一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构的制作方法

本发明涉及一种管道涨紧定位连接机构，特别涉及一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构。

背景技术：

蒸汽发生器在压水堆核电站中的主要作用是通过其内部的上千条横截面为圆形的传热管，将核反应堆一回路的热能传给二回路，再由二回路的热能产生蒸汽推动汽轮发电机发电。蒸汽发生器作为一回路和二回路的边界，起着阻隔一回路放射性热载剂的作用，如果蒸发器的传热管发生破损和泄漏，一回路的热载剂会流入到二回路中，会产生严重的核泄漏污染，将严重威胁人身和环境的安全，导致重大的生产事故，所以对蒸汽发生器的传热管状态进行定期的检查和维护变的十分重要。

蒸发器的上千条传热管位于其内部的管板上，目前对其检测主要采用涡流无损检测的方法。由于蒸发器具有很强的核辐射性，需要将涡流检测设备安装到蒸发器的内部，由操作人员在远端控制检测设备对传热管进行检测。

现在常用的将检测设备送进蒸汽发生器内部的方法主要有两种，一种是采用机械臂将检测设备送进蒸汽发生器的内部，机械臂底座安装固定在蒸发器上，检测设备安装在机械臂末端，由机械臂实现检测设备相对传热管的精确定位，这种方法需要较多的配套设备，并且设备笨重，安装拆卸麻烦，不易于现场操作；另一种方法是采用可悬挂在管板上，并可在管板上爬行的机器人进行检测，机器人配置多条涨紧机构，这些涨紧机构可插入到传热管的圆形管孔中，通过控制其涨开和收缩，实现与传热管管孔的固定连接与释放，机器人利用多个这种涨紧机构的交替连接与释放从而实现其在管板上的自由爬行和定位，同时结合机器人携带的涡流检测工具，实现对传热管的检测，这种机器人设备机构轻巧，安装拆卸方便，目前已经成为核电站蒸发器传热管的主要检测设备。

当涨紧机构和传热管管孔间处于涨紧连接状态时，要求涨紧机构可以提供足够的涨紧力从而保证机器人可以可靠的悬挂在管板上，而当涨紧机构和传热管管孔间处于释放状态时，要求涨紧机构可以可靠的与传热管管孔松开，从而使涨紧机构可以从传热管管孔中缩回，以便于机器人在管板上的移动，因此需要设计一种能够在圆形管孔中通过涨开和收缩来进行固定连接和释放的涨紧定位连接机构。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构。

本发明的目的通过以下技术方案实现：一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构，所述定位连接机构包括旋转气缸1、端盖2、内缸筒3、联轴器4、扭簧5、传动轴6、外缸筒8、异形轴9、膨胀管10和气口13；所述旋转气缸1安装在端盖2上，并通过端盖2安装在内缸筒3上；所述旋转气缸1的输出轴通过联轴器4与传动轴6相连；所述扭簧5的一端固定在内缸筒3上，另一端固定在传动轴6上；所述外缸筒8通过拉簧14与端盖2相连，所述外缸筒8上设有气口13；所述异形轴9的一端与传动轴6相连，并且在其轴身处设有至少2个凸出块91；所述异形轴9在膨胀管10内；所述膨胀管10的一端设有多个轴向窄槽并且管内部设有至少2个凹槽101，且凹槽101与异形轴9上的凸出块91相配合，另一端与内缸筒3连接。

进一步地，所述异形轴9上的凸出块91表面由多段不同半径的圆弧相切组合而成。

进一步地，所述凸出块91数量为三块。

进一步地，所述膨胀管10的内部凹槽101表面由多段不同半径的圆弧相切组合而成。

进一步地，膨胀管10的内部凹槽101数量为三个。

进一步地，所述膨胀管10一端的轴向窄槽为六个。

进一步地，所述异形轴9上设有内轴套11，所述外缸筒8上设有外轴套12，通过内轴套11和外轴套12配合实现密封。

进一步地，所述传动轴6上设有两个深沟球轴承7。

进一步地，所述旋转气缸1通过旋转使异形轴9的凸出块91转出或转入膨胀管内的凹槽101从而控制膨胀管10的膨胀和收缩，进而使得膨胀管10与传热管16锁紧或与传热管16松开。

进一步地，所述扭簧5用于当定位连接机构突然断气时，通过扭簧5自身扭力使异形轴9旋转，从而使膨胀管10涨开与传热管16锁紧。

异形轴上凸出块的弧形面与膨胀管内的弧形面相互配合，可以使得涨紧定位连接机构的抓紧和松开状态可以可靠的切换，避免出现卡死的情况；另外由于扭簧的作用，涨紧定位连接机构在没有动力输入的情况下其膨胀管是处于膨胀状态的，这使得如果在工作时旋转气缸的气压源减弱甚至消失的情况下，机器人也不会从传热管上掉下来，避免发生意外；因而本发明的涨紧定位连接机构的运行十分稳定可靠。

附图说明

图1为本发明的结构图；

图2为本发明的主视图；

图3为膨胀管的俯视图；

图4为膨胀管的剖视图；

图5为异形轴的剖视图；

图6为异形轴的轴测图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

结合图1-图6，本发明提供一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构，所述定位连接机构包括旋转气缸1、端盖2、内缸筒3、联轴器4、扭簧5、传动轴6、外缸筒8、异形轴9、膨胀管10和气口13；所述旋转气缸1安装在端盖2上，并通过端盖2安装在内缸筒3上；所述旋转气缸1的输出轴通过联轴器4与传动轴6相连；所述扭簧5的一端固定在内缸筒3上，另一端固定在传动轴6上；所述外缸筒8通过拉簧14与端盖2相连，所述外缸筒8上设有气口13；所述异形轴9的一端与传动轴6相连，并且在其轴身处设有至少2个凸出块91；所述异形轴9在膨胀管10内；所述膨胀管10的一端设有多个轴向窄槽并且管内部设有至少2个凹槽101，且凹槽101与异形轴9上的凸出块91相配合，另一端与内缸筒3连接。

所述异形轴9上的凸出块91表面由多段不同半径的圆弧相切组合而成。

所述凸出块91数量为三块。

所述膨胀管10的内部凹槽101表面由多段不同半径的圆弧相切组合而成。

膨胀管10的内部凹槽101数量为三个。

所述膨胀管10一端的轴向窄槽为六个。

为了保证气缸的密封，所述异形轴9上设有内轴套11，所述外缸筒8上设有外轴套12，通过内轴套11和外轴套12配合实现密封。

为保证轴的转动可靠，所述传动轴6上设有两个深沟球轴承7。

所述旋转气缸1通过旋转使异形轴9的凸出块91转出或转入膨胀管内的凹槽101从而控制膨胀管10的膨胀和收缩，进而使得膨胀管10与传热管16锁紧或与传热管16松开。

所述扭簧5用于当定位连接机构突然断气时，通过扭簧5自身扭力使异形轴9旋转，从而使膨胀管10涨开与传热管16锁紧。

本发明涨紧定位连接机构在工作时是依靠异形轴9将膨胀管10撑开，使得膨胀管10卡在蒸汽发生器传热管16内，从而实现对传热管16的抓紧；当需要脱离传热管16时旋转气缸1带动异形轴9回转使膨胀管10自然收缩，从而脱离传热管16；具体地有以下几个动作：

要实现携带检测装置的机器人在传热管束上的爬行需要涨紧定位连接机构的膨胀管和异形轴能够伸进和退出传热管；

涨紧定位连接机构的伸进动作：膨胀管10是通过气缸内缸筒3和端盖2连接在一起的，异形轴9是通过传动轴6、联轴器4和旋转气缸1与气缸内缸筒3连接在一起的，端盖又通过拉簧14和外缸筒8连接；当需要膨胀管10和异形轴9伸进传热管16时，气缸气口13泄压端盖2在拉簧14的拉力作用下上升将膨胀管10和异形轴9推入传热管内16。

膨胀管10和异形轴9的退出动作：当需要膨胀管10和异形轴9退出传热管16时，气缸气口13通入压力气体，内缸筒3在压力的作用下后退从而将膨胀管10和异形轴9带出传热管16。

所述外缸筒8上装有两个限位锥15。

内轴套11和外轴套12在膨胀管10和异形轴9的伸进和退出动作中不仅起到密封作用还起到导向作用。

为了使机器人能够吊在传热管束上，当膨胀管10和异形轴9伸进传热管16时，需要膨胀管10能够膨胀以卡在传热管16内从而实现对传热管16的抓紧；膨胀管10的抓紧动作：在膨胀管10内有异形轴9，异形轴9是通过传动轴6和联轴器4与旋转气缸1相连的，传动轴6上装有一扭簧5；当需要膨胀管10膨胀时，旋转气缸1转动带动异形轴9相对膨胀管10转动，使得异形轴9上的凸出块91转出膨胀管10内的凹槽101，将膨胀管10撑开使得膨胀管10卡在传热管内，实现对传热管16的抓紧。

扭簧5的作用是使膨胀管10在自然状态下处于膨胀状态，从而避免工作中发生旋转气缸1意外释压的情况时检测机器人从传热管16上掉下来的事故。

所述扭簧5用于当定位连接机构突然断气时，通过扭簧5自身扭力使异形轴9旋转，从而使膨胀管10涨开与传热管16保持一定的涨紧力，以保护设备的安全。

当膨胀管10抓紧传热管16后，为了使膨胀管10能退出传热管16，需要膨胀管10能够收缩至未膨胀状态；膨胀管10的收缩动作：旋转气缸1转动带动异形轴9相对膨胀管10转动，使得异形轴9上的凸起块91转入膨胀管10内的凹槽101，膨胀管10在其内力作用下收缩。

以上对本发明所提供的一种蒸汽发生器传热管检测设备定位连接机构，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。