一种管板定位紧固装置及其控制方法与流程

1.本发明涉及热交换器检测技术领域，尤其涉及一种热交换器管板定位紧固装置及其控制方法。


背景技术：

2.热交换器是用于将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，目前广泛应用于电力、化工、石油等领域。管壳式换热器主要由壳体、管束、管板和封头等部分组成，其中，壳体多呈圆筒形，内部装有平行管束或者螺旋管，管束两端固定于管板上。小型堆换热器通常采用螺旋管束设计，可以最大限度地增加湍流效果，提升换热效率。
3.在热交换器传热管涡流检测的过程中，头部携带探头的柔性软管通过管板上的管孔进入热交换管，并通过气动驱动推进，完成整个热交换器传热管内涡流检测。小型堆热交换器的特殊结构要求操作人员在距离管板一定距离处完成操作，操作人员一般通过延长臂将探头送入管孔，此种操作方式的精度不高，且在需要通过高压气体驱动探头进入管孔的情况下，无法保证气密性。为保证推进过程的可靠性，用于与探头对接的装置需要精确对准管孔并压紧管板，保持气体密封。由于管板表面为光滑平面且无可固定的接口，装置一般采用脚趾深入管孔，待脚趾涨开即可实现与管孔之间的紧固，但现有脚趾与管孔内壁之间的接触通常为点接触或线接触，无法实现对所有可能运动方向的约束，导致脚趾会在一定范围内发生松动。此外，还存在脚趾外径较大，无法适应内径较小的管孔、无法精准定位等问题。


技术实现要素：

4.针对上述缺陷，本发明的目的在于提供一种管板定位紧固装置，其可以实现与管孔之间的精准定位、牢固连接。
5.本发明提供了一种管板定位紧固装置，包括：底座、安装在所述底座上的对管压紧部、若干个导向定位部和若干个紧固部，所述对管压紧部、导向定位部和紧固部之间的相对位置符合管板中多个管孔的分布规律；所述导向定位部与管孔相配合，其可插入管孔中；所述紧固部可在管孔中膨胀或收缩，实现与所述管孔之间的紧固或分离；所述对管压紧部包括驱动装置和中空轴，所述驱动装置可驱动中空轴移动并压紧管孔，探头可通过所述中空轴中的通孔进入管孔中。
6.优选地，所述导向定位部包括相连接的圆柱段和锥形头。
7.优选地，所述紧固部包括中空的基座、与所述基座同轴连接的外壳以及内芯，所述内芯贯穿所述基座进入所述外壳中，且只能沿所述外壳的轴向移动；所述外壳的一端设有花瓣件，所述内芯的一端设有锥形头，通过移动所述内芯，驱动所述锥形头靠近或远离所述花瓣件，使得所述花瓣件膨胀或收缩。
8.优选地，所述基座的一端设有用于与气源相连接的接口，所述内芯在气体的驱动作用下推动所述内芯；所述内芯与基座之间设有弹性件，用于带动所述内芯复位。
9.优选地，所述内芯的另一端设有活塞，所述活塞与基座之间设有密封件。
10.优选地，还包括控制器，所述控制器与气源、驱动装置相连接。
11.本发明还提供了一种管板定位紧固装置的控制方法，包括以下步骤：控制管板定位紧固装置朝向所述管板所在方向移动，使得所述导向定位部和紧固部分别插入不同的管孔中，然后通过控制器开启所述气源，使得所述花瓣件在管孔中膨胀，实现管板定位紧固装置与管板之间的相对固定；通过控制器控制驱动装置，使所述对管压紧部压紧被检测管孔，探头通过所述中空轴进入被检测管孔中。
12.本发明的有益之处在于，由紧固部和导向定位部的相互配合，实现装置与管板之间的精准定位和固定。其整体结构简单，便于装配，可实现小型化，方便应用于小内径管孔探伤检测。
附图说明
13.图1是管板的结构示意图；
14.图2是本发明管板定位紧固装置的结构示意图；
15.图3是紧固脚趾的剖视图。
16.元件标号说明：
17.1管板
18.11管孔
19.2导向定位部
20.3对管压紧部
21.4底座
22.5紧固部
23.51外壳
24.511花瓣件
25.52内芯
26.521锥形头
27.522限位槽
28.523活塞
29.53限位件
30.54基座
31.55弹性件
32.56密封件
33.57端盖
34.58接口
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.现有的换热器管板如图1所示，管板1上设有多个管孔11。为便于探头进入管孔11中进行检测，本发明提供了一种如图2所示的管板定位紧固装置，该装置包括底座4、安装在底座4上的对管压紧部3、若干个导向定位部2和若干个紧固部5。对管压紧部3、导向定位部2和紧固部5垂直于底座4的表面，三者的相对位置符合管板1中多个管孔11的分布规律，这样可以确保当导向定位部2和紧固部5分别插入不同的管孔11中时，对管压紧部3正对一个管孔11，方便探头开展后续检测操作。
39.本发明的工作原理为：紧固部5用于固定装置，导向定位部2用于保证装置顺利插入管孔11，并保证定位精确性，在两者的配合下，装置可以精准地固定在管板1上。接着对管压紧部3可对准被检测管孔并压紧，探头通过对管压紧部3的中空轴进入管孔实施探伤检测。
40.如图2所示，对管压紧部3包括驱动装置和中空轴，驱动装置的形式并不局限，可以是直线电机、气缸等设备，其能够驱动中空轴移动并压紧管孔11，保证气密性，由高压气体驱动的探头即可通过中空轴中的通孔进入管孔11中。
41.导向定位部2与管孔11相配合，其可插入管孔11中。具体地，导向定位部2包括相连接的圆柱段和锥形头。其中，圆柱段表面光滑，且其直径略小于管孔11的直径，两者之间的差值不大于0.1mm，便于实现准确定位导向；锥形头的外径小于管孔11的内径，该结构允许导向定位部2在存在一些误差的情况下顺利进入管孔11中。
42.如图2和图3所示，紧固部5包括中空的基座54、与基座54同轴连接的外壳51以及内芯52，内芯52贯穿基座54进入外壳51中，且只能沿外壳51的轴向移动；外壳51的一端设有弹性材制成的花瓣件511，内芯52的一端设有锥形头521，通过移动内芯52，驱动锥形头521靠近或远离花瓣件511，使得花瓣件511膨胀或收缩。具体地，花瓣件511包括多个呈环形间隔分布的弧形片，在锥形头的撑开作用下，花瓣件511中的弧形片会向外扩张，与管孔11的内壁顶紧，形成面接触，相较于现有技术的点接触或线接触，可以实现更好的紧固作用。
43.本领域技术人员可以根据需要，选择不同的方式驱动内芯52的移动，如将直线驱动装置的活动端与内芯52相连接，或如本发明的一个具体实施例，在基座54的一端设置端盖57，以及用于与气源相连接的接口58，端盖57与接口58相连通，内芯52在气体的驱动作用下推动内芯52。同时，内芯52的中部与基座54之间设有弹性件55；内芯52的另一端设有活塞523，活塞523与基座54之间设有密封件56。密封件56可以防止气体向周围溢散；当气源停止供应气体时，内芯52则可以在弹性件55的弹性复位作用下向远离花瓣件511的方向移动，内芯52恢复原位，花瓣件511自动收缩。进一步地，内芯52上还开有沿内芯52的长度方向延伸的限位槽522，限位槽522中穿设有限位件53，限位件53的两端固定在外壳51 上。通过限位
槽522和限位件53之间的配合，可以限制内芯52的移动起点和终点。
44.进一步地，本发明的管板定位紧固装置还包括控制器，控制器与紧固部5中的气源、对管压紧部3中的驱动装置相连接。
45.本发明还提供了一种前述管板定位紧固装置的控制方法，包括以下步骤：
46.控制装置朝向管板1所在方向移动，使得导向定位部2和紧固部5分别插入不同的管孔11中，然后通过控制器开启气源，使得花瓣件511在管孔11中膨胀，实现装置与管板1之间的相对固定；在装置与管板1保持相对固定后，通过控制器控制驱动装置，使对管压紧部 3压紧被检测管孔，探头通过中空轴进入被检测管孔中。
47.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。