se puede practicar la inspección de un tubo estrecho mediante la sonda de inspección cuando ésta última se está moviendo en el tubo estrecho que se acaba de limpiar; por lo tanto, los datos de inspección del tubo estrecho que se acaba de limpiar se pueden obtener en tiempo real, mejorando enormemente la eficiencia de operación.

Un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 14 está caracterizado porque, en la reivindicación 12 ó 13, el mecanismo de inserción de sonda está dispuesto para alimentar a presión la sonda de inspección junto con y detrás de la herramienta de limpieza por medio de fluido presurizado procedente del mecanismo de alimentación de presión, y el mecanismo de retorno de sonda está constituido por un dispositivo de carrete de código capaz de enrollar y largar el cable de inspección conectado a la sonda de inspección, estando dicho dispositivo de carrete de código provisto de un carrete de recogida para cada sonda de inspección del dispositivo de trabajo para enrollar en espiral el cable de inspección.

De acuerdo con la invención como se describe en la reivindicación 14, puesto que la sonda de inspección se alimenta a presión detrás de y junto con la herramienta de limpieza, el mecanismo de alimentación de presión se puede usar como medios de limpieza haciendo posible hacer los dispositivos de trabajo de tamaño compacto. Adicionalmente, puesto que los cables de inspección se enrollan en espiral sobre los respectivos carretes delgados de recogida, el grosor (altura) del dispositivo de carrete de cuerda se puede reducir y, por consiguiente, el cuerpo de robot se puede hacer compacto. Adicionalmente, los cables de inspección se pueden enrollar o largar de manera fiable y la cantidad largada del cable de inspección (la posición de la sonda de inspección) se puede hallar correctamente a partir del ángulo de rotación del carrete de recogida; de este modo, la inspección que usa la sonda de inspección se puede practicar suavemente.

Un método para hacer funcionar un robot de trabajo para intercambiadores de calor descrito en la reivindicación 15 está caracterizado porque el cuerpo de robot se dispone de manera movible en una lámina de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos, el cuerpo de robot se provee de cuatro brazos de uso combinado instalados de tal manera que se pueden extender y contraer y se pueden girar por sus extremos de base alrededor de sus respectivos ejes perpendiculares a la lámina de tubo, tres de estos cuatro brazos de uso combinado insertan herramientas de conexión y de fijación dentro de tubos estrechos desde dispositivos de trabajo en el extremo frontal de los brazos de uso combinado y se fijan en posición posicionando por ello el cuerpo de robot, en este estado el restante brazo de uso combinado se mueve y los dispositivos de trabajo se detienen en posiciones en las que están en oposición a tubos estrechos, y ambos sistemas accionadores, que consisten de manera esencial respectivamente en un dispositivo de extensión y de contracción de brazo para extender y contraer el brazo de uso combinado y en un dispositivo de giro de brazo para girar el brazo de uso combinado, se liberan temporalmente para ser capaces de seguir la carga, tras lo cual el primer miembro de inserción se inserta dentro del tubo estrecho desde el dispositivo de trabajo.

De acuerdo con la disposición como se describe en la reivindicación 15, incluso si el dispositivo de trabajo de un brazo de uso combinado que se mueve se desvía con respecto al tubo estrecho, tal desviación de posición se puede acomodar por el hecho de que los dos sistemas accionadores de dicho brazo de uso combinado se liberan. De este modo, el primer miembro de inserción se puede insertar suavemente dentro de un tubo estrecho, por lo que se posiciona el dispositivo de trabajo, asegurando la inserción suave de los siguientes miembros de inserción dentro del tubo estrecho.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es una vista en perspectiva que muestra un robot de limpieza y de inspección trabajando, de acuerdo con la presente invención;

La figura 2 es una vista en perspectiva que muestra el robot de limpieza y de inspección en el estado almacenado;

La figura 3 es una vista completa en perspectiva que muestra el robot de limpieza y de inspección y equipo de soporte;

La figura 4 es una vista lateral completa, en corte, del robot de limpieza y de inspección;

La figura 5 es una vista posterior completa con una cubierta omitida;

La figura 6 es una vista lateral que muestra un brazo de uso combinado y un dispositivo de trabajo;

La figura 7 es una vista en corte que muestra el brazo de uso combinado y un dispositivo de cilindro de extensión y de contracción de brazo;

La figura 8 es una vista frontal que muestra el dispositivo de cilindro de extensión y de contracción de brazo y un dispositivo de cilindro de presión del brazo de uso combinado;

La figura 9 es una vista lateral que muestra el dispositivo de trabajo;

La figura 10 es una vista en corte tomada a lo largo de la línea I-I en la figura 9;

La figura 11 es una vista en corte tomada a lo largo de las líneas II-II en la figura 9;

La figura 12 (a) es una vista lateral de una boquilla interior y la (b) es una vista en corte tomada a lo largo de la línea III-III en la (a);

La figura 13 es una vista lateral, en corte, que muestra cómo está fijada la boquilla interior en un tubo estrecho;

Las figuras 14(a) a (f) son vistas en corte que muestran un procedimiento de funcionamiento;

La figura 15 es una vista en corte transversal que muestra un dispositivo de distribución de cepillo;

La figura 16 es una vista lateral, en corte transversal, que muestra el dispositivo de distribución de cepillo;

La figura 17 es una vista en corte transversal que muestra un dispositivo de brazo de suministro;

La figura 18 es un corte longitudinal que muestra la herramienta de suministro de cepillo del dispositivo de distribución de cepillo;

La figura 19 es una vista lateral, en medio corte, que muestra un dispositivo de carrete de código;

La figura 20 es una vista posterior que muestra el dispositivo de carrete de código; y

La figura 21 es una vista para explicar el funcionamiento.

Mejor modo de realizar la invención

La invención se describirá ahora en más detalle con referencia a los dibujos adjuntos.

En las figuras 1 a 5, un condensador 1 instalado por ejemplo en una estación eléctrica o similar tiene un cierto número de tubos estrechos 3 que se extienden desde una cámara 2A de agua hasta la otra cámara 2B de agua para permitir que fluya a su través agua de enfriamiento, como se muestra en las figuras 3 y 4. Como normalmente se usa agua de mar como agua de enfriamiento para este condensador 1, es necesario limpiar regularmente los tubos estrechos 3 e inspeccionar en busca de daños tales como fracturas. Un robot 11 de limpieza y de inspección (denominado aquí, en lo sucesivo, simplemente robot) se usa para limpiar e inspeccionar estos tubos estrechos 3 y está dispuesto de manera que, mientras avanza por sí mismo a lo largo de una lámina 4 de tubo a través de la cual se abren dichos muchos tubos estrechos 3, el robot inserta un cepillo 12 de limpieza, que es una herramienta de limpieza, dentro de un tubo estrecho 3 y mueve el cepillo 12 mediante agua de limpieza, que es un fluido presurizado, para limpiar el tubo estrecho 3. Adicionalmente, una sonda 13 de detección de fallos, que es una sonda de inspección, se inserta detrás del cepillo 12 de limpieza y se mueve junto con el cepillo 12 de limpieza mediante dicho agua de limpieza, de manera que se puede practicar un ensayo de detección de fallos en el tubo estrecho 3 mediante la sonda 13 de detección de fallos.

Equipo de soporte

Adicionalmente, se proporciona equipo de soporte para este robot 11, como se muestra en la figura 3, que comprende un dispositivo 14 de suministro de cepillo para alimentar un cepillo 12 de limpieza al robot 11, una unidad hidráulica 15 para alimentar aceite presurizado, que es una fuente accionadora, al robot 11, una unidad 16 de bomba de alimentación de agua para alimentar agua de limpieza, que sirve como fuente de movimiento para el cepillo 12 de limpieza y similares, unos dispositivos 17 de prevención de caídas para impedir que el robot 11 se caiga de la lámina 4 de tubo, y un dispositivo 18 de control para controlar el robot 11 y tales partes del equipo de soporte y almacenar datos de ensayo sobre el tubo estrecho a partir de señales de detección procedentes de la sonda 13 de detección de fallos.

El cuerpo 21 de robot de este robot 11, como se muestra en la figura 5, está provisto en su periferia exterior de cuatro brazos 22A a 22D de uso combinado, es decir, del primero al cuarto, con fines tanto de movimiento como de trabajo, que son susceptibles de extensión y de repliegue, teniendo cada uno de dichos brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado un dispositivo 24 de trabajo montado en el extremo frontal de él. Estos dispositivos 24 de trabajo comprenden mecanismos de posicionamiento para insertar boquillas interiores 23, que son herramientas de conexión y de fijación, dentro de tubos estrechos 3 predeterminados para fijar los extremos frontales de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado a los tubos estrechos 3 (permitiéndose más o menos un movimiento de giro), mecanismos de inserción de herramienta de limpieza para insertar cepillos 12 de limpieza dentro de tubos estrechos 3, mecanismos de inserción de sonda para insertar sondas 13 de detección de fallos detrás de los cepillos 12 de limpieza, y mecanismos de alimentación de presión para alimentar a presión los cepillos 12 de limpieza y las sondas 13 de detección de fallos a través de los tubos estrechos 3 por medio de agua de limpieza. Adicionalmente, el cuerpo 21 de robot está provisto de mecanismos de retorno de sonda para replegar la sonda 13 de detección de fallos a través del tubo estrecho 3 con la ayuda de un cable 30 de inspección, mecanismos de inspección de tubo estrecho para inspeccionar los tubos estrechos 3 en busca de fracturas o similares a través de las sondas 13 de detección de fallos movidas dentro de los tubos estrechos 3, y mecanismos de movimiento para extender y replegar los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado fijados mediante dichos mecanismos de posicionamiento como para mover el cuerpo 21 de robot. Y dichos mecanismos de inserción de herramienta de limpieza y dichos mecanismos de alimentación de presión constituyen medios de limpieza, mientras que dichos mecanismos de inserción de sonda, mecanismos de alimentación de presión, mecanismos de retorno de sonda y mecanismos de inspección de tubo estrecho constituyen medios de inspección y de inserción de sonda.

Adicionalmente, estos brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado tienen sus respectivos extremos de base montados en posiciones espaciadas 90º entre sí en el frente del cuerpo 21 de robot para girar alrededor de ejes que son paralelos al eje O de robot que es perpendicular a la lámina 4 de tubo. Esto es, el cuerpo 21 de robot está provisto de motores 25 de giro de brazo de tipo hidráulico que son dispositivos de giro de brazo en posiciones espaciadas 90º entre sí, y los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se giran dentro de un intervalo predeterminado mediante estos motores 25 de giro de brazo. Adicionalmente, los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado tienen cada uno, alojado en ellos, un dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo, que es un dispositivo de extensión y de contracción de brazo. Y estos motores 25 de giro de brazo y dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo hacen que los dispositivos 24 de trabajo dispuestos en los extremos frontales de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se muevan hacia delante y hacia atrás entre posiciones de almacenamiento (lo mismo que las posiciones b a e de distribución de cepillo en la figura 15), replegadas cercanas al cuerpo 21 de robot, y posiciones de trabajo opuestas a los tubos estrechos 3 seleccionados, con los brazos extendidos hacia la periferia exterior (véase la figura 15).

Adicionalmente, el cuerpo 21 de robot está provisto en el frente de un sustentáculo 27 de brazo que tiene los motores accionadores 25 de brazo, un dispositivo 28 de distribución de cepillo para alimentar cepillos de limpieza a los dispositivos 24 de trabajo de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado, un dispositivo 29 de carrete de código que constituye los mecanismos de retorno de sonda para enrollar los cables 30 de inspección de las sondas 13 de detección de fallos. El número 19 indica una cubierta para cubrir el cuerpo 21 de robot.

Y con las boquillas interiores 23 insertadas y fijadas en los tubos estrechos 3 mediante los mecanismos de posicionamiento, se accionan los motores 25 de giro de brazo y dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo para los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado que constituyen dichos mecanismos de movimiento, por lo que el cuerpo 21 de robot se mueve hasta una posición objetivo a lo largo de la lámina 4 de tubo. Mientras tres de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado, por ejemplo los brazos primero, tercero y cuarto 22A, 22C y 22D de uso combinado, están fijados a tubos estrechos 3 para la limpieza y la inspección, el restante brazo segundo 22B de uso combinado se suelta del tubo estrecho 3 y recibe un cepillo 12 de limpieza desde el dispositivo 28 de distribución de cepillo, tras lo cual se mueve hasta el siguiente tubo estrecho 3.

Adicionalmente, el cuerpo 21 de robot y la cubierta 19, como se muestra en las figuras 1 y 2, están formados con espacios 19a de almacenamiento para recibir los dispositivos 24 de trabajo en las posiciones de almacenamiento en las que los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se contraen y se repliegan. Como se muestra en la figura 2, se dispone que, en estas posiciones de almacenamiento, el robot 11 asuma una forma cilíndrica con el centro en el eje O de robot. Por ello, el diámetro del robot 11 en su estado almacenado es más pequeño que el del registro 5 de la cámara 2A de agua (figura 3) para permitir que el robot 11 pase a su través, de manera que el robot 11 se puede transportar dentro y fuera de la cámara 2A de agua mediante el registro estrecho 5 sin desensamblar el robot 11. De este modo, que el robot 11 asuma una forma cilíndrica reduce enormemente el tiempo de preparación invertido en la cámara 2A de agua y el tiempo de extracción.

Brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado

Primero, los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se describirán con referencia a las figuras 6 a 14. Como se muestra en las figuras 6 a 8, los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado tienen la misma disposición. Y los cuatro motores 25 de giro de brazo están montados en el bastidor frontal 31 del sustentáculo 27 de brazo a intervalos angulares de 90 grados. Y un bastidor 32 de cilindro de brazo está unido al árbol motor 25a del motor 25 de giro de motor cuyo árbol motor se proyecta hacia el frente, teniendo dicho bastidor 32 de cilindro de brazo el cilindro 26 de extensión y de contracción de brazo unido integralmente a él.

Este cilindro 26 de extensión y de contracción de brazo es un dispositivo de cilindro hidráulico de tipo de doble vástago capaz de soportar el momento torsor impuesto sobre un pistón 26b. Esto es, el pistón cilíndrico 26b está ajustado de manera deslizable en un agujero 26a de cilindro de sección transversal circular formado en el bastidor 32 de cilindro. Al menos uno de los dos vástagos 26c y 26d de pistón conectados delante y detrás de dicho pistón 26b, por ejemplo el vástago frontal 26c del extremo frontal, tiene sección transversal rectangular. Y un agujero 26f de guía en una culata frontal 26e de cilindro, a través del cual se extiende el vástago frontal 26c, también tiene sección transversal rectangular para proporcionar un impedidor de rotación, con un material de sellado ajustado en él. Por lo tanto, incluso si se impone un momento torsor sobre el vástago frontal 26c, se soporta mediante la culata frontal 26e de cilindro a través del agujero 26f de guía, de manera que los mecanismos accesorios de prevención de la rotación requeridos hasta ahora, tales como vástagos de guía, ya no son necesarios, haciendo posible hacer compactos los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado. Además, el vástago posterior 26d puede tener una sección transversal de prevención de la rotación, o el agujero 26a de cilindro y el pistón 26b pueden tener una sección transversal de prevención de la rotación, tal como una sección transversal elíptica o
rectangular.

Dispositivos 24 de trabajo

Cada dispositivo 24 de trabajo, dispuesto para ser extendido y replegado acercándose y alejándose de la periferia exterior mediante el vástago frontal 26c, está provisto del mecanismo de posicionamiento, el mecanismo de inserción de herramienta de limpieza, el mecanismo de inserción de sonda y el mecanismo de alimentación de presión. Adicionalmente, también está provisto de un dispositivo 34 de cilindro de presión, que es un dispositivo de accionamiento y de presión, capaz de extender y replegar el dispositivo 24 de trabajo hacia y desde el frente, y un bastidor extensible 35 que soporta el dispositivo 24 de trabajo y adaptado para ser extendido o replegado mediante dicho dispositivo 34 de cilindro de presión. Y un dispositivo 38 de cilindro de empuje, que es un dispositivo de accionamiento de empuje, está instalado en el bastidor extensible 35, de manera que el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se pueden empujar dentro del tubo estrecho 3 mediante el dispositivo 38 de cilindro de empuje.

Se describirán los detalles del dispositivo 24 de trabajo. El tubo 34a de cilindro del dispositivo 34 de cilindro de presión está fijado perpendicularmente al vástago frontal 26c del dispositivo 26 de cilindro de extensión y de repliegue de brazo a través de un agujero rectangular, y el bastidor extensible 35 está unido al vástago 34b de pistón del dispositivo 34 de cilindro de presión. Este bastidor extensible 35 comprende un miembro frontal 35a de extremo que tiene una boquilla 41 de empuje formada con una lumbrera 41a de empuje, un miembro 35b de extremo de base que tiene el vástago 34b de pistón conectado a él, dos vástagos 36 de guía para conectar el miembro frontal 35a de extremo y el miembro 35b de extremo de base, un árbol 37 de soporte, de guía única, y una cubierta arqueada 33. El miembro frontal 35a de extremo está provisto de una guía 35c de corredera ajustada de manera deslizable sobre el tubo 34a de cilindro del dispositivo 34 de cilindro de presión. Adicionalmente, el dispositivo 38 de cilindro de empuje instalado en el miembro 35b de extremo de base tiene su tubo 38a de cilindro fijado sobre el miembro 35b de extremo de base para erguirse sobre él, de manera que el vástago 38b de pistón es accionado para la extensión y el repliegue con respecto a la lumbrera 41 de empuje. Montado sobre dichos vástagos 36 de guía hay un miembro 39 de empuje movible a lo largo del eje Oa de la lumbrera 41a de empuje. El miembro 39 de empuje está formado con un rebaje 39a de aplicación aplicable a la boquilla interior 23, y tiene conectado a él el vástago 38b de pistón del dispositivo 38 de cilindro de empuje.

Montado sobre el árbol 37 de soporte de guía hay un cuerpo 40 de guía de inserción que se puede girar entre una posición de empuje sobre el eje Oa y una posición de espera espaciada un ángulo predeterminado (por ejemplo, 90º) desde el eje Oa alrededor del soporte 37 de guía.

Con relación a esto, cuando se desea insertar el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 sucesivamente dentro del tubo estrecho 3, esto se conseguiría disponiéndolos en una línea y empujándolos de una sola vez; en este caso, sin embargo, sería necesario prolongar la carrera del dispositivo 38 de cilindro de empuje, dando como resultado un aumento en la longitud global del dispositivo 24 de trabajo. Por lo tanto, en este dispositivo 24 de trabajo, se dispone que, después de que únicamente el cepillo 12 de limpieza se haya empujado dentro del tubo estrecho 4, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se empujan dentro; este empuje de dos etapas hace posible reducir la carrera del dispositivo 38 de cilindro de empuje y hacer compacto éste último.

Esto es, el cuerpo 40 de guía de inserción comprende un par de bastidores superior e inferior 40a y 40b con forma de C, espaciados una distancia predeterminada en la dirección de extensión y repliegue y soportados para un movimiento de giro sobre el árbol 37 de soporte de guía, y cuatro vástagos 40c para conectar los bastidores 40a y 40b. Y este cuerpo 40 de guía de inserción está dispuesto para soportar la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 para un movimiento hacia la lumbrera 41a de empuje. Adicionalmente, este cuerpo 40 de guía de inserción está cargado para girar desde la posición de espera mostrada en línea discontinua en la figura 10 hasta la posición de empuje mostrada en línea continua mediante un muelle helicoidal 42 de torsión instalado en el extremo frontal del árbol 37 de soporte de guía.

Por lo tanto, cuando los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se contraen para el repliegue a las posiciones de almacenamiento (las posiciones b a e de distribución de cepillo en la figura 15) y, como se muestra en la figura 14(a), el cepillo 12 de limpieza sostenido en el dispositivo 28 de distribución de cepillo se ajusta en el bastidor extensible 35, el cuerpo 40 de guía de inserción en la posición de empuje se gira hasta la posición de espera contra el muelle helicoidal 42 de torsión. Y como se muestra en la figura 14(b), el extremo frontal cónico del cepillo 12 de limpieza se empuja dentro de la lumbrera 41a de empuje a través del miembro 39 de empuje mediante el cilindro 38 de empuje, como para impedir el retorno del cuerpo 40 de guía de inserción, de manera que el cepillo 12 de limpieza se sostiene en la posición de extensión y de repliegue. Adicionalmente, cuando los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se mueven hasta sus respectivas posiciones de trabajo, como se muestra en las figuras 14(c) y (d), el cepillo 12 de limpieza se empuja dentro del tubo estrecho 3 mediante el cilindro 38 de empuje a través del miembro 39 de empuje. En este momento, cuando el extremo frontal del cepillo 12 de limpieza ha entrado en el tubo estrecho 3, los motores 25 de giro de brazo y los dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo de los brazos 22A a 22D de uso combinado se sostienen temporalmente en un estado libre capaz de seguir una carga accionada (denominado aquí en lo sucesivo el estado libre) de manera que se acomoda la desviación de posición. Después de ello, cuando el miembro 39 de empuje se devuelve al lado de extremo de base, el cuerpo 40 de guía de inserción se gira hasta la posición de extensión y de repliegue mediante el muelle helicoidal 39 de torsión y la boquilla interior 23 se aplica al rebaje 39a de aplicación del miembro 39 de empuje. Adicionalmente, como se muestra en las figuras 14(e) y (f), la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se empujan dentro del tubo estrecho 3 mediante el cilindro 38 de empuje a través del miembro 39 de empuje.

Boquilla interior 23

La boquilla interior 23, por supuesto, se fija firmemente en el tubo estrecho 3, pero también es importante que la anulación del estado fijo se efectúe rápidamente y de manera fiable. Experimentos han revelado que el mecanismo convencional de fijación, del tipo que comprime axialmente un único manguito de caucho mediante un miembro de compresión y que después le permite extenderse, es susceptible de fijación mediante la fuerza de rozamiento producida por la expansión entre el manguito de caucho y la superficie interior de un tubo pero que este mecanismo de fijación no produce una fuerza axial uniforme de extensión o una gran fuerza de retención, de manera que la anulación no se puede efectuar suavemente. Adicionalmente, la disposición convencional se ha diseñado dando importancia sólo a la fuerza de rozamiento producida entre el manguito de caucho y la superficie interior de un tubo. Se ha descubierto que realmente el borde periférico del manguito de caucho corta el espacio entre el miembro comprimido y la superficie interior del tubo, un fenómeno de cuña que produce una gran fuerza de rozamiento.

Como resultado de ello, en el mecanismo de fijación de tubo para la boquilla interior 23, el manguito de caucho se sustituye por un montaje 43 de anillo de enlace compuesto por una pluralidad de anillos elásticos 43a que tienen poca anchura en comparación con el diámetro exterior y que están hechos de un caucho sintético rígido cuya dureza es de (JIS) 60 o más, y anillos 43b de espaciador interpuestos entre estos anillos elásticos 43a y situados a lados opuestos. Y por el hecho de que el montaje 43 de anillo de enlace está comprimido axialmente, una acción de cuña producida por las superficies ahusadas de extremo de los anillos 43b de espaciador hace que los anillos elásticos 43a se expandan hacia la periferia exterior, produciendo de este modo una resistencia de rozamiento. Adicionalmente, una segunda acción de cuña se produce mediante los anillos elásticos rígidos extendidos 43a que cortan los espacios entre los anillos 43b de espaciador y la superficie interior del tubo estrecho 3 y, por medio de esta segunda acción de cuña, la boquilla interior 23 se puede fijar al tubo estrecho de manera extremadamente firme y aun así se puede liberar rápidamente y de manera fiable.

La disposición de la boquilla interior 23 se describirá en más detalle con referencia a las figuras 12 y 13. La boquilla interior 23 comprende un manguito 44 de empuje aplicado al miembro 39 de empuje en el lado de extremo de base, un miembro interior 45 de manguito ajustado para un movimiento de corredera en la dirección de repliegue sobre el extremo frontal del manguito 44 de empuje, el montaje 43 de anillo de enlace ajustado en el miembro interior 45 de manguito y una tubería 46 de empuje unida al manguito 44 de empuje y que tiene el cable 30 de inspección insertado de manera movible en ella. Y el manguito 44 de empuje está formado en el lado de extremo de base con una porción accionada 44a de manguito aplicada al rebaje 39a de aplicación del miembro 39 de empuje, y la porción 44b de manguito de compresión ajustada de manera deslizable sobre la porción 45a de tambor del miembro interior 45 de manguito y la porción accionada 44a de manguito están conectadas entre sí a través de un par de miembros 44c de conexión. Y la porción accionada 44a de manguito está formada con un agujero axial 44d que se extiende a su través, mientras que la porción 44b de manguito de compresión está formada con una lumbrera 44e de alimentación de agua. El miembro interior 45 de manguito tiene un agujero 45b de inserción que se extiende axialmente a través de la porción 45a de tambor que tiene el montaje 43 de anillo de enlace ajustado en él, y un tope 45c que se proyecta desde él y dispuesto en el extremo frontal para impedir que el montaje 43 de anillo de enlace se resbale. El extremo de base de la porción 45a de tambor tiene una lumbrera 45d de inyección de agua taladrada en ella, que comunica con la lumbrera 44e de alimentación de agua durante la compresión del montaje 43 de anillo de enlace, teniendo el extremo de base de dicha porción 45a de tambor un fiador 45e de inmovilización que se proyecta desde él que es un miembro de inmovilización adaptado para ser inmovilizado en la entrada de la lumbrera 41a de empuje.

La tubería 46 de empuje tiene un diámetro interior tal que el cable 30 de inspección de la sonda 13 de detección de fallos se puede insertar de manera movible en ella, y su extremo de base está fijado en el agujero axial 44d de la porción accionada 44a de manguito concéntricamente con el eje Oa. Y esta tubería 46 de empuje se extiende a través del agujero 45 de inserción hasta que su extremo frontal alcanza la posición de extremo frontal de la boquilla interior 23, y la sonda 13 de detección de fallos se empuja hacia fuera mediante esta tubería 46 de empuje. En la figura 6, el número 47 indica una roldana de guía para guiar el cable 30 de inspección conectado a la sonda 13 de detección de fallos; y el 81 indica un sensor de distancia instalado en cada uno de los brazos primero y segundo 22A y 22B de uso combinado para medir la distancia a la lámina 4 de tubo y detectar la posición del cuerpo 21 de robot.

Por lo tanto, cuando el dispositivo 38 de cilindro de empuje se extiende y la boquilla interior 23 se mueve hacia el extremo frontal mediante el miembro 39 de empuje, la sonda 13 de detección de fallos se adelanta a lo largo del cuerpo 40 de guía de inserción. Y se empuja dentro del tubo estrecho 3 a través de la lumbrera 41a de empuje para empujar el cepillo 12 de limpieza adicionalmente hacia dentro. Y la boquilla interior 23 se inserta dentro de la lumbrera 41a de empuje y el fiador 45e de inmovilización se inmoviliza en la entrada de la lumbrera 41a de empuje, después de lo cual se detiene la inserción del miembro 45 de manguito; sin embargo, puesto que el manguito 44 de empuje se empuja adicionalmente hacia dentro, el montaje 43 de anillo de enlace se comprime mediante la porción 44b de manguito de compresión. Por ello, la primera acción de cuña del montaje 43 de anillo de enlace produce una fuerza de rozamiento y la segunda acción de cuña fija firmemente la boquilla interior 23 en el tubo estrecho 3.

Además, incluso si se produce durante el movimiento de empuje una resistencia al empuje del cepillo 12 de limpieza y de la sonda 13 de detección de fallos, la sonda 13 de detección de fallos se empuja hacia dentro mediante el manguito 44 de empuje a través de la tubería 46 de empuje; por lo tanto, no existe ninguna posibilidad de que el montaje 43 de anillo de enlace se comprima a medida que se obstruye el empuje del miembro interior 45 de manguito.

Adicionalmente, en el mecanismo de inserción de sonda, con el montaje 43 de anillo de enlace comprimido, la lumbrera 44e de alimentación de agua de la porción 44b de manguito de compresión y la lumbrera 45d de inyección de agua de la porción 45a de tambor están alineadas con el agujero 48 de alimentación de agua de limpieza formado en la boquilla 41 de empuje, y se alimenta agua de limpieza a esta lumbrera 48 de alimentación de agua de limpieza, de manera que se alimenta agua de limpieza desde la boquilla interior 23 dentro del tubo estrecho 3 a través de la lumbrera 44e de alimentación de agua y la lumbrera 45d de inyección de agua, y el cepillo 12 de limpieza y la sonda 13 de detección de fallos se empujan hacia dentro a lo largo del tubo estrecho 3, el tubo estrecho 3 se limpia mediante el cepillo 12 de limpieza.

Dispositivo 28 de distribución de cepillo

El dispositivo 28 de distribución de cepillo, que es un dispositivo de distribución de herramienta de limpieza, para alimentar cepillos 12 de limpieza a los dispositivos 24 de trabajo de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se describirá con referencia a las figuras 15 a 18.

El dispositivo 28 de distribución de cepillo está dispuesto en la posición a de suministro de cepillo en la periferia exterior del sustentáculo 27 de brazo. Y comprende una herramienta 51 de suministro de cepillo a la que se alimentan sucesivamente cepillos 12 de limpieza desde el dispositivo 14 de suministro de cepillo a través de una manguera 54 de alimentación de cepillo, soportes 52 de reacción dispuestos en las posiciones b a e (las mismas que las posiciones de almacenamiento) de distribución de cepillo de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado, y un dispositivo 53 de brazo de suministro que puede girar alrededor del eje O del bastidor frontal 31 y que es extensible. Este dispositivo 53 de brazo de suministro está dispuesto para recibir un cepillo 12 de limpieza sostenido en la herramienta 51 de suministro de cepillo, siendo distribuidos tales cepillos 12 de limpieza recibidos desde la posición a de suministro de cepillo hasta las posiciones b a e de distribución de cepillo.

La herramienta 51 de suministro de cepillo, como se muestra en la figura 18, tiene una cubierta 51b de cepillo unida al extremo frontal de una porción cilíndrica 51a de cuerpo a la que está conectada la manguera 54 de alimentación de cepillo, cuya cubierta 51b de cepillo constituye parte de una forma cilíndrica y tiene una placa 51c de receptor. Y la porción 51a de cuerpo tiene una palanca 55 de inmovilización de cepillo para detener temporalmente un cepillo 12 de limpieza alimentado desde la manguera 54 de alimentación de cepillo, estando dispuesta de manera giratoria dicha palanca de inmovilización de cepillo a través de un pasador tangencial 55b y cargada para un movimiento de giro hacia el lado de proyección mediante un muelle 55a. Adicionalmente, la palanca 55 de inmovilización de cepillo tiene una porción accionada 55c que se proyecta desde ella en el lado de extremo de base, estando dispuesto que, cuando el sustentáculo 56 de cepillo del dispositivo 53 de brazo de suministro, que se va a describir más adelante, está ajustado a la cubierta 51b de cepillo, la parte accionada 55c se empuja contra el muelle 55a, replegando la palanca 55 de inmovilización de cepillo para permitir que se alimente un cepillo 12 de limpieza desde la porción 51a de cuerpo hasta el sustentáculo 56 de cepillo, que es un sustentáculo de herramienta de limpieza.

El dispositivo 53 de brazo de suministro tiene un motor 57 de distribución de cepillo dispuesto en la posición del eje O del bastidor frontal 31, y el árbol motor 57a del motor 57 de distribución de cepillo tiene montado en él el tubo 58a de cilindro de un dispositivo 58 de cilindro de extensión y de repliegue de cepillo que constituye un brazo de revolución. Adicionalmente, dicho sustentáculo 56 de cepillo está unido al vástago 58b de pistón del dispositivo 58 de cilindro de extensión y de repliegue de cepillo. Este sustentáculo 56 de cepillo es un cuerpo sustancialmente semicilíndrico adaptado para estar ajustado a la cubierta 51b de cepillo y que tiene un bloque 56a de soporte de cepillo unido al extremo frontal de él para impedir que un cepillo 12 de limpieza se resbale. Además, los soportes 52 de reacción en las posiciones b a e de distribución de cepillo se usan para retener la fuerza de giro que se impone cuando un cepillo 12 de limpieza sostenido en el sustentáculo 56 de cepillo se entrega a uno de los bastidores extensibles 35 de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado.

Por lo tanto, un cepillo 12 de limpieza alimentado desde el dispositivo 14 de suministro de cepillo hasta la posición a de suministro de cepillo a través de la manguera 54 de alimentación de cepillo se detiene una vez en la porción 51a de cuerpo mediante la palanca 55 de inmovilización de cepillo de la herramienta 51 de suministro de cepillo. Y el sustentáculo 56 de cepillo del dispositivo 53 de brazo de suministro está ajustado a la cubierta 51b de cepillo, por lo que la palanca 55 de inmovilización de cepillo se repliega y el cepillo 12 de limpieza se entrega al sustentáculo 56 de cepillo. Entonces, con el fin de evitar el contacto con el motor 25 de giro de brazo, el cilindro 58 de extensión y de repliegue de cepillo se contrae y el sustentáculo 56 de cepillo se gira a lo largo de la trayectoria periférica interior A mediante el motor 57 de distribución de cepillo y se detiene en una posición que corresponde al previsto de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado. Después de ello, el sustentáculo 56 de cepillo se proyecta hasta las posiciones b' a e' de referencia de distribución de cepillo mediante el cilindro 58 de extensión y de repliegue de cepillo y después se gira de manera que los cepillos 12 de limpieza se detienen en las posiciones b a e de distribución de cepillo. Por ello, cepillos 12 de limpieza alimentados sucesivamente se alimentan distributivamente a los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado.

Dispositivo 29 de carrete de código

Seguidamente, el dispositivo 29 de carrete de código que constituye el mecanismo de retorno de sonda se describirá con referencia a las figuras 19 y 20. Este dispositivo 29 de carrete de código se usa para enrollar en espiral los cables 30 de inspección de las sondas 13 de detección de fallos usadas en los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado, en los que cuatro carretes 26 de recogida están soportados respectivamente de manera giratoria sobre un manguito 61 de soporte dispuesto en el eje O de robot. Estos carretes 62 de recogida están formados por un par de placas 62a de guía de almacenamiento dispuestas con un espacio de almacenamiento definido entre ellas que corresponde a la anchura de los cables 30 de inspección, de manera que los cables 30 de inspección se pueden enrollar en espiral en sus respectivos espacios de almacenamiento.

El dispositivo 63 de enrollamiento de carrete para accionar en rotación los carretes 62 de recogida está dispuesto para accionar en rotación los carretes 62 de recogida individuales mediante engranajes 64 de accionamiento dispuestos en las periferias exteriores de los carretes 62 de recogida y espaciados 90º unos de otros. Esto es, placas 65A a 65C de soporte de carrete dispuestas en las regiones frontal, intermedia y trasera de los carretes 62 de recogida del manguito 61 de soporte están provistas de cuatro árboles giratorios 66 paralelos al eje O y espaciados 90º unos de otros. Y los engranajes 64 de accionamiento unidos a los árboles giratorios 66 engranan con engranajes anulares 67 formados en las periferias exteriores de las placas 62a de guía de almacenamiento. Adicionalmente, cuatro motores 69 de giro de carrete están instalados a intervalos de 90º dentro de una caja 68 de motor dispuesta en el frente asociado con el manguito 61 de soporte, y una correa 72 de cronometraje está arrastrada para una asociación operativa entre cada engranaje 70 de cronometraje de accionamiento sobre el árbol motor y cada engranaje accionado 71 de cronometraje sobre el árbol giratorio 66. Por lo tanto, los motores 69 de giro de carrete accionan en rotación los carretes 62 de recogida para largar o rebobinar los cables 30 de inspección, y es posible aplicar una carga predeterminada de tensión a los cables 30 de inspección para impedir que se aflojen.

Método de funcionamiento

Se describirá el método para hacer funcionar el robot de trabajo de construcción anterior para intercambiadores de calor.

1. (Introducción y preparación del robot) El robot 11 con los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado sostenidos en su posición almacenada se transporta dentro de la cámara 2A de agua a través del registro 5. Y el cuerpo 21 de robot se dispone en la posición de inicio de trabajo sobre la lámina 4 de tubo, y los dispositivos 24 de trabajo de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado desdoblados en la posición de trabajo se accionan, y las boquillas interiores 23 se insertan en un tubo estrecho 3 y se fijan en él, y se ajusta el robot 11. El dispositivo 14 de alimentación de cepillos, la unidad hidráulica 15, la unidad 16 de bomba de alimentación de agua, el dispositivo 17 de prevención de caída y el dispositivo 18 de control, que son el resto del equipo de soporte, se ajustan respectivamente, y la disposición de los tubos estrechos 3 y la trayectoria de recorrido para el cuerpo 11 de robot son consignados en el dispositivo 18 de control.

2. (Alimentación de cepillo) Cepillos 12 de limpieza se alimentan sucesivamente a la herramienta 51 de suministro de cepillo en la posición a de suministro de cepillo desde el dispositivo 14 de alimentación de cepillo a través de la manguera 54 de alimentación de cepillo, y tal cepillo 12 de limpieza se inmoviliza mediante la palanca 55 de inmovilización de cepillo. Subsiguientemente, cuando el dispositivo 53 de brazo de suministro alcanza la posición a de suministro de cepillo, el sustentáculo 56 de cepillo se ajusta a la cubierta 51b de cepillo para replegar la palanca 55 de inmovilización de cepillo, de manera que el cepillo 12 de limpieza se entrega al sustentáculo 56 de cepillo. Y el dispositivo 53 de brazo de suministro hace que el sustentáculo 56 de cepillo realice un movimiento de revolución y un movimiento de extensión y de repliegue, moviéndose desde la correspondiente de las posiciones b' a e' de distribución de cepillo del previsto de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado hasta la correspondiente de las posiciones b a e de distribución de cepillo, donde se detiene. Entonces, el previsto de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se contrae y se gira hasta la correspondiente de las posiciones b a e de distribución de cepillo (posiciones de almacenamiento). Cuando el cepillo 12 de limpieza sostenido en el sustentáculo 56 de cepillo se ajusta al bastidor extensible 35, el cuerpo 40 de guía de inserción en la posición de empuje se gira hasta la posición de espera, y el extremo frontal del cepillo 12 de limpieza se empuja dentro de la lumbrera 41a de empuje y se sostiene en ella mediante el cilindro 38 de empuje.

3. (Inserción y fijación) Cuando los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se extienden y se giran hasta sus respectivas posiciones de trabajo, un cepillo 12 de limpieza, que es el primer miembro a ser insertado, se empuja dentro de un tubo estrecho 3 mediante el cilindro 38 de empuje a través del miembro 39 de empuje. Cuando el extremo frontal del cepillo 12 de limpieza entra en el tubo estrecho 3, el motor 25 de giro de brazo y el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo se liberan temporalmente, acomodando de este modo la desviación de posición y por consiguiente un empuje suave. Y cuando el miembro 39 de empuje se devuelve al lado de extremo de base, el cuerpo 40 de guía de inserción se devuelve a la posición original y la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se devuelven a la posición de empuje. Entonces, el cilindro 38 de empuje mueve el miembro 39 de empuje hacia el extremo frontal de manera que la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se empujan dentro del tubo estrecho 3 a través de la lumbrera 41a de empuje. En este momento, cuando la boquilla interior 23 se inserta dentro de la lumbrera 41a de empuje, el miembro interior 45 de manguito se inmoviliza a través del fiador 45e de inmovilización y el manguito 44 de empuje se empuja adicionalmente hacia dentro, por lo que el montaje 43 de anillo de enlace se comprime y se empuja hacia fuera hacia la periferia exterior mediante la expansión de los anillos elásticos 43a, de manera que la boquilla interior 23 se fija firmemente en el tubo estrecho 3.

4. (Posicionamiento del robot) Aquí, si un brazo de uso combinado, por ejemplo el segundo brazo 22B de uso combinado, se suelta desde el tubo estrecho 3, el robot se sostendrá en una posición fija con las boquillas interiores 23 de los otros tres brazos 22A, 22C y 22D de uso combinado, es decir, el primero, el tercero y el cuarto, fijadas en los tubos estrechos 3. Sin embargo, si todos los motores 25 de giro de brazo y dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo para los tres brazos 22A, 22C y 22D de uso combinado, es decir, el primero, el tercero y el cuarto, estuviesen controlados por accionador, los tubos estrechos 3 se podrían sobrecargar a través de las boquillas interiores 23 debido a esfuerzos o errores de fabricación, que son una causa de daños a los tubos estrechos 3 o al robot 11. De este modo, si tres de los seis sistemas accionadores que consisten en los motores 25 de giro de brazo y los dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo para los brazos primero, tercero y cuarto 22A, 22C y 22D de uso combinado se controlasen por accionador, el posicionamiento del cuerpo 21 de robot sería posible. Con el control por accionador de los tres sistemas accionadores, se ha encontrado, sin embargo, que, debido a una precisión mecánica insuficiente o similar, la precisión de posicionamiento tiende a bajar. Aquí, por lo tanto, se controlan por accionador cuatro sistemas accionadores, dejando los otros sistemas accionadores libres para seguir los sistemas accionadores controlados por accionador, mejorando la precisión de posicionamiento.

Esto es, como se muestra en la figura 21, en la lámina vertical 4 de tubo, primero, se controlan por accionador el motor 25 de giro de brazo y el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo del primer brazo 22A de uso combinado posicionado más arriba. Adicionalmente, para los brazos tercero y cuarto 22C y 22D de uso combinado, se dibujan líneas medias La y Lb desde el eje Oa de la boquilla interior 23 del primer brazo 22A de uso combinado a través de los árboles motores 25a de los motores 25 de giro de brazo. Y, en el caso de controlar por accionador el tercer brazo 22C de uso combinado que está en el intervalo de ángulo \alpha con el centro en el árbol motor 25a de cada lado de cada una de las líneas medias La y Lb, el motor 25 de giro de brazo se controla por accionador mientras el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo se libera. Adicionalmente, en el caso de controlar por accionador el cuarto brazo 22D de uso combinado que está fuera del intervalo de ángulo \alpha, el motor 25 de giro de brazo se libera mientras se controla el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo. Con este intervalo de ángulo \alpha, se selecciona un actuador en el lado en el que el momento de giro alrededor del tubo interior 23 del primer brazo 22A de uso combinado está efectivamente soportado. En este caso, \alpha se ajusta aproximadamente a 45º, por ejemplo.

5. (Presión del cuerpo 21 de robot) Con el fin de que el cuerpo 21 de robot mantenga una distancia fija (posición de referencia de trabajo) desde la lámina 4 de tubo, están dispuestos sensores 81 de distancia en los brazos primero y segundo 22A y 22B de uso combinado que se disponen en posiciones superiores para controlar la posición del cuerpo 21 de robot.

Por ejemplo, cuando el primer brazo 22A de uso combinado se extrae desde el tubo estrecho 3, el cuerpo 21 de robot se sostiene mediante los brazos segundo a cuarto 22B a 22D de uso combinado que no están en una posición equilibrada sino en una posición inestable, mientras la porción del cuerpo 21 de robot asociada con el primer brazo 22A de uso combinado tiende a estar algo espaciada desde la lámina 4 de tubo debido a la reacción producida tras una extracción o un juego o una distorsión en el mecanismo de robot. De este modo, cuando el primer brazo 22A de uso combinado se mueve hasta el siguiente tubo estrecho 3, la boquilla 41 de empuje se encuentra separada de la abertura en el tubo estrecho 3, de manera que no se podría insertar correctamente un cepillo 12 de limpieza, que es el primer miembro a ser insertado.

Para resolver este problema, en esta realización, el cuerpo 21 de robot se mueve una distancia predeterminada desde la posición de referencia de trabajo hacia la lámina 4 de tubo. Esto es, durante el movimiento del primer brazo 22A de uso combinado para recibir un cepillo 12 de limpieza, las boquillas interiores 23 de los brazos segundo a cuarto 22B a 22D de uso combinado permanecen fijas en los tubos estrechos 3. En este momento, los dispositivos 34 de cilindro de presión de los brazos segundo a cuarto 22B a 22D de uso combinado desarrollan la función de presionar las boquillas interiores 23 hacia las regiones más interiores de los tubos estrechos 3, mientras el cuerpo 21 de robot se posiciona en la posición de referencia de trabajo espaciada una distancia fija desde la lámina 4 de tubo. Cuando el primer brazo 22A de uso combinado se detiene en oposición al tubo estrecho 3 previsto, tal función de presión se anula para permitir que el cuerpo 21 de robot se mueva hasta una posición que está cerca de la lámina 4 de tubo a una distancia predeterminada. Por ello, la boquilla 41 de empuje del primer brazo 22A de uso combinado se transporta de manera fiable cerca del tubo estrecho 3, de manera que el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se insertan suavemente. Después de la inserción de la boquilla interior 23, el dispositivo 34 de cilindro de presión se hace desarrollar la función de presión para replegar el cuerpo 21 de robot desde la posición cercana para devolverlo a la posición de referencia de trabajo. Por ello, se resuelve el problema causado por el cambio de orientación del cuerpo 21 de robot durante la extracción de la boquilla interior 23.

En lugar del método anterior, la posición de referencia de trabajo para el cuerpo 21 de robot se puede situar más cerca de la lámina 4 de tubo a la vez que se ajusta el límite de proyección al que se proyecta la boquilla 41 de empuje mediante cada dispositivo 34 de cilindro de presión, de tal manera que se puede empujar hacia dentro una determinada distancia más allá de la posición de referencia de trabajo hacia el cepillo 3 de limpieza. Si, por ejemplo, el primer brazo 22A de uso combinado se suelta desde el tubo estrecho 3, en el siguiente tubo estrecho 3 se empuja hacia dentro sobre la posición de referencia de trabajo una distancia que corresponde a la distancia de empuje del primer brazo 22A de uso combinado, por lo que la boquilla 41 de empuje se puede llevar de manera fiable cerca del tubo estrecho 3. Y después de que la boquilla interior 23 haya sido insertada, la distancia de empuje del primer brazo 22A de uso combinado se lleva de vuelta al valor original; de este modo, se devuelve a la posición de referencia de trabajo.

6. (Limpieza y detección de fallos) Estando comprimido el montaje 43 de anillo de enlace, el agua de limpieza alimentada a la manguera 48 de alimentación de agua de limpieza desde la unidad 16 de bomba de alimentación de agua a través del tubo de alimentación de agua y la tubería de alimentación de agua se alimenta a la boquilla interior 23 a través de la lumbrera 44e de alimentación de agua y la lumbrera 45d de inyección de agua. Por ello, el cepillo 12 de limpieza y la sonda 13 de detección de fallos se empujan dentro del tubo estrecho 3 y se mueven, de manera que la superficie interior del tubo estrecho 3 se limpia mediante el cepillo 12 de limpieza. En este momento, el cable 30 de detección de la sonda 13 de detección de fallos se larga desde el carrete 62 de recogida que está en estado libre. Adicionalmente, la longitud del cable 30 de detección se detecta en términos del ángulo de rotación del carrete 62 de recogida (o del motor 69 de giro de carrete). Por ello, justo cuando la longitud largada del cable 30 de detección ha alcanzado la longitud del tubo estrecho 3 y la sonda 13 de detección de fallos está a punto de abandonar la salida del tubo estrecho 3, el carrete 62 de recogida se frena de manera que se detiene el largado y también la sonda 13 de detección de fallos. Y el motor 69 de giro de carrete se acciona para enrollar el cable 30 de detección sobre el carrete 62 de recogida y se tira de vuelta de la sonda 13 de detección de fallos a lo largo del tubo estrecho 3. Durante este recorrido de retorno, se practica un ensayo de detección de fallos en el tubo estrecho 3, y los datos sobre la posición de la sonda 13 de detección de fallos en términos del ángulo de rotación del carrete 62 de recogida (o del motor 69 de giro de carrete) y las señales de detección procedentes de la sonda 13 de detección de fallos se alimentan al dispositivo 18 de control, cuando el tubo estrecho 3 recién limpiado se inspecciona en tiempo real. Y se devuelve desde el tubo estrecho 3 hasta el cuerpo 40 de guía de inserción del bastidor extensible 35 a través de la boquilla 41 de empuje, completando de este modo la limpieza y la inspección, después de lo cual se mueve hasta el siguiente tubo estrecho 3.

Además, aunque el ensayo de detección de fallos se ha practicado durante el recorrido de retorno, se puede practicar durante el recorrido de avance atendido por un cepillo 12 de limpieza. En este caso, la velocidad del recorrido de retorno de la sonda 13 de detección de fallos se puede aumentar, de manera que el tiempo de ciclo requerido para la inspección se puede acortar.

7. (Movimiento de brazos de uso combinado) Inmediatamente después de que la boquilla interior 24 haya sido montada en posición, se inicia la operación (alimentación de cepillo) del resto de brazos 22A a 22D de uso combinado, repitiéndose tal operación para cada uno de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado.

8. (Movimiento de robot) Cuando el cuerpo 21 de robot se ha de mover, esto se hace de tal manera que, con todos los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado fijados en tubos estrechos 3 a través de las boquillas interiores 23, cuatro sistemas accionadores que consisten en motores 25 de giro de brazo y dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo se accionan para mover el cuerpo 21 de robot.

Efectos

De acuerdo con la realización anterior, el cuerpo 21 de robot está provisto en la periferia exterior de cuatro brazos 22A a 22D de uso combinado, es decir, primero a cuarto, adaptados para ser extendidos y contraídos a lo largo de la lámina 4 de tubo, y los extremos frontales de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado están provistos cada uno de un dispositivo 24 de trabajo que tiene un mecanismo de limpieza y un mecanismo de movimiento. Por lo tanto, el robot 11 se puede mover en cualquier dirección a lo largo de la lámina 4 de tubo. Adicionalmente, en comparación con el robot convencional que tiene su mecanismo de limpieza y su mecanismo de movimiento separados uno de otro, el número de miembros, tales como brazos, se puede reducir, y el robot 11 se puede hacer compacto replegando los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado. Por ello, se facilita transportar el robot dentro y fuera de la cámara 2A de agua a través del registro 5, y las operaciones preparatorias, tales como el ensamblaje y desensamblaje, se pueden reducir para acortar el tiempo de operación.

Adicionalmente, los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado y sus dispositivos 24 de trabajo se seleccionan y se accionan sucesivamente, y el movimiento y el posicionamiento del cuerpo 21 de robot se efectúan mediante tres de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado. Durante este posicionamiento, se efectúa la limpieza de tubos estrechos 3 mediante los dispositivos 24 de trabajo individuales mientras el resto de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se extienden y contraen para mover el dispositivo 24 de trabajo hasta el siguiente tubo estrecho 3. Por lo tanto, combinando la operación de movimiento y de limpieza del robot 21 efectuada por los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado y el movimiento del dispositivo 24 de trabajo, se puede realizar de manera eficiente la limpieza de un cierto número de tubos estrechos 3 y el tiempo de limpieza se puede reducir enormemente.

Adicionalmente, puesto que los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado están adaptados para ser girados y extendidos y contraídos mediante los motores 25 de giro de brazo y los dispositivos 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo, la construcción se simplifica extremadamente y el funcionamiento de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se puede controlar fácilmente.

Adicionalmente, el cuerpo 21 de robot y la cubierta 19 están formados con espacios 19a de almacenamiento, de manera que todo el robot 11 asume una forma cilíndrica con el centro en el eje O de robot en la posición de almacenamiento en la que los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado están contraídos para el repliegue. Por lo tanto, el robot 11 se puede transportar dentro y fuera de la cámara 2A de agua mediante el registro estrecho 5 sin ser desensamblado, y el tiempo de preparación invertido en la cámara 2A de agua y el tiempo de extracción se pueden reducir enormemente.

Adicionalmente, el dispositivo 24 de trabajo está provisto del cuerpo 40 de guía de inserción que soporta la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 24 para el movimiento y dicho cuerpo 40 de guía de inserción está instalado de manera giratoria entre la posición de empuje y la posición de espera; por lo tanto, el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 24 se pueden empujar dentro de un tubo estrecho 3 en dos etapas, haciendo posible por ello acortar la carrera del dispositivo 38 de cilindro de empuje y hacer compacto el dispositivo 24 de trabajo.

Adicionalmente, el montaje 43 de anillo de enlace, compuesto por anillos elásticos 43a y anillos 43b de espaciador alternativamente, se dispone en la boquilla interior 23 y se comprime para la expansión en un tubo estrecho 3, de manera que, mediante la segunda acción de cuña en la que los anillos elásticos 43a entran en los espacios entre los anillos 43b de espaciador y la superficie interior del tubo estrecho 3, el dispositivo 24 de trabajo se puede fijar firmemente al tubo estrecho 3, y tal fijación se puede anular de manera rápida y fiable.

Adicionalmente, cepillos 12 de limpieza alimentados sucesivamente al robot 21 desde el dispositivo 14 de suministro de cepillo a través de la manguera 54 de alimentación de cepillo son recibidos por la herramienta 51 de suministro de cepillo del dispositivo 28 de distribución de cepillo y el sustentáculo 56 de cepillo del dispositivo 53 de brazo de suministro está adaptado para ser girado y extendido y contraído como para entregar cepillos 12 de limpieza a las posiciones b a e de distribución de cepillo. Por lo tanto, en comparación con la disposición para alimentar cepillos 12 de limpieza directamente dentro de los dispositivos 24 de trabajo individuales, el robot 11 se puede reducir en tamaño y hacer compacto.

Adicionalmente, en el dispositivo 24 de trabajo, mientras la sonda 13 de detección de fallos se está moviendo mediante el mecanismo de inserción de sonda y el mecanismo de retorno de sonda, el tubo estrecho 3, justo después de ser limpiado, se inspecciona mediante la sonda 13 de detección de fallos; por lo tanto, los datos sobre la inspección del tubo estrecho 3 justo después de ser limpiado se pueden obtener en tiempo real, aumentando enormemente la eficiencia de operación.

Puesto que la sonda 13 de detección de fallos se mueve bajo presión junto con y detrás del cepillo 12 de limpieza por medio de agua de limpieza, el mecanismo de retorno de sonda se puede usar como mecanismo de limpieza para cepillos 12 de limpieza, haciendo posible hacer los dispositivos 24 de trabajo de tamaño compacto. Adicionalmente, puesto que los cables 30 de inspección conectados a la sonda 13 de detección de fallos se enrollan en espiral respectivamente sobre carretes delgados 62 de recogida, se puede reducir el grosor del dispositivo 29 de carrete de código y el cuerpo 21 de robot se puede hacer compacto. Adicionalmente, los cables 30 de inspección se pueden enrollar o largar de manera fiable y la cantidad largada del cable 30 de texto (la posición de la sonda de inspección) se puede hallar correctamente a partir del ángulo de rotación del carrete 62 de recogida; de este modo, la inspección que usa la sonda 13 de detección de fallos se puede practicar suavemente.

Adicionalmente, al hacer funcionar el robot 11, cuando un brazo de uso combinado, por ejemplo el segundo brazo 22B de uso combinado, se suelta del tubo estrecho 3, el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo y el motor 25 de giro de brazo del primer brazo 22A de uso combinado, que es aquél de los tres restantes, es decir, los brazos primero, tercero y cuarto 22A, 22C y 22D de uso combinado fijados a los tubos estrechos 3, cuyo extremo frontal está posicionado en la región más superior, se controlan por accionador respectivamente y el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo y el motor 25 de giro de brazo de uno de los otros, es decir, los brazos tercero y cuarto 22C y 22D de uso combinado, se controlan por accionador mientras el otro se libera, por lo que, sin sobrecargar los tubos estrechos 3 a los que están fijados los tres brazos 22A, 22C y 22D de uso combinado, es decir, el primero, el tercero y el cuarto, el cuerpo 21 de robot se puede posicionar de manera precisa, impidiendo de este modo fallos o daños en o a los tubos estrechos 3 y el robot 11.

Adicionalmente, al seleccionar el sistema accionador que realiza el control por accionador, se dibujan líneas medias La y Lb desde el extremo frontal del brazo seleccionado más superior de uso combinado, por ejemplo el primero 22A, a través de los centros del movimiento de giro (árboles motores 25a) de los otros dos, es decir, los brazos tercero y cuarto 22C y 22D de uso combinado. En el caso en el que los brazos tercero y cuarto 22C y 22D de uso combinado están situados dentro del intervalo de un ángulo predeterminado \alpha=45º a los lados opuestos de cada una de las líneas medias La y Lb, los cilindros 26 de extensión y de contracción de brazo se liberan mientras los motores 25 de giro de brazo se controlan por accionador, por lo que se puede seleccionar y controlar por accionador el sistema accionador asociado con el lado en el que es más fácil de soportar el movimiento de giro impuesto sobre el cuerpo 21 de robot alrededor del extremo frontal del primer brazo 22A de uso combinado, de manera que el cuerpo 21 de robot se puede sostener en la posición correcta.

Adicionalmente, uno de los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se mueve y después se detiene en oposición al tubo estrecho 3 y, cuando el cepillo 12 de limpieza se ha de insertar dentro del tubo estrecho 3, el dispositivo 26 de cilindro de extensión y de contracción de brazo y el motor 25 de giro de brazo de dicho brazo de uso combinado se liberan temporalmente, por lo que la desviación de posición se puede acomodar, de manera que el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se pueden insertar de manera fiable dentro del tubo estrecho 3.

Adicionalmente, cuando la posición de referencia de trabajo del cuerpo 11 de robot se ajusta en una posición espaciada una distancia predeterminada desde la lámina 4 de tubo y un brazo 22B de uso combinado, por ejemplo el segundo, se suelta desde el tubo estrecho 3 y se mueve hasta el siguiente tubo estrecho 3 y se posiciona, los dispositivos 34 de cilindro de presión de los otros tres brazos 22A, 22C y 22D de uso combinado, es decir, el primero, el tercero y el cuarto, son accionados para mover el cuerpo 21 de robot hasta que está cerca de la lámina 4 de tubo. Por ello, soltar el segundo brazo 22B de uso combinado hace posible corregir el desplazamiento de orientación en la medida en la que el cuerpo 21 de robot está espaciado desde la lámina 4 de tubo y llevar la boquilla 41 de presión cerca del tubo estrecho 3. De este modo, el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se pueden insertar de manera fiable dentro del tubo estrecho 3 a través de la lumbrera 41a de presión.

Adicionalmente, la posición de referencia de trabajo para los brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado se ajusta en una posición en la que el cuerpo 21 de robot está más cerca de la lámina 4 de tubo y el límite de proyección al que se proyecta la boquilla 41 de empuje mediante el dispositivo 34 de cilindro de presión se ajusta de tal manera que la posición de límite está espaciada una distancia predeterminada desde la posición de referencia de trabajo hacia el tubo estrecho 3. Y cuando un brazo 22B de uso combinado, por ejemplo el segundo, se suelta desde el tubo estrecho 3 y se mueve hasta el siguiente tubo estrecho 3 y se posiciona, la boquilla 41 de empuje se mueve hasta el límite de proyección mediante el dispositivo 34 de cilindro de presión, por lo que se puede corregir el desplazamiento de orientación en la medida en la que el cuerpo 21 de robot está espaciado desde la lámina 4 de tubo para permitir que la boquilla 41 de empuje se acerque al tubo estrecho 3; de este modo, el cepillo 12 de limpieza, la sonda 13 de detección de fallos y la boquilla interior 23 se pueden insertar de manera fiable dentro del tubo estrecho 3.

Otras realizaciones

En la realización anterior, se han proporcionado los cuatro brazos primero a cuarto 22A a 22D de uso combinado. Sin embargo, se pueden proporcionar cinco o seis brazos de uso combinado. En este caso, se usan tres brazos de uso combinado para posicionar y fijar el cuerpo de robot mientras los restantes brazos de uso combinado se sueltan desde los tubos estrechos 3 para trabajar.

Adicionalmente, aunque el objeto de trabajo ha sido el condensador 1, puede ser algún otro intercambiador de calor.

Adicionalmente, aunque el medio para la transferencia distributiva y la alimentación de presión de los cepillos 12 de limpieza ha sido agua de limpieza, puede ser aire comprimido.

Adicionalmente, dicho robot de trabajo ha sido equipado con la función de limpieza y los medios de ensayo de inserción de sonda; sin embargo, el robot se puede equipar con la función de limpieza únicamente o los medios de ensayo de inserción de sonda únicamente. En el caso en el que está equipado con los medios de ensayo de inserción de sonda únicamente, se puede usar exclusivamente para detección de fallos en tubos estrechos de vapor de un intercambiador de calor menos contaminado o los tubos estrechos de un condensador ya limpiado mediante un dispositivo diferente de limpieza o un trabajador.

Aplicación industrial

Como se ha descrito hasta ahora, el robot de trabajo para intercambiadores de calor de acuerdo con la presente invención está adaptado para su uso para intercambiadores de calor que tienen un cierto número de tubos estrechos y adaptados para ser transportados dentro de la cámara de agua a través de un registro estrecho para efectuar automáticamente la limpieza y la inspección eficientes de tubos estrechos.

Claims (15)

1. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor, que comprende: un cuerpo (21) de robot movible a lo largo de una lámina (4) de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos (3), al menos cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado dispuestos en la periferia exterior de dicho cuerpo (21) de robot de tal manera que se pueden extender y replegar acercándose y alejándose de la periferia exterior a lo largo de dicha lámina (4) de tubo, y un mecanismo de posicionamiento para insertar una herramienta (23) de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho (3) para fijar dicho brazo (22A-22D) de uso combinado al tubo estrecho (3) para posicionar el cuerpo (21) de robot; incluyendo dicho robot un mecanismo de movimiento para mover el cuerpo (21) de robot extendiendo y replegando los brazos (22A-22D) de uso combinado fijados mediante dicho mecanismo de posicionamiento; caracterizado porque un dispositivo (24) de trabajo está instalado en el extremo frontal de cada uno de dichos brazos (22A-22D) de uso combinado, estando provisto dicho dispositivo (24) de trabajo de unos medios de limpieza que consisten esencialmente en un mecanismo de inserción de herramienta de limpieza para insertar una herramienta (12) de limpieza dentro de un tubo estrecho (3) y un mecanismo de alimentación de presión para mover dicha herramienta (12) de limpieza en y a lo largo de un tubo estrecho (3) mediante fluido presurizado.

2. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor, que comprende: un cuerpo (21) de robot movible a lo largo de una lámina (4) de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos (3), al menos cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado dispuestos en la periferia exterior de dicho cuerpo (21) de robot de tal manera que se pueden extender y replegar acercándose y alejándose de la periferia exterior a lo largo de dicha lámina (4) de tubo, y un mecanismo de posicionamiento para insertar una herramienta (23) de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho (3) para fijar dicho brazo (22A-22D) de uso combinado al tubo estrecho (3) para posicionar el cuerpo (21) de robot; incluyendo dicho robot un mecanismo de movimiento para mover el cuerpo (21) de robot extendiendo y replegando los brazos (22A-22D) de uso combinado fijados mediante dicho mecanismo de posicionamiento; caracterizado porque un dispositivo (24) de trabajo está instalado en el extremo frontal de cada uno de dichos brazos (22A-22D) de uso combinado, estando provisto dicho dispositivo de trabajo de un mecanismo de inserción de sonda para insertar una sonda (13) de inspección dentro de un tubo estrecho (3) y un mecanismo de alimentación de presión para mover a presión dicha sonda insertada (13) de inspección a lo largo de un tubo estrecho (3) mediante fluido presurizado, y porque dicho robot incluye unos medios de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho (3) mediante dicha sonda (13) de inspección movida en dicho tubo estrecho (3).

3. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 1, en el que dicho dispositivo (24) de trabajo está provisto de unos medios de limpieza que consisten esencialmente en un mecanismo de inserción de herramienta de limpieza para insertar una herramienta (12) de limpieza dentro de un tubo estrecho (3) y un mecanismo de alimentación de presión para mover dicha herramienta (12) de limpieza en y a lo largo del tubo estrecho (3) mediante fluido presurizado, y unos medios de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho (3) moviéndose dicha sonda (13) de inspección en dicho tubo estrecho (3).

4. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que al menos tres pero no todos de los al menos cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado tienen sus extremos frontales fijados a tubos estrechos (3) mediante los mecanismos de posicionamiento de los dispositivos (24) de trabajo, en cuyo estado estos brazos de uso combinado son accionados para mover el cuerpo (21) de robot, y el o los restantes brazos de uso combinado se sueltan de los tubos estrechos (3) para mover sus dispositivos (24) de trabajo hasta los siguientes tubos estrechos (3).

5. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 1, en el que el extremo de base de cada brazo (22A-22D) de uso combinado está instalado de una manera tal como para ser capaz de girar alrededor de un eje perpendicular a la lámina (4) de tubo y dicho brazo (22A-22D) de uso combinado está configurado para ser susceptible de extensión y de contracción.

6. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 2, en el que el extremo de base de cada brazo (22A-22D) de uso combinado está instalado de una manera tal como para ser capaz de girar alrededor de un eje perpendicular a la lámina (4) de tubo y dicho brazo (22A-22D) de uso combinado está configurado para ser susceptible de extensión y de contracción.

7. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 3, en el que el extremo de base de cada brazo (22A-22D) de uso combinado está instalado de una manera tal como para ser capaz de girar alrededor de un eje perpendicular a la lámina (4) de tubo y dicho brazo (22A-22D) de uso combinado está configurado para ser susceptible de extensión y de contracción.

8. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, en el que la periferia exterior del cuerpo de robot está formada con espacios de almacenamiento para recibir los brazos (22A-22D) de uso combinado de tal manera que, cuando los brazos de uso combinado se repliegan para la contracción y se reciben en los espacios (19a) de almacenamiento, todo el robot asume una forma cilíndrica que posibilita que el robot pase a través de un registro.

9. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 3, en el que el dispositivo (24) de trabajo está provisto de un cuerpo de guía de inserción para soportar la sonda (13) de inspección y la herramienta (23) de conexión y de fijación para el movimiento hacia una boquilla (41) de empuje opuesta a un tubo estrecho (3), estando adaptado dicho cuerpo (40) de guía de inserción para el movimiento entre una posición de empuje sobre el eje de dicha boquilla (41) de empuje y una posición de espera desplazada desde dicha posición de empuje, y en el que los medios de inserción de herramienta de limpieza y los medios de inserción de sonda están provistos de un dispositivo (38) de accionamiento de empuje y, cuando el cuerpo (40) de guía de inserción se mueve hasta la posición de espera, la herramienta (12) de limpieza insertada en la posición de empuje se inserta dentro de un tubo estrecho (3) a través de dicha boquilla (41) de empuje, y la sonda (13) de inspección y la herramienta (23) de conexión y de fijación se insertan dentro del tubo estrecho (3) a través de dicha boquilla (41) de empuje desde el cuerpo (40) de guía de inserción movido desde la posición de espera hasta la posición de empuje.

10. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el mecanismo de posicionamiento para el dispositivo (24) de trabajo está provisto de un dispositivo (38) de accionamiento de empuje para insertar la herramienta (23) de conexión y de fijación dentro de un tubo estrecho (3), estando dicha herramienta (23) de conexión y de fijación provista de un miembro interior (45) de manguito dispuesto en el lado frontal de extremo, un montaje (43) de anillo de enlace ajustado en dicho miembro interior (45) de manguito y al que se impide resbalar del extremo frontal, un manguito (44) de empuje ajustado de manera deslizable en el extremo de base del montaje de anillo de enlace en el miembro interior (45) de manguito y adaptado para ser accionado para la extensión y el repliegue mediante dicho dispositivo (38) de accionamiento de empuje, y un miembro (45e) de inmovilización para impedir la inserción del miembro interior (45) de manguito en la posición en la que dicho montaje (43) de anillo de enlace se ha insertado dentro de un tubo estrecho 3, comprendiendo dicho montaje (43) de anillo de enlace anillos elásticos (43a) y anillos (45b) de espaciador alternativamente, estando configurado de este modo dicho robot de trabajo de tal manera que, impidiéndose mediante dicho miembro (45e) de inmovilización la inserción del miembro interior (45) de manguito dentro de un tubo estrecho (3), el dispositivo (38) de accionamiento de empuje acciona el manguito (44) de empuje hacia el extremo frontal para comprimir dicho montaje (43) de anillo de enlace, y la herramienta (23) de conexión y de fijación se fija en el tubo estrecho (3) mediante la expansión de los anillos elásticos (43a).

11. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 1 ó 3, en el que el cuerpo (21) de robot está provisto de un dispositivo (28) de distribución de herramienta de limpieza para entregar herramientas (12) de limpieza sucesivamente a las posiciones de trabajo de los brazos (22A-22D) de uso combinado, estando dicho dispositivo (28) de distribución de herramienta de limpieza provisto de un dispositivo (53) de brazo de suministro que mueve dicho sustentáculo (56) de herramienta de limpieza entre una posición (a) de suministro en la que dichas herramientas de limpieza son alimentadas y una posición (b) de distribución en la que dichas herramientas de limpieza son entregadas a los dispositivos de trabajo de los brazos (22A-22D) de uso combinado a medida que un brazo de revolución que tiene un sustentáculo (56) de herramienta de limpieza en el extremo frontal de él se gira alrededor del eje del robot que es perpendicular a la lámina (4) de tubo.

12. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 2, en el que el robot incluye un mecanismo de retorno de sonda para devolver la sonda (13) de inspección al dispositivo (24) de trabajo después de que la sonda (13) de inspección se haya movido a través del tubo estrecho (3), y un mecanismo de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho (3) cuando la sonda (13) de inspección se está moviendo a lo largo de al menos una de las trayectorias de avance y de retorno.

13. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 3, en el que el robot incluye un mecanismo de retorno de sonda para devolver la sonda (13) de inspección al dispositivo (24) de trabajo después de que la sonda (13) de inspección se haya movido a través del tubo estrecho (3), y un mecanismo de inspección de tubo estrecho para inspeccionar el tubo estrecho (3) cuando la sonda (13) de inspección se está moviendo a lo largo de al menos una de las trayectorias de avance y de retorno.

14. Un robot de trabajo para intercambiadores de calor según la reivindicación 12 ó 13, en el que el mecanismo de inserción de sonda está dispuesto para alimentar a presión la sonda de inspección junto con y detrás de la herramienta (12) de limpieza por medio de fluido presurizado procedente del mecanismo de alimentación de presión, y el mecanismo de retorno de sonda está constituido por un dispositivo (29) de carrete de código capaz de enrollar y largar el cable (30) de inspección conectado a la sonda (13) de inspección, estando dicho dispositivo (29) de carrete de código provisto de un carrete (62) de recogida para cada sonda (13) de inspección del dispositivo (24) de trabajo para enrollar en espiral el cable (30) de inspección.

15. Un método para hacer funcionar un robot de trabajo para intercambiadores de calor, en el que: un cuerpo (21) de robot se dispone de manera movible en una lámina (4) de tubo a través de la cual se abren un cierto número de tubos estrechos (3); el cuerpo de robot se provee de cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado instalados de tal manera que se pueden extender y contraer y se pueden girar por sus extremos de base alrededor de sus respectivos ejes perpendiculares a la lámina (4) de tubo; tres de estos cuatro brazos (22A-22D) de uso combinado se fijan en posición insertando sus herramientas de conexión y de fijación dentro de tubos estrechos (3) desde dispositivos (24) de trabajo, posicionando por ello los extremos frontales de los brazos (22A-22D) de uso combinado el cuerpo (21) de robot; en este estado, el restante brazo de uso combinado se mueve y los dispositivos (24) de trabajo se detienen en posiciones en las que están en oposición a tubos estrechos (3); y ambos sistemas accionadores, que consisten de manera esencial respectivamente en un dispositivo de extensión y de contracción de brazo para extender y contraer el brazo de uso combinado y en un dispositivo de giro de brazo para girar el brazo de uso combinado, se liberan temporalmente para ser capaces de seguir la carga, tras lo cual el primer miembro de inserción se inserta dentro del tubo estrecho (3) desde el dispositivo (24) de trabajo.