雙軌道便攜式管道數字化焊縫檢測裝置的制作方法

本發明涉及一種應用于油氣運輸領域中的管道焊縫檢測裝置。

背景技術：

石油運輸管道一旦發生事故，不僅會造成巨大的經濟損失，而且對社會和環境也會造成不可估量的危害。其修復工作不僅艱難，而且費用昂貴。由于圓形儲罐和管道的損害主要集中在焊縫的損害上，但由于管道焊縫檢測一直都在用較為傳統的手工檢測方法進行，沒有對管道焊縫檢測提出一種可以實現檢測機械自動化的快捷而有效的檢測方法以及配套的裝置，而且現有的檢測裝置結構復雜，不易裝配和拆分，致使檢測工作效率很低。同時，在檢測中所應用到的X射線又會對檢測工人的身體健康造成一定的損害。所以研制一種裝置提高管道焊縫檢測的效率、降低其危險性是具有極其重要的現實意義的。現在所用設備普遍存在安裝不便，拆卸不便以及在檢測過程中損壞等一系列問題。國內所用技術大多為管壁外側射線檢測，但所用設備不夠可靠，探傷效率低，有安全隱患。

技術實現要素：

為了解決背景技術中所提到的技術問題，本發明提供一種雙軌道便攜式管道數字化焊縫檢測裝置，該種裝置由C型梁連接并保證相對位置。該檢測裝置可以對油氣管道360°探傷，并實現探傷儀裝置與成像板裝置快速拆裝，對行走輪及主、副軌道起到一定保護作用，提高了現有管道焊縫檢測的效率，為現行管道焊縫檢測技術提供了準確安全輕便的解決方案，為探傷儀和成像板等設備提供了可靠的保護。

本發明的技術方案是：該種雙軌道便攜式管道數字化焊縫檢測裝置，包括成像板夾持單元、驅動單元、X射線夾持單元、左連接桿、右連接桿、主軌道和副軌道，其獨特之處在于：

所述成像板夾持單元包括成像板機架、行走輪和成像板保護架；其中成像板機架是整個成像板夾持單元的本體，該單元中的所有的零件及結構皆安裝其上；成像板夾持單元包含了八個行走輪，這些行走輪皆采用兩顆螺栓固定于成像板機架上；成像板保護架具有上鉤和下鉤兩個快裝結構，連接時上鉤和下鉤分別對準包括成像板機架上的上口和下口，插入進去，而后在成像板保護架上的固定孔旋入一枚螺栓，實現成像板保護架和成像板機架的相對固定；

所述的驅動單元包含減速器、電機、后板、前板、手柄、鏈輪和行走輪；其中，整個驅動單元包含四個行走輪，這些行走輪中的兩個固定于前板，其余兩個固定于后板；減速器固定于后板，電機采用螺栓固定于減速器的輸入端口，而鏈輪固定于減速器的輸出軸上，從而實現電機的旋轉通過減速器后就會輸出到鏈輪上，使鏈輪旋轉；手柄的末端為絲杠，當手柄旋轉時，其和后板相對靜止，而前板安裝有絲母，當手柄旋轉時，前板沿著手柄的絲杠前后運動，調節前板和后板的距離，而前板和后板各安裝一對行走輪，當手柄旋轉時就會實現兩對行走輪之間的距離，以實現從主軌道上拆裝驅動裝置的目的；

所述X射線夾持單元包括X射線固定架、X射線機架和行走輪；其中，X射線夾持單元包括四個行走輪，四個行走輪分別通過兩顆螺栓固定于X射線機架上；X射線固定架具有四個掛鉤和兩個X射線固定孔，X射線機架具有四個掛孔，在X射線固定架和X射線機架安裝時，X射線固定架的四個掛鉤分別插入X射線機架的四個掛孔中，而后在固定孔中旋入螺栓將X射線固定架與X射線機架進行固定；

所述主軌道由主軌道和鏈組成；其中主軌道和管道同軸，并且二者之間采用凸起進行相對固定，鏈和主軌道焊接固連；所述副軌道通過底部的凸起和管道進行固定，且二者是同心的；

驅動單元位于成像板夾持單元和X射線夾持單元之間，驅動單元和成像板夾持單元之間采用左連接桿進行連接，其中左連接桿為弧形桿狀結構，兩端分別開有螺栓孔，左連接桿的左右兩端的螺栓孔分別插入螺栓并分別和成像板夾持單元和驅動單元進行連接固定；右連接桿與左連接桿具有相同的結構，兩側同樣具有螺栓孔，右連接桿的左右兩端分別插入螺栓并且分別和驅動單元和X射線夾持單元進行連接固定；

成像板夾持單元、驅動單元、X射線夾持單元、左連接桿以及右連接桿連接成一環形整體；主軌道和副軌道是兩個獨立的軌道，其分別和管道相對固定，成像板夾持單元、驅動單元、X射線夾持單元都沿著主軌道進行圓周方向上的運動，驅動單元、X射線夾持單元與副軌道并無接觸，成像板夾持單元的結構和驅動單元和X射線夾持單元并不相同，成像板夾持單元具有8個行走輪，四個為一組，共兩組，靠近主軌道的一組負責夾緊主軌道，沿著主軌道做圓周運動，另一組靠近副軌道，對副軌道進行夾持，并沿副軌道進行周向運動，副軌道起到對成像板夾持單元的穩定與輔助作用，副軌道和驅動單元、X射線夾持單元無接觸。

本發明具有如下有益效果：首先，本檢測裝置具有主、副兩個軌道，其中主軌道上安裝鏈，其可用于承載整個裝置的驅動力，這和傳統的檢測裝置是相同的，但是在傳統的管道焊縫檢測裝置中只有主軌道，其成像板偏置安放于主軌道上，呈現一種懸臂梁的狀態，穩定性很差，本發明中采用的副軌道使成像板兩端都得到支撐，穩定性大大增強；其次，對于驅動裝置和主軌道的安裝，提出了一種新的安裝方案，通過旋轉絲杠手柄實現驅動裝置和軌道的快速拆裝，大大提高工作效率；再次，為探傷儀、成像板和夾具的安裝提供了一種新型的快速安裝方案，方便設備的拆裝，提高工作效率；最后，裝置的驅動方式采用了嚙合的驅動方式，而不是以往的摩擦驅動方式，表現為鏈和主軌道固連，相對整個管道靜止，驅動裝置的驅動輪采用一個鏈輪，其正和上述提及的鏈相嚙合，通過減速器的輸出旋轉驅動鏈輪轉動，從而實現鏈輪和鏈的嚙合傳動，因為鏈條、主軌道和管道是相對靜止的，所以鏈輪的轉動就會帶動整個裝置繞著管道做周向運動，其較先前的摩擦驅動方式可以提供更大的驅動力，最終穩定驅動整個裝置繞管道周向運動。

附圖說明：

圖1是本發明專利的俯視結構示意圖。

圖2是本發明專利的三維結構示意圖。

圖3是本發明專利所述成像板夾持單元組合結構示意圖。

圖4是本發明專利所述成像板夾持單元處于分離狀態的結構示意圖。

圖5是本發明專利所述X射線夾持單元的結構示意圖。

圖6是驅動單元的結構示意圖。

圖中1-成像板夾持單元，2-驅動單元，3-X射線夾持單元，4-左連接桿，5-右連接桿，6-管道，7-主軌道，8-副軌道，9-鏈，10-成像板機架，11-行走輪，12-成像板保護架，13-上鉤，14-下鉤，15-固定孔，16-上口，17-下口，18-X射線固定架，19-X射線固定孔，20-掛鉤，21-掛孔，22-X射線機架，23-電機，24-減速器，25-后板，26-前板，27-鏈輪，28-手柄。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

如圖1、2所示，整個裝置由成像板夾持單元1、驅動單元2、X射線夾持單元3、左連接桿4、右連接桿5、主軌道7和副軌道8組成。其中驅動單元2通過左連接桿4和右連接桿5分別和成像板夾持單元1、X射線夾持單元3采用銷軸的方式連接，這樣驅動單元2所產生的周向驅動就可以傳遞到成像板夾持單元1和X射線夾持單元3，從而使三者繞著管道做周向運動，進行焊縫檢測的動作。

如圖3、4所示，成像板夾持單元1包括成像板機架10、行走輪11和成像板保護架12。其中成像板機架10是整個成像板夾持單元1的本體，其所有的零件及結構皆安裝其上；成像板夾持單元1包含了八個行走輪11，這些行走輪11皆采用兩顆螺栓固定于成像板機架10，其中四個夾持在主軌道7上，其余四個夾持在副軌道8上；成像板保護架12具有上鉤13和下鉤14兩個快裝結構，安裝時將上鉤13和下鉤14分別對準包括成像板機架10上的上口16和下口17，插入進去，而后在成像板保護架12上的固定孔15旋入一枚螺栓，實現成像板保護架12和成像板機架10的相對固定。

如圖5所示，X射線夾持單元3包括X射線固定架18、X射線機架22和行走輪11組成。其中X射線夾持單元3包括四個行走輪11，四個行走輪分別通過兩顆螺栓固定于X射線機架22上；X射線固定架18具有四個掛鉤20和兩個X射線固定孔19，X射線機架22具有四個掛孔21，在X射線固定架18和X射線機架22安裝時，X射線固定架18的四個掛鉤20分別插入X射線機架22的四個掛孔21中，而后在固定孔19中旋入螺栓將X射線固定架18與X射線機架22進行固定。

如圖6所示，驅動單元2包含減速器24、電機23、后板25、前板26、手柄28、鏈輪27和行走輪11組成。其中整個驅動單元2包含四個行走輪11，這些行走輪中的兩個固定于前板26，其余兩個固定于后板25；減速器固定于后板，電機采用螺栓固定于減速器的輸入端口，而鏈輪固定于減速器的輸出軸上，這就意味著電機的旋轉通過減速器后就會輸出到鏈輪上，使鏈輪旋轉；手柄的末端為絲杠，當手柄旋轉時，其和后板相對靜止，而前板安裝有絲母，當手柄旋轉時，前板沿著手柄的絲杠前后運動，調節前板和后板的距離，而前板和后板各安裝一對行走輪，當手柄旋轉時就會實現兩對行走輪之間的距離，最終達到從主軌道7上拆裝驅動單元的目的；

如圖2所示，主軌道7由軌道和鏈組成。其中主軌道和管道6同軸，并且二者之間采用凸起進行相對固定，鏈9和軌道焊接固連。

驅動單元2位于成像板夾持單元1和X射線夾持單元3之間，驅動單元2和成像板夾持單元1之間采用左連接桿4進行連接，其中左連接桿4為弧形桿狀結構，兩端分別開有螺栓孔，左連接桿4的左右兩端的螺栓孔分別插入螺栓并分別和成像板夾持單元1和驅動單元2進行連接固定；右連接桿5與左連接桿4具有相同的結構，兩側同樣具有螺栓孔，右連接桿5的左右兩端分別插入螺栓并且分別和驅動單元2和X射線夾持單元3進行連接固定；

成像板夾持單元1、驅動單元2、X射線夾持單元3、左連接桿4以及右連接桿5連接成一環形整體；主軌道7和副軌道8是兩個獨立的軌道，其分別和管道6相對固定，成像板夾持單元1、驅動單元2、X射線夾持單元3都沿著主軌道7進行圓周方向上的運動，驅動單元2、X射線夾持單元3與副軌道8并無接觸，成像板夾持單元1的結構和驅動單元2和X射線夾持單元3并不相同，成像板夾持單元1具有8個行走輪11，四個為一組，共兩組，靠近主軌道7的一組負責夾緊主軌道7，沿著主軌道7做圓周運動，另一組靠近副軌道8，對副軌道8進行夾持，并沿副軌道8進行周向運動，副軌道8起到對成像板夾持單元1的穩定與輔助作用，副軌道8和驅動單元2、X射線夾持單元3無接觸。

下面給出主副軌道的使用方式：

本設備中采用了主軌道7和副軌道8，其中主軌道上固連鏈9可以實現和驅動單元上的鏈輪27的嚙合驅動整個裝置的運動，副軌道8為輔助軌道，其和成像板夾持單元1配合使用，成像板夾持單元包含了八個行走輪，這些行走輪皆采用兩顆螺栓固定于成像板機架，其中四個夾持在主軌道上，其余四個夾持在副軌道上，這樣成像板夾持單元就實現了兩端都采用行走輪夾持軌道的方式進行固定，這樣可以使成像板夾持單元更加穩定與安全。

下面給出驅動單元的具體安裝和拆卸過程：

當手柄28旋轉時，前板沿著手柄的絲杠前后運動，調節前板和后板的距離，而前板和后板各安裝一對行走輪，當手柄旋轉時就會實現兩對行走輪之間的距離的增加，這樣就可以將驅動單元從軌道上卸下；當需要安裝時，將驅動單元的行走輪對準主軌道，而后反向旋轉手柄，前板和后板距離減少，兩對行走輪之間的距離也減少，最終兩對行走輪夾緊主軌道，安裝完畢。

下面給出X射線固定架的快速安裝方式：

X射線固定架具有四個掛鉤和兩個X射線固定孔，X射線機架具有四個掛孔，在X射線固定架和X射線機架安裝時，X射線固定架的四個掛鉤分別插入X射線機架的四個掛孔中，而后在固定孔中旋入螺栓將X射線固定架與X射線機架進行固定。

最后給出整個裝置的驅動方式：

裝置的驅動方式采用了一種不同于以往的摩擦驅動方式，鏈9和主軌道7固連，并且和管道6是相對靜止的，驅動單元2的驅動輪設置為一個鏈輪27，其正和鏈9相嚙合，通過減速器24的輸出旋轉驅動鏈輪27轉動，從而實現鏈輪27和鏈9的嚙合傳動，因為鏈9、主軌道7和管道6是相對靜止的，所以鏈輪27的轉動就會帶動整個裝置繞著管道6做周向運動，其較先前的摩擦驅動方式可以提供更大的驅動力，最終穩定驅動整個裝置繞管道周向運動。