分段式柔性刮刀隧洞清理装置的制作方法

本发明属于核电，具体涉及一种分段式柔性刮刀隧洞清理装置。

背景技术：

1、核电厂海水取水涵管海生物的堵塞会降低引水的速度，严重时会引起循环泵跳闸，机组热阱丧失，停机甚至停堆，因此必须定期清理取水涵管内壁附着的海生物(藤壶、贝壳)，保证核电厂海水取水涵管道通畅。

2、目前对取水涵管内壁的清理工作主要是人工清理，人工操作有如下问题：1)环境恶劣，作业强度大；2)工业安全的问题；3)作业效率低的问题。

3、综上，核电站取水涵管内壁的清理，迫切需要降低人员人身安全及工作风险，并提升清理工作的效率。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，提供了一种分段式柔性刮刀隧洞清理装置。

2、根据本公开实施例的一方面，提供一种分段式柔性刮刀隧洞清理装置，所述装置包括：翻折臂转接板、刮刀底板、多个翻折臂弹簧、多个刀头弹簧、多个刀头摇臂片、多个刀架、多个刀片、摇臂；

3、摇臂包括偏心轮和传动杆，翻折臂转接板包括l型的突起结构和连接板，偏心轮的的轴心与回转机构轴连接，传动杆的一端固定连接在偏心轮边缘的第一位置，传动杆的另一端与突起结构的一端通过翻折臂转轴轴连接，突起结构的另一端与连接板固定连接；

4、各翻折臂弹簧的一端固定连接在偏心轮边缘不同于第一位置的第二位置，翻折臂弹簧的另一端固定连接在突起结构上位于突起结构弯折处与偏心轮之间的位置；

5、刮刀底板与翻折臂转接板相对，且刮刀底板与翻折臂转接板的连接板轴连接，每个刀头弹簧底座的底端与刮刀底板的上端固定连接，且各刀头弹簧底座并列设置在头刮刀底板与翻折臂转接板之间，每个刀头摇臂片的底端与刮刀底板的底端固定连接，各刀头摇臂片与刮刀底板之间夹角成锐角，且各刀头摇臂片并列设置，每个刀头摇臂片正对一个刀头弹簧底座，每两个正对的刀头摇臂片上端和刀头弹簧底座上端之间固定连接一个刀头弹簧；

6、针对每个刀头摇臂片，该刀头摇臂片的顶端连接一个刀片，该刀头摇臂片两端之间的位置具有凸起部，该凸起部顶端通过刀架连接一个刀片，刀片与刀头摇臂片之间的夹角可调。

7、在一种可能的实现方式中，针对每个刀头摇臂片，该刀头摇臂片上端和凸起部均开设第一螺栓孔，该刀头摇臂片上端与对应刀架之间通过一个摇臂片前固定轴轴连接，该刀头摇臂片凸起部与对应刀架之间也通过一个摇臂片前固定轴轴连接，每个刀架上以摇臂片前固定轴为中心均匀环绕多个第二螺栓孔，每个刀架的各第二螺栓孔均能够与刀头摇臂片上对应轴连接部位的第一螺栓孔正对，并适配地通过螺栓紧固使得刀架与刀头摇臂片相固定，刀架上不同的第二螺栓孔与第一螺栓孔正对紧固时，刀架连接的刀片与刀头摇臂片之间的夹角不同。

8、在一种可能的实现方式中，回转机构驱动偏心轮转动的情况下，通过传动杆带动多个刀头摇臂片同步运动，位于刀头摇臂片凸起部的刀片最先朝向隧洞内壁运动，刮切附着在隧洞内壁外层的附着物，并在摇臂的带动下回缩；

9、在位于刀头摇臂片凸起部的刀片回缩的过程中，位于刀头摇臂片上端的刀片朝向隧洞内壁运动，并更深入地刮切里层的附着物，并接着在摇臂的带动下回缩。

10、在一种可能的实现方式中，分段式柔性刮刀隧洞清理装置在未受力情况下，刀头弹簧和翻折臂弹簧处于未受压缩状态；

11、当刀头接触到壁面并继续向壁面方向推动时，刀头弹簧给予刀头反向推力，使刀头与壁面接触更加紧密；

12、在刀头遇到过于坚硬的附着物或触及隧洞内壁的情况下，刀头被壁面方向推动带动刀头弹簧压缩，当刀头弹簧压完全压缩后，翻折臂转接板推动翻折臂弹簧进行压缩。翻折臂弹簧开始向后压缩。

13、在一种可能的实现方式中，编码器通过片限位掩片安装在偏心轮上，用于检测刮刀旋转角度。

14、在一种可能的实现方式中，刮刀底板通过转轴及衬套连接于翻折臂转接板上，连接板与刮刀底板之间连接多条拉簧，每条拉簧通过拉簧底座分别与连接板与刮刀底板连接。

15、在一种可能的实现方式中，翻折臂弹簧和刀头弹簧位氮气弹簧。

16、本公开的有益效果在于：本发明主要针对上述问题，开发一种用于取水涵管道自动清污装备的末端执行器，可用于清理隧洞内壁的海生物，其核心在于能够较好的贴合内壁，高效完成清理作业。

17、1、自适应性，保证装置在运行过程中刀头始终贴合隧道内壁，在一种应用示例中，装置的径向自适应能力为150mm，能够使整个刀头小幅度范围内摆动，从而能够使刀头适应取水涵管内壁形状不规则变化保证清污效果；

18、2、环境适应性，设计两层刀头，切入角度可人工调节，根据不同隧道结构尺寸选择合适切削角度，选用主刀、副刀，满足清污要求，通过拉簧实现刀头在隧道轴向方向摆动，满足弯道等清污需求

19、3、安全性，两级安全冗余设计，自适应调整，保证任何工况下刀头压力在安全范围。

20、此外，相比人工清理的方式，采用取水涵管道自动清污装备可避免人员半密闭环境作业，大大减少了人员的安全风险，同时提高了作业效率和稳定性。本公开的装置整体结构简单，可靠性良好，安装快捷方便，具备安装稳定性及可靠性，可用于所有核电机组，具有广阔的应用前景。

21、本发明可适用于所有核电机组，具有很高的经济价值。

技术特征：

1.一种分段式柔性刮刀隧洞清理装置，其特征在于，所述装置包括：翻折臂转接板、刮刀底板、多个翻折臂弹簧、多个刀头弹簧、多个刀头摇臂片、多个刀架、多个刀片、摇臂；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，针对每个刀头摇臂片，该刀头摇臂片上端和凸起部均开设第一螺栓孔，该刀头摇臂片上端与对应刀架之间通过一个摇臂片前固定轴轴连接，该刀头摇臂片凸起部与对应刀架之间也通过一个摇臂片前固定轴轴连接，每个刀架上以摇臂片前固定轴为中心均匀环绕多个第二螺栓孔，每个刀架的各第二螺栓孔均能够与刀头摇臂片上对应轴连接部位的第一螺栓孔正对，并适配地通过螺栓紧固使得刀架与刀头摇臂片相固定，刀架上不同的第二螺栓孔与第一螺栓孔正对紧固时，刀架连接的刀片与刀头摇臂片之间的夹角不同。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，回转机构驱动偏心轮转动的情况下，通过传动杆带动多个刀头摇臂片同步运动，位于刀头摇臂片凸起部的刀片最先朝向隧洞内壁运动，刮切附着在隧洞内壁外层的附着物，并在摇臂的带动下回缩；

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，分段式柔性刮刀隧洞清理装置在未受力情况下，刀头弹簧和翻折臂弹簧处于未受压缩状态；

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，编码器通过片限位掩片安装在偏心轮上，用于检测刮刀旋转角度。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，刮刀底板通过转轴及衬套连接于翻折臂转接板上，连接板与刮刀底板之间连接多条拉簧，每条拉簧通过拉簧底座分别与连接板与刮刀底板连接。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，翻折臂弹簧和刀头弹簧位氮气弹簧。

技术总结
本公开属于核电技术领域，具体涉及一种分段式柔性刮刀隧洞清理装置。本公开中，回转机构驱动偏心轮转动的情况下，通过传动杆带动多个刀头摇臂片同步运动，位于刀头摇臂片凸起部的刀片最先朝向隧洞内壁运动，刮切附着在隧洞内壁外层的附着物，并在摇臂的带动下回缩；在位于刀头摇臂片凸起部的刀片回缩的过程中，位于刀头摇臂片上端的刀片朝向隧洞内壁运动，并更深入地刮切里层的附着物，并接着在摇臂的带动下回缩，这样，摇臂在回转机构的驱动下，带动刀头摇臂片形成往复式刨锄式动作，每一个往复运动可以分两次对附着物进行不同深度的清除，有利于更为彻底地清除顽固附着物，并由此大大提到了隧洞清理的效率。

技术研发人员：刘强,杨斌,明平良,陈勇,彭军
受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15