Патент на изобретение №2390013

(54) ПОДВЕСКА ЭЛЕКТРОМАГНИТНО-АКУСТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

(57) Реферат:

Использование: для неразрушающего контроля проката. Сущность: заключается в том, что подвеска электромагнитно-акустического преобразователя содержит систему регулирования и настройки, выполненную в виде плиты, на которой установлен стержень, жестко соединенный с корпусом из немагнитного материала, в котором смонтирован постоянный магнит, стержень снабжен зажимом и страхующей гайкой, что обеспечивает его перемещение вдоль вертикальной оси плиты и фиксацию стержня с корпусом и магнитом при настройке подвески электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, например трубы определенного диаметра, подложка снабжена упругой подвеской, выполненной в виде планки, жестко закрепленной на подложке, планка соединена с корпусом при помощи вертикальных осей, линейных подшипников и стаканов с пружинами с возможностью возвратно-поступательного движения совместно с подложкой относительно корпуса и магнита, что позволяет при фиксированном жестком положении корпуса и магнита относительно объекта контроля упруго прижимать подложку с катушками индуктивности к поверхности объекта контроля с малым усилием, регулируемым при помощи пружин и настроечных винтов, опоры выполнены в виде оснований, в которых смонтированы конические втулки, внутри которых установлены с зазором относительно внутренних поверхностей втулок керамические шары, в основаниях опор для создания воздушной подушки выполнены каналы для подачи сжатого воздуха в зазор между поверхностями керамических шаров и конических втулок, опоры снабжены сальниками и гайками для поджима сальников к поверхности шаров. Технический результат: упрощение конструкции электромагнитно-акустического преобразователя и повышение его защищенности от возможных повреждений при скольжении подложки по поверхности объекта контроля. 7 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при неразрушающем контроле проката для выявления внутренних дефектов проката, в частности труб, в т.ч. сварных.

Известен электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), который снабжен двумя концентраторами, один из которых установлен неподвижно на корпусе ЭМАП между постоянными магнитами, другой, прилегающий к нему вплотную, установлен на подложке, а магнитная система заключена во внутренний корпус, снабженный приводом, например пневмоцилиндром, с возможностью вертикальных перемещений относительно концентраторов, корпуса ЭМАП и подложки [1].

Известен электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), в котором постоянные магниты смонтированы в обойме из магнитного материала, вставленной в цилиндрический барабан из немагнитного материала, установленного в корпусе преобразователя с возможностью вращения вокруг своей оси и соединенного при помощи ползуна со штоком пневмоцилиндра, закрепленного на корпусе, а подложка с концентратором выполнены по окружности с общим радиусом, совпадающим с радиусом барабана [2].

Известен измерительный модуль, содержащий электромагнитно-акустический преобразователь (ЭМАП), содержащий механизм перемещения электромагнитно-акустического преобразователя, обеспечивающий его постоянное поджатие только за счет магнитного притяжения и независящий от механизма перемещения подложки, жестко связанной с модулем, выполненный в виде рамки, а на подложке установлена гильза с регулировочным винтом, в которую вставлен электромагнитно-акустический преобразователь [3].

Известно устройство для ультразвукового контроля круглого проката, в котором система регулирования содержит две рычажных системы, одна из которых выполнена в виде плоской рычажной системы и двух рычагов с отбойниками, которые попарно связаны между собой пружинами, а другая рычажная система выполнена в виде двух пар параллельных рычагов и снабжена приводом, например пневмоцилиндром, корпус электромагнитно-акустического преобразователя установлен с возможностью перемещения на определенную величину и фиксирования на определенном расстоянии от объекта контроля [4].

Известно устройство для ультразвукового контроля круглого проката, в котором система регулирования состоит из механизма подвода и прижима подложки к объекту контроля и механизма центрирования и независимого прижима ультразвукового преобразователя к объекту контроля. Механизм подвода и прижима подложки к объекту контроля содержит корпус, на котором смонтированы направляющие, траверсу с пневмоцилиндром и цапфами для соединения с механизмом центрирования и независимого прижима ультразвукового преобразователя к объекту контроля. Механизм центрирования и независимого прижима ультразвукового преобразователя к объекту контроля содержит подложку, которая жестко связана с механизмом подвода и прижима подложки к объекту контроля при помощи рамки. На подложке установлении планка с ультразвуковым преобразователем, на которой смонтированы опоры скольжения, например линейные подшипники, корпуса которых жестко соединены с подложкой, а планка прижата к подложке только силой пружин или силой магнитного поля в случае использования электромагнитно-акустического преобразователя [5]. Данное устройство принято нами за прототип.

Общим недостатком известных устройств является высокая сложность конструкций, а также невозможность обеспечения надежной защиты подложки с катушками индуктивности от повреждений из-за недостаточно упругой подвески подложки относительно магнитной системы электромагнитно-акустического преобразователя.

Целью изобретения является упрощение конструкции электромагнитно-акустического преобразователя и повышение защищенности ЭМАП от возможных повреждений при скольжении подложки по поверхности объекта контроля.

Указанная задача решается тем, что в подвеске электромагнитно-акустического преобразователя, содержащей опоры, систему подачи сжатого воздуха, подложку с катушками индуктивности, источник магнитного поля, например постоянный магнит, систему регулирования и настройки положения электромагнитно-акустического преобразователя относительно объекта контроля, система регулирования и настройки выполнена в виде плиты, на которой установлен стержень, жестко соединенный с корпусом из немагнитного материала, в котором смонтирован постоянный магнит, стержень снабжен зажимом и страхующей гайкой, что обеспечивает его перемещение вдоль вертикальной оси плиты и фиксацию стержня с корпусом и магнитом при настройке подвески электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, например трубы определенного диаметра, подложка снабжена упругой подвеской, выполненной в виде планки, жестко закрепленной на подложке, планка соединена с корпусом при помощи вертикальных осей, линейных подшипников и стаканов с пружинами с возможностью возвратно-поступательного движения совместно с подложкой относительно корпуса и магнита, что позволяет при фиксированном жестком положении корпуса и магнита относительно объекта контроля упруго прижимать подложку с катушками индуктивности к поверхности объекта контроля с малым усилием, регулируемым при помощи пружин и настроечных винтов, опоры выполнены в виде оснований, в которых смонтированы конические втулки, внутри которых установлены с зазором относительно внутренних поверхностей втулок керамические шары, в основаниях опор для создания воздушной подушки выполнены каналы для подачи сжатого воздуха в зазор между поверхностями керамических шаров и конических втулок, опоры снабжены сальниками и гайками для поджима сальников к поверхности шаров.

Описание конструкции подвески

Фиг.1 – продольный разрез Б-Б подвески.

Фиг.2 – вид сверху.

Фиг.3 – принципиальная схема подвески.

Фиг.4 – поперечный разрез А-А по стержню с магнитом и линейным подшипникам.

Фиг.5 – сечение В-В по упругой подвеске.

Фиг.6 – вертикальный разрез по шаровой опоре.

Фиг.7 – вид Г на керамический шар, гайку и сальник.

Подвеска 1, оборудованная системой регулирования и настройки электромагнитно-акустического преобразователя (ЭМАП), содержит источник магнитного поля, например постоянный магнит 2, установленный в металлический немагнитный корпус 3 и закрепленный на стержне 4, подложку 5 с катушками индуктивности (условно не показаны). В состав ЭМАП входит подложка 5 с катушками индуктивности и магнит 2. Подложка 5 относительно магнита 2 установлена с возможностью возвратно-поступательного движения на вертикальных осях 6 в линейных подшипниках 7. Подложка 5 установлена с возможностью отталкивания от магнита 2 при помощи пружин 8. Стержень 4 смонтирован на плите 9 и жестко соединен с корпусом 3, в котором смонтирован постоянный магнит 2. Для вертикальных перемещений стержня 4 с магнитом 2 при установке подвески на объект контроля предусмотрен зажим 10 для фиксации стержня 4 в определенном положении и страхующая гайка 11. К плите 9 прикреплены шаровые опоры 12. Плита 9 закреплена на вилке 13 посредством осей 14. Для предотвращения вращения подложки 5 относительно магнита 2 при настройке ЭМАП предусмотрен палец 15, закрепленный на магните 2. Для прижима к объекту контроля, например к трубе, независимо от магнита 2, подложка 5 снабжена упругой подвеской, выполненной в виде планки 16, в которой закреплены вертикальные оси 6 и линейные подшипники 7, соединенные упором 17.

Для регулировки хода «S» подложки и обеспечения малого усилия прижима подложки к объекту контроля пружины 8 вставлены в стаканы 18, смонтированные в корпусе 3, и снабжены регулировочными винтами 19. Шаровая опора состоит из основания 20, конической втулки 21, гайки 22, сальника 23 и керамического шара 24, вставленного в коническую втулку 21. В основании 20 выполнен канал, через который под конический шар 24 подается сжатый воздух за счет зазора b. Для защиты от пыли и грязи подложки 5 предусмотрен кожух 25, прикрепленный к планке 16.

Описание настройки

1. Вылет шаровых опор 12 настраивается на одинаковое расстояние. Конструкция подвески 1 устанавливается на объект контроля (ОК).

2. Магнит 2 перемещается к ОК вместе со стержнем 4 относительно плиты 9, а следовательно, и относительно шаровых опор 12.

3. Подложка 5 с катушками индуктивности подводится к ОК и выбирается половина свободного хода S пружин 8 (фиг.3).

4. Стержень 4 фиксируется зажимом 10 и страхуется гайкой 11.

5. Палец 15 не дает подложке 5 вращаться относительно магнита 2 во время настроек.

6. Для перенастройки на другой диаметр трубы (ОК) достаточно отпустить зажим 10 и гайкой 11 настроить подложку 5 на текущий диаметр трубы.

Описание работы

1. Объект (труба) вращается. Подвеска 1 на шаровых опорах 12 перемещается по поверхности трубы вдоль ее оси. Платформа, на которой находится подвеска, условно не показана.

2. Подложка 5 прижимается к трубе только пружинами 8 и обеспечивает постоянный акустический контакт, несмотря на неровности или овальность трубы.

3. Подложка 5, являясь магнитно-нейтральным элементом, не взаимодействует с магнитным полем магнита 2. Таким образом минимизируется износ подложки и увеличивается ее ресурс.

4. К шаровым опорам 12 подводится сжатый воздух для создания воздушной подушки с целью уменьшения трения и охлаждения пары трения: поверхность трубы – керамические шары 24.

Предлагаемая конструкция подвески ЭМАП значительно проще известных конструкций ЭМАП и обеспечивает, как показали испытания, надежную защиту подложки от механических повреждений.

Источники информации

1. Патент РФ 2295125.

2. Патент РФ 2300763.

3. Патент РФ 2315294.

4. Патент РФ 2325636.

5. Патент РФ 2313785.

Формула изобретения

Подвеска электромагнитно-акустического преобразователя, содержащая опоры, систему подачи сжатого воздуха, подложку с катушками индуктивности, источник магнитного поля, например постоянный магнит, систему регулирования и настройки положения электромагнитно-акустического преобразователя относительно объекта контроля, отличающаяся тем, что система регулирования и настройки выполнена в виде плиты, на которой установлен стержень, жестко соединенный с корпусом из немагнитного материала, в котором смонтирован постоянный магнит, стержень снабжен зажимом и страхующей гайкой, что обеспечивает его перемещение вдоль вертикальной оси плиты и фиксацию стержня с корпусом и магнитом при настройке подвески электромагнитно-акустического преобразователя относительно поверхности объекта контроля, например трубы определенного диаметра, подложка снабжена упругой подвеской, выполненной в виде планки, жестко закрепленной на подложке, планка соединена с корпусом при помощи вертикальных осей, линейных подшипников и стаканов с пружинами с возможностью возвратно-поступательного движения совместно с подложкой относительно корпуса и магнита, что позволяет при фиксированном, жестком положении корпуса и магнита относительно объекта контроля, упруго прижимать подложку с катушками индуктивности к поверхности объекта контроля с малым усилием, регулируемым при помощи пружин и настроечных винтов, опоры выполнены в виде оснований, в которых смонтированы конические втулки, внутри которых установлены с зазором относительно внутренних поверхностей втулок керамические шары, в основаниях опор для создания воздушной подушки выполнены каналы для подачи сжатого воздуха в зазор между поверхностями керамических шаров и конических втулок, опоры снабжены сальниками и гайками для поджима сальников к поверхности шаров.

РИСУНКИ