Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров

 

изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для использования при внутреннем контроле цилиндрических резервуаров , например напорных резервуаров ядерных реакторов. Цель изобретения - обеспечение ультразвуковой дефектов скопии кольцевых DTOOB на вертикально расположенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально находящихся радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы). Манипулятор состоит из мачты, на нижнем и верхнем концах установленной с возможностью вращения, с перемешаютцимся вдоль нее суппортом для держателя контрольной системы. Привод суппорта в движение происходит через расположенный параллельно мачте приводной шпиндель, приводная головка которого установлена в суппорте и находится в зацеплении с расположенной на мачте зубчатой рейкой. Держатели средств вихретокового и ультразвукового контроля закреплены на раме суппорта и плотно прилегают к коробообразному суппорту. Их кронштейны являются откидными и обеспечивают контакт преобразователей дефектоскопов с контролируемыми поверхностями . 10 з.п. ф-лы, 8 ил. § ш 4: 4iak Is:

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИК

И ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3893579/25-28 (22) 13.05.85 (3I) Р 3419086.4 (32) 18,05,84 (33) DE (46) 30.11.88. Бюл..У 44 (71) Сименс АГ (ВЕ) (72) Райнер Бауер и Ханс Кастль (DE) (53) 620.179 ° 1(088.8) (56) Заявка ФРГ М- 32547472, кл. G 01 N 29/04, 1986. (54) МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ ВНУТРЕННЕГО КОНТРОЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗЕРВУАРОВ (57) Изобретение относится к контроль. но-измерительной технике и предназначено для использования при внутреннем контроле цилиндрических резервуаров, например напорных резервуаров ядерных реакторов. Цель изобретения— обеспечение ультразвуковой дефекто» скопин кольцевых швов на вертикально расположенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного

„,SU „„1442О89 А 3

m 4 6 01 И 27/90, 29/04, G 01 М 19/00 парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально находящихся радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы). Манипулятор состоит из мачты, на нижнем и верхнем концах установленной с возможностью вращения, с перемещающимся вдоль нее суппортом для держателя контрольной системы.

Привод суппорта в движение происходит через расположенный параллельно мачте приводной шпиндель, приводная головка которого установлена в суппорте и находится в зацеплении с расположенной на мачте зубчатой рейкой.

Держатели средств вихретокового и ультразвукового контроля закреплены на раме суппорта и плотно прилегают к коробообразному суппорту. Их кронштейны являются откидными и.обеспечивают контакт преобразователей дефектоскопов с контролируемыми поверхностями. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

l 44 2089

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике ипредназначено для использования при внутреннем контроле цилиндрических резервуаров, например напорных резервуаров ядерных реакторов.

Цель изобретения — обеспечение ультразвуковой дефектоскопии кольцевых швов на вертикально расположенном баллонообразном коллекторе гори-. зонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящих радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы).

На фиг. 1 представлен манипулятор, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 - приводная головка, вид сверху; на фиг. 4 — держатель2О средств ультразвукового контроля; на фиг. 5 — то же, вид сбоку; на фиг. 6держатель средств вихретокового контроля; на фиг. 7 — то же, вид сбоку; на фиг. 8 — то же, вид сверху. 25

Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров содержит трубообразную мачту 1, расположенную на нижнем конце мачты пяту, выполненную в виде аксиальной мачты 30 центрирующей звезды 2, в которой мачта 1 установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, расположенный на верхнем конце центровочный подшипниковый узел, выполненный в виде установленной на мачте 2 несущей звезды 3 с зубчатым венцом. Мачта 1 охвачена установленным с возможностьк перемещения вдоль нее суппортом 4, предназначенным для установки на нем контрольного, измерительного или смотрового устройства.

Суппорт 4 включает коробчатообразную открытую сверху и снизу раму со стенками 5 — 8, охватывающую мачту 1 и параллельные ей приводной шпиндель

9 и зубчатую рейку 10, и приводную головку 11, установленную на раме с возможностью вращения вокруг оси, параллельной мачте, и взаимодействующую со шпинделем 9 и рейкой 10.

Манипулятор содержит также коробообразный корпус 12, охватывающий мачту, высота корпуса больше высоты суппорта, а его нижняя часть предназначена для установки на фланце контролируемого резервуара (не показан).

На корпусе 12 закреплен приводной двигатель 13 с шестерней 14.

Приводной шпиндель 9 установлен одним концом в подшипниковом узле 15 пяты и кинематически связан с узлом

16 привода поджатия и опускания суппорта 4, зубчатый венец несущей звезды 3 взаимодействует с шестерней 14 приводного двигателя 13.

На мачте 1 закреплена направляющая для сулпорта, выполненная в виде скользящей плиты 17 линейной системы каретки, На верхнем краю корпуса 12 на цапфовых опорах 18 установлена кольцеобразная система каретки, скользящее кольцо 19 которой кинематически связано с несущей звездой 3, На внутренней стороне стенки 5 рамы установлены цапфовые опоры 20, взаимодействующие со скользящей плитой 17.

Корпус 12 выполнен в виде верхнего несущего кольца 21, нижнего несущего кольца 22 и нескольких несущих колонн 23, связывающих оба несущих кольца. Каждая колонка состоит из двух телескопически сцепляемых одна с другой труб 24 и 25. Внутренняя труба 25 каждой колонны выполнена:. с гайкой 26, с которой входит в зацепление шпилька 27, установленная с воэможностью вращения на верхнем несущем кольце 21. Приводной шпиндель 9 имеет шестигранный профиль, а приводная головка 11 взаимодействует с ним посредством напрaâëÿþùèõ роликов 28, имеющих U-образно прорезанные канавки. При этом приводная головка выполнена с охватывающим приводной шпиндель 9 червяком 29, который через червячное колесо 30 и связанное с ним зубчатое колесо 31 находится в зацеплении с зубчатой рейкой 10. Центрирующая звезда 2 выполнена в виде фермы 32 с двумя установленными радиально к мачте регулируемыми упорами 33 и шарнирно закрепленного на ферме 32 бананообразного согнутого рычага 34, установленного симметрично обоим упорам 33 с воэможностью перемещения радиально мачте, и подъемного привода 35, ток которого шарнирно соединен со свободным KQH цом рьгчага 34, а его корпус шарнирно соединен с фермой 32.

Боковая стенка 7, протш<олежащая боковой стенке 5, предусмотрен» для приема изображенного на фпг, 6-8 держателя средств вихретогг<<п«гъ контроля теплообменных труб, и:.<,:лгпи.< н

1442089 ме. - у точкои .-- ".,эдейc TBl»R кривощппа

45 на рычаг 4". и ведомьи концом рычага 48. На фиг. 4 держатель 43 в выдвинутом состоянии изображен заштрихованным. На каждой стороне основной плиты 36 может быть предусмотрено по одному подъемному приводу 52.

Согласно фиг., 2, 4 и 5 в верхнюю часть боковой стенки 8 вставлена основная плита 53, на которой закреплена приводная головка .11 суппорта

Приводная головка 11 содержит две пары направляющих роликов 28, имеющих

П-образно прорезанные канавки, которые находятся в зацеплении с шестигранно выполненным приводным шпинде лем 9. Вкладыш»» этих направляющих ротиков соединеньl через трубы 54, на которой сидит охватывающий приводной шпиндель черняк 29, Труба 54 через необозначенный более подробно сколь- . зящий подшипник установлена в плите

53. Червяк 29 находится в зацеплении с червячным колесом 30, которое соединено с зубчатым колесом 31 и вместе с ним установлено н стенке 8.

Средство вихретокового контроля содержит основную плиту 55, которая может быть разъемно ".îåäèíåíà в местах соединенчя с боковой стенкой 7 рамы суппорта, На основной плите 55 на ее передней стороне расположен барабан 56 скользящего шланга зонда 57 вихревых -.îêoí, а перпендикулярно под ней расположено подающее колесо

58, ось которого параллельна оси барабана 56 .несколько расположенных по периметру подающего колеса 58 прижимнь»х колес 59. На этой стороне основной плиты 55 находятся приводные колеса 60 и 61, которые через приводные ремни находятся в зацеплении с барабаном 56 и подающим колесом 58, Приводные колеса 60 и 61 соединены с приводным двигателем 62, к которому подключена передача 63 с двумя вращающимися в одном и том же направлении приводными валами. При этом приводной двигатель 62 и передача 63 расположены на обратной стороне основной плиты 55 таким образом, что они при соединении осноьной плиты с суппортом оказь»ваются расположенными перец боковой стенкой 6 рамы суппо рта.

Крома того. средство имеет горизонтальный корпус 64 для приема зон-. да вихревых токов и установленную в коллектор. Обе другие противоположные одна другой боковые стенки 6 ;» 8 предусмотрены для приема по одному держатежо средств ультразвукового .

5 контроля кольцевых швов коллектора.

Дпя этого соглас»»о фиг. 4 в боковые стенки 6 и 8 :огут быть вставлены основные плиты 36, на которых расположен держатель ультразвукового средст- 10 ва контроля. Каждый держатель выполнен "îãëàñíî фиг, 4 и 5 как двойное коромысло Еванса.

На каждой основной плите 36 закреплена перемещающаяся в нертикаль- 15 ном направлении скользящая плита 37 тинейной системы каретки, вдоль кото.-рой посредс-.вом цапфовой опоры 38 может перемещаться каретка 39, На последней своим ведомым концом эакреп- 20 лен рычаг приводного коромысла Еванса.

Второе приводное коромысло Еванса имеет,цнуплечий рь»чаг 40 который посредством пальца 41 установлен в стойке 42 подшипника, закрепленной на каретке З9. К свободному концу pblчага 40 шарнирно подсоединен держатель 43 контрольной головки. Приблизи. тельно в середине рычага 40 через пальцы 44 воздействуют два параллельно действующих кривошипа 45, которые своим концом шарнирно присоединены к ушкам 46. Последние являются частью держателя 47, закрепленного на основной плите 36.

Первое (имеющееся в двойном исполнении) г редусмотренное с двух сторон на основной плите 36 приводное коромысло Еванса сос-оит из двуплечего рычага 48, который ведомым концом через угольник 49 шарнирно присоединен к каретке 39, а свободный конец которого также присоединен к цержателю

43 средства контроля. Б середине рычаг 48 соединен с кривошипом 50, который друг»п» концом шарнирно присоединен к ушку 51, также предусмотренному на держателе 47.

Обе системы приводных коромысел

Енанса расположены перпендикулярно к основной плите 36 и вместе с тем с. параллельным сдВиГОм Одна к другОй В направлении выдвигания держателя 43> чтобы обеспечить точное перемещение держателя радиально к мачте I. Выдви ганне системы приводного коромысла

Еванса происходит с помощью подъемноГо привода 52, который расположен

1442089

Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров, содержащий трубообразную мачту с расположенными на ее нижнем конце пятой и на ее верхнем конце центровочным подшипниковым узлом, выполненный с. возможностью перемещения вдоль мачты и охватывающий мачту суппорт для установки на нем контрольного, измерительного или смотрового устройства и связанный с центровочным подшипниковым узлом узел привода поднятия и опускания суппорта, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что, с целью обеспечения ультразвуковой дефектоскопии кольцевых швов на вертикально расположенном баллонообразном коллекторе горизонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящих, радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы), он снабжен охватывающим мачту коробообразным корпусом, высота которого больше высоты суппорта, а нижняя часть предназначена для установки на фланец контролируемого резервуара соосно с ним, закрепленным на корпусе приводным двигателем с шестерней, закрепленной на мачте, направляющей для суппорта, выполненкорпусе 64 с возможностью поворота вокруг вертикальной оси, трубу 65, являющуюся направляющей зонда., Манипулятор работает следующим об5 разом.

Мачта 1 с помощью подъемного крана вставляется в проверяемый коллектор и закрепляется на его фланце.

С помощью упоров 33 и зажимного 10 рычага 34, выдвигаемого приводом 35, центрирующая звезда 2 и тем самым пята мачты 1 центрировано фиксируется в сужающейся нижней части коллектора газогенератора. 15

Вверху мачта опирается на нижнее кольцо 22 корпуса 12. С помощью приводных двигателей поступательного или вращательного движения .суппорта

4 последний, направляемый с помощью 20 цапфовых .опор 20, перемещается но высоте и горизонтали до тех пор, пока не достигнет исходной позиции для контроля коллектора. При этом дпя перемещения по высоте шпиндель 9 приводится во вращение с помощью приводного двигателя 16 через ременную передачу.

Приводной шпиндель 9 поворачивает приводную головку 11 с охватывающим приводной шпиндель червяком 29, с по- 30 мощью которого вращательное движение передается на червячное колесо 30 и через. шестерню 31 — на зубчатую рейку 10, закрепленную на мачте 1, в результате чего суппорт перемещается вдоль мачты.

В горизонтальном направлении суппорт движется за счет вращения мачты

1 вокруг своей оси с помощью приводного двигателя 13, Мачта опирается че" 40 раз несущую звезду 3 и скользящее кольцо 19 на цапфовые опоры 18, закрепленные на корпусе 12, на котором закреплен двигатель 13, который через зубчатую передачу приводит во враще- 45 ние мачту 1.

Для ультразвукового контроля кольцевых швов на стенках 6 и 8 рамы суппорта закрепляется держатель средства ультразвукового контроля, расположен- б0 ный на основной плите 36. Благодаря действию подъемного привода 52 обе системы рычагов Еванса выдвигаются так, что преобразователи ультразвукового дефектоскопа (не показаны) выдвигаются и прижимаются к стенкам коллектора. Затем суппорт согласно заданной программе перемещают вертикально и/или горизонтально.

Для контроля с помощью вихревых токов входящих в коллектор тонких трубок на стенке 7 устанавливается основная плита 55. Гибкая трубка с зондом 57 вихревых токов направляется по направляющей трубе 65, вводимой в контролируемую трубку с помощью приводимого приводным двигателем 62 подающего колеса 58, к которому трубка прижимается колесами 59.

При вытягивании трубки зонда вихревых.токов она наматывается на барабан 56. Сигнал вихретокового преобразователя подается в измерительный блок дефектоскопа.

Дпя избежания перегибов трубки свободный конец направляющей трубы

65 максимально возможно приближается к месту контроля с помощью специального привода 66.

Перед демонтажом манипулятора из коллектора труба 65 поворачивается вверх с помощью подъемного привода 67 с рычажной передачей.

Формула изобретения

1 .42089

20 ъ5

ЗО

55 но Й в .виде и а раллельно и о сн мачты скользящей пяты линейной системы каретки, приводным шпинделем, установленным параллельно мачте в центрирующем подшипниковом узле пяты и кине" матически связанным с узлом привода поднятия и опускания суппорта, и закрепленной параллельно мачте зубчатой рейкои, пята выполнена в виде центрирующей звезды, а мачта установлена в ней с возможностью вращения вокруг своей оси, центровочный подшипниковый узел выполнен в виде установленной на мачте несущей звезды с зубчатым венцом, взаимодействующим с шестерней приводного двигателя, кольцеобраэной системы каретки, установленной на верхнем краю корпуса на цапфовых опорах, скользящее кольцо которой кинематически связано с несущей звездой, суппорт выполнен с коробчатообразной, открытой сверху и снизу рамой, охватывающей мачту, приводной шпиндель и зубчатую рейку и установленной с возможностью перемещения вдоль мачты, и с установленной на раме с возможностью вращения вокруг оси, параллельной мачте, приводной головкой, взаимодействующей с приводным шпинделем и зубчатой рейкой, на внутренней стороне одной из стенок. рамы установлены цапфовые опоры, взаимодействующие со скользящей плитой, на противоположной стенке рамы закреплен держатель средств вихретокового контроля, а на двух других стенках рамы закреплены держатели средств ультразвукового контроля.

2. Манипулятор по п. 1 о т л ич а ю шийся тем, что коробообраэньгй корпус содержит верхнее и нижнее несущие кольца и несколько ко лонн, связывающих оба несущих коль. ца, а каждая колонна состоит из двух телескопически сцепляемых труб.

3, Манипулятор по и. 2, о т л ич а ю шийся тем, что внутренняя труба каждой колонны выполнена с гайкой, с которой входит в зацепление шпилька, установленная с возможностью вращения в противолежащем несущем кольце. и Манипулятор по пе 1 р о т л к ч а ю шийся тем, что приводной шпиндель имеет шестигранный проФиль, а приводная головка взаимодействует с приводным шпинделем посредством направляюших 1;олнков„имеющих U-образно прорезанные канавки.

5. Манипулятор по п. 4, о т л ич а ю шийся тем, что приводная головка выполнена с охватывающим приводной шпиндель червяком, который через червячное колесо и связанное с ним зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатой рейкой.

6. Манипулятор по п. 1, о т л н ч а ю m и и с я тем, что центрирующая звезда выполнена в виде фермы с двумя установленными радиально к мачте регулируежжи упорами, шарнирно закрепленного на ферме бананообразного согнутого рычага, установленного симметрично обоим упорам с возможностью перемещения радиально мачте, и подъемного привода, шток которого шарнирно соединен со свободным концом рычага, а. корпус шарнирно соеди- . нен с фермой.

7. Манипулятор по п. 6, о т л ич а ю m и и с я тем„ что центрирующая звезда аксиально установлена на нижнем конце мачты.

8. Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что средство ультразвукового контроля выполнено с основной пятой, предназначенной для закрепления на соответствующей стенке коробчатообразной рамы суппорта.

9. Манипулятор по п. 8, о т л ич а ю шийся тем, что держатель средства контроля содержит рычажный прямолинейно направляющий механизм с первым приводным коромыслом Евайса, кривошип которого установлен на основной плите, расположенную на основной плите скользящую пяту, на которой закреплен рычаг приводного коромысла Еванса, второе подобное приводное коромысло Еванса, кривошип которого соединен с головкой средства контроля, а рычаг второго коромысла

Еванса связан с ведомьпк концом рычага первого коромысла Еванса посредством подъемного привода.

10. Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что средство вихретокового контроля выполнено с основной плитой, предназначенной для закрепления на соответствующую стенку коробчатообразной рамы суппорта.

11. Манипулятор по п. 10, о т л и ч а ю шийся тем, что он снабжен установленными на основной

)О

)442089

9 плите барабаном скользящего шланга зонда вихревых токов, подающим колесом, ось которого параллельна оси барабана, несколькими прижимными колесами, установленными на основной плите по окружности подающего колеса, установленным тангенциально к подающему колесу горизонтальным корпусом для приема зонда вихревых токов и ус- Ю тановленной в корпусе с возможностью поворота вокруг вертикальной оси трубы, являющейся направляющей зонда, и приводом барабана приводного колеса, выполненным в виде приводного двигателя и передачи, имеющей два вращающихся в одном направлении приводных вала, и расположенным на обратной стостороне основной плиты сбоку от суппорта.

14.42089

1442089

1442089

1442089!

442ПЦ9

Составитель И. Кесоян

Редактор М. Петрова Техред Д. Олийнык Корректор 3. Лончакова

Заказ 6299/59 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4