МАГНИТНЫЙ КОЛЁСНЫЙ БЛОК

Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля поверхностей различной формы из ферромагнитного материала, в частности - цилиндрических поверхностей, например, трубопроводов, требующих диагностики с применением дефектоскопического оборудования, размещаемого на опорном подвижном блоке.
Известен подвижный колесный блок, содержащий двойные колеса с тормозными элементами, шпиндель с подшипниками, конструктивно соединенные друг с другом таким образом, что, при исключении трения между элементами крепления колес, позволяют свободно им вращаться - EP №1787824 A1, B60B 11/02, 2007 г.
Применение известного блока для перемещения по ферромагнитному объекту невозможно без дополнительных средств, поддерживающих его на поверхности, что важно при нахождении блока снизу объекта контроля, особенно - цилиндрического, а также невозможность поворота блока на произвольный угол для его движения в выбранном направлении.
Известно магнитное колесо для перемещения по произвольно ориентированной в пространстве поверхности из ферромагнитного материала, содержащее магниты с кольцеобразными полюсными наконечниками, установленные на оси колеса, при этом, между магнитами и осью колеса по всей ее длине установлена упругая втулка. Полюсные наконечники, расположенные между смежными магнитами, выполнены из двух частей, связанных между собой с возможностью их относительного радиального перемещения. посредством выступов и впадин, выполненных на их торцах - SU №1106688 A, B60B 15/00, 1984 г.
При том, что в этом аналоге решена задача удержания нагруженного колесного блока при перемещении его по цилиндрической поверхности, сила магнитного сцепления между ферромагнитным материалом цилиндрической поверхности и колесами настолько велика, что для снятия объекта с поверхности требуются значительные усилия.
Кроме невозможности отключения магнитного поля, здесь сохраняется недостаток прежнего аналога - невозможен поворот блока на произвольный угол.
Прототипом полезной модели является опорный элемент сканера для ультразвукового дефектоскопа, выполненный в виде контактирующих с контролируемым изделием двух магнитопроводов с расположенным между ними постоянным магнитом, при этом, один из магнитопроводов выполнен составным в виде коаксиально размещенных наружного кольца и внутреннего диска с центральной осью, сопрягаемых друг с другом посредством конусных образующих, наружное кольцо снабжено корпусом из диамагнитного материала с охватывающей центральную ось втулкой, причем центральная ось выполнена с возможностью ее осевого перемещения посредством установленного на ее конце маховика - RU №61429 U1, G01N 29/00, 2007 г.
При установлении опорного элемента на изделие из ферромагнитного материала создается сильный магнитный поток. При вращении маховика за счет увеличения магнитного сопротивления и зазора между постоянным магнитом и магнитопроводом сила притяжения опорного элемента резко уменьшается и сканер безо всяких усилий может быть снят с изделия.
В прототипе решена задача легкого съема опорного элемента сканера с объекта контроля, но отсутствуют средства адаптации к криволинейной поверхности, в частности - к цилиндрической, а также сохраняется невозможность поворота опорного элемента на произвольный угол.
В связи с этим, техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в создании магнитного блока, способного перемещаться по контролируемой ферромагнитной поверхности любой формы в любом заданном направлении с условием легкого съема конструкции с контролируемой поверхности.
Эта задача решена в магнитном колесном блоке, содержащем пару магнитопроводящих колес, каждое из которых подключено к своему электродвигателю, связанному, через общую систему управления, с датчиком угла поворота, который расположен в узле крепления к раме, предназначенной для размещения оборудования, пара магнитопроводящих колес разделена заключенными в корпус изолированными друг от друга двумя магнитопроводами, между которыми расположен постоянный магнит с переключателем его положения на передней стенке корпуса, задняя стенка корпуса имеет шарнирное соединение с коромыслом, на свободном конце которого закреплен шарнир, соединенный с датчиком угла поворота.
Кроме того, магнитный колесный блок имеет признаки, характеризующие его в конкретных формах реализации:
- постоянный магнит имеет цилиндрическую форму;
- дополнительно содержится не менее трех пар магнитопроводящих колес, установленных с помощью соответствующего узла крепления;
- изоляция магнитопроводов выполнена из материала на основе парамагнетиков или диамагнетиков.
На фиг.1 показан фронтальный вид магнитного колесного блока с поперечным сечением; на фиг.2 - вид устройства сбоку с поперечным сечением при замыкании магнитного поля через магнитопроводы, колеса и объект контроля, на фиг.3 - вид спереди магнитного колесного блока при его адаптации к криволинейной поверхности объекта контроля.
Магнитный колесный блок содержит пару магнитопроводящих колес 1, 2, каждое из которых подключено к своему электродвигателю 3, 4. Каждый из электродвигателей 3, 4 связан через общую систему управления 5 с датчиком 6 угла поворота, который расположен в узле 7 крепления к раме (на фигуре не показана), предназначенной для размещения оборудования.
Магнитопроводящие колеса 1, 2 разделены заключенными в корпус 8 изолированными друг от друга двумя магнитопроводами 9, 10. Материал изоляции между магнитопроводами 9, 10 выполнен на основе парамагнетиков или диамагнетиков.
Между магнитопроводами 9, 10 расположен постоянный магнит 11, имеющий в представленной конструкции один из возможных вариантов его формы - цилиндрическую.
Постоянный магнит 11 имеет переключатель 12 его положения на передней стенке корпуса 8, а задняя стенка корпуса 8 имеет шарнирное соединение 13 с коромыслом 14, на свободном конце которого закреплен шарнир 15. Датчик 6 соединен с шарниром 15.
Шарнир 15 используется для поворота магнитопроводящих колес 1, 2 на заданный угол относительно рамы (на фигурах не показана), используемой для размещения на ней диагностического оборудования при работе на объекте контроля 16 (фиг.3). При этом для устойчивого состояния всей кострукции на раме должны быть закреплены не менее трех пар магнитопроводящих колес.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
При установлении магнитного колесного блока на объект контроля в положении постоянного магнита 11, которое показано на фиг.2, создается сильный магнитный поток по цепочке: постоянный магнит 11 - магнитопроводы 9, 10 - колеса 1, 2 - объект контроля (не показан).
В этом рабочем положении при адаптации блока к криволинейной поверхности объекта контроля 16 (фиг.3), шарнирное соединение 13 позволяет магнитопроводящим колесам 1, 2 соприкасаться с поверхностью объекта контроля 16.
Для того чтобы магнитный блок смог развернуться на необходимый угол, сигнал от системы управления 5, в соответствии с данными, полученными от датчика 6, подается на электродвигатели 3, 4. При этом колеса 1, 2 вращаются в разные стороны до тех пор, пока пара не повернется на необходимый угол. Свободный разворот блока возможен благодаря шарниру 15.
Для прямолинейного движения колесного блока система управления 5 подает сигнал на электродвигатели 3, 4 для управления вращением магнитопроводящих колес 1, 2 в одном направлении.
Для съема магнитного блока с объекта контроля 16, переключатель 12 необходимо повернуть на 90 град. При этом положение магнита 11 изменится, вызвав замыкание магнитного поля через магнитопроводы 9, 10. Сильное ослабление магнитного поля между колесным блоком и объектом контроля позволит легко снять колесный блок с объекта контроля 16.
Таким образом устройство способно перемещаться по контролируемой ферромагнитной поверхности любой формы в любом заданном направлении с диагностическим оборудованием при условии легкого съема всей конструкции в дальнейшем, после окончания рабочего процесса.