一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置的製作方法

2023-05-13 10:46:56

本發明屬於核電站蒸汽發生器傳熱管無損檢測技術，具體涉及一種蒸汽發生器傳熱管渦流檢測探頭的驅動裝置。

背景技術：

在核電站中，蒸汽發生器傳熱管是核電站的主要設備和反應堆冷卻系統的壓力邊界，其壓力邊界面積佔一迴路邊界的70％以上。由於傳熱管均為1mm左右的薄壁管，而且運行工況十分惡劣，所以傳熱管是一迴路壓力邊界最為薄弱的環節。國際核電運行資料統計表明，約為50％以上的在用蒸汽發生器均發生傳熱管不同程度的破損。國內外各核電國家均對蒸汽發生器傳熱管定期實施役前檢查和在役檢查。

在蒸汽發生器傳熱管渦流檢查中，渦流檢測探頭需要穿過傳熱管，且探頭回拉過程中對傳熱管進行渦流信號的採集。因此需要設計一種能夠滿足上述要求的渦流檢測探頭的傳動結構。

技術實現要素：

本發明目的在於提供一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動定位裝置，當渦流探頭穿過傳熱管過程中，該裝置對傳熱管進行渦流信號的採集。

本發明的技術方案如下：

一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置，包括主傳動箱和旋轉傳動箱，所述的旋轉傳動箱能夠相對於主傳動箱、繞其旋轉中心轉動，所述的主傳動箱上設有第一主傳動軸和第二主傳動軸，所述的旋轉傳動箱位於第一主傳動軸和第二主傳動軸之間，旋轉中心為第一主傳動軸和第二主傳動軸的中間 位置，旋轉傳動箱的側面與所述的第一主傳動軸和第二主傳動軸分別保留一定間隙；所述的旋轉傳動箱上設有第一旋轉傳動軸和第二旋轉傳動軸，第一旋轉傳動軸和第二旋轉傳動軸連線的中點為旋轉中心；所述的第一主傳動軸、第二主傳動軸、第一旋轉傳動軸和第二旋轉傳動軸均伸出箱體並成「x」型布置，4根傳動軸的端部分布在「x」的4個頂點上；

還包括能夠轉動的傳動軸和固定於傳動軸上的錐齒輪，所述的錐齒輪連接驅動機構；所述的傳動軸一部分設於主傳動箱內，另一部分設於旋轉傳動箱內，傳動軸的兩端分別固定安裝有主傳動齒輪和旋轉傳動齒輪，所述的主傳動齒輪與固定設於第一主傳動軸上的第一主傳動齒輪、設於主傳動箱內的主傳動中間齒輪分別嚙合，同時所述的主傳動中間齒輪與固定設於第二主傳動軸上部的第二主傳動齒輪嚙合；所述的旋轉傳動齒輪分別與固定設於所述的第二旋轉傳動軸上的第二旋轉齒輪、設於旋轉傳動箱內的旋轉中間齒輪分別嚙合，同時所述的旋轉中間齒輪與固定設於所述的第一旋轉傳動軸上的第一旋轉齒輪嚙合。

在上述的一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置中，所述的主傳動箱上加工有安裝槽，旋轉傳動箱上加工有凸出端部，凸出端部通過軸承安裝在主傳動箱上的安裝槽內。

在上述的一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置中，所述的旋轉傳動箱外設有氣缸，驅動相對於主傳動箱轉動。

在上述的一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置中，所述的驅動機構包括與所述錐齒輪嚙合的驅動錐齒輪、與主傳動箱固定連接的電機、與所述電機連接第一齒輪軸、固定於第一齒輪軸上的第一齒輪、與第一齒輪嚙合的第二齒輪和與所述的傳動軸方向垂直的第二齒輪軸，所述的驅動錐齒輪固定於第二齒輪軸的一端，第二齒輪軸的另一端固定設有第二齒輪。

在上述的一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置中，所述的第一主傳動軸、第二主傳動軸、第一旋轉傳動軸和第二旋轉傳動軸上均設有探頭，探頭外設有橡膠輪。

在上述的一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置中，在所述的「x」型布置中，上方相鄰的主傳動軸和旋轉傳動軸外設有上壓輪罩，下方相鄰的主傳動軸和旋轉傳動軸外設有下壓輪罩，所述的上壓輪罩和下壓輪罩將「x」型布置的傳動軸包圍。

本發明的顯著效果在於：

通過設計傳動軸，帶動與傳動軸相連的主傳動齒輪和旋轉傳動齒輪同時轉動，因而帶動主傳動箱的主傳動軸和旋轉傳動箱的旋轉傳動軸同時轉動，並且由於主傳動箱和旋轉傳動箱軸承安裝，通過氣缸或其它驅動結構驅動旋轉傳動箱轉動，則旋轉傳動箱可以通過與主傳動箱固定連接的傳動軸套在第一傳動軸和第二傳動軸之間小範圍轉動。即旋轉傳動箱相對於主傳動箱整體轉動的同時，兩根主傳動軸和兩根旋轉傳動軸呈x型布置，且同時轉動。

設計的驅動結構，通過錐齒輪的垂直嚙合，利用電機帶動軸運動，從而帶動與軸連接的齒輪轉動，通過齒輪的嚙合將動力傳遞給與傳動軸垂直的軸，從而帶動驅動錐齒輪轉動，為主傳動箱和旋轉傳動箱內的傳動軸提供轉動力。

如果在傳動軸和旋轉傳動軸上安裝橡膠輪，橡膠輪包絡安裝軸上的探頭，通過調節旋轉傳動箱相對於主傳動箱轉動的角度，則可以調節相鄰橡膠輪之間的壓緊力，使橡膠輪壓緊探頭，以免渦流探頭從橡膠輪出擠出而折彎損壞。

若在上下壓輪罩安裝在橡膠輪外部，上壓輪罩和下壓輪罩將x型布置的傳動軸圍住，保護橡膠輪和探頭。另外驅動旋轉傳動箱相對於主傳動箱轉動，上壓輪罩和下壓輪罩圍成的結構兩側分別張開，上下壓輪罩張開空間，可迅速將 內部的橡膠輪和探頭更換。

附圖說明

圖1a為一種用於蒸汽發生器傳熱管渦流檢測的探頭驅動裝置示意圖；

圖1b為主傳動箱、旋轉傳動箱位置和x型布置示意圖；

圖2為主傳動箱內部結構示意圖；

圖3為旋轉傳動箱內部結構示意圖；

圖4為錐齒輪的驅動結構示意圖；

圖5為上、下壓輪罩安裝示意圖；

圖中：1.主傳動箱；2.旋轉傳動箱；3.第一主傳動軸；4.第二主傳動軸；5.第一旋轉傳動軸；6.第二旋轉傳動軸；7.主傳動箱端蓋；8.傳動軸；9.錐齒輪；10.第一套筒；11.第二套筒；12.旋轉傳動箱端蓋；13.主傳動中間齒輪；14.第一主傳動齒輪；15.第二主傳動齒輪；16.主傳動齒輪；17.旋轉傳動齒輪；18.第一長軸套；19.第二長軸套；20.傳動軸套；21.第一旋轉齒輪；22.第二旋轉齒輪；23.旋轉中間齒輪；24.上壓輪罩；25.下壓輪罩；26.氣缸；27.電機；28電機傳動箱；29連接軸套；30第一齒輪軸；31第二齒輪軸；32第一齒輪；33第二齒輪；34驅動錐齒輪。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步詳細說明。

如圖1a和圖1b所示，傳動裝置包括主傳動箱1和旋轉傳動箱2，主傳動箱1上安裝兩根主傳動軸3、4，所述的旋轉傳動箱2中部位於上述的第一主傳動軸3和第二主傳動軸4之間，旋轉中心為第一主傳動軸3和第二主傳動軸4的中間位置。旋轉傳動箱2的側面與上述的第一主傳動軸3和第二主傳動軸4分別保留一定間隙，使得旋轉傳動箱2圍繞旋轉中心在第一主傳動軸3和第二主 傳動軸4之間小範圍轉動，轉動角度的範圍受間隙大小的約束，轉動角度為10度～12度。

旋轉傳動箱2上安裝有兩根旋轉傳動軸5、6，第一主傳動軸3、第二主傳動軸4、第一旋轉傳動軸5和第二旋轉傳動軸6形成「x」型布置，4根傳動軸的端部分布在「x」的4個頂點上。

如圖2所示，主傳動箱1上加工有安裝槽，旋轉傳動箱2上加工有凸出端部，凸出端部通過軸承安裝在主傳動箱1上的安裝槽內，即旋轉傳動箱2能夠繞通過凸出端部相對主傳動箱1轉動。

安裝槽內加工有安裝孔，且凸出端部加工有安裝孔。在主傳動箱1內和旋轉傳動箱2內安裝有傳動軸8，傳動軸8外套裝有錐齒輪9和傳動軸套20。傳動軸8與錐齒輪9嚙合。

傳動軸套20通過上述的安裝槽和凸出端部的安裝孔的配合實現安裝，傳動軸8一部分位於主傳動箱1內，端部與主傳動箱端蓋7軸承連接，另一部分位於旋轉傳動箱2內，端部與旋轉傳動箱端蓋12實現軸承連接。傳動軸8位於主傳動箱1內的部分固定安裝有主傳動齒輪16，傳動軸8位於旋轉傳動箱2內的部分固定安裝有旋轉傳動齒輪17。傳動軸8和傳動軸套20軸承連接，傳動軸套20和旋轉傳動箱2軸承連接，傳動軸套20與主傳動箱1固定安裝，因此上述的傳動軸8能在傳動軸套20內轉動，傳動軸套20能夠在旋轉傳動箱2內轉動，傳動軸8相對於與傳動軸套20固定連接的主傳動箱1轉動。

主傳動軸有兩根，為第一主傳動軸3和第二主傳動軸4，兩者位於傳動軸8的兩側，相對傳動軸8對稱安裝。第一主傳動軸3外通過軸承安裝第一長軸套18，所述的第一長軸套18與主傳動箱1固定安裝，第一主傳動軸3上固定安裝第一主傳動齒輪14，且第一主傳動軸3的底部與主傳動箱端蓋7軸承連接。所 述的第一長軸套18部分伸出主傳動箱1，所述的第一主傳動軸3部分伸出第一長軸套18，伸出部分軸承安裝第一套筒10，第一套筒10與第一長軸套18固定連接。第二主傳動軸4的安裝與第一主傳動軸3的安裝相同。第二主傳動軸4外通過軸承安裝第二長軸套19，且部分伸出第二長軸套19，伸出部分軸承安裝第二套筒11，第二套筒11與第二長軸套19固定連接。第二長軸套19部分伸出主傳動箱1，且與主傳動箱1固定安裝。第二主傳動軸4上固定安裝第二主傳動齒輪15，第二主傳動軸4底部與主傳動箱端蓋7軸承連接。

齒輪的嚙合關係：在傳動軸8和第二主傳動軸4之間安裝中間齒輪軸，通過該齒輪軸安裝主傳動中間齒輪13，主傳動中間齒輪13分別與上述的主傳動齒輪16和第二主傳動齒輪15嚙合。上述的主傳動齒輪16與上述的第一主傳動齒輪14嚙合。

驅動錐齒輪9，帶動與錐齒輪9嚙合的傳動軸8轉動，帶動主傳動齒輪16轉動，從而帶動與之嚙合第一主傳動齒輪14和主傳動中間齒輪13，主傳動中間齒輪13帶動第二主傳動齒輪15轉動，因此帶動第一主傳動軸3和第二主傳動軸4轉動。同時傳動軸8的轉動還帶動旋轉傳動齒輪17轉動。並且由上述嚙合關係可知，由於設計了主傳動中間齒輪13，第一主傳動軸3和第二主傳動軸4的轉動方向相反，第二主傳動軸4和傳動軸8的轉動方向一致，第一主傳動軸3和傳動軸8的轉動方向相反。

如圖3所示，在旋轉傳動箱2的第一旋轉傳動軸5和第二旋轉傳動軸6位於的傳動軸8兩側，相對於傳動軸8對稱安裝。第一旋轉傳動軸5與旋轉傳動箱端蓋12和旋轉傳動箱2分別通過軸承安裝，下端固定安裝第一旋轉齒輪21，第一旋轉傳動軸5部分伸出旋轉傳動箱端蓋12。第二旋轉傳動軸6與旋轉傳動箱端蓋12和旋轉傳動箱2分別通過軸承安裝，下端固定安裝第二旋轉齒輪22， 第二旋轉傳動軸6部分伸出旋轉傳動箱端蓋12。

在第一旋轉傳動軸5和傳動軸8之間安裝中間齒輪軸，該齒輪軸通過軸承與旋轉傳動箱2連接，齒輪軸固定安裝旋轉中間齒輪23。

齒輪的嚙合關係：上述的旋轉中間齒輪23與兩側的第一旋轉齒輪21和傳動軸8分別嚙合，上述的傳動軸8和第二旋轉齒輪22嚙合。

當驅動傳動軸8帶動旋轉傳動齒輪17轉動後，由於齒輪的嚙合，旋轉中間齒輪23轉動，同時第二旋轉齒輪22轉動，旋轉中間齒輪23帶動與之嚙合的第一旋轉齒輪21轉動，因此第一旋轉傳動軸5和第二旋轉傳動軸6同時轉動。並且與上述的主傳動箱1內的兩根主傳動軸的轉動關係一樣，由於設計了旋轉中間齒輪23，因此第一旋轉傳動軸5和第二旋轉傳動軸6的轉動方向相反，且第一旋轉傳動軸5與傳動軸8的轉動方向相同，第二旋轉傳動軸6與傳動軸8的轉動方向相反。

整個裝置的傳動關係為：第二主傳動軸4和傳動軸8的轉動方向一致，第一主傳動軸3和傳動軸8的轉動方向相反。第一旋轉傳動軸5與傳動軸8的轉動方向相同，第二旋轉傳動軸6與傳動軸8的轉動方向相反。

如圖4所示，給出一種上述的錐齒輪9的驅動結構，包括與主傳動箱1固定安裝電機傳動箱28，通過電機傳動箱28連接電機1，上述的電機27的轉動軸與第一齒輪軸30通過連接軸套29固定連接，同時該連接軸套29通過軸承安裝在上述的電機傳動箱28內部，因此電機27啟動能夠帶動連接軸套29轉動，從而帶動上述第一齒輪軸30轉動。第一齒輪軸30端部固定安裝第一齒輪32。

在主傳動箱1安裝與傳動軸8垂直的第二齒輪軸31，第二齒輪軸31一端固定安裝第二齒輪33，另一端固定安裝驅動錐齒輪34。第一齒輪32和第二齒輪33嚙合，驅動錐齒輪34和上述的錐齒輪9嚙合。當第一齒輪軸30被電機27驅 動轉動後，帶動第一齒輪32和第二齒輪33轉動，使得第二齒輪軸31轉動，從而帶動驅動錐齒輪34轉動，驅動錐齒輪34與上述的錐齒輪9嚙合，因此將傳動軸8驅動，從而帶動主傳動箱1內的傳動軸和旋轉傳動箱2內的傳動軸轉動。

在傳動軸和旋轉傳動軸上安裝探頭，探頭外安裝橡膠輪，橡膠輪包絡安裝軸上的探頭，通過調節旋轉傳動箱相對於主傳動箱轉動的角度，則可以調節相鄰橡膠輪之間的壓緊力，使橡膠輪壓緊探頭，以免渦流探頭從橡膠輪出擠出而折彎損壞。

如圖5所示，在第二主傳動軸4和第二旋轉傳動軸6的上方安裝上壓輪罩24，在第一主傳動軸3和第一旋轉傳動軸5的下方安裝下壓輪罩25，上下壓輪罩24、25安裝在橡膠輪的外部。上壓輪罩24和下壓輪罩25將「x」型布置的傳動軸包圍，當氣缸26驅動旋轉傳動箱2相對於主傳動箱1轉動，上壓輪罩24和下壓輪罩25圍成的結構兩側分別張開，上下壓輪罩張開空間，可迅速將內部的橡膠輪和探頭更換。