Манипулятор для неразрушающего контроля корпуса реактора

ректор.А. 06 да аз оиэводственне-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектна 4353 ТиражВНИИПИ Государствпо делам изобр 133035, Москва, В"35 52 / 1 Подписинного комитета СССРтений и .открытийРауаская наб., д. 4/5Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для периодического контроля состояния корпуса реактора.Цель изобретения " увеличение объ ема и качества контроля.На фиг, 1 представлен описываемый манипулятор, общий вид; на фиг. 2 то же; вид А на фиг. 1; на фнг. 3 выносной элемент 1 на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фнг.2; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг.2; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фнг,1; на фиг. 7 - выносной элемент 11 на фиг. 1; на фиг. 8 - вид Д на фиг, 7; на фиг. 9 " разрез Е-Е на фнг. 1; на фиг. 10 - возможные виды развертки поверхности траек эрий блоков измерительных преобразователей при конт роле корпуса.Манигулятор для нераэрушающего контроля корпуса реактора содержит пульт 1 управления, линии 2 связи, неподвижный опорный погон 3, поворот-ный мост 4 на опорных катках 5, два привода 6 азимутального вращения, установленных на диаметрально противоположных сторонах поворотного моста 4 и кинематически сопряженных с неподвижным опорным погоном 3, направляющую 7, выполненную в форме О-образной рамы, замкнутую в верхней ее части цвумя перемычками 8 и 9 и жестко связанную с поворотным йос" том 4 через опорные стойки 10 послед него, несущие каретки 11, подвюные вдоль направляющей 7, привод 12 перемещения каретки, связанный с несущей кареткой 11 гибкой связью в виде нер . жавеющего каната 13, днстанционирую О щие откидные распорки 14 с исполнительным механизмом 15, установленные . в игреней части Б-образной рамы 7 в среднем осевом сечении перпендикулярно ее плоскости, уравнивающую пе-редачу, выполненную в виде двух конических пар 16 согласующей передачи 17 и двух карданных валов 18, г.реднаэначенную,цля взаимной кинематической связи выходных валов приводов 6 аэи б му 1 ального вращения.Кроме того, манипулятор содержит накопитель 9 кабеля, например, полиспастного типа, состоящий из системы блоков 20, На верхней перемычке 8 И с-образной рамы расположен относящийся к системе возбуждения электромагн.1 тного дефектосхопа замкнутый маг-. ннтопровод 21 с обмоткой, охватывающей перемычку 8, изолированную от опорной стойки 10 поворотного моста 4 диэлектрической прокладкой 22 (фнг.3), Замкнутые магнитопроводы 23, относящиеся к блоку первичным преобразователей аппаратуры неразрушающего конт" роля, охватывают У-образную направляющую 7, и механически соединены с несущимн каретками 11 и перемещаются вместе с последними, Вращающийся вал 24 с жестко закрепленным на его верхнем конце штурвалом 25 ручного управления соединен в нижней части с выходным валом исполнительного механизма 15 дистанционирующих распорок 14. Защитный ориентирующий ложе- мент 26 с распределительной коробкой 27 предназначен для трассировки всех электрических линий, идущих от устройств, установленных на подвижных вращающихся частях манипулятора, и смонтирован на монтажной перемычке 9 с воэможностью вращения относительно нееДня расширения тактико-технических возможностей манипулятора рекомендуется в едином конструктивном модуле предусматривать электрический вращающийся переход 28, на который могут поступать все электрические линии, позволяющие осуществлять непрерывное вращательное движение поворотного моста 4. Неподвижный опорный погон 3 может представлять собой в частном случае сварную металлоконструкцию, имеющую следующие детальные элементы: нижнюю центрирующую часть 29, соприкасающуюся с флавием корпус, 30 контролируемо" го реактора и хотя бы тремя его шпильками 31, верхнюю фасонную шайбу 32, предназначенную для установки поворотного моста 4 на катках 5, и промежуточное кольцо 33, соединенные между собой с помощью сварки цилиндрической обечайкоь 34 и равномерно расположенными по окружности ребрами жесткости 35, Между верхней шайбой 32 и промежуточным кольцом ЗЗ жестко закреплена пластинчатая цепь 36, являющаяся одним иэ кинематических звеньев передачи в паре со эвеэдо 1:кой 37 выходного вала привода азимутального вращения 6. Поворотный мост 4 представляет собой сварную металлоконструкцию, построенную, например, из швеллеров и листового12631материала, и песет на себе укаэанные специальные Функциональные устройства, обеспечивающие кннематические связи, монтаж, тактико-технические параметры манипулятора, Опирает ся и центрируется поворотный мост 4 на неподвижном опорном погоне 3 при помоши четырех катков 5, имеющих центрирующне реборды и двух реактивных роликов 38, все они свободно вра щаются вокруг собственных осей. Неподвижный опорный погон 3 и поворотный мост 4 по нх периметру имеют металлическое ограждение 39.Привод аэимутального вращения 6 15 состоит иэ редуктора 40, электродвигателя 41, ведущей звездочки 37, жестко закрепленной на выходном валу редуктора и входящей в защемленне с пластинчатой цепью 36 неподвижного 20 опорного погона 3. Корпус редуктора 40 имеет цилиндрическую форму и устанавливается на поворотном мосте 4 с возможностью вращения вокруг собственной оси 42 с помощью червячной передачи 43, а ось выходного вала со зведочкой 37 расположена эксцентрично относительно оси корпуса.В корпусе привода смонтирована часть уравнивающей передачи в виде коничес кой пары 16. Дополнительно редуктор 40 может быть выполнен многоскоростным с помощью передвижного блока 44, зубчатых колес и с датчиком 45 азимутальной координаты, на пример сельсином. Направляющая 7 0-образной формы представляет собой сварную композицию из листовой нержавеющей стали, имеющую в поперечном,сечении Т-образную форму, на пол"4 О ке направляющей установлены каретки 11 с возможностью перемещения вдоль полки, С обеих сторон ребра по всему периметру направляющей жестко закреплена система отклоняющих 46 45 и направляющих блоков 47, имеющих возможность свободного вращения вокруг собственных осей, в канавках блоков 47 уложен нержавеющий канат 13, являющейся силовым элементом 50 в передаче перемещения от привода 12 перемещения к несущей каретке 11,.На фиг. 6 представлен возможный вариант конструкции дистанционирующих откидных распорок 14 с исполнительным механизмом 15 откидывания, собранным в сварном корпусе 48 и аестко закрепленным на направляющей 7. 16 411 сполннтельный механизм 15 препстпвляет собой червячную зубчатую пару, состоящую иэ червячного нала, эацепленного с днумя червячными секторами, управление им осуществляется череэ вращающийся вал 24 с помощью штурвала 25 ручного управления, расположенного на поворотном мосте 4, На конце дистанционирующих откидных распорок 14 установлены рвактивные колеса 49, обод которых выполнен из упру" гого материала, например иэ резины, На фиг. 7 и 8 представлено рекомендуемое конструктивное исполнение несущей каретки 11. Корпус несущей ка" ретки - сборный состоящий из плиты 50 и двух боковин 51, жестко скрепленных между собой. Перемещается она по полке направляющей 7 на восьж охватывающих полку опорных роликах 52, причем четыре иэ ннх с одной стороны установлены постоянно без возможности их перемещения относительно корпуса каретки 11, а четыре других установлены на поворотных рычагах 53, которые попарно жестко закреплены на валу 54 и имеют возможность поворачиваться синхронно на один и тот жеугол вокруг оси вала, каретка оборудована двумя тангенсными кулисными механизмами 55, состоящими из шарового пальца, жестко закрепленногона одном из рычагов 53, и втулки,жестко закрепленной на штоке 56,Бе штоке установлена силовая пружина 57 и контактный ролик 58,Таким образом, тангенсные кулисные механизмы 55 кинематически связаны соответственно с передней (походу каретки) н задней группой опорных роликов 52 и предназначены длясвободного без заеданий и излишнихлюфтов прохождения криволинейныхучастков направляющей 7, обращенныхк днищу корпуса 30 контролируемогореактора. Кроме того, с внутренней стороны корпуса несущей каретки установлен кронштейн 59 с четырьмя биконическими роликами 60, между которыми установлен цилиндрический шток 61 с воэможностью перемещения вдоль собственной оси. В штоке жестко заделаны концы нержавеющего каната 13. Плита 50 и боковины 51 снабжены каждая двумя монтажными пазами 62, обеспечивающими воэможность установки раэ 1263116личного технологического оборудования контроля.Привод 12 перемещения несущей кэретки 11 закреплен на перемычке 9, его возможное конструктивное исполне ние представлено на Фиг. 9. Это двух- барабанная лебедка, все элементы которой смонтированы в разборном много- детальном корпусе 63, Барабаны 64 и 65 кинематически связаны между собой паразиткой шестерней 66, приво" дящейся во вращение через систему зубчатых передач от электродвигателя 6. На барабаны намотан в несколь ;ко витков нержавеющий канат 13, закрепленный концами на несущей каретке 11, В данном случае система зубчатых передач выполнена с возможностью изменения скорости перемещения20 каретки 11 с замедленной, когда в зацеплении находятся зубчатые колеса 68 и 69, на ускоренную, когда в зацеплении между собой вводятся зубчатые25 колеса 68 и 70. В кинематическую цепь замедленной зубчатой передачи введен механизм 71 "мальтийскогокреста", предназначенный для осуществления дискретной подачи кареткипо траектории 72. Для остановки привода в дискретном режиме перемещения каретки предназначен блокирующий переключатель 73, приводной элемент"кнопки" которого состоит в кинематической связи с "мальтийским крестом" механизма 71. Ускоренное перемещение каретки должно быть непрерывным для контроля по траектории 74.Могут быть и другие конструктивные решения привода 12 перемещения .4 Онесущей каретки, например взамен ме"ханизма "мальтийского креста" можноприменить шаговый электродвигатель 67.С осью барабана 65 напрямую кинематически соединен датчик 75 линейнойкоординаты несущей каретки 11, например сельсии, Помимо датчика линей"ной координаты с целью грубой ее визуализации непосредственно на манипуляторе в приводе предусматривается от 50счетное устройство, состоящее из ука"эателя-кулачка 76, кинематически свя"эанного трансформирующей зубчатой передачей с тем же барабаном 65 и круговой шкалой 77, проградированной 55 в единицах длины в пределах полного хода несущей каретки от нулевого доконечного значения (можно условно принять эа нулевое положение несущей каретки центр эллиптического днища реактора, а эа конечное значение - положение несколько выше главного разъема реактора).На шкале 77 установлены два концевьгх переключателя 78 и возможностьюперемещения и Фиксации каждого в пределах всей шкалы, приводные элементы,"кнопки" которых состоят в кинематической связи с указателем-кулачком 76.Перемещение концевых переключателей 78по шкале 77 обеспечивает воэможностьизменения амплитуды, начала и концатраектории 74, а также изменения числа кольцевых строк траектории 79 приконтроле. Для возможности наблюденияза показаниями отсчетного устройствасъемную крышку 80 выполняют иэ прозрачного материала и зону отсчета обо"рудуют встроенным заливающим освещением.Манипулятор для неразрушающегоконтроля корпуса 30 реактора работает следующим образом.Сначала манипулятор монтируют наглавном разъеме реактора с помощьюштатных грузоподъемных средств станции. Для этого необходимо подать,используя отверстия 81 (см, фиг.4)в ребрах 35, неподвижный опорный погон 3, установить и сцентрироватьего относительно шпилек 31 реактора,за специальные такелажные отверс-,тия подать, установить и сцентрировать на неподвижном опорном погоне Эповоротный мост 4, вращением червяка червячной пары 43 повернуть редуктор 40 привода азимутального вращения и тем самым ввести в кинематическое зацепление его звездочки 37и реактивный ролик 38 с пластинчатойцепью 36 и промежуточным кольцом ЗЭсоответственно.Вращением штурвала 25 устанавли"вают дистанционирующие распорки 14в рабочее горизонтальное положение.Вручную вращением рукоятки ручногоуправления привода перемещения каретки выводят каретку 11 в крайнееверхнее положение,Устанавливают в реакторном залепульт управления манипулятором длянеразрушающего контроля корпуса реактора и вторичные блоки аппаратурынеразрушающего контроля, на каретках 11 закрепляют первичные блоки аппаратуры неразрушающего контроля.12631П)ииз водят эюСкт 1)вский О 17 с 1 ж манипулятора н аппаратуры неразрушающего контроля. Все лилин связи блоков, установленных на несущих каретках 11, запасовы 1 ают в собственные накопители 19 кабеля. Все силовые и сигнальные линии могут быть смонтированы двояко в зависимости от принятой технологии нераэрушающего контроля: или через вращающий ся электрический переход 28, или минуя, его, В обоих случаях все элект" рические линии должны быть трассированы в ориентирующем ложементе 26 и через его распределительную короб ку 27 соединены с линиями пульта 1 управления и вторичными блоками аппаратуры неразрушающего контроля.Вторично убеждаются в правильности всего электромонтажа и после это го пульт 1 управления и вторичные блоки неразрушающего контроля включают в электрическую сеть. В манипуляторе возможны по меньшей мере два режима работы: автоматический и , 25 с ручным управлением с пульта 1, 1с использованием световой, цифровой ,и других видов индикации, и вторичные блоки аппаратуры неразрушающего1 контроля, а также необходимо электро- ЗО технические, механические, блокирующие и переключающие устройства. В обоих режимах работы предполагает" ся вести контроль цо меньшей мере по трем эквивалентным траекториям35 развертки поверхности корпуса реактора: по цилиндрической винтовой траектории 79 с непрерывным вращательным движением поворотного моста 4 и поступательным движением несущей каретки 11; по цилиндрической возвратно- поступательной траектории 72 вращательного движения поворотного моста 4 и дискретной подачи несущей ка" ретки 11; по образующей корпуса реактора возвратно"поступательной траек 45 торин 74 линейного перемещения несу" щей каретки 11 и дискретной подачи поворотного моста 4.После подачи электрического питания на привод 6 азимутального враще ния и привод 12 перемещения каретки производят управление процессом контроля корпуса реактора с пульта 1 управления в любом желаемом режиме и, по любой иэ предполагаемых траекторий еПри необходимости использования электромагнитной аппаратуры неразру- . лн 1 его кг)т 11 ол 1 Р качестве злсмс(тл системы возбужления магнЯРсъ поля ИСПОЛЬЗУЕТСБ ЭЛОК ТРИЧРСКИ ЗЗМК 1 УТ 1 й контур, образовав 1 ы 1.1-образи 1 рамой 7 и верхней теремычкой 8г 1 ля этого обмотка замкнутого магнитопровоца 21 подключается к источнику переменного тока, например к сети переменного тока частотой 50 Гц. В результате магнитный поток, локалнзированный в магнитопроводе, сцепляется с упомянутым электрически замкнутым контуром, вызывая в нем электрический ток. Поперечное сечение 1 Г-образной рамы 7 и верхней перемычки 8 достаточно велико исходя из требований жесткости направляющей манипулятора. По этой причине электрическое сопротивление контура мало и в полученной системе возбуждения достигаются токи требуемой величины. Как известно, глубина промагничивания определяется размером возбуждающего контура н частотой тока возбуждения. Полученная система возбуждения обеспечивает глубичу промагничивания, начиная с максимально возможной. Кроме того, перемещаясь вдоль У-образной рамы 7 и будучч жестко с ней связанными в прочих направлениях, измерительные преобразователи магнитного поля взаимодействуют с воэбуждасщим полем неизменной величины и вторичным магнитным полем, определяемым качеством контролируемого унастка. При ориентации Ьси первичных измерительных преобразователей по нормам к контролируемой поверхности измерительные преобразователи будут вырабатывать сигнал только при наличии дефектов сплошности.Таким образом, при использовании рассмотренной системы возбуждения возможна компенсация исходного уровня сигнала, не связанного с выявляемыми дефектами. С учетом сказанного, рассмотренная система возбуждения может быть признана оптимальной, В то же время для ее реализации не требуется дополггительных металлоемких элементов, так как с этой целью используются элементы манипулятора. Электрическая изоляция верхней перемычки 8 от реактора необходима для локализации возбужденного замкнутым магнитопроводом 2 тока в образованном верхней перемычкой 8 и Б-образной рамой 7 электрически замкнутом контуре. Последний может быть использован и для связи первичных нзмери 1263116тельных преобразователей со вторичной аппаратурой,Для этого блок первичных измери" тельных преобразователей подключается к обмотке замкнутого магнитопрово- % да 23.При использовании в качестве пер" вичных измерительных преобразователей феррозондов их. необходимо питать тком высокой частоты. Без каких-ли бо дополнительных линий связи это реализуется путем подключения цепей питания феррозондов к обмотке замкнутого магннтопровода 23 через избирательный фильтр и одновременного 13 возбуждения в электрически замкнутом контуре токов требуемой частоты. Для этого достат чно снабдить замк нутый магнитопровод 21 второй обмоткой и через заграждающий фильтр, на" 20 строенный на част.ту тока системы Возбуждения, подключить зту обмотку к генератору тока возбуждения феррозондов. Так как этот ток невелик по сравнению с током системы воэбужде ния, его .влйянием на магнитное поле системы возбуждения и соответствуй щий источник тока можно йренеб 11 ечь.В принципе подобным образом возможна передача информации полученной З 0 первичными измерительными преобразователямн, однако, учитывая небольвую величину полученных сигналов, последние необходимо предварительно усилить. Питание предусилителей и, если требуется, аналогоцифровых преобразователей также может быть выполнено через замкнутые магнитопроводы 21 и 23.Таким образом, В качестве линий связи между блоками первичных измерительных преобразователей и вторичной аппаратурой используются элементы манипулятора, что существенно упрощает реализацию этих линий.Кроме контроля корпуса 30 реактора манипулятор можно испольэовать для контроля его патрубков и трубопроводов, установив на несущие каретки 11 средства неразруаающего контроля и сканирования для трубопроводов. В режиме ручного управления манипулятором возможны многократиме повторения прохождения одной и той ае траектории или ев частей, После прове деним контроля производится демонтаж манипулятора и аппаратуры неразруаавщего контроля в последовательности операций сбратной той, которая пред" ложена,при его монтаже.1