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CN104183288B - 一种螺旋管检测探头推进装置 - Google Patents

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朱良
袁骊
廖述圣
吴磊
陈胜宇
邵文斌
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China Nuclear Power Operation Technology Corp Ltd
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Abstract

本发明属于适用于螺旋管及其它异型管材的无损检测的推进装置技术领域，具体涉及一种螺旋管检测探头推进装置。这种推进装置由空压机、换向阀、推拔器、气动推进装置、正向推动导管、反向回拉导管、探头和气缸组成；其中，空压机通过气管与换向阀连接；气动推进装置用来储存气体，当达到设定的临界压力时推动探头前进或后退；探头在螺旋管中前进时，空压机给气动推进装置充气提供前进动力，达到设定的临界压力时推动探头前进，同时压轮和探头盘同步转动，匀速释放探头；探头通过整根螺旋管时，气动推进装置停止送气，并且泄压至0MPa，同时空压机给气缸充气提供反向动力，达到设定的临界压力时推动探头回拉，控制匀速回收探头。

Description

一种螺旋管检测探头推进装置
技术领域
本发明属于适用于螺旋管及其它异型管材的无损检测的推进装置技术领域，具体涉及一种螺旋管检测探头推进装置。
背景技术
大部分的换热器换热管都是采用直管或者U型管的方式，而在有些特殊的换热器使用的却是不规则的换热管，比如：螺旋管、S型管材的管材。要对此类管材内表面进行无损检测，就必须要完成全管的通过性。
目前用于螺旋管检查的检测系统主要液压推进方式进行，包含：液压驱动系统、清洗和测量系统、视频系统和超声波系统。其工作原理为液压系统将水送入螺旋管中，推动探头从螺旋管一端进入，并进行螺旋管检查，液压系统采用可逆的水流推动探头在管内运动，检查结束后通过逆向的水流使其退出螺旋管。但是这种螺旋管检测系统使用水进行探头驱动，而在一些特殊螺旋管的检查，使用水作为驱动介质是不现实的，因为在有些铁磁性的螺旋管，如果使用这样的装置进行检查的话，就很有可能会导致这种管材生锈，减小使用寿命。而在核电站的一回路蒸发器中，如果使用水作为驱动介质的话，这些用于驱动的水都会带有放射性，导致进行设备维护相当麻烦。
因此，亟需研制一种可以用于核电站的一回路蒸发器中的，不采用水作为驱动介质的螺旋管检测探头推进装置，以解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种螺旋管检测探头推进装置，用气动式推进装置克服使用液压驱动装置进行螺旋管检查存在的弊端，拓宽螺旋管检测系统应用的空间。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种螺旋管检测探头推进装置，适用于核电站的一回路蒸发器中对螺旋管的检测，由空压机、换向阀、推拔器、气动推进装置、正向推动导管、反向回拉导管、探头和气缸组成；
其中，空压机通过气管与换向阀连接，分别为气动推进装置和气缸提供正向和反向的动力；气动推进装置是一个压力容器，用来储存气体，当达到设定的临界压力时推动探头前进或后退；气动推进装置底部支架上设置推拔器，在推拔器上设置盘绕着探头的探头盘，滚珠式结构的探头在前进时从气动推进装置的前盖板通过密封的正向推动导管进入到螺旋管一端中；气缸通过密封的反向回拉导管与螺旋管的另一端连接；推拔器通过压轮压紧探头，探头正向或反向运动时，探头盘随着探头一起运动，控制探头在气压的作用下匀速前进或后退通过螺旋管；探头在螺旋管中前进时，空压机给气动推进装置充气提供前进动力，达到设定的临界压力时推动探头前进，同时压轮和探头盘同步转动，匀速释放探头，释放的探头在气压的作用下匀速前进；探头通过整根螺旋管时，气动推进装置停止送气，并且泄压至0MPa，同时空压机给气缸充气提供反向动力，达到设定的临界压力时推动探头回拉，同时推拔器的压轮和探头盘反向转动，控制匀速回收探头。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，适用此装置的螺旋管直径≥300mm、展开长度≤80m、内径≥10mm、壁厚≤3mm。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，气动推进装置的面板的材料为以下材料中的一种：碳钢、不锈钢，其承受压力的上限≥1.6MPa。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，气动推动探头前进或回拉时的临界压力为0.4～0.6Mpa。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，探头的前进速度为100～200mm/s，回拉速度为300～600mm/s。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，探头的材料为以下材料中的一种：塑料、尼龙；螺旋管的材料为以下材料中的一种：不锈钢、碳钢、镍基合金钢。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，换向阀为两位四通，具有快速泄压功能。
进一步的，如上所述的一种螺旋管检测探头推进装置，气缸和反向回拉导管通过一个双向反螺纹套件固定连接以进行密封。
本发明相对于传统的技术方案，具有如下的技术效果：
（1）通过采用气体推进和机械推进两种方式结合推进；气体推力为主导作用，机械推进只起到匀速释放和回收探头的作用。可以避免液态驱动介质产生放射性水，容易对螺旋管产生腐蚀等影响。
（2）通过采用容器内部放置推拔器的形式；使其容易密封，可以有效控制探头前进和后推速度。
（3）通过采用滚珠式螺旋管专用探头，滚珠式的结构设计即可以减小探头与管壁之间的摩擦力，又可以释放探头在螺旋管运动中产生的扭矩力。
附图说明
图1是系统组成及工作原理图。
图中：1-探头，2-正向推动导管，3-气动推进装置，4-换向阀，5-空压机，6-螺旋管，7-反向推动导管，8-气缸。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体技术方案进行详细说明。
一种螺旋管检测探头推进装置，适用于核电站的一回路蒸发器中对螺旋管的检测，由空压机、换向阀、推拔器、气动推进装置、正向推动导管、反向回拉导管、探头和气缸组成；适用此装置的螺旋管直径≥300mm、展开长度≤80m、内径≥10mm、壁厚≤3mm。
其中，空压机通过气管与换向阀连接，分别为气动推进装置和气缸提供正向和反向的动力；换向阀为两位四通，具有快速泄压功能。气动推进装置是一个压力容器，用来储存气体，当达到设定的临界压力时推动探头前进或后退；气动推进装置的面板的材料为以下材料中的一种：碳钢、不锈钢，其承受压力的上限≥1.6MPa。
气动推进装置底部支架上设置推拔器，在推拔器上设置盘绕着探头的探头盘，滚珠式结构的探头在前进时从气动推进装置的前盖板通过密封的正向推动导管进入到螺旋管一端中；气缸通过密封的反向回拉导管与螺旋管的另一端连接；在本实施例中，气缸和反向回拉导管通过一个双向反螺纹套件固定连接以进行密封。推拔器通过压轮压紧探头，探头正向或反向运动时，探头盘随着探头一起运动，控制探头在气压的作用下匀速前进或后退通过螺旋管；探头在螺旋管中前进时，空压机给气动推进装置充气提供前进动力，达到设定的临界压力时推动探头前进，同时压轮和探头盘同步转动，匀速释放探头，释放的探头在气压的作用下匀速前进；探头通过整根螺旋管时，气动推进装置停止送气，并且泄压至0MPa，同时空压机给气缸充气提供反向动力，达到设定的临界压力时推动探头回拉，同时推拔器的压轮和探头盘反向转动，控制匀速回收探头。在本具体实施例中，气动推动探头前进或回拉时的临界压力为0.4～0.6Mpa。探头的前进速度为100～200mm/s，回拉速度为300～600mm/s。探头的材料为以下材料中的一种：塑料、尼龙；螺旋管的材料为以下材料中的一种：不锈钢、碳钢、镍基合金钢。
该系统的组成及工作原理图见图1。该套推进装置采用气体推进和机械推进两种方式结合推进，气体推动探头的前进和后推。探头安装在内置推拔器上，推拔器用于调节探头的前进和后推速度。螺旋管专用探头使用滚珠式的特殊结构，探头在气体和推拔器的配合下，匀速在螺旋管内运动。
螺旋管专用探头在螺旋管中运动，需要有一定的刚性与柔性，对结构的设计和材料的要求较高。探头结构采用滚珠式探头，通过探头大小珠子串联的特殊结构设计，当多个珠子首尾相接串连在一起的时，其中一个珠子的头部和另外一个珠子的尾部刚好能够套在一起，并且可以灵活转动；滚珠式的结构设计有一定的柔韧性，可以减小探头与管壁之间的摩擦力，又可以释放探头在螺旋管运动中产生的扭矩力。探头的材料一般选择硬度较小的材料，如塑料、尼龙，以免损伤螺旋管。
工作原理：探头在螺旋管中前进时，空压机向气动推进装置充气，使装置内达到足够驱动探头的压力值，此时探头在气流作用下有一个向前运动趋势，然后控制推拔器向前运动匀速释放探头，此时推拔器的作用主要是控制探头前进的速度，最终利用气体的推力使探头通过螺旋管。探头在螺旋管中回拉时，空压机给气缸充气提供反向推力，同时控制推拔器后退运动，起到回拉探头的作用。

Claims (6)

1.一种螺旋管检测探头推进装置，适用于核电站的一回路蒸发器中对螺旋管的检测，其特征在于：由空压机、换向阀、推拔器、气动推进装置、正向推动导管、反向回拉导管、探头和气缸组成；
其中，空压机通过气管与换向阀连接，分别为气动推进装置和气缸提供正向和反向的动力；
气动推进装置是一个压力容器，用来储存气体，当达到设定的临界压力时推动探头前进或后退；
气动推进装置底部支架上设置推拔器，在推拔器上设置盘绕着探头的探头盘，滚珠式结构的探头在前进时从气动推进装置的前盖板通过密封的正向推动导管进入到螺旋管一端中；气缸通过密封的反向回拉导管与螺旋管的另一端连接；
推拔器通过压轮压紧探头，探头正向或反向运动时，探头盘随着探头一起运动，控制探头在气压的作用下匀速前进或后退通过螺旋管；
探头在螺旋管中前进时，空压机给气动推进装置充气提供前进动力，达到设定的临界压力时推动探头前进，同时压轮和探头盘同步转动，匀速释放探头，释放的探头在气压的作用下匀速前进；
探头通过整根螺旋管时，气动推进装置停止送气，并且泄压至0MPa，同时空压机给气缸充气提供反向动力，达到设定的临界压力时推动探头回拉，同时推拔器的压轮和探头盘反向转动，控制匀速回收探头。
2.如权利要求1所述的一种螺旋管检测探头推进装置，其特征在于：气动推动探头前进或回拉时的临界压力为0.4～0.6Mpa。
3.如权利要求2所述的一种螺旋管检测探头推进装置，其特征在于：探头的前进速度为100～200mm/s，回拉速度为300～600mm/s。
4.如权利要求1所述的一种螺旋管检测探头推进装置，其特征在于：探头的材料为以下材料中的一种：塑料、尼龙；螺旋管的材料为以下材料中的一种：不锈钢、碳钢、镍基合金钢。
5.如权利要求1所述的一种螺旋管检测探头推进装置，其特征在于：换向阀为两位四通，具有快速泄压功能。
6.如权利要求1所述的一种螺旋管检测探头推进装置，其特征在于：气缸和反向回拉导管通过一个双向反螺纹套件固定连接以进行密封。
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