ГАММА-ДЕФЕКТОСКОП
GAMMA FLAW DETECTOR

Изобретение относится к области исследования материалов без их разрушения, а именно к радиографическому методу контроля, и может быть использовано в качестве универсального средства гамма-дефектоскопии с использованием методик радиационного зондирования при контроле качества надмолекулярной структуры материалов, сварных соединений и наплавок.
Известен гамма-дефектоскоп, радиационная головка которого снабжена корпусом, блоком биологической защиты с аксиальным каналом, содержащим дискретно-подвижный цилиндрический челнок, оснащенный с одной стороны возвратным упором со сквозным отверстием и полостью для размещения шарнирно соединенных между собой элементов держателя источника излучения, с противоположной - обращенным во внутреннюю полость челнока односторонне клиновидно сформированным торцом цилиндрического обтюратора, а с образующей боковой поверхности - пазом выхода держателя источника по профилю клиновидного горца обтюратора, совмещаемым (при выпуске пучка излучения) с каналом поступательною перемещения держателя источника, ампулопроводом с коллиматором, скрепленного с выходным окном канала, и средством перемещения держателя источника в коллиматор (Радиоизотопная дефектоскопия (методы и аппаратура) Майоров А.Н. и др. М., Атомиздат, 1976, с. 71-73).
Известна аппаратура контроля объектов, содержащая радиационную головку, снабженную блоком защиты с аксиальным каналом для размещения подвижных защитного обтюратора и держателя источника, жестко либо шарнирно скрепленного с капсулой излучателя, коллиматор и средство перемещения конструктивно сопряженных держателя источника и обтюратора (Гамма-аппарат для радиографического контроля, патент Франции №1.149.712, публ. 31. декабря. 1957 г. и патент Англии №812.035 публ. 15 апреля 1959 г.).
Также известна гамма-дефектоскопическая аппаратура, радиационная головка в которой оснащена блоком защиты с аксиальным каналом, содержащим подвижный многозвенный держатель источника с излучателем и дискретно-подвижный клиновидный обтюратор, перекрывающий выходное окно аксиального канала головки (Декопов А.С. Универсальный шланговый гамма-дефектоскоп УНИГАМ 75/40Р. Вопросы атомной науки и техники, Серия: Техническая физика и автоматизация, вып. 61, 2006 Патент РФ №2428679 приоритет 21.05.2010 г. Гамма-дефектоскоп. Декопов А.С., Федотов В.И., Гуськов В.К. Декопов А.С., Михайлов С.В. Буданов И.А. Фирстов В.Г. Новое поколение аппаратуры радиографического контроля переносного класса. В мире НК, №1 (68), июнь, 2015 г.).
Наиболее близким по назначению и конструкции является оснащенный тросовым транспортером с соединительным рукавом и приводом гамма-дефектоскоп, радиационная головка в котором снабжена корпусом, блоком защиты с аксиальным каналом для размещения кинематически замкнутых посредством сформированной П-образно пружинно-поляризованной и дискретно-подвижной траверсы, подвижного многозвенного ступенчатого держателя источника, шарнирно соединенного с излучателем, и интегрированного с возможностью плоско-параллельных перемещений относительно оси аксиального канала в соответствующую ему полость блока защиты, частично сформированную полостью аксиального канала с выходным окном адаптера ампулопровода, монолитного клинообразного обтюратора, торец которого с косым срезом, профилирован с возможностью контакта с кромкой цилиндрического торца капсулы излучателя, а продолжением канала поступательного перемещения держателя источника является оснащенный присоединительным штуцером ампулопровод с коллиматором, причем корпус радиационной головки оснащен многофункциональным замковым устройством фиксации и силового удержания штуцера ампулопровода в адаптере в процессе эксплуатации в открытом положении замкового устройства, а также блокирования ключевого элемента затворного узла в виде кинематически сопряженной с монолитным брикетом клинообразного обтюратора пружинно-поляризованной и дискретно-подвижной траверсы и держателя источника в положении хранения замкового устройства и циклическим средством поляризующей фиксации и блокирования затворного узла в исходном состоянии в открытом положении замкового устройства после завершения одноразового рабочего цикла (Удостоверение (Выдано взамен авторского свидетельства) №1746799 Приоритет 03.05.1990 г. Гамма-дефектоскоп. Декопов А.С., Емельянов М.В. и др.).
Недостатком описанного технического решения при выпуске пучка излучения является повышенное сопротивление толкающему усилию упруго-эластичного транспортера при перемещении скрепленного с зубчатым тросом транспортера и оснащенного капсулой излучателя держателя источника, содержащегося в полости аксиального канала, и ключевого элемента затворного узла в виде дискретно-подвижной и пружинно-поляризованной П-образной траверсы, кинематически сопряженной с монолитным брикетом клинообразного обтюратора, интегрированного с возможностью плоско-параллельных перемещений относительно оси аксиального канала в соответствующую ему полость блока защиты, частично сформированную полостью аксиального канала.
Величина усилия сопротивления открыванию затворного узла определяется его инерционностью, силами трения покоя монолитного клинообразного обтюратора и реактивными усилиями сопротивления пружинной системы поляризации затворного узла в исходном состоянии.
Избыточное усилие сопротивления, тормозящее в том числе перемещение держателя источника с капсулой излучателя к выходному окну адаптера ампулопровода, провоцирует потерю осевой устойчивости упруго-эластичного транспортера в виде зубчатого троса с увеличением пространственно-синусоидальных искривлений его оси относительно геометрической оси соединительного рукава, рост точечного контактного давления на внутренние стенки рукава, заторможенность, тупиковое заклинивание и аварийную остановку транспортера, что квалифицируется снижением надежности устройства.
Достигаемым при использовании предлагаемого изобретения техническим результатом является повышение надежности работы устройства в условиях открытого многофункционального замкового механизма, путем обеспечения оптимально юстированной компенсации избыточных реактивных усилий поляризации находящегося в исходном состоянии ключевого элемента затворного узла.
Указанный технический результат достигается тем, что в универсальном (шланговом) гамма-дефектоскопе, содержащем тросовый транспортер и привод с соединительным рукавом, оснащенную посредством адаптера выходного окна ампулопроводом с коллиматором радиационную головку, корпус которой снабжен блоком защиты с аксиальным каналом для размещения шарнирно соединенного с излучателем подвижного многозвенного ступенчатого держателя источника и интегрированного с возможностью плоско-параллельных перемещений относительно оси аксиального канала в соответствующую полость блока защиты, частично сформированную полостью аксиального канала, монолитного брикета клинообразного обтюратора, торец которого, обращенный в сторону капсулы излучателя, профилирован косым срезом с возможностью локализованного линейного контакта с кромкой цилиндрического торца капсулы излучателя, кинематически сопряженных П-образной пружинно-поляризованной и дискретно-подвижной траверсой в виде ключевого элемента затворного узла, многофункциональное замковое устройство блокирования в том числе пружинно-поляризованной и дискретно-подвижной траверсы в закрытом положении замкового устройства, циклическое средство автоматизированной фиксации и блокирования затворного узла в исходном состоянии при открытом замковом устройстве после завершения одноразового рабочего цикла и его деблокирования в ручном режиме по команде оператора, а механизм деблокирования затворного узла в ручном режиме, в том числе, для повторного выпуска пучка излучения по команде оператора выполнен с возможностью синхронного разблокирования ключевого элемента затворного узла в виде П-образной траверсы и юстированной компенсации избыточных усилий механизма ее поляризации в виде снабженного нажимной клавишей подпружиненного и подвижного перпендикулярно траектории перемещений траверсы штока, жестко скрепленного с запорным шибером, скользящим по профилированной рабочей поверхности несущего стержня траверсы, перфорированного адаптивно профилю шибера соответственно зоне фиксации затворного узла в исходном состоянии выемкой, содержащей в соответствующей полости стержня траверсы подпружиненный вдоль оси стержня плунжер в виде компенсатора, перекрывающего выемку исключительно при деблокировании затворного узла для циклического удержания запорного шибера в открытом состоянии, а концевая часть телескопически-подвижного подпружиненного штока, противоположная нажимной клавише, оснащена выполненным с возможностью регулирования усилия взаимодействия и, соответственно, юстированной компенсации избыточных усилий поляризации пружинным буфером, обеспечивающим при нажатой клавише и зафиксированном в открытом состоянии запорном шибере силовое взаимодействие с механизмом пружинной поляризации траверсы, выполненным, например, в виде подпружиненных между собой и конструктивно сопряженных втулки и телескопического пальца, концевые части которых шарнирно соединены соответственно с корпусом и траверсой с возможностью ее дискретных перемещений в направляющих корпуса по траектории параллельной оси аксиального канала, причем часть шарнира втулки механизма поляризации скреплена с педалью в виде Г-образного рычага, циклически взаимодействующего с пружинным буфером, соразмерно компенсирующим избыточное усилие поляризации траверсы.
Указанный технический результат получают также в случае, когда контактирующий с поверхностью аксиального канала профиль монолитного брикета клинообразного обтюратора со стороны внешнего торца, обращенного к выходному окну радиационной головки, локально перфорирован строго относительно оси симметрии брикета радиусным туннелеобразным скосом под углом 30° протяженностью до 5 мм адаптивно профилю держателя источника.
Предлагамое изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1 - представлен общий вид универсального гамма-дефектоскопа.
На фиг. 2 - схематическое изображение деталей и узлов радиационной головки в статическом положении.
На фиг. 3 - схематическое изображение деталей и узлов радиационной головки в положении готовности к началу движения держателя источника для выпуска пучка излучения.
На фиг. 4 - схематическое изображение деталей и узлов радиационной головки в момент возврата источника излучения в положение хранения.
Универсальный гамма-дефектоскоп включает в себя оснащенную адаптером выходного окна радиационную головку 1, тросовый транспортер с соединительным рукавом и приводом 2 и ампулопровод с коллиматором 3 (фиг. 1).
В свою очередь радиационная головка 1 в корпусе 4 включает в себя блок защиты 5, оснащенный аксиальным каналом 6, содержащим подвижный многозвенный ступенчатый держатель источника 7, оснащенный капсулой излучателя 8 и монолитный клинообразный обтюратор 9, интегрированный в соответствующее ему гнездо 10, частично сформированное полостью канала 6, оснащенную замыкающими звеньями дискретно-подвижную П-образную траверсу 11, которая может перемещаться в направляющих скольжения 12 и 13 с шарнирной опорой 14 и втулкой 15, механизм пружинной поляризации траверсы в виде шарнирно установленного подпружиненного телескопического пальца 16, скрепленного с педалью в виде Г-образного рычага, расположенного между корпусом 4 и шарнирной опорой 14 траверсы, обеспечивающий надежную поляризованную фиксацию П-образной траверсы 11 в ее дискретных положениях и компенсацию избыточного усилия поляризации по команде оператора, выполняемой средством одноразового рабочего цикла в виде снабженного нажимной клавишей подпружиненного и подвижного перпендикулярно траектории перемещений траверсы оснащенного пружинным буфером штока 17, жестко скрепленного с запорным шибером 18, скользящим по профилированной рабочей поверхности несущего стержня траверсы 19, перфорированного адаптивно профилю шибера соответственно зоне фиксации затворного узла в исходном состоянии выемкой 20, содержащей в соответствующей полости тела стержня подпружиненный вдоль оси стержня плунжер 21 в виде компенсатора, перекрывающего выемку исключительно при деблокировании затворного узла для удержания запорного шибера в открытом состоянии, а также многофункциональный замковый механизм 22 и подпружиненный пластинчатый шибер 23 фиксации ампулопровода 24. Замыкающее звено дискретно-подвижной П-образной траверсы 11, кинематически взаимодействующее со ступенчатым держателем источника 7, профилировано выемкой, адаптивной запорному кулачку 25 многофункционального замкового устройства 22 (фиг. 2 и 3).
Снабженный направляющей скольжения 26 и роликом 27 обтюратор 9 выполнен с возможностью плоско-параллельных перемещений в полости 28 блока защиты 5 при взаимодействии ролика 27 с пазом 29 замыкающего звена П-образной траверсы 11, которая в свою очередь предусматривает возможность ее блокирования запорным кулачком 25 при закрытии многофункционального замкового механизма 22, а жестко сопряженный с ним кулачок 30 реализует возможность блокировки и удержания штуцера 24 в фиксированном состоянии относительно присоединительного адаптера 31 при открывании замкового механизма 22 через кинематическое взаимодействие перфорированного отверстия сложной формы подпружиненного пластинчатого шибера 23 (фиг. 4).
Устройство функционирует следующим образом.
После подсоединения штуцера ампулопровода 24 с коллиматором 3 к выходному окну канала 6 радиационной головки 1 и тросового транспортера с соединительным рукавом и приводом 2 к держателю источника 7 радиационной головки 1 и деблокировании траверсы 11 замковым устройством 22 посредством запорного кулачка 25 с одновременным блокированием штуцера ампулопровода 24 шибером 23 посредством кулачка 30 гамма-дефектоскоп предварительно подготовлен к работе.
Выпуск пучка излучения, связанный с выходом держателя источника 7 с излучателем 8 за пределы защитного блока 5 реализуется по разрешительной команде оператора деблокированием запорного шибера 18 дискретно-подвижной траверсы средством одноразового рабочего цикла посредством снабженного нажимной клавишей и скрепленного с пружинным буфером штока 17, оптимально снижающего усилия поляризации телескопического пальца 16.
При повороте рукоятки привода тросового транспортера 2 держатель источника 7, соединенный с капсулой излучателя 8, перемещается вдоль оси канала 6, а капсула излучателя 8 кинематически взаимодействует с торцовым срезом клинообразного обтюратора 9 и сообщает последнему перемещение по двум координатам, определяемое углом подъема направляющей скольжения 26 в блоке защиты 5, открывая тем самым выход держателю источника 7 с капсулой излучателя 8, за пределы блока защиты, а периферийная часть обтюратора 9, снабженная роликом 27, взаимодействуя с пазом 29, реализует дискретное перемещение подвижной П-образной траверсы 11 и скрепленной с ней втулкой 15, в направляющих скольжения 12 и 13, а также ее фиксацию в рабочем положении посредством подпружиненного телескопического пальца 16.
Продолжая вращение рукоятки привода тросового транспортера 2, оператор перемещает держатель источника 7 с капсулой излучателя 8 из радиационной головки 1 в ампулопровод с коллиматором 3.
После завершения времени экспонирования вращением рукоятки привода тросового транспортера 2 в противоположном направлении оператор возвращает держатель источника 7 с капсулой излучателя 8 из положения просвечивания в положение хранения. При возвращении ступенчатого держателя источника 7 в исходное состояние торец ступенчатой поверхности держателя 7 взаимодействует с втулкой 15 и перемещает П-образную траверсу 11 и кинематически связанный с ней клинообразный обтюратор 9 в исходное состояние, при котором осуществляется их фиксация подпружиненным телескопическим пальцем 16. Блокировка траверсы 11 при одновременном деблокировании штуцера ампулопровода 24 осуществляется замковым устройством 22 через кулачок 25.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает повышение надежности работы в условиях открытого многофункционального замкового устройства, путем обеспечения оптимально юстированной компенсации избыточных реактивных усилий поляризации находящегося в исходном состоянии ключевого элемента затворного узла, в виде дискретно-подвижной и пружинно-поляризованной П-образной траверсы по команде оператора с минимизацией сопротивления ее перемещению при выпуске пучка излучения за счет энергии, периодически выделяемой пружинным буфером, конструктивно сопряженным со средством ручного разблокирования затворного узла и кинематически со средством его поляризации.