Манипулятор для неразрушающего контроля корпуса реактора

Манипулятор для неразрушающего контроля корпуса реактора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕРАЗРУШАКЬ ЩЕГО КОНТРОЛЯ КОРПУСА РЕАКТОРА, содержащий неподвижный опорный погон, .поворотный мост На опорных катках, привод азимутального ращенй), размещенный на поворотном мосте и кинематически связанный с опорным погоном, направляющую, жестко связанную с поворотным мостом, по меньшей мере одну несущую каретку, предназначенную дпя размещения первичных блоков аппаратуры неразрушающёго контроля и вьтолненную с возможностью перемещения вдоль направляющей, пульт.управления и линии связи, о т л н ч а 10щ и и с я тем, что, с целью увеличения объема и качества контроля, он снабжен замкнутым магнитопроводом с обмоткой, направляющая выполнена в форме и-образной рамы, снабженной верхней перемычкой, образующей с (Л С. и7образной рамой электрически замкнутый контур, Последний сцеплен с замкнутым магнитопроводом и электрически изолирован относительно окружающей среды

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

{46) 30. 10. 90. Бюл, Ф 40 (21) 3795630/24-25 (22) 18.09.84 (71) Научно-производственное объединение "Энергия" (72). В.В.Конюхов, А. Г.Корниенко, В.С.Лисицын, Л.И.Трахтенберг и П.Н.Шкатов (53) 621.039.5(088.8) (56) Maschinenfabrik Augsburg-Nilrnberg (М,А.N.) Sonderdruck aus.

der Fachzeischrift "Kemtechnik.

Isotopentechnik und chemic" Ig. 1971, Heft 2, р. 56-58, fig. 10.

Авторское свидетельство СССР

1 947754, «л. С 01 и 29/04, 1982. (54) (57) МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ НЕРАЗРУШАЮ"

ЩЕГО КОНТРОЛЯ КОРПУСА РЕАКТОРА, содераащий неподвккный опорный погон, .поворотный мост на опорных катках, . привод азимутального Йращени4, разме„„Я0„„1263116

{S1)S С 21 С 17/00 щенный на поворотном мосте и кннематически связанный с опорным погоном

Ф направляющую, жестко связанную с поворотным мостом, по меньшей мере одну несущую каретку, предназначенную для размещения первичных блоков аппаратуры неразрушающего контроля и выполненную с воэмоаностью перемещения вдоль направляющей, пульт. управ-. ления и линии связи, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увели- . чения объема и качества контроля, он снабжен замкнутым магнитопроводом с обмоткой, направляющая выполнена в форме П-образной рамы, снабаенной верхней перемычкой, образующей с

U-,îáðàçíîé рамой электрически замкнутый контур, последний сцеплен с замкнутым магнитопроводом и электрически изолирован относительно окру" тающей среды.

1263116

Изобретение относится к нераэрушающему контролю и может быть использовано для периодического контроля состояния корпуса реактора.

Цель изобретения — увеличение объ- 5 ема и качества контроля.

На фиг. 1 представлен описываемый манипулятор, общий вид; на фиг. 2 то же; в щ А на фиг. 1; на фиг. 3 вьг.осной элемент 1 на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг.2; на фиг. 6 — разрез Г-Г на фнг.1; на фнг. 7 - выносной элемент II ea фиг. 1; на фиг. 8 — вид Д на фиг. 7; на фиг. 9 " разрез Е-Е на фиг. 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 иа диаметрально противоположных сторонах поворотного моста 4 и кинематически сопряженных с неподвижным опорным погоном 3, направляющую 7, выполненную в форме

0-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- Ы него, несущие каретки 1 1, подвижные вдоль направляющей 7, привод 12 перемещения каретки, связанный с несущей кареткой 11 гибкой связью в виде нер жавеющего каната 13, дистанционирующие откидные распорки 14 с исполнительным механизмом 15, установленные . в игреней части U-образной рамы 7 в средчем 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- ® мучального вращения.

Кроме того, манипулятор содержит накопитель !9 кабеля, например, полиспастного типа, состоящий из системы блоков 20. На верхней перемычке 8 И

l -образной рамы расположен относящий-. ся к системе возбуждения электромагн 1тного дефектосхопа замкнутый маг-. нитопровод 21 с обмоткой, охватывающей перемычку 8, изолированную от опорной стойки 10 поворотного моста 4 диэлектрической прокладкой 22 (фиг.3).

Замкнутые магнитопроводы 23, относящиеся к блоку первичных преобразователей аппаратуры неразрушающего конт« роля, охватывают У-образную направляющую 7, и механически соединены с несущими 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 ложемент 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 нее °

Дня 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 центри рующую часть 29, соприкасающуюся с флан:1ем 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 33 жестко закреплена пластинчатая цепь 36, являющаяся одним иэ кинематических звеньев передачи в паре со эвеэдо:кой 37 выходного вала привода азимутального вращения 6. Поворотный мост 4 представляет собой сварную металлоконструкцию, построенную, например, из швеллеров и листового

12631 материала, и несет на се(e укаэанные специальные функциональные устройства, обеспечивающие кинематические связи, монтаж, тактико-технические параметры манипулятора. Опирается и центрируется поворотный мост 4 на неподвижном опорном погоне 3 при помоши четырех катков 5, имеющих центрирующие реборды и двух реактивных роликов 38, все они свободно вра- 1О 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 защемление 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- ЗО кой пары 16. Дополнительно редуктор 40 может быть выполнен многоскоростным с помощью передвижного блока 44, зубчатых колес и с датчиком 45 азимутальной координаты, íà- 35 пример сельсином. Направляющая 7

U-образной формы представляет собой сварную композицию из листовой нержавеющей стали, имеющую в поперечном.сечении Т-образную форму, на пол-4о ке направляющей установлены каретки 11 с возможностью перемещения вдоль полки. С обеих сторон ребра по всему периметру направляющей жестко закреплена система отклоняющих 46 4 к направляющих блоков 47, имеющих возможность свободного вращения вокруг собственных осей, в канавках блоков 47 уложен нержавеющий канат 13, являющейся силовым элементом о в передаче перемещения от привода 12 перемещения к несущей каретке 11..

На фиг. 6 представлен возможный вариант конструкции дистанционирующкх откидных распорок 14 с исполнительным механизмом 15 откидывания, собранным в сварном корпусе 48 и жестко закрепленным на направляющей 7.

16 4

11сполвительный механизм 15 представляет собой червячную зубчатую пару, состоящую иэ червячного нала, эацепленного с двумя червячными секторами, управление им осуществляется череэ вращающийся вал 24 с помощью штурвала 25 ручного управления, расположенного на поворотном косте 4. На. конце дистанционирующих откидных распорок 14 установлены рвактивные колеса 49, обод которых выполнен из упругого материала, например иэ резины, На фиг. 7 и 8 представлено рекомендуемое конструктивное исполнение несущей каретки 11. Корпус несущей каретки — 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 них 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 поворачкваться синхронно на один и тот же угол вокруг оси вала, каретка оборудована двумя тангенсными кулисными механиэмами 55, состоящими из шарового пальца, жестко закрепленного на одном из рычагов 53, и втулки, жестко закрепленной на штоке 56.

На штоке установлена силовая пружина 57 и контактный ролик 58.

Таким образом, тангенсные кулисные механизмы 55 кинематически связаны соответственно с передней (по ходу каретки) и задней группой опорных роликов 52 и предназначены для свободного без заеданий и излишних люфтов прохождения криволинейных участков направляющей 7, обращенных к днищу корпуса 30 контролируемого реактора.

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 раэ126311Ü личного технологического оборудования контроля.

Привод 12 перемещения несущей кэретки 11 закреплен на перемычке 9, его возможное конструктивное исполне ние представлено на фиг. 9. Это двухбарабанная лебедка, все элементы которой смонтированы в разборном многодетальном 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- 15

;ко витков нержавеющий канат 13, за крепленный концами на несущей каретке 11. В данном случае система зубчатых передач выполнена с возможностью изменения скорости перемещения

20 каретки 11 с замедленной, когда в зацеплении находятся зубчатые колеса 68 и 69, на ускоренную, когда в зацеплении между собой вводятся зубчатые

25 колеса 68 и 70. В кинематическую цепь замедленной зубчатой передачи введен механизм 71 "мальтийского креста", предназначенный для осуществления дискретной подачи каретки по 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 -4О несущей каретки, например взамен механизма "мальтийского креста" можно применить шаговый электродвигатель 67.

С осью барабана 65 напрямую кинематически соединен датчик 75 линейной координаты несущей каретки 11, например сельсии. Помимо датчика линей" ной координаты с целью грубой ее визуализации непосредственно на манипуляторе в приводе предусматривается от 50 счетное устройство, состоящее as указателя-кулачка 76, кинематически связанного трансформирующей зубчатой передачей с тем же барабаном 65 и круговой шкалой 77, проградированной 5$ в единицах длины в пределах полного хода несущей каретки от нулевого до конечного 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 возможностью перемещения и фиксации каждого в пределах всей шкалы, приводные элементы, "кнопки" которых состоят в кинематической связи с указателем-кулачком 76.

Ъ

Перемещение концевых переключателей 78 по шкале 77 обеспечивает воэможность изменения амплитуды, начала и конца траектории 74, а также изменения числа кольцевых строк траектории 79 при контроле. Для возможности наблюдения за показаниями отсчетного устройства съемную крышку 80 выполняют иэ прозрачного материала и зону отсчета оборудуют встроенным заливающим освещением.

Манипулятор для неразрушающего контроля корпуса 30 реактора работает следующим образом.

Сначала манипулятор монтируют на главном разъеме реактора с помощью штатных грузоподъемных средств станции. Для этого необходимо подать, используя отверстия 81 (см. фиг.4) в ребрах 35, неподвижный опорный погон 3, установить и сцентрировать его относительно шпилек 31 реактора, за специальные такелажные отверс-. тия подать, установить и сцентрировать на неподвижном опорном погоне 3 поворотный мост 4, вращением червяка червячной пары 43 повернуть редуктор 40 привода азимутального вращения и тем самым ввести в кинематическое зацепление его звездочки 37 и реактивный ролик 38 с пластинчатой цепью 36 и промежуточным кольцом 33 соответственно.

Вращением штурвала 25 устанавли" вают дистанционирующие распорки 14 в рабочее горизонтальное положение.

Вручную вращением рукоятки ручного управления привода перемещения каретки выводят каретку 11 в крайнее. верхнее положение.

Устанавливают в реакторном зале пульт управления манипулятором для неразрушающего контроля корпуса реактора и вторичные блоки аппаратуры неразрушающего контроля, на каретках 11 закрепляют первичные блоки inпаратуры неразрушающего контроля.

l;) f) 3 l

l l I) O H 3 0 ОД Я Т 3 J f O f<. Т l ) I f I F. . (. к И Й "1O t I f Ë Æ манипулятора н аппаратуры неразрушающего контроля. Вге лннпн связи блоков, установленных нл несущих каретках 11, запасовы11ают в собственные накопители l9 кабеля. Все силовые и сигнальные линии могут быть смонтированы двояко R зависимости от принятой технологии нераэрушающего контроля: или через вращающий- 10 ся электрический переход 28, или минуя, его. В обоих случаях все электрические линии должны быть трассированы в ориентирующем ложементе 26 и через его распределительную короб- 15 ку 27 соединены с линиями пульта 1 управления и вторичными блоками ап3 паратуры неразрушающего контроля.

Вторично убеждаются в правильности всего электромонтажа и после это- 20

ro 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, 1 с использованием световой, цифровой ,и других видов индикации, и вторичные блоки аппаратуры неразрушающего

I контроля, а также необходимо электро- ЗО технические, механические, блокирующие и переключающие устройства.

В обоих режимах работы предполагает" ся вести контроль по меньшей мере

IIo трем эквивалентным траекториям

35 развертки поверхности корпуса реактора: по цилиндрической винтовой траектории 79 с непрерывным вращательным движением поворотного моста 4 и поступательным движением несущей каретки 11; по цилиндрической возвратнопоступательной траектории 72 вращательного движения поворотного моста 4 и дискретной подачи несущей каретки 11; по образующей корпуса реактора возвратно"поступательной траек45 тории 74 линейного перемещения несущей каретки 11 и дискретной подачи поворотного моста 4.

После подачи электрического питания на привод 6 азимутального вращения 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 °

При необходимости использования электромагнитной аппаратуры неразру- . ш л ff)II I е Г О K o f f т l ) О л Я Р Я R ч е I т Я е . л е и <. f f t л

C f1 C T p М Ы В О 3 б p жп Е Н и я М и Г Н 11 I Í Р 1 О 11 ел я и с пол ь э у p T o я э л Р к т ) и ч е с к и 3 B l I K f f k Tbf A контур, образоеа1111ы11 V-образно)1 рамой 7 и верхней flf. рем)1ч ко)"1 8 ° г1ля 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 U-образной рамы 7 и верхней перемычки 8 достаточно велико исходя иэ 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 V-образной рамы 7 и будучч жестко с ней связанными в прочих направлениях, измерительные преобразователи магнитного поля взаимодействуют с воэбужда)сщим полем неизменной величины и вторичным магнитным полем, определяемым качеством контролируемого унастка. При ориентации Оси 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 кеобходима для локализации возбужденного замкнутым магнитопроводом 2! тока в образованном верхней перемычкой 8 и U-образной рамой 7 электрически замкнутом контуре. Последний может быть использован и для связи первичных нзмери1263116 тельных преобразователей со вторичной аппаратурой, Для этого блок первичных измерительных преобразователей подключается к обмотке замкнутого магнитопрово- % да 23.

При использовании в качестве первичных измерительных преобразователей феррозондов их. необходимо питать т ком высокой частоты. Без каких-ли- 10 бо дополнительных линий связи это реализуется путем подключения цепей питания феррозондов к обмотке замкнутого магнитопровода 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- 2$ ния, его .влйянием на магнитное поле системы возбуждения и соответствуй щий источник тока можно йренеб11ечь.

В принципе подобным образом возможна передача информации полученной 3ó первичными измерительными преобразователями, однако, учитывая небольвую величину полученных сигналов, последние необходимо предварительно усилить. Питание предуснлителей 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 трубо- проводов, установив на несущие каретки 11 средства неразрущающего контроля и сканирования для трубопроводов. В режиме ручного управления манипулятором возможны многократиме повторения прохождения одной и той ае траектории или ее частей. После прове . дания контроля производится демонтаж манипулятора и аппаратуры неразруаавщего контроля в последовательности операций сбратной той, которая предложена.при его монтаже.

1263116

1263116

> is!i>s

126 3336

r- r юе

Фиа 7

12631 1б йдд дав

)2Ь3))6

72

74

ЩизМ

Составитель В.Архипова

Редактор И.Шубина, Техред Л.Сердюкова, Корректор A.0бручар

Заказ 4353 Тираж 352 г 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

1)3035, Москва, )))-35, Рауаская иаб., д. 4/5

Проиэводственне-полиграфическое предприятие, r.ужгород, ул.Проектная, 4