全文摘要
本实用新型属于储罐腐蚀检测技术领域，具体公开了一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备。该机器人包括牵引力装置、脐带缆、升降系统、声发射定位系统、可伸缩超声检测探头、液压推进器、清扫系统、伸缩超声检测装置、声波探测装置、弯曲底部支架、绞车、操作台及显示；在机器人进入原油储罐时，先用声波探测装置，获取储罐内构筑物的位置信息，确保机器人在储罐中的安全移动。对罐壁进行检测时，机器人两端的可伸缩超声检测探头，对原油储罐罐壁进行腐蚀的检测。用清扫系统对储罐底板区域清淤后，再用伸缩超声检测装置对底板进行腐蚀检测。本实用新型旨在解决复杂环境下储罐底板的腐蚀检测，同时可对罐壁进行腐蚀检测，可控性好，检测方便。
主设计要求
1.一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，包括牵引力装置(1)、脐带缆(2)、旋转接头(3)、中段潜伏调节舱(4)、升降系统(401)、声发射定位系统(501)、声信号接收装置(502)、可伸缩超声检测探头(601)、液压推进器(7)、清扫系统(8)、旋转铰接装置(801)、清扫杆(802)、热油管(803)、伸缩超声检测装置(9)、旋转装置(901)、超声检测探头(902)、声波探测装置(10)、弯曲底部支架(11)、脐带缆绞车(12)、操作台及显示系统(13)；其特征在于：脐带缆通过机器人舱顶的旋转接头与机器人相连接，升降系统布置于机器人舱内中部，液压推进器对称布置在机器人中部两端，声发射定位系统位于机器人两端的可伸缩超声检测探头旁边，声波探测装置位于机器人底端前部，清扫系统位于机器人底端后部，可伸缩超声检测装置位于机器人底部中段，操作台及显示置于罐外运输车上，脐带缆绞车安放于罐顶透光孔或人工孔处。
设计方案
1.一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，包括牵引力装置(1)、脐带缆(2)、旋转接头(3)、中段潜伏调节舱(4)、升降系统(401)、声发射定位系统(501)、声信号接收装置(502)、可伸缩超声检测探头(601)、液压推进器(7)、清扫系统(8)、旋转铰接装置(801)、清扫杆(802)、热油管(803)、伸缩超声检测装置(9)、旋转装置(901)、超声检测探头(902)、声波探测装置(10)、弯曲底部支架(11)、脐带缆绞车(12)、操作台及显示系统(13)；其特征在于：脐带缆通过机器人舱顶的旋转接头与机器人相连接，升降系统布置于机器人舱内中部，液压推进器对称布置在机器人中部两端，声发射定位系统位于机器人两端的可伸缩超声检测探头旁边，声波探测装置位于机器人底端前部，清扫系统位于机器人底端后部，可伸缩超声检测装置位于机器人底部中段，操作台及显示置于罐外运输车上，脐带缆绞车安放于罐顶透光孔或人工孔处。
2.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：声发射定位系统位于机器人两端的可伸缩超声检测探头旁边，与在原油储罐外罐壁处成120°分布的3个声信号接收装置进行信息的输送与处理，从而精准的确定机器人在原油储罐中的空间位置。
3.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：舱顶上部有两个牵引力装置，有效防止一个牵引力装置时，引力过大而造成装置的损坏，牵引力装置与脐带缆通过旋转接头相连接，防止在机器人转向过程中脐带缆与牵引力装置发生缠绕，影响腐蚀检测工作的进行。
4.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：机器人底部中段装置有可调节角度的伸缩超声检测装置，可在一定范围内进行储罐底板腐蚀检测。
5.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：机器人底部后端安装有铰接连杆机构的清扫系统，可以调节清扫的角度以及长度，储罐底板处的淤泥经过清扫系统清除后，再用伸缩超声检测装置进行储罐底板腐蚀检测。
6.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：机器人底部前端设置有声波探测装置，获取原油储罐内部构筑物的位置信息，确保机器人在原油储罐中的安全移动。
7.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：机器人两端均装有可伸缩超声检测探头，由于旁边有声发射定位系统，可以获取检测处的位置信息，从而确定探头的伸缩程度，同时可以获取原油储罐罐壁处的腐蚀信息。
8.如权利要求1所述的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，其特征在于：机器人使用朝上的弯曲底部支架，一方面减少与罐底油污、淤泥的接触，降低了机器人在移动过程中的阻力，另一方面，起到支撑作用，防止机器人局部构件受到损坏。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，属于储罐腐蚀检测技术领域。
背景技术
近年来，随着社会经济的发展和综合国力的提升，我国对进口石油能源的依存度越来越高。在此形势下，大型原油储备库的建设工作在我国正如火如荼的展开，石油储备库的集约化和储存设施的大型化俨然已成为石油储备工程的发展重心，由于石油及其产品多具有易燃、易爆、易挥发、易流动及静电聚集等特点，因此储罐在改造、施工、作业等过程中均存在一定安全隐患，如何保障原油储罐安全平稳的运行，已成为石油行业面临的重大课题。
由于储罐所处的内部与外部环境的复杂多变，尤其储罐罐壁内部、底板的腐蚀情况更为严重，有可能发生储罐泄露事故。因此，及时地检查储罐的腐蚀情况很有必要。当前，我国主要是采取开罐检测，但是这种方法复杂、经济成本高。当前，国际上发展较好的不开罐在线检测技术得到了大量应用，而机器人在线检测与声发射、平板导波的罐外在线检测不同，可以进入储罐内部，不仅可以对储罐罐壁以及底板进行详细的检测，还可以对具体的位置展开详细的腐蚀检测。
发明内容
为了解决上述问题，本实用新型提出了一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，可以在能见度很低且具有淤泥的储液中进行检测，具有费用低、适应性强、检测精准等优点。
一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，包括：升降系统、液压推进器、声波探测装置、声发射定位系统、清扫系统、伸缩超声检测装置、可伸缩超声检测探头、弯曲底部支架、牵引力装置、旋转接头、脐带缆、绞车、操作台及显示。所述升降系统可以根据机器人下潜深度来调节机器人重量，使机器人完成升降；所述液压推进器为机器人在罐内进行水平方向上的移动提供动力；所述声波探测装置可以获取原油储罐内部构筑物的位置信息，确保机器人在原油储罐中的安全移动；所述声发射定位系统可以精准的确定机器人在原油储罐中的空间位置以及运动轨迹；所述清扫系统可以调节清扫的角度，多方位对储罐底板处的淤泥及油污用热油进行清扫，尽可能使伸缩超声检测装置与储罐底板直接接触；所述伸缩超声检测装置，可以进行角度及长度的调节，对于一些死角可在一定范围内进行相应的腐蚀检测；所述可伸缩超声检测探头位于机器人两端，可以检测原油储罐罐壁处的腐蚀信息；所述弯曲底部支架，一方面减少机器人与罐底油污、淤泥的接触，另一方面，起着支撑作用，防止机器人局部构件受到损坏；所述牵引力装置，机器人舱顶上部有两个牵引力装置，防止引力过大而造成装置损坏；所述旋转接头，牵引力装置与脐带缆通过旋转接头相连接，防止在机器人转向过程中脐带缆与牵引力装置发生缠绕，影响腐蚀检测工作的进行；所述脐带缆由电缆、数据线、液压油管、热油管等复合缆线组成，进行信号传输、提供电力、液压动力以及清扫系统的供油，脐带缆外圈绝缘包裹层具有抗腐蚀、防静电等功能；所述绞车是对脐带缆和机器人进行收放的装置；所述操作台及显示是指人为控制机器人的移动以及观察机器人的位置，根据机器人传回的数据进行分析判断。
本实用新型提供的一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备，由于机器人在储罐内升降时会产生较大的阻力，为机器人舱顶上部设置两个牵引力装置，以防止阻力过大而造成装置损坏；机器人前后端各装有声发射定位系统以及可伸缩超声检测探头，可伸缩超声检测探头可对原油储罐罐壁进行腐蚀的检测，旁边的声发射定位系统可以获取具体的腐蚀位置信息；原油储罐罐顶采用三点120°分布的声信号接收装置与储罐内的声发射定位系统进行配合，三点声信号接收装置使得机器人前后端的位置判断更为精准；机器人底端安装的伸缩超声检测装置，可以进行角度及长度的调节，对于一些死角可在一定范围内进行腐蚀检测，为工作人员检修原油储罐提供数据。
与已有技术相比，本实用新型具有以下优点：
1、采用三点声信号接收装置使得机器人的位置判断更为精准，为检测某一区域的腐蚀情况提供了精准位置信息。
2、在机器人舱顶上部设置两个牵引力装置，以防止机器人移动过程中因阻力过大而造成设备损坏。
3、采用可变换角度的伸缩超声检测装置，对一些机器人不易到达的位置，借助于角度的变化以及探头的伸缩对其进腐蚀的检测。
4、将两个牵引力装置接头上部位置与脐带缆使用旋转接头进行连接，在机器人移动过程中，保证牵引力装置与脐带缆以及舱内的管线不会发生缠绕现象。
5、可伸缩超声检测探头嵌入式地分布于机器人两端，可以检测原油储罐罐壁处的腐蚀信息，防止在储罐下放过程中罐壁发生摩擦而造成可伸缩超声检测探头的损坏。
附图说明
图1为本实用新型大型储罐腐蚀在线机器人检测设备的结构示意图。
图2为图1的剖视图
图3为本实用新型储罐在役检测系统的示意图。
图中：1.牵引力装置、2.脐带缆、3.旋转接头、4.中段潜伏调节舱、401.升降系统、501.声发射定位系统、502.声信号接收装置、601.可伸缩超声检测探头、7.液压推进器、8.清扫系统、801. 旋转铰接装置、802.清扫杆、803热油管、9.伸缩超声检测装置、901、旋转装置、902.超声检测探头、10.声波探测装置、11.弯曲底部支架、12、脐带缆绞车、13.操作台及显示系统。
具体实施方式
结合附图对本实用新型的实施步骤进行说明。
如附图中的图1、图2、图3所示，一种大型储罐腐蚀在线机器人检测设备包括：牵引力装置 (1)、脐带缆(2)、旋转接头(3)、中段潜伏调节舱(4)、升降系统(401)、声发射定位系统(501)、声信号接收装置(502)、可伸缩超声检测探头(601)、液压推进器(7)、清扫系统(8)、旋转铰接装置(801)、清扫杆(802)、热油管(803)、伸缩超声检测装置(9)、旋转装置(901)、超声检测探头(902)、声波探测装置(10)、弯曲底部支架(11)、脐带缆绞车(12)、操作台及显示系统(13)。
由电缆、数据线、液压管线以及热油管线等组成的脐带缆(2)同牵引力装置(1)通过旋转接头(3)并在一起，一端与原油储罐外的控制车内部的操作台以及显示系统(13)相连接，另一端通过安放于罐顶透光孔或人工孔处的绞车(12)进入罐内与机器人顶部中间旋转接头 (3)连接进入机器人舱内。中段潜伏调节舱(4)位于机器人中段，其内置升降系统(401) 连接到对应管线上，借助于机器人自身重量的改变实现机器人的升降。两个声发射定位系统 (501)设置于机器人两边的顶部，与对应电缆线相接，发出的声波传到罐外壁按1200布置的三个声信号接收装置(502)上确定机器人的朝向和位置。两个液压推进器(7)对称安装于机器人中段两边，机器人在水平面内的运动可以借助于液压管线来驱动。机器人前后舱端装有可伸缩超声检测探头(601)，采用内嵌式结构，防止不必要的损坏，通过与储罐罐壁接触获取罐壁处腐蚀数据。声波探测装置(10)位于机器人底部中间，通过脐带缆的电缆线、数据线和罐外的操作台及显示系统(13)相连，通过执行工作人员的操作指令来完成腐蚀检测。弯曲底部支架(11)安装于机器人下部，一方面减少机器人与罐底油污、淤泥的接触，另一方面，起着支撑作用，防止机器人局部构件受到损坏。清扫系统(8)位于机器人底部后端，其热油管(803)接到脐带缆对应的管线上，为清扫杆(802)输送高压热油进行清淤吹扫，尽可能使伸缩超声检测装置与储罐底板直接接触。旋转铰接装置(801)在液压驱动下实现清扫过程中清扫杆(802)角度的调整。
检测前，确保各设备可以正常使用。通过脐带缆绞车(12)将机器人从罐顶孔处缓慢放置于罐内，机器人搭载的声波探测装置(10)获取原油储罐内部构筑物的位置信息，确保机器人在原油储罐中的安全移动。机器人上搭载的声发射定位系统(501)用于获悉解机器人当前所处位置，并且可以获取机器人的运动路线，按照指定的坐标遥控机器人运动，判断是否存在偏航。检测罐壁时，将悬停到指定高度的机器人缓慢移向罐壁，当可伸缩超声检测探头(601) 接触到罐壁时，获取罐壁处的腐蚀数据。检测罐底时，操控机器人着落于储罐底板指定区域，启动清扫系统(8)，对检测区域进行淤泥的清理，清扫完毕移动机器人着落于清淤后的待检测区域，使用伸缩超声检测装置(9)接触罐底板获取底板腐蚀数据，测完后移动到下一检测区。完成所有检测后，用罐外的绞车将脐带缓慢卷起，收起机器人。对收集到的腐蚀数据进行分析，得到储罐腐蚀的详细信息。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920012329.8
申请日:2019-01-04
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:90(成都)
授权编号:CN209356376U
授权时间:20190906
主分类号:G01N 17/00
专利分类号:G01N17/00;G01N17/04;G05D1/10
范畴分类:31E;
申请人:西南石油大学
第一申请人:西南石油大学
申请人地址:610500 四川省成都市新都区新都大道8号
发明人:孔令圳;张亚诏;陈文鑫;宋晓娟;魏根;赵睿
第一发明人:孔令圳
当前权利人:西南石油大学
代理人:代理机构:代理机构编号:优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计