专利名称：钢瓶超声波探伤机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用超声波探测物体制造缺陷的设备，尤其是涉及一种钢 瓶超声波探伤机，也可用于钢管的探伤。
背景技术：
由于钢瓶是一种密闭的高压容器，用于存放被压縮的液化气体，确保钢瓶 在用户使用期间的安全性是人民生命财产的安全，因此在钢瓶上市前确保钢瓶 没有缺陷显得尤为重要。由于钢瓶的年产量较高，并且每只钢瓶都必须通过检
测，对钢瓶探伤检测的准确率和效率非常重要。专利号为93228337、名称为《钢 瓶整体超声波自动探伤机》公开的一种钢瓶超声波探伤机，探伤时，钢瓶被步 进机构送到对瓶底、瓶肩、瓶嘴探伤的转动托辊上，瓶底探头、瓶肩探头、瓶 嘴探头分别在气缸的推动下进入探险伤位置，钢瓶在转动托辊的带动下以50 转/分的速度旋转，瓶体探头、瓶底探头、瓶肩探头及瓶嘴探头分别在驱动机 构的带动下，分别完成对钢瓶各部分的探测，由打标机构根据超声波探测仪的 信号在有缺陷的钢瓶上打上标记。这种钢瓶超声波探伤机对钢瓶输送、钢瓶旋 转及各个探头的移动需分别驱动，只能分步骤、不连续地对钢瓶进行检测，检 测效率较低，难以满足钢瓶大批量生产的检测要求。另外，在超声波探伤的过 程中，为了避免超声波声束的误界面反射，钢瓶的内腔不能有水(耦合剂)流 入，而上述的探伤方法只能采用塞住瓶口后的"喷水法"来提供在超声波探伤 过程中的耦合剂，因此，塞瓶口以及拔瓶塞的工序降低了检测效率，也难以实 现自动化检测。
发明内容
本申请人针对上述检测效率较低的问题，进行了研究改进，提供一种检测 效率高，可连续、稳定自动检测的钢瓶超声波探伤机。 为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案 一种钢瓶超声波探伤机，包括电控装置、机前送料装置、机后移料装置、 钢瓶输送机构、探伤主机、探伤仪、标识打印机构及水循环系统，其中，所述 至少三台探伤主机设置在钢瓶传送机构上，标识打印机构设置在探伤主机后；
所述探伤主机包括
主机水箱，其上设有进口及出口，在进出口处装置有密封圈，耦合剂进口 设置在主机水箱的下部，在探伤时主机水箱中充满耦合剂；
水位快速提升装置，包括高位水箱，高位水箱通过管道与主机水箱及水循 环系统连通，可快速向主机水箱注入耦合剂；
驱动装置，装置在主机水箱内，驱动被检测钢瓶在主机水箱中螺旋前进；
探头调节装置，装置在主机水箱框架上，调节探头与工件的入射角及距离;
探头，装置在探头调节装置上。
进一步的
所述主机水箱下装置有升降装置，连接主机水箱的管道与水位快速提升装 置滑动连接。
所述探头调节装置包括支架，第一滑架滑动装置在支架上，可转动装置在 支架上的第一螺杆与第一滑架螺纹连接；第二滑架滑动装置在第一滑架上，可 转动装置在第一滑架上的第二螺杆与第二滑架螺纹连接，安装探头的支杆连接 在第二滑架上。
所述驱动装置包括驱动轮机构、送进轮机构、托架机构、调角机构及移动 滑台，驱动轮机构及送进轮机构分别装置在托架机构的两侧，送进轮机构装置 在调角机构上，驱动轮机构、托架机构及调角机构分别装置在移动滑台上。
所述送进轮机构的送进轮轴线与水平方向的夹角设置在大于O。、小于20
°的范围内。
所述调角机构包括调角架及支撑块，调角架与支撑块的一侧通过销轴连 接，支撑块的另一侧枢装有调节螺杆，调节块套装在调节螺杆上，两个螺母将 的调节块限位在调节螺杆上，锁紧螺栓穿过调节块及支撑块上的弧形孔与调角 架连接。
在所述支撑块上相对于弧形孔的另一侧设有第二弧形孔，加固螺栓穿过第 二弧形孔与调角架连接。
所述托架机构包括托架体，升降块滑动装置在托架体上，升降块下装置有 两个楔块，两个楔块分别螺纹连接在一根托架丝杆上，托架丝杆两端分别螺纹
连接两个楔块的螺纹旋向相反；升降块与工件接触的顶面设有万向球装置。
所述托架机构的托架体的两端设置有进出口导向装置，其包括两个对称枢 装在托架体上的"V"形导向块，导向块下端开有弧形孔，螺栓穿过弧形孔连
接托架体。
所述移动滑台包括滑台架，驱动轮机构滑板及送进轮机构滑板与滑台架滑
动连接，其滑动连接结构为燕尾导轨结构；驱动轮机构滑板及送进轮机构滑板 分别通过丝杆螺母与一根滑台丝杆螺纹连接，滑台丝杆的驱动轮机构滑动板段 与送进轮机构滑动板段的螺纹旋向相反；滑台丝杆与蜗轮蜗杆机构连接。 本发明的技术效果在于
1. 本发明由于采用将超声探头及工件浸入耦合剂中的方式来进行探伤， 省略了塞瓶口以及拔瓶塞的工序，可连续、稳定地对钢瓶进行检测，有效地提 高了检测效率，并实现自动化超声检测。
2. 本发明由于不需要对钢瓶两端夹持输送，探测盲区范围非常小。
3. 本发明设置有探头调节装置，对超声探头的入射角及探测距离的调整 方便、快捷。
4. 本发明探伤主机中的驱动装置设置有托架机构、调角机构及移动滑台， 可方便地调节驱动轮与送进轮之间的距离、送进轮的角度、托架的高度等，可 使机组快速适应不同直径、不同长度钢瓶的检测。
5. 本发明探伤主机中的驱动装置采用水平轴的驱动轮与倾斜轴的送进轮 来实现对钢瓶的输送，被检测钢瓶在两轮之间边旋转边向前送进地螺旋运动， 被检测钢瓶在探伤主机内的探测区域运行平稳，探测数据稳定、可靠。
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的A-A处的剖视图。
图3为图2的B-B处的剖视图(检测小直径钢瓶时)。
图4为图2的B-B处的剖视图(检测大直径钢瓶时)。
图5为驱动装置结构示意图。
图6为图5的C-C处剖视图。
图7为图5的D向视图。
图8为图5的E-E处剖视图。
图9为图6的F向视图。
图IO为探头调节装置的结构示意图。
图中
1-电控装置2-机前送料装置
3- 钢瓶输送机构31-主动轮32-从动轮
4- 探伤主机
41- 探头调节装置4101-支架4102-第一滑架4103-第一螺杆4104-第 二滑架4105-第二螺杆4106-支杆
42- 主机水箱4201-进口 4202-出口 4203-密封圈 4204-耦合剂进口
43- 驱动装置 4301-驱动轮机构 4302-送进轮机构 4303-调角机构 4304-移动滑台 4305-托架机构 4306-驱动轮 4307-送进轮 4308-销轴 4309-调角架 4310-支撑块 4311-调节螺杆 4312-调节块 4313-螺母 4314-锁紧螺栓4315-弧形孔4316-第二弧形孔4317-托架体4318-升降块 4319-楔块4320-托架丝杆4321-万向球装置 4322-进出口导向装置4323-导向块 4324-弧形孔 4325-螺栓 4326-滑台架 4327-驱动轮机构滑板 4328-送进轮机构滑板4329-丝杆螺母4330-滑台丝杆4331-蜗轮蜗杆机构 4332-加固螺栓4333-变频调速齿轮电机
44- 水位快速提升装置4401-高位水箱4402-基座
45- 管道
46- 探头 4601-瓶尾纵波探头 4602-瓶尾横波探头 4603-测厚探头 4604-瓶身纵波探头4605-测厚探头4606-瓶身纵波探头 4607-瓶头纵波 探头4608-测厚探头4609-瓶头横波探头
47- 升降装置4701-电机4702-蜗轮蜗杆机构4703-输出轴
5- 机后移料装置6-水循环系统7-标识打印机构8-被检测钢瓶
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步详细的说明。 如图l所示，本发明包括电控装置l、机前送料装置2、机后移料装置5、 钢瓶输送机构3、探伤主机4、探伤仪(未在图中标出)、标识打印机构7及水 循环系统6，其中，三台探伤主机4设置在钢瓶传送机构3上，标识打印机构 7设置在探伤主机4后。电控装置1按现有技术设计制造，其主要通过PLC控 制本发明各部分的动作及协同。标识打印机构7及探伤仪为现有技术，标识打 印机构7根据探伤仪的检测信号在被检测钢瓶上有缺陷处打上标识，在本实施 例中，钢瓶传送机构3由多对沿传送方向布置的主动轮机构31及从动轮机构 32组成，主动轮机构31由电机33驱动，主动轮机构31的主动轮轴线水平安 装，从动轮机构32从动轮的轴线与水平线呈2° ~3°倾角安装，从动轮机构
32的从动轮沿传送方向的前端较低，这样主动轮与从动轮带动被检测钢瓶8 边旋转边向前送进；机前送料装置2按现有技术设计，通过电控装置l控制气 缸翻板机构，每一次动作搬送一个被检测钢瓶8放入到钢瓶输送机构3上，由 钢瓶输送机构3将被检测钢瓶8送入探伤主机4;机后移料装置5按现有技术 设计，通过电控装置1控制气缸翻板机构将完成检测的被检测钢瓶8送入集料 槽，并对印有标记或没有印有标记的合格品与不合格品分类放置；水循环系统 6包括集水箱及主泵，集水箱中充满耦合剂，主泵通过管道连接探伤主机4， 在探伤主机4进入检测状态时，电控装置1控制主泵以500升/分钟的流量快 速向探伤主机4输送耦合剂，使探头与被测钢瓶8之间迅速输入足够的耦合剂； 经探伤使用后的耦合剂，通过底盘水槽和落水孔，回收到集水箱内重复使用； 水循环系统6配有过滤装置，过滤耦合剂中的杂物和吸附油渍，并按使用情况 定期更换滤芯，以确保过滤效果；水循环系统6的集水箱上设有高水位溢流管 和底部放水阀，加水时，当溢流管有水流出，即可停止加水，底部放水阀可用 于搬运主机前或水箱内壁防腐检修时排放积水之用。
如图2、 3、 4所示，探伤主机4包括主机水箱42，其上设有进口 4201及 出口 4202，在进、出口处装置有密封圈4203，耦合剂进口 4204设置在主机水 箱的下部，以减少气泡的产生，避免气泡影响检测的准确率，在探伤时，被检 测钢瓶8在进、出口处的密封圈4203中，主机水箱42中可充满耦合剂而不会 泄漏。探伤主机4的水位快速提升装置44包括高位水箱4401及基座4402，高 位水箱4401通过管道45与主机水箱42连通，高位水箱4401通过管道连接水 循环系统6，水循环系统6的主泵通过高位水箱4401快速将耦合剂注入主机水 箱42中，高位水箱4401下的水嘴控制耦合剂进入主机水箱42与否；探伤主 机4的驱动装置43装置在主机水箱42内，驱动被检测钢瓶8在主机水箱42 中螺旋前进。探伤主机4的探头调节装置41装置在主机水箱42的框架上，每 一个探头调节装置41的前端装置一个探头46，探头调节装置41调节探头46 与被检测钢瓶8的入射角及距离。在本实施例中，每台探伤主机4设置有三套 探头调节装置41，每套探头调节装置41调节一个探头46，如图3、 4所示， 探头4601为瓶尾纵波探头，探头4602为瓶尾横波探头，探头4603为测厚探 头，探头4604为瓶身纵波探头，探头4605为测厚探头，探头4606为瓶身纵 波探头，探头4607为瓶头纵波探头，探头4608为测厚探头，探头4609为瓶 头横波探头。
如图2所示，主机水箱42下装置有升降装置47，连接主机水箱42的管道 45与水位快速提升装置44滑动连接。在本实施例中，升降装置47包括电机 4701及蜗轮蜗杆机构4702，蜗轮蜗杆机构4702的输出轴4703为丝杆，输出 轴4703的丝杆与固定在主机水箱42下的丝杆螺母4704螺纹连接。当机组需 要检测另一种不同直径的被检测钢瓶8时，点动电机4701，由蜗轮蜗杆机构 4702的输出轴4703带动主机水箱42升降，以适应不同直径的被检测钢瓶8， 由图4中可以看到检测较大直径的被检测钢瓶8的状态。
如图5、 6、 7、 8所示，驱动装置43包括驱动轮机构4301、送进轮机构 4302、托架机构4305、调角机构4303及移动滑台4304，驱动轮机构4301及 送进轮机构4302分别装置在托架机构4305的两侧，送进轮机构4302装置在 调角机构4303上，驱动轮机构4301、托架机构4305及调角机构4303分别装 置在移动滑台4304上，送进轮机构4302的送进轮4307的轴线与水平方向的 夹角G设置在大于O。、小于20°的范围内，通常该夹角G设置在2。 ~3°之 间。在检测钢瓶时，被检测钢瓶8夹持在驱动轮4306与送进轮4307之间，托 架机构4305在下方托持被检测钢瓶8，驱动轮机构4301由变频调速齿轮电机 4333通过同步齿轮传动带来带动驱动轮4306，由于送进轮4307的轴线与被检 测钢瓶8的运动方向有一夹角，这样，由驱动轮的带动下通过被检测钢瓶8带 动送进轮转动，并完成被检测钢瓶8在两轮之间边旋转边向前送进的螺旋运动。 在本实施例中，送进轮机构4302装置在调角机构4303上，由调角机构4303 调节夹角G的大小，以方便更换不同直径的被检测钢瓶8时机组的调整，如图 5、 7所示，调角机构4303包括调角架4309及支撑块4310，调角架4309与支 撑块4310的一侧通过销轴4308枢接在一起，支撑块4310的另一侧枢装有调 节螺杆4311，调节块4312套装在调节螺杆4311上，两个螺母4313将的调节 块4312限位在调节螺杆4311上，锁紧螺栓4314穿过调节块4312及支撑块4310 上的弧形孔4315与调角架4309连接。在支撑块4310上相对于弧形孔4315的 另一侧设有第二弧形孔4316，加固螺栓4332穿过第二弧形孔4316与调角架 4309连接。当需要调整送进轮4307的角度时，松开锁紧螺栓4314及加固螺栓 4332，调整调节螺杆4311上两个螺母4313，改变锁紧螺栓4314及加固螺栓 4332在弧形孔4315及第二弧形孔4316中的位置，从而调整调角架4309的角 度，调整完成后旋紧锁紧螺栓4314及加固螺栓4332，送进轮4307随调角架 4309而改变角度。
如图5、 6所示，托架机构4305包括托架体4317，升降块4318滑动装置 在托架体4317上，升降块4318下装置有两个楔块4319，两个楔块4319分别 螺纹连接在一根托架丝杆4320上，托架丝杆4320两端分别螺纹连接两个楔块 4319的螺纹旋向相反，升降块4318与被检测钢瓶8接触的顶面设有万向球装 置4321，万向球装置4321使托架机构4305经久耐用，本发明中使用的万向球 装置4321是市售商品。在本实施例中，托架机构4305的托架体4317的两端 还设置有进出口导向装置4322，如图9所示，进出口导向装置4322包括两个 对称枢装在托架体4317上的"V"形导向块4323，导向块4323下端开有弧形 孔4324，螺栓4325穿过弧形孔4324连接托架体4317。托架机构4305是使被 检测钢瓶8处于正确的检测中心线位置的重要构件之一，也是保证使被检测钢 瓶8在驱动轮4306和送进轮4307之间稳定传动的重要构件。当机组需要检测 另一种不同直径的被检测钢瓶8时，旋转托架丝杆4320 —端的手轮，由于托 架丝杆4320两端连接两个楔块4319的螺纹旋向相反，两个楔块4319可同时 向内或向外运动，这样可升高或降低升降块4318，从而达到调节支承被检测钢 瓶8的升降块4318托持顶面的高度。
如图5、 8所示，移动滑台4304包括滑台架4326，驱动轮机构滑板4327 及送进轮机构滑板4328与滑台架4326滑动连接，其滑动连接结构为燕尾导轨 结构(如图7);驱动轮机构滑板4327及送进轮机构滑板4328分别通过丝杆螺 母4329与一根滑台丝杆4330螺纹连接，滑台丝杆4330的驱动轮机构滑动板 段与送进轮机构滑动板段的螺纹旋向相反；滑台丝杆4330与蜗轮蜗杆机构 4331连接。当机组需要检测另一种不同直径的被检测钢瓶8时，旋转蜗轮蜗杆 机构4331上的手轮(图8)，带动滑台丝杆4330旋转，由于滑台丝杆4330的
驱动轮机构滑动板段与送进轮机构滑动板段的螺纹旋向相反，驱动轮机构滑板 4327及送进轮机构滑板4328同时向内或向外移动，从而调整驱动轮4306与送 进轮4307之间的距离，也同时改变夹持在驱动轮4306与送进轮4307之间的 被检测钢瓶8的中心线的高度。
如图2、 IO所示，探头调节装置41包括支架4101，支架4101固定装置在 主机水箱42的框架上，第一滑架4102滑动装置在支架4101上，可转动装置 在支架4101上的第一螺杆4103与第一滑架4102螺纹连接；第二滑架4104滑 动装置在第一滑架4102上，可转动装置在第一滑架4102上的第二螺杆4105 与第二滑架4104螺纹连接，安装探头46的支杆4106连接在第二滑架4104上，
探头46由支杆4106的前端的压盖固定。当机组需要检测另一种不同直径的被 检测钢瓶8时，旋转第一螺杆4103 —端的手轮，可使第一滑架4102在支架4101 上沿H向移动，同时支杆4106的前端的探头46也沿H向移动；旋转第二螺 杆4105—端的手轮，可使第二滑架4104在第一滑架4102上沿K向移动，同 时支杆4106的前端的探头46也沿K向移动，从而实现探头46与被检测钢瓶 8之间偏移量的调整，以保证检测时，探头46与被检测钢瓶8之间保持合适的 水层距离。
本发明的工作过程
在检测某一规格的被检测钢瓶8前，调整好钢瓶输送机构3、探伤主机4 及探伤主机4中驱动装置43。当开始检测时，电控装置1控制机前送料装置2 的气缸翻板机构，每次搬送一个被检测钢瓶8放入到钢瓶输送机构3上，被检 测钢瓶8在钢瓶输送机构3上螺旋前进，并由钢瓶输送机构3将被检测钢瓶8 送入探伤主机4;在探伤主机4中，由驱动装置43驱动被检测钢瓶8螺旋前进； 当被检测钢瓶8进入探伤主机4进、出口处的密封圈4203中时，电控装置1 控制主泵以500升/分钟的流量快速向探伤主机4输送耦合剂，使探头46与被 测钢瓶8之间迅速输入足够的耦合剂，使探头46与被检测钢瓶8之间保持足 够的耦合剂，在大量耦合剂流入主机水箱后，为防止产生气泡，必须在水箱下 部进入，另外在耦合剂中添加有消泡剂，以减少气泡的产生。三台探伤主机4 的探头46分别检测被检测钢瓶8的瓶头、瓶身及瓶尾的缺陷；探头46接收到 被检测钢瓶8信号后，经探伤仪分析后，有缺陷的产品发出报警信号，信号放 大后传输到标识打印机构7，其在被检测钢瓶8表面记录及进行标识；被检测 钢瓶8完成在探伤主机4中的检测后，继续由钢瓶输送机构3输送，最后，电 控装置1控制机后移料装置5通过气缸翻板机构将完成检测的被检测钢瓶8送 入集料槽，并对印有标记或没有印有标记的合格品与不合格品分类放置。
权利要求
1.一种钢瓶超声波探伤机，其特征在于包括电控装置、机前送料装置、机后移料装置、钢瓶输送机构、探伤主机、探伤仪、标识打印机构及水循环系统，其中，至少三台探伤主机设置在钢瓶传送机构上，标识打印机构设置在探伤主机后，；所述探伤主机包括主机水箱，其上设有进口及出口，在进出口处装置有密封圈，耦合剂进口设置在主机水箱的下部，在探伤时主机水箱中充满耦合剂；水位快速提升装置，包括高位水箱，高位水箱通过管道与主机水箱及水循环系统连通，可快速向主机水箱注入耦合剂；驱动装置，装置在主机水箱内，驱动被检测钢瓶在主机水箱中螺旋前进；探头调节装置，装置在主机水箱框架上，调节探头与工件的入射角及距离；探头，装置在探头调节装置上。
2. 按照权利要求1所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述主机水 箱下装置有升降装置，连接主机水箱的管道与水位快速提升装置滑动连接。
3. 按照权利要求1所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述探头调 节装置包括支架，第一滑架滑动装置在支架上，可转动装置在支架上的第一螺 杆与第一滑架螺纹连接；第二滑架滑动装置在第一滑架上，可转动装置在第一 滑架上的第二螺杆与第二滑架螺纹连接，安装探头的支杆连接在第二滑架上。
4. 按照权利要求1所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述驱动装 置包括驱动轮机构、送进轮机构、托架机构、调角机构及移动滑台，驱动轮机 构及送进轮机构分别装置在托架机构的两侧，送进轮机构装置在调角机构上， 驱动轮机构、托架机构及调角机构分别装置在移动滑台上。
5. 按照权利要求4所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述送进轮 机构的送进轮轴线与水平方向的夹角设置在大于O。、小于20°的范围内。
6. 按照权利要求4所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述调角机 构包括调角架及支撑块，调角架与支撑块的一侧通过销轴连接，支撑块的另一 侧枢装有调节螺杆，调节块套装在调节螺杆上，两个螺母将的调节块限位在调 节螺杆上，锁紧螺栓穿过调节块及支撑块上的弧形孔与调角架连接。
7. 按照权利要求6所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于在所述支撑块上相对于弧形孔的另一侧设有第二弧形孔，加固螺栓穿过第二弧形孔与调角 架连接。
8. 按照权利要求4所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述托架机 构包括托架体，升降块滑动装置在托架体上，升降块下装置有两个楔块，两个 楔块分别螺纹连接在一根托架丝杆上，托架丝杆两端分别螺纹连接两个楔块的 螺纹旋向相反；升降块与工件接触的顶面设有万向球装置。
9. 按照权利要求8所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述托架机 构的托架体的两端设置有进出口导向装置，其包括两个对称枢装在托架体上的"V"形导向块，导向块下端开有弧形孔，螺栓穿过弧形孔连接托架体。
10. 按照权利要求4所述的钢瓶超声波探伤机，其特征在于所述移动滑台包括滑台架，驱动轮机构滑板及送进轮机构滑板与滑台架滑动连接，其滑动连接结构为燕尾导轨结构；驱动轮机构滑板及送进轮机构滑板分别通过丝杆螺 母与一根滑台丝杆螺纹连接，滑台丝杆的驱动轮机构滑动板段与送进轮机构滑 动板段的螺纹旋向相反；滑台丝杆与蜗轮蜗杆机构连接。
全文摘要
本发明涉及一种利用超声波探测物体制造缺陷的设备，尤其是涉及一种钢瓶超声波探伤机，也可用于钢管的探伤。其包括电控装置、机前送料装置、机后移料装置、钢瓶输送机构、探伤主机、探伤仪、标识打印机构及水循环系统，其中，所述至少三台探伤主机设置在钢瓶传送机构上，探伤主机中的驱动装置驱动被检测钢瓶在螺旋前进，探头与被检测钢瓶之间充满耦合剂。本发明由于采用将超声探头及被检测钢瓶浸入耦合剂中的方式来进行探伤，省略了塞瓶口以及拔瓶塞的工序，可连续、稳定地对钢瓶进行检测，有效地提高了检测效率，并实现自动化超声检测。
文档编号G01N29/26GK101339163SQ20081002251
公开日2009年1月7日 申请日期2008年8月14日 优先权日2008年8月14日
发明者尤小雷 申请人:无锡东禾冶金机械厂