用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，所述管端密封装置包括：密封堵头，呈圆筒形，用于密封无缝管的端部，并且密封堵头的外径能够变化；运动机构，使密封堵头插入到无缝管的端部，并根据需要使密封堵头张开以密封无缝管的端部；驱动机构，用于驱动运动机构。根据本实用新型的实施例的用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置利用楔形胀紧原理，可以对不同内径的无缝管进行密封，并且结构可靠、密封效果好。
【专利说明】用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及无损探伤机械领域，更具体地讲，涉及一种用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置。
【背景技术】
[0002]在无缝无缝管管端自动超声波探伤中，需要使用水作为声波传播的耦合剂。被检无缝管浸泡在水中，耦合水在超声探头与无缝管外壁间成为超声波束传输介质。但由于无缝管两侧开放，难免会有水从无缝管两端流入，从而在内壁积聚，产生声波的水面反射而影响超声波探伤。在进行局部水浸法的管端超声波探伤时，对于大管径厚壁管，由于耦合水不易流进无缝管内孔，所以对无缝管端部的密封性要求不高，但对于小管径薄壁管，当水位高于管壁厚度时水就会灌入无缝管内腔，对探伤造成很大影响。无缝管端部的有效密封成为超声波探伤急需解决的问题。对于此类问题，一般探伤设备采用的密封办法是，用一根与被检无缝管内径相同的钢棒插入无缝管对其进行封堵，这种方法的优点是装置结构简单，造价低，但缺点是每种内径的无缝管都要配备对应的钢棒，自动化检测效率低，且密封效果不理想。也有采用充气气囊进行密封的结构设计，气囊虽然可以适应一定范围的无缝管内径，但在工业实际中由于管端常带有毛刺，气囊很容易被切破，不易实现耐久使用。
实用新型内容
[0003]本实用新型提供了 一种用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，以解决现有技术的管端密封装置存在的密封效果不理想、自动化检测效率低和容易损坏的问题。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型提供了 一种用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，所述管端密封装置包括:密封堵头，呈圆筒形，用于密封无缝管的端部，并且密封堵头的外径能够变化；运动机构，使密封堵头插入到无缝管的端部，并根据需要使密封堵头张开以密封无缝管的端部；驱动机构，用于驱动运动机构。
[0005]所述管端密封装置还可包括限位机构，限位机构包括限位筒，其中，在所述限位筒的前部设置有轴承外圈。
[0006]所述运动机构可包括:轴承内圈，与所述轴承外圈相配合；连接杆，穿过所述密封堵头，并固定到所述轴承内圈；胀紧套，呈圆筒形，介于连接杆的外表面和轴承内圈的内表面之间，并且所述胀紧套的前端成楔形；旋转组件，包括转轴和转轴轴承；弹性构件，位于所述胀紧套的内部，并且所述弹性构件的一端连接到所述旋转组件的转轴，所述弹性构件的另一端连接到所述连接杆的后端，使所述胀紧套能够相对于所述连接杆运动。
[0007]所述运动机构还可包括用于将所述连接杆固定到所述轴承内圈的紧固件。
[0008]所述运动机构还包括位于所述轴承内圈的内表面和所述胀紧套的外表面之间的固定套筒，其中，所述紧固件穿过所述固定套筒将所述轴承内圈固定到所述连接杆。
[0009]所述胀紧套上可形成有沿着所述胀紧套的轴向延伸预定长度的通槽，所述紧固件穿过所述通槽。[0010]所述密封堵头的后端可形成有沿着径向向外延伸的凸缘。
[0011]所述密封堵头的后端的内表面可按照喇叭形形成，从而便于所述胀紧套的楔形的前端插入到所述密封堵头中。
[0012]所述密封堵头可由弹性材料形成。
[0013]所述连接杆可呈“T”字形。
[0014]所述弹性构件可以为弹簧。
[0015]所述轴承外圈和所述轴承内圈可形成圆锥滚子轴承。
[0016]所述紧固件可以为销。
[0017]所述管端密封装置还可包括挡头座，所述挡头座位于驱动机构的前部，所述挡头座形成有安装所述转轴轴承的空间。
[0018]所述转轴轴承可以为双列圆锥滚子轴承。
[0019]所述限位机构还可可包括限位架，驱动机构和所述安装有所述转轴轴承的挡头座容纳在所述限位架中。
[0020]所述驱动机构可以为气缸。
[0021]根据本实用新型的实施例的用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置利用楔形胀紧原理，可以对不同内径的无缝管进行密封，并且结构可靠、密封效果好。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]通过下面结合附图对实施例进行的描述，本实用新型的这些和/或其他方面和优点将会变得清楚和更易于理解，其中:
[0023]图1是根据本实用新型的实施例的管端密封装置的分解透视图；
[0024]图2是根据本实用新型的实施例的管端密封装置处于初始状态时的剖视图；
[0025]图3是根据本实用新型的实施例的管端密封装置将密封堵头送入到无缝管中的首丨J视图;
[0026]图4是根据本实用新型的实施例的管端密封装置将密封堵头胀紧后的剖视图。【具体实施方式】
[0027]现在对本实用新型实施例进行详细的描述，其示例表示在附图中，其中，相同的标号始终表示相同部件。下面通过参照附图对实施例进行描述以解释本实用新型。
[0028]图1是根据本实用新型的实施例的管端密封装置的分解透视图。
[0029]参照图1，根据本实用新型的实施例的用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置包括:密封堵头100，呈圆筒形，用于密封无缝管的端部，并且密封堵头100优选地由弹性材料(例如，硅胶)形成，其外径能够变化；运动机构，使位于运动机构前端的密封堵头100插入到无缝管的端部，并根据需要使密封堵头100张开以密封无缝管的端部；驱动机构350，用于驱动运动机构。
[0030]管端密封装置还包括限位机构，限位机构包括限位筒410，限位筒410的前端可形成有沿着径向向中部延伸的凸缘，凸缘的内边缘可以为圆形，从而可将轴承外圈430固定到凸缘的后边面上，并且凸缘的内边缘的直径大体上等于轴承外圈430的内径。
[0031]运动机构包括:轴承内圈230，与轴承外圈430配合，从而形成圆锥滚子轴承；连接杆210，穿过所述密封堵头100，并且其后端固定到轴承内圈430 ;胀紧套220，呈圆筒形，介于连接杆210的外表面和轴承内圈430的内表面之间，并能够与连接杆210和轴承内圈430进行相对运动，并且胀紧套220的前端成楔形，即，胀紧套220的前端的横截面积最小并逐渐变大，以形成楔形部222，并且胀紧套220和连接有密封堵头100的连接杆210穿过限位筒410的凸缘和轴承外圈430的中部；旋转组件，包括转轴310和转轴轴承320，转轴310的前端位于胀紧套220中，并通过周向固定连接件(例如，键、销、顶丝等)固定到胀紧套220，转轴轴承320安装在驱动机构350上；弹性构件260，位于胀紧套220的内部，并且弹性构件260的前端连接到连接杆210的后端，弹性构件260的后端连接到转轴310的前端，使胀紧套220能够相对于连接杆210运动。在本实施例中，所述弹性构件260优选地为弹簧。
[0032]运动机构还可包括:紧固件250，用于将连接杆210固定到轴承内圈430 ;固定套筒240，位于轴承内圈230的内表面和胀紧套220的外表面之间。在本实施例中，紧固件250优选地设置为销。固定套筒240呈外表面为台阶状的圆筒形，具体地讲，固定套筒240的前端外径等于轴承内圈230的内径并小于后端的外径，而内径大体上等于胀紧套220的外径。在这种情况下，前端位于轴承内圈230和胀紧套220之间，并与轴承内圈230固定，而后端通过台阶卡到轴承内圈230的后端。连接杆210和固定套筒240的后端上形成有与销250对应的销孔211和241。通过销250将固定套筒240与连接杆210固定连接，而固定套筒240又与轴承内圈230相互固定，S卩，连接杆210、固定套筒240和轴承内圈230固定连接。但本实用新型的实施例不限于此，如果轴承内圈230的内径大体上等于胀紧套220的外径，那么运动机构可不包括固定套筒240，只需通过紧固件将轴承内圈230和连接杆210固定即可。
[0033]在本示例性实施例中，连接杆210优选地呈“T”字形，具体地讲，连接杆210的前端和主体呈同轴的圆柱体形且前端半径大于主体半径，并且连接杆210的主体的半径约等于密封堵头100的内径，以当连接杆210的主体穿过中空的密封堵头100时，连接杆210的前端后侧抵住密封堵头100的前端并且密封堵头100由于连接杆210的支撑而不会发生位
置偏移。
[0034]此外，密封堵头100的后端优选地形成有沿着径向向外延伸的凸缘，在将密封堵头100送入到无缝管中时，通过所述凸缘可将密封堵头100卡在无缝管的端部。在连接杆210的主体的半径约等于密封堵头100的内径的情况下，密封堵头100的后端的内表面优选地按照喇叭形形成，从而便于胀紧套220的楔形部222容易地插入到密封堵头100中。同时，密封堵头100的长度优选地大于楔形部222的长度。无缝管但密封堵头100的形状不限于此，密封堵头100的内孔直径也可大于连接杆210的主体的直径，并在密封堵头100的前端向内延伸形成与连接杆210的主体的直径对应的凸缘，并且胀紧套220插入到密封堵头100的后端与连接杆210的主体之间的空隙中。同时，为了保证密封堵头100的直径在胀紧过程中发生变化，密封堵头100的后端与连接杆210的主体之间的空隙应小于胀紧套220的厚度。无缝管
[0035]如上所述，胀紧套220能够与连接杆210和轴承内圈430进行相对运动，具体地讲，在胀紧套220上形成有沿着胀紧套220的轴向延伸预定长度的通槽221，通槽221的位置大体上与销孔241和221的位置对应，以使销250依次插入销孔241、通槽221和销孔211的同时将固定套筒240和连接杆210固定。在图1示出的实施例中，设置有三个销250，并在固定套筒240和连接杆210上各形成三个对应的销孔241和211，在胀紧套220上也形成三个相应的通槽221。但本实用新型的实施例不限于此，也可设置穿过固定套筒240和连接杆210的通孔，并在胀紧套220上设置两个相应的通槽221，此时，仅使用一个销250就能够将固定套筒240和连接杆210连接固定，同时也能使胀紧套220相对于固定套筒240和连接杆210相对运动。因此，任何能够使固定套筒240和连接杆210连接固定并且胀紧套220可相对于固定套筒240和连接杆210运动的紧固件和紧固方式都可使用。
[0036]限位机构的作用是当驱动机构350驱动运动机构向前运动到预定位置时，通过限位机构限制轴承内圈230和连接杆210以及由连接杆210的前端限制的密封堵头100的进一步的向前运动，而不限制胀紧套220的运动。在这种情况下，如上所述，限位筒410的前端形成有用于固定轴承外圈430的凸缘并且凸缘的内径大于胀紧套220的内径，以使胀紧套220的前端穿过限位筒410，并且由于轴承外圈430和轴承内圈230相匹配，因此可实现限位机构的作用。限位筒410的主体可形成为容纳运动机构和驱动机构350的空间。但限位机构的结构不限于此。限位机构还可包括限位架420，以与限位筒410 —起容纳运动机构和驱动机构350。在这种情况下，如图1所示，限位筒410的主体可形成为圆筒形，限位架420可形成为立方体，通过连接孔411和421将限位筒和限位架连接。由于限位机构形成管端密封装置的外形，限位机构也可根据管端密封装置的运动机构和驱动机构的形状设置，使限位机构在进行限位的同时，也使管端密封装置整体占用的空间最小。
[0037]由于在对无缝管进行自动超声波探伤时，无缝管会发生旋转，从而带动运动机构一起旋转，通过轴承外圈430和轴承内圈230可防止限位机构和运动机构之间的摩擦，通过旋转组件可防止驱动机构350和运动机构之间的摩擦。为了将旋转组件的转轴轴承320安装到驱动机构350，可在驱动机构350的前部设置挡头座340，挡头座340形成有用于安装有转轴310的转轴轴承320的空间，并通过加强筋与驱动机构350进行固定。此外，为了轴向固定转轴轴承320，并防止的外界污染，旋转组件还可包括轴承盖330。在这种情况下，挡头座340的前端表面沿轴向形成有的多个孔，以利用紧固件(例如，定位销)通过所述多个孔安装轴承盖330。在本实施例中，转轴轴承320优选地为双列圆锥滚子轴承。
[0038]此外，根据本实用新型的实施例，所述驱动机构350优选地为气缸。
[0039]图2是根据本实用新型的实施例的管端密封装置处于初始状态时的剖视图；图3是根据本实用新型的实施例的管端密封装置将密封堵头送入到无缝管中的剖视图；图4是根据本实用新型的实施例的管端密封装置将密封堵头胀紧后的剖视图。
[0040]下面将参照图2至图4详细地描述根据本实用新型的实施例的管端密封装置的工作过程。
[0041]总的来说，本实用新型的实施例是利用楔形胀紧原理，通过密封堵头100的前移、张开、收缩、后移等一系列动作实现对管端的密封。
[0042]图2是处于初始状态使的管端密封装置，在这种状态下，密封堵头100处于松弛状态，此时密封堵头100的外径小于无缝管内径，销250位于通槽211最前端，轴承外圈430和轴承内圈230分离。
[0043]在图3是示出将密封堵头100送入到无缝管中的剖视图，在图2至图3的运动过程中，由气缸350推动运动机构和密封堵头100同时向前运动，并使密封堵头100进入无缝管中，完成密封堵头100的前移动作。此时，密封堵头100仍处于松弛状态，销250仍位于通槽211最前端，轴承外圈430和轴承内圈230接触。
[0044]在图4将密封堵头100胀紧后的剖视图，在图3至图4的过程中，气缸350仍推动运动机构，但由于限位筒410和轴承外圈430的限位作用，使与轴承内圈230相互固定的固定套筒240、销250和连接杆210不再向前运动，同时由于连接杆210挡在密封堵头100的前端，所以密封堵头100也不再向前运动。但与转轴310相连的胀紧套220由于设置有通槽211，所以在气缸350的驱动下仍向前移动，从而使其楔形部222插入到密封堵头100与连接杆210之间，随着胀紧套220的不断前移，弹簧260被压缩，密封堵头100的直径不断变大，当气缸350运动到最大行程时，密封堵头100被胀紧套220胀紧，密封堵头100的外壁与无缝管的内壁接触密封。
[0045]完成胀紧动作后，在对无缝管进行自动超声波探伤时，无缝管进行转动，密封堵头100与运动机构一起随无缝管高速旋转(如上所述)。在完成对管端探伤后，气缸350向后运动，实现密封堵头100的松弛和后移复位等动作。
[0046]根据本实用新型的用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，在将胀紧套插入到密封堵头和连接杆之间的间隙的过程中，胀紧套的楔形部使得密封堵头的外径逐渐变大(即，密封堵头的外径能够变化)。因此，本实用新型的实施例的管端密封装置可对不同内径的无缝管进行密封。具体地讲，如果测量的无缝管的内径较小，那么楔形部可仅将其前端的一小部分伸入到密封堵头和连接杆之间的间隙。随着测量的无缝管的内径变大，楔形部插入到密封堵头和连接杆之间的间隙的长度逐渐增加直到全部插入到所述间隙中。因此，根据本实用新型的管端密封装置能够密封不同内径的无缝管。根据本实用新型的管端密封装置可密封的无缝管的内径的变化范围优选地为大约10_，例如，同一个密封堵头可密封直径为Φ70至Φ80的无缝管。另外，根据本实用新型的管端密封装置能够密封不同内径的无缝管，同时其密封效果不会降低。因此，与传统的密封堵头与无缝管的内径一一对应的管端密封装置相比，根据本实用新型的管端密封装置在保证最佳密封效果的同时还能够降低成本节省资源。
[0047]根据本实用新型的实施例的用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，利用楔形胀紧原理，可以对不同内径的无缝管进行密封，并且结构可靠、密封效果好。
[0048]虽然已表示和描述了本实用新型的一些实施例，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求及其等同物限定其范围的本实用新型的原理和精神的情况下，可以对这些实施例进行修改。
【权利要求】
1.一种用于无缝管自动超声波探伤的管端密封装置，其特征在于，所述管端密封装置包括: 密封堵头，呈圆筒形，用于密封无缝管的端部，并且密封堵头的外径能够变化； 运动机构，使密封堵头插入到无缝管的端部，并根据需要使密封堵头张开以密封无缝管的端部； 驱动机构，用于驱动运动机构。
2.如权利要求1所述的管端密封装置，其特征在于，所述管端密封装置还包括限位机构，限位机构包括限位筒，其中，在所述限位筒的前部设置有轴承外圈。
3.如权利要求2所述的管端密封装置，其特征在于，所述运动机构包括: 轴承内圈，与所述轴承外圈相配合； 连接杆，穿过所述密封堵头，并固定到所述轴承内圈； 胀紧套，呈圆筒形，介于连接杆的外表面和轴承内圈的内表面之间，并且所述胀紧套的前端成楔形； 旋转组件，包括转轴和转轴轴承； 弹性构件，位于所述胀紧套的内部，并且所述弹性构件的一端连接到所述旋转组件的转轴，所述弹性构件的另一端连接到所述连接杆的后端，使所述胀紧套能够相对于所述连接杆运动。
4.如权利要求3所述的管端密封装置，其特征在于，所述运动机构还包括用于将所述连接杆固定到所述轴承内圈的紧固件。
5.如权利要求4所述的管端密封装置，其特征在于，所述运动机构还包括位于所述轴承内圈的内表面和所述胀紧套的外表面之间的固定套筒，其中，所述紧固件穿过所述固定套筒将所述轴承内圈固定到所述连接杆。
6.如权利要求5所述的管端密封装置，其特征在于，所述胀紧套上形成有沿着所述胀紧套的轴向延伸预定长度的通槽，所述紧固件穿过所述通槽。
7.如权利要求3所述的管端密封装置，其特征在于，所述密封堵头的后端形成有沿着径向向外延伸的凸缘。
8.如权利要求7所述的管端密封装置，其特征在于，所述密封堵头的后端的内表面按照喇叭形形成，从而便于所述胀紧套的楔形的前端插入到所述密封堵头中。
9.如权利要求1所述的管端密封装置，其特征在于，所述密封堵头由弹性材料形成。
10.如权利要求8所述的管端密封装置，其特征在于，所述连接杆呈“T”字形。
11.如权利要求8所述的管端密封装置，其特征在于，所述弹性构件为弹簧。
12.如权利要求3所述的管端密封装置，其特征在于，所述轴承外圈和所述轴承内圈形成圆锥滚子轴承。
13.如权利要求4所述的管端密封装置，其特征在于，所述紧固件为销。
14.如权利要求13所述的管端密封装置，其特征在于，所述管端密封装置还包括挡头座，所述挡头座位于驱动机构的前部，所述挡头座形成有安装所述转轴轴承的空间。
15.如权利要求14所述的管端密封装置，其特征在于，所述转轴轴承为双列圆锥滚子轴承。
16.如权利要求15所述的管端密封装置，其特征在于，所述限位机构还包括限位架，其中，驱动机构和所述安装有所述转轴轴承的挡头座容纳在所述限位架中。
17.如权利要求16所述的管端密封装置，其特征在于，所述驱动机构为气缸。
【文档编号】F16L55/132GK203671137SQ201320888980
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2013年12月31日 优先权日:2013年12月31日
【发明者】齐飞, 徐磊 申请人:钢研纳克检测技术有限公司