用於檢查大致柱形的物體的檢查車輛的製作方法

2023-06-17 02:54:01

專利名稱：用於檢查大致柱形的物體的檢查車輛的製作方法
技術領域：
本發明涉及檢查旋轉的機器的較大的零件的領域。它涉及一種根據權利要求1的前序部分的檢查車輛。
背景技術：
在蒸汽渦輪、而還有其它的渦輪的特別的轉子中，快速旋轉的構件須不時經受檢查，在其中渦輪的轉子尤其被檢查裂紋。此類裂紋經常出現在周圍的葉片安裝槽中，在其中渦輪的葉片抵抗出現的離心力被保持。這種檢查經常利用超聲波傳感器進行，超聲波傳感器構造成單通道或多通道超聲波測量頭(相控陣)且執行運轉持續時間確定(所謂的UT/ PA/T0FD技術)。在檢查時，一個或兩個超聲波傳感器須以高精度沿著安裝在轉子中的葉片的底部被引導，以便掃描轉子的關鍵區域，即環槽⑴mfangsnut)。為了在這些檢查中能夠達到結果的良好的可重複性和所獲得的數據的良好的質量，檢查應與對應的位置確定相聯繫。機動化的檢查是非常有利的，一方面由於可重複的且可精確維持的行駛速度和與此相聯繫的測量結果的更好的可重複性，另一方面由於待檢查的區域的較差的可接近性(在葉片排之間)。因為對於葉片排之間的凹槽中的這樣的檢查，在該處存在的圓環形的在凹槽底部中的密封條經常未被事先拆卸，所以它是對於自動化檢查的重大障礙。在現有技術中目前通常是手動地或利用在檢查之前移除密封條和在檢查之後重裝密封條執行此類檢查。然而，這種方式是費時的、僅提供受限制的數據質量以及不太可復現的結果且受缺乏的可接近性阻礙。然而也已使用固定的機器人臂。機器人臂在其應用中非常靈活，然而以較大的機器人為前提條件且需要較長的準備時間。而特別不利的是，待檢查的轉子須被轉動，這使得 (較重且較貴的)轉動機構變得必需。而移動的掃描儀也已經是已知的，其可掃過(abfahren)轉子的圓周且在此進行必需的檢查。這些移動的掃描儀大多數裝備有較寬的磁性的輪子，使得它們不能對付在轉子的圓周處出現的障礙物、尤其與可多重存在的且部分地具有僅9mm的距離的圓環形的密封條配合。

發明內容
因此，本發明的目的是提供一種檢查車輛，其適用於自動地檢查轉子，在其中在圓周處存在尤其以圓環形的密封條的形式的障礙物，其阻撓圓周由車輛掃過。該目的通過權利要求1的特徵的總體來實現。根據本發明的檢查車輛，其具有底盤以及多個輪子，輪子這樣可轉動地且至少部分可機動地驅動地布置在底盤處，即，在輪子上的底盤可沿著待檢查的柱形的物體的外圓周被移動，其中，在底盤處布置有磁性的器件，其將檢查車輛保持在柱形的物體的表面上，其特徵在於，它具有足夠的底部間隙 (Bodenfreiheit)，其使得能夠沒有問題地駛越處於待檢查的柱形的物體的外圓周處的障礙物、尤其一個或多個圓環形的從柱體表面徑向伸出的且多數在周向上延伸的障礙物、尤其徑向伸出的密封條。根據本發明的檢查車輛的一個設計方案特徵在於，磁性的器件包括磁體組件，其在底部間隙的區域中布置在底盤下方。通過輪子與磁性的器件的分開，車輛的運動和附著可被分開地優化。尤其地，輪子可選擇得非常狹窄，使得車輛也可被使用在緊密相鄰的障礙物或者密封條之間。本發明的另一設計方案特徵在於，磁體組件包括一個或多個永久磁體。由此可在無能量消耗的情況下實現較高的附著力。本發明的另一設計方案特徵在於，磁體組件包括一個或多個優選地可接通且可斷開的電磁體。此處，為了附著雖然須使用能量，然而為此附著能夠被控制。本發明的另一設計方案特徵在於，為了避開障礙物，磁體組件至底部的距離和/ 或磁體組件的位置橫向於行駛方向是可調節的。由此，車輛可靈活地匹配於不同的使用條件。本發明的另一設計方案特徵在於，磁體組件為了減少與駛越的障礙物的相互作用設有非磁性的蓋板。由此，可在與障礙物碰撞時減少或完全避免損傷以及阻止附著在磁性的障礙物處。本發明的另一設計方案特徵在於，輪子橫向於行駛方向是可調節的。該措施也引起使用時增加的靈活性，這是因為輪距(Spurbreite)可適應於障礙物的類型。本發明的另一設計方案特徵在於，輪子自身是磁性的且形成磁性的器件。在該情況中，取消單獨的磁體組件，這引起相對於障礙物的增加的公差。本發明的另一設計方案特徵在於，檢查車輛具有驅動單元，其以可控制的方式驅動輪子中的至少一個。由此使得能夠自動化地、自主地操作車輛。本發明的另一設計方案特徵在於，在檢查車輛處設置有用於側向引導車輛的器件。尤其地，作為在車輛的至少一個縱側(Laengsseite)處的側向的導向器件布置有在行駛方向上延伸的導向結構，藉助於該導向結構，檢查車輛可在柱形的物體的直徑梯段 (Durchmesserabsatz)處在周向上被引導。然而，也可想到的是，在環形的密封條處引導車輛。優選地，導向結構包括長形的導軌。當導向結構或者導軌是磁性的時，它被導向輪廓吸引。由此利用僅一個軌道可實現兩側的導向。本發明的另一設計方案特徵在於，導向器件具有用於測量側向的距離的傳感器， 其與用於控制車輛的行駛方向的器件共同起作用。藉助於控制單元，那麼可根據預先給定的常數或在時間上可變化的值調整側向的距離。在此，車輛例如可主動地通過附加的轉向軸來控制。本發明的另一設計方案特徵在於，檢查車輛具有一個或多個傳感器，其適合用於優選地無幹擾地檢查柱形的物體。利用這些傳感器可以在較寬的區域上利用車輛掃描物體和檢查變化。本發明的另一設計方案特徵在於，傳感器可調節地且/或有彈性地被固定在傳感器臂的端部處，傳感器臂從檢查車輛的底盤起在行駛方向上延伸。因此，傳感頭可匹配於物體的幾何形狀且同時更少地被車輛自身影響。本發明的另一設計方案特徵在於，傳感器構造為超聲波傳感器(UT傳感器)、尤其為相控陣傳感器。由此根據傳感器的類型能夠以經驗證的技術執行大量的檢查。在此，利用相控陣傳感器可以以電子的掃描覆蓋待檢查的物體的更大的區域。本發明的另一設計方案特徵在於，在檢查車輛處設置有運動傳感器，其記錄檢查車輛的瞬時的行駛速度和/或經過的行程。利用運動傳感器不僅可監測和控制車輛的運動，而且檢查數據也可關聯於相應的車輛位置，以便因此確保探測到的缺陷在物體中的可靠的定位。本發明的另一設計方案特徵在於，作為運動傳感器設置有編碼器，其記錄輪子中的至少一個的轉動。由此可特別簡單地確定和監測車輛的位置和速度。本發明的另一設計方案特徵在於，附加地存在外部的運動傳感器，其記錄車輛相對於底部的運動。利用外部的運動傳感器可抵消輪子在底部上的滑動。本發明的又一設計方案特徵在於，設置有用於控制檢查車輛在柱形的物體的表面上的運動的控制裝置，其使檢查結果相關於檢查車輛在柱形的物體的表面上的相應的位置。


下面，根據實施例與附圖相聯繫地詳細闡述本發明。其中圖1顯示了帶有所屬的葉片系統的蒸汽渦輪的轉子的側視圖；圖2顯示了在直徑梯段或者凹槽的區域中通過渦輪轉子的縱截面，其中，在凹槽底部作為對於檢查車輛的障礙物布置有多個圓環形的密封條；圖3顯示了根據本發明的實施例的檢查車輛的側視圖；圖4顯示了在安裝在根據圖2的凹槽的凹槽底部上的情況中在周向上觀察的圖3 的檢查車輛；以及圖5顯示了對根據本發明的檢查車輛的控制線路的非常簡化的示意圖。附圖標記列表10轉子(例如蒸汽渦輪)11轉子軸12葉片排13轉子葉片14葉片間隙(環繞的)15外表面(轉子軸)16密封條17磁體組件18磁體支架19調節裝置20檢查車輛21 底盤
22輪子
23傳感器臂
30，36傳感器(例如超聲波)
31導軌(側向的)
32行程測量裝置(外部的)
；34臂
40控制線路
41傳感器
42驅動器
43編碼器(行程測量裝置)
44掃描軟體
45供電單元
46計算機
具體實施例方式圖1顯示了蒸汽渦輪的轉子10的照片，其具有多個帶有轉子葉片13的葉片排12， 其圍繞中間的轉子軸11在周圍布置。轉子葉片13以其葉片底部被保持在環形地環繞的葉片凹槽中且在其間形成環繞的葉片間隙14，其中的一個在圖2中以橫截面形式部分地示出。圖2的葉片間隙14包括轉子葉片13，其處在轉子軸11中的環繞的葉片凹槽中，且側向由轉子葉片13限制，其在葉片間隙14由車輛經過時可被用作側向的參考面。在圖2中顯示了示例性地三個並排地處於轉子軸11的外表面15中的密封條16， 其被放入到外表面15中，然而從外表面15徑向伸出一塊。它尤其是該類型的障礙物，其使得不能使用傳統的車輛。在圖3和4中在一個經驗證的實施例中示出的新型的檢查車輛這樣設計，即，它在其前進運動中不被此類障礙物影響。圖3以側向的視圖顯示了根據本發明的示例性的檢查車輛20，而圖4以前視圖顯示了相同的車輛。檢查車輛20具有大致矩形的構型的緊湊的底盤21，在底盤21處在行駛方向上在前和在後相應地可轉動地安裝有成對的輪子22，其中的至少一個可通過安置在底盤21中的驅動單元(圖5中的42)來驅動。如在圖4中在前視圖中可辨認出的那樣，輪子22實施成非常狹窄，以便能夠沒有困難地在外表面15上的緊密地並排的密封條16之間滾動。此外，輪子22具有相對較大的外徑，以便給檢查車輛20提供必要的底部間隙，從而車輛能夠可靠地駛過從外表面15伸出的密封條16(圖4)。在底盤21的下側上布置有帶有永久磁體的磁體組件17，其用於將檢查車輛20在行駛時可靠地保持在轉子10的圓周面上。磁體組件17輕微彎曲地實施，由此它被更好地匹配於轉子的彎曲的圓周面。磁體組件17被磁體支架18保持在底盤21的下側上，磁體支架 18被固定在底盤21處且藉助於調節裝置19可在高度上進行調節。由此能夠用手在底部上相應地在高度上這樣調整磁體組件17，即，能夠可靠地駛越障礙物且同時施加用於車輛的必要的附著力。此外，因此在車輛放置在檢測物體上以及從檢測物體移除時可以以簡單的方式減小磁性的附著力。然而，帶有安裝在其處的磁體組件17的磁體支架18優選地也可
7橫向於行駛方向被推動，以便能夠使狹窄地實施的磁體組件17適應於相鄰的密封條16之間的空隙(圖4)。此外，在底盤21處安裝有在行駛方向上延伸的傳感器臂23，其較遠地突出於底盤 21且在其前面的自由端處攜帶有一個(或多個)相應的傳感器30。通過該設計方案，檢查車輛20靈活地匹配於在轉子10處的不同的給定條件是可能的。如在圖4中可清楚地辨認出的那樣，檢查車輛20能夠以該方式沒有困難地在轉子的葉片間隙14中穿過，雖然須駛越多個作為障礙物的密封條16。側向地在檢查車輛20處，在行駛方向上延伸的導軌31布置在輪子22之外，檢查車輛20的行駛方向藉助導軌31可在暫時的參考面處取向且平行於該參考面。在車輛的面對傳感頭觀的端部處，單獨的行程測量裝置32被固定在底盤21處且位於底部上。利用行程測量裝置32可不依賴於輪子22的滑動記錄由檢查車輛20經過的行程或者確定檢查車輛20的速度。對於自動的檢查必需的控制線路示意性地在圖5中示出。檢查車輛20的驅動器 42與供電單元45相連接。行程測量裝置43將位置信號提供到掃描軟體44處。傳感器41 對於裂縫檢測的結果也被輸入到該軟體中。在計算機46上運行的掃描軟體44將位置數據與檢查數據聯繫起來並且評估這些數據。總的來說，通過所建議的檢查車輛得出以下優點 檢查更可靠； 對於檢查不須或僅須進行較少的準備； 轉子不須為了檢查而被轉動，從而不產生與其它伺服工作的衝突，且不需要較重的、經常不可使用的用於轉動轉子的輔助器件； 檢查非常快速地實現； 檢查車輛較小且較輕，所屬的裝備能夠容易地運輸。
權利要求
1.一種用於檢查由可磁化的材料構成的大致柱形的物體、尤其蒸汽渦輪或其它渦輪的轉子(10)的檢查車輛(20)，所述檢查車輛00)具有底盤以及多個輪子(22)，所述輪子0 這樣可轉動地且至少部分地能夠機動地驅動地布置在所述底盤處，即，在所述輪子0 上的所述底盤能夠沿著待檢查的所述柱形的物體(10)的外圓周被移動，其中，在所述底盤處布置有磁性的器件(17-19)，其將所述檢查車輛OO)保持在所述柱形的物體(10)的表面上，其特徵在於，所述檢查車輛OO)具有足夠的底部間隙，其使得能夠沒有問題地駛越處於待檢查的所述柱形的物體(10)的外圓周處的障礙物、尤其一個或多個圓環形的從柱體表面徑向伸出的且多數在周向上延伸的障礙物、尤其徑向伸出的密封條(16)。
2.根據權利要求1所述的檢查車輛，其特徵在於，所述磁性的器件(17-19)包括磁體組件(17)，其在所述底部間隙的區域中布置在所述底盤下方。
3.根據權利要求2所述的檢查車輛，其特徵在於，所述磁體組件(17)包括一個或多個永久磁體。
4.根據權利要求2所述的檢查車輛，其特徵在於，所述磁體組件(17)包括一個或多個、 優選地可接通且可斷開的電磁體。
5.根據權利要求2-4中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，為了避開障礙物，所述磁體組件(17)至底部的距離和/或所述磁體組件(17)的位置橫向於所述行駛方向能夠進行調節。
6.根據權利要求2-5中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，所述磁體組件(17)為了減少與駛越的障礙物的相互作用設有非磁性的蓋板。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，所述輪子0 能夠橫向於所述行駛方向調節。
8.根據權利要求1所述的檢查車輛，其特徵在於，所述輪子0 自身是磁性的且形成所述磁性的器件。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，所述檢查車輛OO)具有驅動單元(42)，其以可控制的方式驅動所述輪子0 中的至少一個。
10.根據權利要求1-9中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，在所述檢查車輛OO)處設置有用於側向引導所述車輛的器件(31)。
11.根據權利要求10所述的檢查車輛，其特徵在於，作為側向的導向器件在所述車輛的至少一個縱側處布置有在行駛方向上延伸的導向結構(31)，藉助於所述導向結構(31) 所述檢查車輛能夠在所述柱形的物體的直徑梯段處在周向上被引導。
12.根據權利要求11所述的檢查車輛，其特徵在於，所述導向結構包括長形的導軌 (31)。
13.根據權利要求11或12所述的檢查車輛，其特徵在於，所述導向結構或導軌(31)是磁性的。
14.根據權利要求10所述的檢查車輛，其特徵在於，所述導向器件具有用於測量所述側向的距離的傳感器，其與用於控制所述車輛的行駛方向的器件共同起作用。
15.根據權利要求1-14中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，所述檢查車輛OO)具有一個或多個傳感器(30)，其適用於優選地無幹擾地檢查所述柱形的物體。
16.根據權利要求15所述的檢查車輛，其特徵在於，所述傳感器(30)可調節地且/或有彈性地被固定在傳感器臂的端部處，所述傳感器臂從所述檢查車輛00)的底盤起在行駛方向上延伸。
17.根據權利要求15或16所述的檢查車輛，其特徵在於，所述傳感器(30)構造為超聲波傳感器、尤其為相控陣傳感器。
18.根據權利要求1-17中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，在所述檢查車輛OO) 處設置有運動傳感器(43)，其記錄所述檢查車輛OO)的瞬時的行駛速度和/或所經過的行程。
19.根據權利要求18所述的檢查車輛，其特徵在於，作為運動傳感器設置有編碼器 (43)，其記錄所述輪子0 中的至少一個的轉動。
20.根據權利要求19所述的檢查車輛，其特徵在於，附加地存在外部的運動傳感器，其記錄所述車輛相對於底部的運動。
21.根據權利要求1-20中任一項所述的檢查車輛，其特徵在於，用於控制所述檢查車輛OO)的控制裝置(41-46)設置在所述柱形的物體的表面上，其使檢查結果相關於所述檢查車輛OO)在所述柱形的物體的表面上的相應的位置。
全文摘要
本發明涉及一種用於檢查由可磁化的材料構成的大致柱形的物體、尤其蒸汽渦輪或其它渦輪的檢查車輛(20)，其具有底盤(21)以及多個輪子(22)，輪子(22)這樣可轉動地且至少部分地可機動地驅動地布置在底盤(21)處，即，在輪子(22)上的底盤(21)可沿著待檢查的柱形的物體(10)的外圓周被移動，其中，在底盤(21)處布置有磁性的器件，其將檢查車輛(20)保持在柱形的物體(10)的表面上。檢查的容易化由此實現，即，檢查車輛(20)具有足夠的底部間隙，其使得能夠沒有問題地駛越處於待檢查的柱形的物體(10)的外圓周處的障礙物、尤其一個或多個圓環形的從柱體表面徑向伸出的密封條(16)。
文檔編號G01C23/00GK102410843SQ20111027875
公開日2012年4月11日 申請日期2011年9月9日 優先權日2010年9月9日
發明者I·託門-斯塔門科夫, S·拉博德, W·澤施 申請人:阿爾斯通技術有限公司