Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров

СНИХ ЕСИИХ СОЮЗ СОВЕСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУЬЛ АЗГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПО ДЕЛАМ ИЗОЬРЕТ МИТЕТ СССРИИ И ОТКРЫТИИ(56) Заявка ФРГ Нф 32547472,кл. С 01 И 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 парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтальнонаходящихся радиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатыетрубы). Манипулятор состоит из мачты,на нижнем и верхнем концах установленной с возможностью вращения, с перемещающимся вдоль нее суппортомдля держателя контрольной системы.Привод суппорта в движение происходит через расположенный параллельномачте приводной шпиндель, приводнаяголовка которого установлена в суппорте и находится в зацеплении с расположенной на мачте зубчатой рейкой,Держатели средств вихретокового иультразвукового контроля закрепленына раме суппорта и плотно прилегаютк коробообразному суппорту. Их кронштейны являются откидными и.обеспечивают контакт преобразователей дефектоскопов с контролируемыми поверхностями. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.тель И. КесоянЛ. Олийнык Коррект Сост е е нчак а ВНИИПИ Государст по делам изоб13035, Москва, Жор М, Петрова6299/59 Под нного комит тений и отк Раушская н писноеета СССРрытийаб д.оизвадственн олигр кое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 1442089Изобретение относится к контрольно-измерительной технике ипредназначено для использования при внутреннем контроле цилиндрических резервуаров, например напорных резервуаровядерных реакторов.Цель изобретения - обеспечениеультразвуковой дефектоскопии кольцевых швов на вертикально расположен- Оном баллонообразном коллекторе гори-.зонтально расположенного парогенератора и дефектоскопии с помощью вихревых токов горизонтально проходящихрадиально входящих в коллектор теплообменных труб (игольчатые трубы),На фиг. 1 представлен манипулятор,общий вид; на фиг. 2 - то же, видсверху; на фиг, 3 " приводная головка, вид сверху; на фиг. 4 - держатель 2 Осредств ультразвукового контроля; нафиг. 5 - то же, вид сбоку; на фиг. 6 держатель средств вихретокового контроля; на фиг, 7 - то же, вид сбоку;на фиг. 8 - то же, вид сверху, 25Манипулятор для внутреннего контроля цилиндрических резервуаров содержит трубообразную мачту 1, расположенную на нижнем конце мачты пяту,выполненную в виде аксиальной мачты 3 Оцентрирующей звезды 2, в которой мачта 1 установлена с возможностью вращения вокруг своей оси, расположенный на верхнем конце центровочныйподшипниковый узел, выполненный в виде установленной на мачте 2 несущейзвезды 3 с зубчатым венцом. Мачта 1охвачена установленным с возможностьгсперемещения вдоль нее суппортом 4,предназначенным для установки на немконтрольного, измерительного илисмотрового устройства.Суппорт 4 включает коробчатообраз.ную открытую сверху и снизу раму состенками 5 - 8, охватывающую мачту 1и параллельные ей приводной шпиндель9 и зубчатую рейку 10, и приводнуюголовку 11, установленную на раме свозможностью вращения вокруг оси,параллельной мачте, и взаимодействующую со шпинделем 9 и рейкой 10,Манипулятор содержит также коробообразный корпус 12, охватывающиймачту, высота корнуса больше высотысуппорта, а его нижняя часть предназначена для установки на фланце контролируемого резервуара (не показан).На корпусе 12 закреплен приводнойдвигатель 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 системымежду точкои .: "здействия крВо 1 Ипа45 на рычаг 40 н ведомьи концом рычага 48. На фиг. 4 держатель 43 ввыдвинутом состоянии изображен заштрихованным, На каждой стороне основной плиты 36 может быть предусмотрено по одно;"у подъемному приводу 52,Согласно фиг 2, 4 и 5 в верхнюючасть боковой стенки 8 вставлена основная пл.ч а 53, на которои з акрелена приводная головка 11 суппортаПриводная головка 11 содержит двепары направляющих роликов 28, имеющихЬ-образно прорезанные канавки, которые находятся в зацеплении с шестигранно выполненным приводным шпинделем 9. Вкладыши этих направляющих ротиков соединены через трубы 54, накоторой сидит охватывающий приводнойшпиндель червяк 29, Труба 54 черезнеобозначенный более подробно скользящий подшипник установлена в плите53, червяк 29 находится в зацеплениис червячным колесом 30, которое соеВчнено с зуб атым колесом 31 и вместес ним установлено в стенке 8.Средство вихретокового контролясодержит основную плиту 55, котораяможет быть разъемно соединена в местах соединанчя с боковой стенкой 7рамы суппорта, На основной плите 55на ее передней стороне расположен барабан 56 скользящего шланга зонда 57вихревых токов, а перпендикулярнопод ней расположено подающее колесо58, ось которого параллельна оси барабаНа 5 б,.несколько расположенныхпо периметру подающего колеса 58 прижимных колес 59. На этой стороне основной плиты 55 находятся приводныеколеса 60 и 61, которые через приводные ремни находятся в зацеплении сбарабаном 56 и нодающв колесом 58,Приводные коласа 60 и 61 соединены сприводным двигателем 62, к которомуподключена передача 63 с двумя вращающимися в одном и том же направлении приводными валами, При этом приводной двигатель 62 и передача 63расположены на обратной стороне основной плиты 55 таким образом, чтоони при соединении осноьной плитыс суппортом оказываются расположенными перец боковой стенкой 6 рамы суппо рта,Крома того. средство имеет горизонтальный корпус 64 для приема зонда вихревых токов и установленную в коллектор. Обе Другие противоположныеодна другой боковые стенки 6 н 8предусмотрены для приема по одномудержатежо средств ультразвукового,бконтроля кольцевых швов коллектора.Дпя этого согласно Фиг. 4 в боковыестенки 6 и 8 могут быть вставлены основные плиты 36, на которых расположен держатель ультразвукового средства контроля, Каждый держатель выполнен согласно фиг, 4 и 5 как двойноекоромысло Еванса.На каждой основной плите 36 закреплена перемещающаяся в вертикальном направлении скользящая плита 37линейной системы каретки, вдоль кото"рой посредством цапфовой опоры 38 может перемещаться каретка 39, На последней своим ведомым концом эакреплен рычаг приводного коромысла Еванса.Второе приводное коромысло Евансаимеет двуплечий рычаг 40 который поРсредством пальца 41 установлен встойка 42 подшипника, закрепленнойна каретке 39, К свободному концу рычага 40 шарнирно подсоединен держатель 43 контрольной головки. Приблизительно в середине рычага 40 через 20пальцы 44 Воздействуют два параллельнодействующих кривошипа 45, которыесвоим концом шарнирно присоединенык ушкам 46, Последние являются частьюдержателя 47, закрепленного на основной плите 36,Первое (имеющееся в двойном исполнении) предусмотренное с двух сторонна основной плите 36 приводное коромысло Еванса состоит из двуплечегорычага 48, который ведомым концом через угольник 49 шарнирно присоединенк каретке 39, а свободный конец которого также присоединен к цержателю43 средства контроля, Б середине рычаг 48 соединен с кривошипом 50, который другп концом шарнирно присоединен к ушку 51, также предусмотренному на держателе 47,Обе системы приводных коромыселЕванса расположены перпендикулярно косновной плите 36 и вместе с тем спараллельным сдвигом Одна к друГой Внаправлении выдвигания держателя 43,чтобы обеспечить точноеперемещениедержателя радиально к мачте 1, Выдвиганне системы приводного коромыслаЕванса происходит с помощью подъемного привода 52, который расположен1442089 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 й 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 поворотавокруг вертикальной оси, трубу 65,являющуюся направляющей зонда.,Манипулятор работает следующим об 5разом.Мачта 1 с помощью подъемного крана вставляется в проверяемый коллектор и закрепляется на его фланце.С помощью упоров 33 и зажимного10рычага 34, выдвигаемого приводом 35,центрирующая звезда 2 и тем самым пята мачты 1 центрировано фиксируется всужающейся нижней части коллекторагазогенератора. 15Вверху мачта опирается на нижнеекольцо 22 корпуса 12. С помощью приводных двигателей поступательногоили вращательного движения суппорта4 последний, направляемый с помощью 20цапфовых .опор 20, перемещается новысоте и горизонтали до тех пор, покане достигнет исходной позиции для контроля коллектора. При этом дпя переме.щения по высоте шпиндель 9 приводится во вращение с помощью приводногодвигателя 16 через ременную передачу.Приводной шпиндель 9 поворачиваетприводную головку 11 с охватывающимприводной шпиндель червяком 29, с помощью которого вращательное движениепередается на червячное колесо 30 ичерез. шестерню 31 - на зубчатую рейку 10, закрепленную на мачте 1, в результате чего суппорт перемещаетсявдоль мачты.В горизонтальном направлении суппорт движется за счет вращения мачты1 вокруг своей оси с помощью приводного двигателя 13, Мачта опирается че" 40раз несущую звезду 3 и скользящеекольцо 19 на цапфовые опоры 18, закрепленные на корпусе 12, на которомзакреплен двигатель 13, который череззубчатую передачу приводит во вращение мачту 1,Для ультразвукового контроля кольцевых швов на стенках 6 и 8 рамы суппорта закрепляется держатель средстваультразвукового контроля, расположен- б 0ный на основной плите 36. Благодарядействию подъемного привода 52 обесистемы рычагов Еванса выдвигаютсятак, что преобразователи ультразвукового дефектоскопа (не показаны) выдвигаются и прижимаются к стенкамколлектора. Затем суппорт согласнозаданной 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 специаль" ного привода 66.Перед демонтажом манипулятора из коллектора труба 65 поворачивается вверх с помощью подъемного привода 67 с рычажной передачей,Формула изобретенияной в виде параллельной осн мачты скользящей пяты линейной системы каретки, приводным шпинделем, установленным параллельно мачте в центрирующем подшипниковом узле пяты и кине" матическк связанным с узлом прквода поднятия к опускания суппорта, и закрепленной параллельно мачте зубчатой рейкок, пята выполнена в виде центрирующей звезды, а мачта установлена в ней с возможностью вращения вокруг своей оск, 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, пркводной шпиндель и зубчатую рейку и установленной с возможностью перемещения вдоль мачты, и с установленнойна раме с возможностью вращения вокруг оси, параллельной мачте, привод. ной 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 щ и й с я тем, что коробообраэньгй корпус содержит верхнее и нижнее несущие кольца и несколько колонн, связывающих оба несущих коль. ца, а каждая колонна состоит из двух телескопически сцепляемых труб.3, Манипулятор по п. 2, о т л ич а ю щ и й с я тем, что внутренняя труба каждой колонны выполнена с гайкой, с которой входит в зацепление шпилька, установленная с возможностью вращения в противолежащем несущемкольце.ф и Манипулятор по пе 1 р о т л к ч а ю щ к й с я тем, что приводной шпиндель имеет шестигранный профиль, а приводная головка взаимодействует с приводным шпинделем посредствомБ 30 15 20 Фъ 5 30 порта.9. Манипулятор по п, 8, о т л кч а ю щ и й с я 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 при" водное 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 и, 1, о т л ич а ю щ и й с я 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 щ и й с я тем, что он снабжен установленными на основной 35 40 45 5055 направляюшях 1;олнков имеющих У-образно прорезанные канавки.5. Манипулятор по п, 4, о т л ич а ю щ и й с я тем, что приводнаяголовка выполнена с охватывающим приводной шпиндель червяком, которыйчерез червячное колесо и связанноес ним зубчатое колесо находится взацеплении с зубчатой рейкой.6. Манипулятор по п. 1, о т л ивч а ю щ и й с я тем, что центрирующая звезда выполнена в виде фермы сдвумя установленными радиально к мачте регулируежмк упорами, шарнирнозакрепленного на ферме бананообразного согнутого рычага, установленногосимметрично обоим упорам с возможностью перемещения радиально мачте,и подъемного привода, шток которогошарнирно соединен со свободным концом рычага, а корпус шарнирно соеди- .нен с Фермой.7. Манипулятор по п. 6, о т л ич а ю щ и й с я тем что центрирующая звезда аксиально установлена нанижнем конце мачты,8, Манипулятор по п. 1, о т л ич а ю щи й с я тем, что средствоультразвукового контроля выполненос основной пятой, предназначеннойдля закрепления на соответствующейстенке коробчатообразной рамы суп1442089 9плите 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, иприводом барабана приводного колеса,выполненным в виде приводного двигателя и передачи, имеющей два вращающихся в одном направлении приводныхвала, и расположенным на обратной стостороне основной плиты сбоку от суппорта,