Гамма-дефектоскоп затворного типа
GAMMA FLAW DETECTOR OF GATE TYPE

Изобретение относится к области исследования материалов без их разрушения, а именно к радиационной дефектоскопии, точнее к гамма-дефектоскопии.
Известны гамма-дефектоскопы для неразрушающего контроля объектов просвечиванием потоком проникающего излучения, например, устройство для радиографического контроля, содержащее радионуклидный источник излучения в блоке радиационной защиты, выполненном в виде затворных секторов с возможностью их поворота для формирования пучка излучения, и механизм управления затвором [1].
Известен также портативный гамма-дефектоскоп с затвором барабанного типа, в котором источник гамма-излучения перемещается из положения хранения в положение просвечивания к коллимационному окну при повороте барабана на 180°, размещенного в эксцентричной полости неподвижного блока защиты [2].
Портативная гамма-дефектоскопическая аппаратура указанного типа предназначена для работы на объектах котлонадзора, судостроения, на предприятиях химической, нефтегазовой и нефтеперерабатывающей промышленностей, а также в энергетической отрасли при радиографическом контроле сварных стыков в конструктивно стесненных условиях монтажа и ремонта.
Наиболее близкими по назначению и конструкции являются обеспечивающий выпуск и перекрытие глубоко коллимированного фронтального пучка излучения гамма-дефектоскоп затворного типа, включающий в себя корпус, блок биологической защиты, составленный из несущей в себе источник излучения неподвижной части с коллимационной щелью и профилированного соответственно коллимационной щели эффективно поглощающего поток проникающего излучения затворного сегмента, скрепленного с поворотной кулисой, переводимую из горизонтального в вертикальное положение, ручку переноса гамма-дефектоскопа, шарнирно укрепленную в корпусе на поворотных цапфах, снабженных профилированными кулачками, кинематически блокирующими кулису исключительно при ручной доставке гамма-дефектоскопа оператором в зону контроля за ручку переноса в вертикальном положении, а также механический привод выпуска (перекрытия) пучка излучения [3].
Основным недостатком известного устройства является недостаточная радиационная безопасность, обусловленная отсутствием автоматизированной системы циклического силового блокирования затворного узла в исходном состоянии, исключающей возможность несанкционированного (без соответствующих разрешительных действий оператора) повторного выпуска пучка излучения после завершения рабочего цикла в любом положении ручки переноса.
К недостаткам известного устройства в отсутствии автоматизированной системы силового блокирования затворного узла в исходном состоянии в соответственно сформированном конструктивном объеме относится также деформационная неустойчивость элементов конструкции инерционного затворного узла при динамических и вибрационных нагрузках, например, в условиях аварийного транспортирования с ручкой переноса в горизонтальном положении (без блокировки кулисы) и щелевого эффекта неполного перекрытия коллимационного окна, сопряженного с повышением лучевых нагрузок на персонал и окружающую среду.
Обеспечение устойчивости конструктивного исполнения аппаратуры радиационного контроля к фактору несанкционированного выпуска пучка излучения является одной из ключевых задач предлагаемого технического решения.
Технический результат, получаемый при реализации предлагаемого устройства, заключается в обеспечении его устойчивой радиационной безопасности в условиях хранения, эксплуатации и транспортирования в том числе аварийного (с вероятностью динамического смещения центра тяжести) модификацией системы блокирования затворного узла в виде сегмента радиационной защиты, скрепленного с поворотной кулисой, для его автоматизированного циклического силового удержания в соответствующем конструктивном пространстве в закрытом состоянии после завершения рабочего цикла, а деблокирование в процессе эксплуатации выполнять исключительно перед выпуском пучка излучения по команде оператора в ручном режиме.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в гамма-дефектоскопе затворного типа, включающем в себя рукоятку переноса, корпус с замковым механизмом, оснащенный блоком биологической защиты, составленным из содержащей источник гамма-излучения и перфорированной коллимационной щелью неподвижной части и подвижного затворного узла на основе профилированного соответственно коллимационной щели сегмента биологической защиты, скрепленного с поворотной кулисой, кинематически сопряженной соосно оси ее поворота, например, зубчатым сектором с дискретно-поворотным в диапазоне 180° пружинно-поляризованным механическим приводом, блокирование инерционного затворного узла в исходном состоянии обеспечивается интегрированной в корпус гамма-дефектоскопа симметрично коллимационной щели системой парных подпружиненных клиновидных ригелей, взаимодействующих с соответственно перфорированными выемками на максимально удаленной от оси поворота внешней контактно-периферийной поверхности поворотной кулисы, а деблокирование затворного узла по команде оператора при открытом замковом механизме оснащенным клавишей ручного управления дискретно-подвижным в плоскости перпендикулярной оси выходного окна коллиматора подпружиненным пластинчатым селектором в виде скобы, направляющие скольжения которой локально снабжены косыми пазами, кинематическими реализующими эквидистантные и синхронные реверсные перемещения соответственно выполненных парных ригелей из перфорированных выемок затворного узла в исходные состояния и обратно, а фиксация селектора в рабочем положении обеспечивается поперечно-подвижной траектории перемещений селектора подпружиненной рамкой до момента достижении максимальной амплитуды раскрытия затвора, причем подпружиненная рамка кинематически сопряжена с рычажно-поворотным толкателем, жестко скрепленным с осью поворота затворного узла.
Указанный технический результат достигается также и в том случае, когда селектор и дискретно-поворотный механический привод кинематически блокируется в закрытом положении замкового механизма гамма-дефектоскопа.
Предлагаемое устройство показано на фиг.1, 2, 3, 4, 5. Устройство включает в себя: корпус 1, с рукояткой переноса 2, оснащенный излучателем статичный блок биологической защиты 3, подвижный затворный узел в виде сегмента защиты 4, скрепленного с поворотной кулисой 5, кинематически сопряженной соосно оси ее поворота зубчатым сектором 6 с приводом управления выпуском и перекрытием пучка излучения 7, систему парных подпружиненных клиновидных ригелей 8, блокирующих поворотную кулису 5 в исходном состоянии, подпружиненный пластинчатый селектор 9, симметрично снабженный косыми пазами 10, кинематическими реализующими эквидистантные и синхронные перемещения парных ригелей 8 из перфорированных выемок затворного узла в исходные состояния и обратно, рамку фиксатора селектора 11, рычажно-поворотный толкатель 12, замковый механизм 13 и коллиматор 14.
Устройство работает следующим образом.
Устройство в сборе с перечисленными выше компонентами, конструктивно смонтированными в корпусе 1, за рукоятку 2 доставляют к объекту контроля.
Замковым механизм 13 предварительно деблокируют привод управления выпуска и перекрытия пучка излучения 7 и подпружиненный пластинчатый селектор 9.
Нажатием клавиши пластинчатого селектора 9 производят синхронные реверсные перемещения парных ригелей 8 из перфорированных выемок кулисы 5 в исходные состояния и ее разблокирование, а также автоматизированную фиксацию селектора 9 в рабочем положении подпружиненной рамкой 11.
С использованием привода 7 скрепленный с кулисой 5 подвижный затворный узел 4 в виде сегмента защиты приводят во вращательное движение и выпускают пучок излучения.
При достижении максимальной амплитуды раскрытия скрепленного с кулисой 5 сегмента защиты в виде затворного узла 4 рычажно-поворотный толкатель 12, жестко скрепленный с осью поворота затворного узла 4 и кулисы 5 смещает рамку 11 и освобождает от фиксации подпружиненный селектор 9, при перемещении которого в исходное состояние происходит синхронный возврат подпружиненных парных ригелей 8 в состояние готовности к блокированию скрепленного с кулисой 5 затворного узла 4.
После завершения времени экспонирования приводом управления 7 подвижный затворный узел 4 в виде сегмента защиты, скрепленного с поворотной кулисой 5, приводят в исходное состояние и перекрывают пучок излучения, а подпружиненные парные ригели 8 при этом автоматически блокируют скрепленный с кулисой затворный узел 4 в соответственно перфорированных выемках кулисы 5.
Перенос дефектоскопа в другую зону контроля осуществляют после завершения рабочего цикла исключительно с закрытым замковым механизм 13, блокирующим привод управления выпуска и перекрытия пучка излучения 7 и подпружиненный пластинчатый селектор 9, что исключает любую возможность случайного выпуска пучка излучения.
Предложенная совокупность конструктивных признаков необходима и достаточна для обеспечения заявленного технического результата.
Сопоставительный анализ аналогичных технических решений, описанных в патентной и научно-технической литературе, показал, что предложенное техническое решение является новым и для специалистов явным образом не следует из уровня техники, имеет изобретательский уровень, промышленно осуществимо и применимо в указанной области, то есть соответствует критериям изобретения.
Литература
1. Майоров А.Н. и др. Радиоизотопная дефектоскопия (методы и аппаратура) М., Атомиздат, 1976, с. 71-73;
2. Декопов А.С. и др. Патент РФ №2477463. Гамма-дефектоскоп;
3. Хорошев В.Н. и др. Патент РФ №2418290 Гамма-дефектоскоп.