專(zhuān)利名稱(chēng)：一種核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波掃查裝置，具體涉及一種核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置。
背景技術(shù)：
CPR1000堆型核電站的主泵是用于驅(qū)動(dòng)冷卻劑在反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，連續(xù)不斷地把堆芯中產(chǎn)生的熱量傳遞給蒸汽發(fā)生器二次側(cè)給水。主泵確保有適當(dāng)流量流經(jīng)堆芯，從而冷卻堆芯。主泵主軸為不銹鋼鍛件，在主泵中主要起傳動(dòng)作用。由于其所處環(huán)境因素的影響，可能會(huì)在主泵主軸體上產(chǎn)生缺陷，尤其是鍵槽、密封面處的疲勞裂紋，或者表面較深磨損。為了保證運(yùn)營(yíng)安全，需要在機(jī)組大修時(shí)對(duì)主泵軸進(jìn)行無(wú)損探傷。由于主泵主軸材料的冶金組織和幾何結(jié)構(gòu)的不同，超聲波檢驗(yàn)時(shí)透過(guò)性存在一定差別。因此，可以通過(guò)對(duì)比歷次超聲波檢驗(yàn)結(jié)果來(lái)鑒別、判斷主泵主軸損傷開(kāi)裂的可能。目前對(duì)主泵主軸進(jìn)行超聲波檢測(cè)的裝置都是手動(dòng)的或半自動(dòng)的，例如武漢105所使用的檢查裝置固定在主泵主軸上部，周向和軸向的步進(jìn)都是靠手動(dòng)調(diào)節(jié)的，因此很難保證檢驗(yàn)時(shí)的步進(jìn)和速度均勻，而且這樣的固定方式不能保證該裝置與主泵軸的水平度以及垂直度。而英國(guó)PHOENIX公司設(shè)計(jì)了一種檢測(cè)裝置，可以針對(duì)周向和軸向焊縫進(jìn)行檢測(cè)，但是這款設(shè)備需要檢測(cè)人員進(jìn)行較多的手工操作，這樣對(duì)操作人員的要求比較高。如果將其應(yīng)用于檢測(cè)核電站主泵主軸，則檢測(cè)人員會(huì)受到較長(zhǎng)時(shí)間的輻射。所以，設(shè)計(jì)一種操作簡(jiǎn)單，能對(duì)核電站主泵主軸進(jìn)行自動(dòng)掃查的裝置很有必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種超聲波自動(dòng)掃查裝置，僅通過(guò)檢測(cè)人員的簡(jiǎn)單操作即可對(duì)主泵軸進(jìn)行自動(dòng)掃查，大大降低受到的輻射量。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，它包括:
定位架，所述的定位架用于固定在待檢測(cè)主泵主軸上，其包括上支承環(huán)、一端固定在上支承環(huán)上的多根導(dǎo)向柱、與導(dǎo)向柱另一端相固定的下支承環(huán)；
周向運(yùn)動(dòng)模塊，與所述的上支承環(huán)相連接，用于圍繞主泵主軸作周向旋轉(zhuǎn)，其包括固定在上支承環(huán)上的多個(gè)連接件、與連接件相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、固定在上支承環(huán)上用于驅(qū)動(dòng)周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；
軸向運(yùn)動(dòng)模塊，設(shè)置在所述的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)底部，用于固定并帶動(dòng)探頭模塊作軸向運(yùn)動(dòng)，其包括固定在周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)底部與主泵主軸軸心線(xiàn)平行的懸掛體、沿主泵主軸軸心線(xiàn)方向平行固定在懸掛體上的兩根支承桿、分別設(shè)置在支承桿上能上下運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)、連接兩個(gè)連接機(jī)構(gòu)的支承板、安裝在懸掛體上的軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)；
探頭模塊，其用于發(fā)射超聲波，包括平行固定在支承板上的多個(gè)氣缸、與氣缸相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的氣動(dòng)控制探頭架、安裝在探頭架上的超聲波探頭；
電控系統(tǒng)，用于接收指令并輸出相應(yīng)信號(hào)至所述的電機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查。對(duì)上述技術(shù)方案所采用的進(jìn)一步變換和優(yōu)化為:
所述的下支承環(huán)底面設(shè)有與主泵主軸臺(tái)階面相匹配的卡合部，使掃查裝置與主泵主軸保持固定和垂直。所述的懸掛體是由與周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)相固定的支承臺(tái)和多根型材圍成的框體。所述的型材上還設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)所成直線(xiàn)與主泵主軸軸心線(xiàn)平行，防止軸向運(yùn)動(dòng)超出限制范圍。所述的兩個(gè)連接機(jī)構(gòu)一個(gè)為絲杠螺母，另一個(gè)為直線(xiàn)軸承，與絲杠螺母連接的支承桿為絲杠
所述的上支承環(huán)側(cè)面設(shè)有多個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的定位孔、安裝在定位孔上與其數(shù)目一致的定位螺栓、固定在各個(gè)定位螺栓頂部的墊片。所述的定位孔、定位螺栓、墊片均為三個(gè)，其中兩個(gè)定位螺栓固定在定位孔里不可旋動(dòng)，另一個(gè)定位螺栓可以調(diào)節(jié)，由于兩個(gè)固定的定位螺栓已將軸心確定，操作人員在固定掃查裝置是只需旋緊另一個(gè)定位螺栓即可，操作程序大大簡(jiǎn)化。所述的超聲波探頭規(guī)格為IMHz 76°、1.5MHz 51°、相控陣探頭中的一種。由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn):1)采用全自動(dòng)的掃查方式，減輕了技術(shù)人員所受的輻射劑量和工作量；2)利用主泵軸的臺(tái)階面定位，保證了掃查裝置與主泵軸的垂直度，可以提高定位精度；3)采用氣動(dòng)控制的探頭架，可以合理控制探頭與掃查面的壓緊力，可以起到保護(hù)探頭和提高掃查精度的作用；4)三點(diǎn)自動(dòng)對(duì)中的定位方式，能準(zhǔn)確保證掃查裝置與軸的垂直度，且一體式的設(shè)計(jì)減少了操作人員現(xiàn)場(chǎng)的安裝時(shí)間。


附圖1為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置結(jié)構(gòu)示意 附圖2為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置定位架及周向運(yùn)動(dòng)模塊組合示意圖； 附圖3為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置安裝在主泵軸上的上端定位方式圖； 附圖4為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置安裝在主泵軸上的下端定位方式圖； 附圖5為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置軸向運(yùn)動(dòng)模塊及探頭模塊組合示意圖； 附圖6為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置探頭模塊結(jié)構(gòu)示意 附圖7為本發(fā)明主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置安裝在主泵軸上的結(jié)構(gòu)示意圖。其中:1、定位架，11、上支承環(huán)，111、定位孔，112、定位螺栓，113、墊片，12、導(dǎo)向柱，
13、下支承環(huán)，131、下支承環(huán)卡合部，2、周向運(yùn)動(dòng)模塊，21、連接件，211、連接件凹槽，22、周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)，221、周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)邊緣凸痕，23、電機(jī)，3、軸向運(yùn)動(dòng)模塊，31、懸掛體，311、支承臺(tái)，312、型材，32、支承桿，33、連接機(jī)構(gòu)，331、絲杠螺母，332、直線(xiàn)軸承，34、支承板，35、軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)，36、限位開(kāi)關(guān)，4、探頭模塊，41、氣缸，42、探頭架，43、超聲波探頭，5、主泵主軸。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，主要包括定位架1、周向運(yùn)動(dòng)模塊
2、軸向運(yùn)動(dòng)模塊3、探頭模塊4、電控系統(tǒng)，其中定位架I主要用于將掃查裝置固定在主泵主軸5上，周向運(yùn)動(dòng)模塊2用于圍繞主泵主軸5作周向旋轉(zhuǎn)，軸向運(yùn)動(dòng)模塊3用于帶動(dòng)探頭模塊4作軸向運(yùn)動(dòng)；電控系統(tǒng)用于接收指令并輸出相應(yīng)信號(hào)至電機(jī)23及34、超聲波探頭43，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查。下面將對(duì)各部分結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行詳細(xì)的描述:如圖1-7所示，所述的定位架I包括上支承環(huán)11、一端固定在上支承環(huán)11上的三根導(dǎo)向柱12、與導(dǎo)向柱12另一端相固定的下支承環(huán)13，其中下支承環(huán)13底面設(shè)有與主泵主軸臺(tái)階面相匹配的卡合部131，上支承環(huán)11側(cè)面設(shè)有3個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的定位孔111并安裝有三個(gè)定位螺栓112，三個(gè)定位螺栓112頂部分別固定一個(gè)墊片113。所述的周向運(yùn)動(dòng)模塊2包括固定在上支承環(huán)11上的三個(gè)連接件21、與連接件21相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22、固定在上支承環(huán)11上用于驅(qū)動(dòng)周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22旋轉(zhuǎn)的電機(jī)23，其中連接件21為設(shè)有凹槽211的螺母、周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22邊緣有與螺母凹槽相匹配的凸痕221。所述的軸向運(yùn)動(dòng)模塊3包括固定在周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22底部與主泵主軸5軸心線(xiàn)平行的懸掛體31、沿主泵主軸5軸心線(xiàn)方向平行固定在懸掛體31上的兩根支承桿32、分別設(shè)置在支承桿32上能上下運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)33、連接兩個(gè)連接機(jī)構(gòu)33的支承板34、安裝在懸掛體31上的軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)35，其中懸掛體31是固定在周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22底部的支承臺(tái)311和三根型材312圍成的框體；兩個(gè)連接機(jī)構(gòu)33，一個(gè)為絲杠螺母331，另一個(gè)為直線(xiàn)軸承332，與絲杠螺母331連接的支承桿32為絲杠；型材312上還設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)36。所述的探頭模塊4用于發(fā)射超聲波，包括平行固定在支承板34上的兩個(gè)氣缸41、與氣缸41相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的氣動(dòng)控制探頭架42、安裝在探頭架42上的超聲波探頭43。所述的電控系統(tǒng)用于接收指令并輸出相應(yīng)信號(hào)至所述的電機(jī)23及35、超聲波探頭43，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查(圖中未顯示)。上述對(duì)本發(fā)明核電站主泵軸超聲波自動(dòng)掃查裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō)明，下面對(duì)其工作原理做簡(jiǎn)要說(shuō)明:
如圖4和圖7所示，使用時(shí)，將主泵軸超聲波自動(dòng)掃查裝置安裝在主泵軸的臺(tái)階面上，使其與下支承環(huán)13底部的卡合部131卡合，然后將固定在上支承環(huán)11上用于定位的兩個(gè)定位螺栓112上墊片113緊貼在主泵軸的表面上，旋緊另一個(gè)定位螺栓112，使其頂部墊片113也緊貼主泵軸的表面，此時(shí)整個(gè)超聲波自動(dòng)掃查裝置即可固定在主泵軸上；用電控部分的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)23，帶動(dòng)周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)22邊緣凸痕221在連接件21的凹槽211里進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)固定在支承環(huán)22下方的懸掛體31進(jìn)行周向旋轉(zhuǎn)；接著電控部分的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)35帶動(dòng)支承板33向上或者向下運(yùn)動(dòng),進(jìn)一步帶動(dòng)探頭模塊4向上或者向下運(yùn)動(dòng)，限位開(kāi)關(guān)36用于防止軸向運(yùn)動(dòng)超出限制范圍；隨后電控部分的信號(hào)調(diào)節(jié)氣缸41內(nèi)的氣體壓力，使得探頭架42轉(zhuǎn)動(dòng)從而緊貼主泵軸表面；最后收集超聲波信號(hào)與初始超聲波信號(hào)對(duì)比分析即可。上述實(shí)施例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:它包括: 定位架(1)，所述的定位架(I)用于固定在待檢測(cè)主泵主軸(5)上，其包括上支承環(huán)(11)、一端固定在上支承環(huán)(11)上的多根導(dǎo)向柱(12)、與導(dǎo)向柱(12)另一端相固定的下支承環(huán)(13)； 周向運(yùn)動(dòng)模塊(2)，其與所述的上支承環(huán)(11)相連接，用于圍繞主泵主軸(5)作周向旋轉(zhuǎn)，其包括固定在上支承環(huán)(11)上的多個(gè)連接件(21)、與連接件(21)相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)、固定在上支承環(huán)(11)上用于驅(qū)動(dòng)周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)(23)； 軸向運(yùn)動(dòng)模塊(3)，其設(shè)置在所述的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)底部，用于固定并帶動(dòng)探頭模塊(4)作軸向運(yùn)動(dòng)，其包括固定在周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)底部與主泵主軸(5)軸心線(xiàn)平行的懸掛體(31)、沿主泵主軸(5)軸心線(xiàn)方向平行固定在懸掛體(31)上的兩根支承桿(32)、分別設(shè)置在支承桿(32 )上能上下運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)(33 )、連接兩個(gè)連接機(jī)構(gòu)(33 )的支承板(34)、安裝在懸掛體(31)上的軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)(35)； 探頭模塊(4)，其用于發(fā)射超聲波，包括平行固定在支承板(34)上的多個(gè)氣缸(41)、與氣缸(41)相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的氣動(dòng)控制探頭架(42 )、安裝在探頭架(42 )上的超聲波探頭(43 ); 電控系統(tǒng)，用于接收指令并輸出相應(yīng)信號(hào)至所述的電機(jī)(23，35)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)待檢測(cè)主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的下支承環(huán)(13)底面設(shè)有與主泵主軸臺(tái)階面相匹配的卡合部(131)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的連接件(21)上有凹槽(211)，周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)邊緣有與連接件(21)凹槽(211)相匹配的凸痕(221)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的懸掛體(31)是由與周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)(22)相固定的支承臺(tái)(311)和多根型材(312)圍成的框體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的型材(312)上還設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)(36)，兩個(gè)所述的限位開(kāi)關(guān)(36)所成直線(xiàn)與主泵主軸(5)軸心線(xiàn)平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的連接機(jī)構(gòu)(33) 一個(gè)為直線(xiàn)軸承(332)，另一個(gè)為絲杠螺母(331 )，與絲杠螺母(331)連接的支承桿(32)為絲杠。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的上支承環(huán)(11)側(cè)面設(shè)有多個(gè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置的定位孔(111)、安裝在定位孔(111)上與其數(shù)目一致的定位螺栓(112 )、固定在各個(gè)定位螺栓(112 )頂部的墊片(113 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的定位孔(111 )、定位螺栓(112 )、墊片(113 )均為三個(gè)，其中兩個(gè)定位螺栓(112 )固定在定位孔(111)里不可旋動(dòng)，另一個(gè)定位螺栓(112 )可以調(diào)節(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的核電站主泵主軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，其特征在于:所述的超聲波探頭(43)規(guī)格為IMHz 76°、1.5MHz 51°、相控陣探頭中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種核電站主泵軸超聲波自動(dòng)掃查裝置，包括定位架、周向運(yùn)動(dòng)模塊、軸向運(yùn)動(dòng)模塊、探頭模塊及電控系統(tǒng)。其中定位架包括上支承環(huán)、多根導(dǎo)向柱、下支承環(huán)；周向運(yùn)動(dòng)模塊包括固定在上支承環(huán)上的多個(gè)連接件、與連接件相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的周向轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)、電機(jī)、與主泵主軸軸心線(xiàn)平行的懸掛體；軸向運(yùn)動(dòng)模塊包括兩根支承桿、分別設(shè)置在支承桿上能上下運(yùn)動(dòng)的連接機(jī)構(gòu)、軸向驅(qū)動(dòng)電機(jī)；探頭模塊包括多個(gè)氣缸、與氣缸相轉(zhuǎn)動(dòng)連接的氣動(dòng)控制探頭架、安裝在探頭架上的超聲波探頭。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，檢測(cè)人員通過(guò)簡(jiǎn)單操作即可對(duì)主泵主軸進(jìn)行自動(dòng)掃查，大大降低受到的輻射量。
文檔編號(hào)G01N29/265GK103115964SQ20131003369
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者肖學(xué)柱, 諶梁, 馬官兵, 洪茂成, 康志平, 余哲 申請(qǐng)人:中廣核檢測(cè)技術(shù)有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司, 中國(guó)廣東核電集團(tuán)有限公司