Гибкая пика для механической обработки или обследования трубной решетки котла - RU2721154C2

Чертежи

Описание

Настоящее изобретение относится к гибкой пике для механической обработки или обследования трубной решетки котла, имеющей первую и вторую пластины, каждая из которых выполнена из гибкого металлического материала, а также имеет неровность формы, проходящую в продольном направлении, для размещения в ней подводящей линии для обрабатывающей или обследующей головки, расположенной на свободном конце гибкой пики.

На трубной решетке котла, в частности ядерных котлов, со временем оседают загрязнения, при этом во многих местах толщина загрязнения может составлять несколько сантиметров. Эти крепко прилипающие и очень жесткие загрязнения или отложения могут привести к повреждению трубок котла, которые расположены на небольшом расстоянии друг от друга. Таким образом, через регулярные интервалы времени необходимо проверять, образовывались ли такие загрязнения, и определять степень загрязнения. В некоторых случаях для предотвращения повреждений следует удалять отложения.

Гибкая пика для механической обработки или обследования трубной решетки котла, имеющая первую и вторую гибкие металлические пластины, описана в патенте ЕР 1124092 В1. Первая и вторая пластины наложены друг на друга таким образом, что они находятся на одном уровне по отношению друг к другу и имеют связь друг с другом, например посредством шнуров, проведенных через отверстия в обеих пластинах. Первая и вторая пластины со своей наружной стороны имеют отверстия для взаимодействия с зубчатыми передачами. Однако выполнение отверстий в обеих пластинах и соединение обеих пластин таким образом, чтобы отверстия располагались друг над другом для надежного предотвращения, является сложной задачей, а также требует высокой точности или жестких технологических допусков.

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в создании гибкой пики, которую можно просто изготовить и которая обеспечивает надежную и полную механическую обработку или обследование трубной решетки котла.

Поставленная задача решена благодаря созданию гибкой пики, охарактеризованной в пункте 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты реализации и модификации представлены в соответствующих зависимых пунктах формулы изобретения.

Гибкая пика для механической обработки или обследования трубной решетки котла имеет первую пластину из гибкого металлического материала и вторую пластину из гибкого металлического материала. В продольном направлении вторая пластина размещена на первой пластине. Кроме того, по меньшей мере вторая пластина имеет неровность формы, проходящую в продольном направлении, для размещения в ней подводящей линии для обрабатывающей или обследующей головки, расположенной на свободном конце гибкой пики. Первая пластина соединена со второй пластиной таким образом, что открытая сторона указанной неровности, образованной второй пластиной, закрыта первой пластиной с образованием направляющего канала.

По меньшей мере периферийная область гибкой пики, проходящая в продольном направлении, образована только первой пластиной или только второй пластиной. Другими словами, в периферийной области или в обеих периферийных областях гибкой пики, проходящих соответственно снаружи в продольном направлении, находится только одна из двух пластин, то есть первая и вторая пластины имеют различную ширину.

Преимущества настоящего изобретения состоят, в частности, в экономии материала за счет меньшего размера первой или второй пластины, которая не формирует периферийную область. Кроме того, воздействие на такие параметры, как прочность на изгиб, жесткость и гибкость пики удобно с конструктивной точки зрения оказывать исключительно путем изменения ширины пластин и, следовательно, размеров периферийной области.

Еще одно преимущество настоящего изобретения заключается в том, что в направляющем канале подводящие линии, которые необходимы для обеспечения работы обрабатывающей или обследующей головки, например подводящие линии для подачи воды или энергии питания или линии на основе оптических стекловолокон для освещения очищаемого или обрабатываемого места, защищены от повреждений, и кроме того неконтролируемый изгиб подводящих линий в значительной степени предотвращен.

В принципе, обе пластины могут иметь неровность формы для размещения подводящих линий. Однако первая пластина предпочтительно выполнена в целом плоской и, следовательно, имеет две противоположные гладкие плоские стороны. Таким образом, неровность формы образована только второй пластиной, что дополнительно упрощает изготовление, поскольку необходимо придать форму только одной пластине. В этом случае периферийная область предпочтительно образована только первой пластиной, которая выполнена по существу плоской.

Вторая пластина в продольном направлении предпочтительно размещена на первой пластине симметрично относительно центральной продольной оси первой пластины, что увеличивает прочность гибкой пики. Если вторая пластина сама по себе имеет аналогичное симметричное конструктивное исполнение, то неровность формы расположена центрально в продольном направлении, так что направляющий канал также расположен по центру относительно центральной продольной оси первой пластины или гибкой пики. Вследствие этого сведено к минимуму механическое напряжение на подводящей линии, например в случае бокового выпучивания пики.

В одном из предпочтительных вариантов реализации в периферийной области гибкой пики выполнены продольные отверстия для взаимодействия с перемещающей установкой или зубчатой передачей такой перемещающей установки. В данном случае отверстия расположены на равном расстоянии друг от друга или расположены в ряд с равными промежутками, то есть расположены друг за другом в продольном направлении. Отверстия выполнены в периферийной области и, следовательно, присутствуют только в первой или второй пластине. Преимущество этого заключается в том, что при изготовлении гибкой пики не нужно следить за тем, чтобы первая и вторая пластины были соединены с обеспечением совпадения отверстий для предотвращения защемления перемещающей установки во время перемещения обрабатывающей или обследующей головки. Кроме того, благодаря отсутствию отверстий, которые должны быть подогнаны друг к другу по своей протяженности, обеспечены более широкие производственные допуски. Кроме того, благодаря тому, что отверстия должны быть выполнены только в одной пластине, что реализуют, например, путем лазерной резки, обеспечена экономия времени и усилий. Если периферийная область сформирована первой пластиной, которая выполнена в целом плоской, отверстия для взаимодействия с зубчатой передачей могут быть точно выполнены простым способом.

Первая и вторая пластины соединены друг с другом в местах соединения. Это соединение может быть осуществлено с использованием заклепок, винтов или подобных механических соединительных элементов. Однако соединение в местах соединения осуществляют, в частности, методом точечной сварки, что уменьшает количество технологических этапов и лишь незначительно снижает прочность материала вблизи мест соединения.

В одном из предпочтительных вариантов реализации по меньшей мере вторая пластина имеет зазоры, в продольном направлении расположенные друг за другом и проходящие перпендикулярно продольному направлению или в поперечном направлении гибкой пики. В частности, эти зазоры по меньшей мере частично проходят за пределами неровности формы. Зазоры предпочтительно выполнены в форме щелей. Вторая пластина выполнена за одно целое, а зазоры выполнены, например, лазерной резкой. Первая пластина может иметь подобные зазоры, например в области, которая закрывает направляющий канал. Благодаря этим зазорам гарантировано отсутствие у второй пластины и, при необходимости, первой пластины и, следовательно, у гибкой пики жесткости, являющейся недопустимой в некоторых областях применения. Минимальный радиус кривизны гибкой пики может быть задан путем выбора ширины зазоров в продольном направлении, а также в поперечном направлении, и расстояния между указанными зазорами в продольном направлении. Под минимальным радиусом кривизны следует понимать радиус, при котором значительно затруднено дальнейшее изгибание пики, при этом дальнейшее боковое выпучивание в значительной степени устранено. Благодаря этому надежно предотвращено возникновение длительных деформаций и разрывов в подводящих линиях, расположенных в направляющем канале.

В одной из предпочтительных модификаций часть зазоров выполнена в виде первых зазоров, каждый из которых проходит с обеих сторон полностью за пределами неровности формы и оканчивается на некотором расстоянии вблизи периферии второй пластины.

Еще в одном предпочтительном варианте реализации часть зазоров выполнена в виде вторых зазоров, каждый из которых проходит по направлению от периферии второй пластины к неровности формы. В каждом случае эти два вторых зазора расположены попарно напротив друг друга, а относительно поперечного направления гибкой пики они расположены вдоль некоторой линии или параллельно ей.

В принципе, пластина может иметь зазоры только одной из двух форм. Также зазоры могут быть расположены друг за другом в произвольном порядке. Однако в предпочтительном варианте первый и второй зазоры расположены друг за другом в продольном направлении с чередованием. Благодаря этому пика имеет улучшенную гибкость.

Каждый периферийный участок второй пластины, расположенный между двумя вторыми зазорами, предпочтительно имеет закругленную форму. Например, на этом закругленном периферийном участке находятся места соединения, в которых первая и вторая пластины приварены друг к другу. Круглые периферийные участки могут быть легко выполнены в случае, когда вторая пластина сформирована лазерной резкой. Кроме того, круглые периферийные участки или кромки имеют предпочтительное распределение усилия и улучшенные свойства трения.

Для обеспечения возможности дополнительного влияния на маневренность гибкой пики первая и вторая пластины предпочтительно имеют разную прочность на изгиб. Например, в качестве материала для гибкой пики или первой и второй пластин использована пружинная сталь. Разная прочность на изгиб первой и второй пластины легко обеспечиваются конструктивными средствами вследствие того, что эти пластины имеют разную толщину.

Ниже дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения пояснены более подробно при описании иллюстративных вариантов реализации со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг. 1 показан вид в перспективе части гибкой пики;

на фиг. 2 показан продольный вид первой пластины гибкой пики, показанной на фиг. 1, перед присоединением гибкой пики;

на фиг. 3 показан продольный вид второй пластины гибкой пики, показанной на фиг. 1, перед присоединением гибкой пики;

на фиг. 4 схематически показана гибкая пика, используемая во время механической обработки или обследования трубной решетки котла.

На фиг. 1 показана гибкая пика 2 для механической обработки или обследования трубной решетки котла. Гибкая пика 2 собрана из первой гибкой металлической пластины 4 и второй гибкой металлической пластины 6. Обе пластины 4, 6 выполнены из пружинной стали, например из хромоникелевой стали, и имеют толщину или, соответственно, толщину стенки, составляющую приблизительно от 0,1 до 0,3 мм. Ширина B₁ первой пластины 4 составляет приблизительно 40 мм, а ширина В₂ второй пластины 6 составляет приблизительно 24 мм. Таким образом, толщина второй пластины 6 меньше толщины первой пластины 4. В продольном направлении L вторая пластина 6 размещена на первой пластине 4 и имеет пнеровность 8 формы или вместилище для размещения трех подводящих линий 10, проходящих в продольном направлении L и присоединенных к обрабатывающей или обследующей головке (для наглядности не показана на фиг. 1), которая размещена на свободном конце 12 гибкой пики 2. Неровность формы 8 имеет в поперечном сечении U-образный профиль и выполнена удлиненной в продольном направлении L пики.

Первая пластина 4 и вторая пластина 6 имеют разную прочность на изгиб. Для достижения этой цели первая пластина 4 и вторая пластина 6 могут иметь разную толщину.

Первая пластина 4 и вторая пластина 6 соединены друг с другом точечной сваркой в местах 14 соединения, находящихся на периферийном участке 34 второй пластины 6 (см. фиг. 3). Первая пластина 4 имеет две взаимно противоположные плоские стороны 16. Неровность 8, которая имеется во второй пластине 6, и плоская сторона 16 первой пластины 4, обращенной ко второй пластине 6, образуют направляющий канал 18, по которому проходят подводящие линии 10. Неровность 8 имеет открытую сторону, закрытую первой пластиной 4, в результате чего направляющий канал 18 закрыт со всех сторон, а подводящие линии 10 защищены от повреждений. Направляющий канал 18, как и неровность 8, проходит в продольном направлении L гибкой пики 2.

Поскольку толщина второй пластины 6 меньше толщины первой пластины 4, то в случае центрического или симметричного расположения второй пластины 6 по отношению к центральной продольной оси М первой пластины 4 периферийные области 20, 22 гибкой пики 2, проходящие в продольном направлении, образованы только первой пластиной 4. В периферийных областях 20, 22 выполнены отверстия 28 для взаимодействия с перемещающей установкой (не показана).

На фиг. 2 показан продольный вид части первой пластины 4 гибкой пики 2, показанной на фиг. 1, перед ее присоединением. Места 14 соединения обозначены пунктирными линиями. Гибкая пика 2 или первая пластина 4 соответственно в двух периферийных областях 20, 22, то есть снаружи, имеет один ряд 24, 26 отверстий 28, которые расположены друг за другом в продольном направлении на равном расстоянии А друг от друга. Ширина отверстий 28 составляет приблизительно 2 мм, а их длина составляет приблизительно 2,5 мм. Расстояние А между отверстиями 28 в продольном направлении составляет приблизительно 5 мм. Благодаря тому, что только первая пластина 4 должна иметь отверстия 28, необходимые для перемещения, упрощено изготовление и надежно предотвращено защемление пики 2 шестернями перемещающей установки, в частности в случае малых радиусов кривизны.

На фиг. 3 показан продольный вид части второй пластины 6 гибкой пики 2, показанной на фиг. 1, перед присоединением второй пластины 6 к первой пластине 4. Вторая пластина 6 имеет неровность 8, которая в готовой пике 2 имеет U-образную форму, при этом области 8' образуют боковые стороны неровности. Вторая пластина 6 имеет зазоры 30, 32, расположенные друг за другом в продольном направлении L и проходящие перпендикулярно продольному направлению L, то есть в поперечном направлении Q, параллельно друг другу. Зазоры 30, 32 частично проходят за пределами неровности 8, вследствие чего они присутствуют в области неровности 8 или направляющего канала 18, который частично образован неровностью 8. Другими словами, вторая пластина 6 или неровность 8 прерывается зазорами, которые в данном случае выполнены в форме щели. Благодаря этому гибкая пика 2 не окажется из-за неровности 8 слишком жесткой, что недопустимо в некоторых областях применения, при этом обеспечена возможность изгиба гибкой пики 2 до радиуса кривизны, который может быть задан через размеры соответственно зазоров 30, 32 или щелей. Зазоры обычно имеют ширину в несколько десятых сантиметра и вырезаны лазером, а расстояние В между зазорами 30, 32 в продольном направлении L составляет приблизительно 1 мм.

Согласно фиг. 3, вторая пластина 6 имеет два зазора 30, 32 неодинаковой формы. Зазоры первой формы, далее называемые первыми зазорами 30, выполнены каждый таким образом, что они имеют форму щели и проходят с обеих сторон полностью за пределами неровности 8. Первые зазоры 30 оканчиваются каждый на расстоянии С не доходя до периферии второй пластины 6. Первые зазоры 30 имеют длину L₁, составляющую приблизительно 20 мм.

Зазоры второй формы, далее называемые вторыми зазорами 32, проходят каждый от периферии второй пластины 6 до неровности 8 и частично за ее пределами. Вторые профилированные элементы 32 также выполнены в форме щели и имеют длину L₂, составляющую приблизительно 10 мм. Каждый периферийный участок 34 второй пластины 6, расположенный между двумя соседними в продольном направлении L вторыми зазорами 32, имеет закругленную форму.

Первые зазоры 30 и вторые зазоры 32 расположены друг за другом с соответствующим чередованием в продольном направлении L, то есть расположены в чередующемся порядке.

Использование гибкой пики 2 для механической обработки или обследования трубной решетки 50 котла 52 показано на фиг. 4, иллюстрирующей только часть котла 52, причем трубки 54 указанной части котла показаны в поперечном сечении. Трубки 54 расположены на обеих сторонах трубного прохода 56, к которому имеется доступ с наружной стороны через отверстие 58 для обследования, выполненное в стенке 60 котла 52. Манипулятор 62, который на фиг. 4 показан только схематически, введен в трубный проход 56 с возможностью возвратно-поступательного перемещения в направлении 68. Манипулятор 62 содержит ведущий ролик 64, посредством которого гибкую пику 2 вводят между трубами 54. На свободном конце 12 гибкой пики 2 расположена обрабатывающая или обследующая головка 66. С помощью манипулятора 62 или приводного ролика 64 обрабатывающую или обследующую головку 66 направляют между трубами 54 в обследуемое или обрабатываемое место путем перемещения гибкой пики 2 в направлении 70. Для механической обработки и обследования гибкая пика 2 может отклоняться в обе стороны, однако предпочтительным является вариант, при котором первая пластина 4, при ее отклонении, расположена с внутренней стороны, а также имеет две плоские стороны 16 и, следовательно, выполнена в целом плоской.

Перечень ссылочных номеров

Реферат

Настоящее изобретение относится к гибкой пике (2) для механической обработки или обследования трубной решетки котла, имеющей первую пластину (4), выполненную из гибкого металлического материала, и вторую пластину (6), выполненную из гибкого металлического материала, в продольном направлении (L) размещенную на первой пластине (4), причем по меньшей мере вторая пластина (6) имеет неровность (8) формы, проходящую в продольном направлении (L), для размещения в ней подводящей линии (10) для обрабатывающей или обследующей головки (66), расположенной на свободном конце (12) гибкой пики (2), первая пластина (4) соединена со второй пластиной (6) таким образом, что открытая сторона указанной неровности (8) формы закрыта первой пластиной (4) с образованием направляющего канала (18), а по меньшей мере одна краевая область (20, 22) гибкой пики (2), проходящая в продольном направлении (L), образована только первой пластиной (4) или только второй пластиной (6). 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

Формула