一种管道封堵装置

技术领域

本发明涉及管道封堵技术领域，尤其涉及一种管道封堵装置。

背景技术

蒸汽发生器传热管是一回路压力边界的重要组成部分，是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障。传热管长期在高温、高压及高辐射作用下，会产生机械损伤或化学损伤，造成给水端传热管破损，引发严重破损事故，因此对故障前期的传热管进行封堵作业至关重要。

现有技术中，在进行传热管封堵时，一般使用三爪夹持设备夹持堵头，在机器人的作用下，将堵头塞入传热管中，易造成机器人在堵头塞入动作时发生负载过大的报警情况，影响传热管封堵工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种管道封堵装置，用于解决堵头塞入传热管时出现机器人负载过大报警的情况，提升传热管的封堵效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种管道封堵装置，包括第一驱动机构、堵头、承载架、第二驱动机构和两个相对设置的滑块，第一驱动机构用于设置于机器人的驱动端，堵头用于塞入管道中，以封堵管道。堵头设置于第一驱动机构的驱动端，第一驱动机构用于驱动堵头沿着堵头的轴线方向移动。承载架设置于第一驱动机构，承载架上设置有导轨，导轨的延伸方向与堵头的轴线之间具有夹角α，0°＜α≤90°。两个滑块滑动设置于导轨，两个滑块分别位于堵头的两侧。滑块相对于堵头具有限位位置和释放位置，滑块靠近堵头时，两个滑块包覆堵头的靠近第一驱动机构的驱动端的一端，滑块处于限位位置。滑块远离堵头时，滑块处于释放位置。第二驱动机构设置于承载架，滑块设置于第二驱动机构的驱动端，第二驱动机构用于驱动滑块沿着导轨的延伸方向向靠近和远离堵头的方向移动，以使滑块在限位位置和释放位置之间切换。

采用上述技术方案时，堵头设置于第一驱动机构的驱动端，两个滑块滑动设置于导轨，且两个滑块分别位于堵头的两侧，堵头与第一驱动机构的连接端位于两个滑块之间，第二驱动机构能够驱动滑块沿着导轨的延伸方向向靠近和远离堵头的方向移动。如此，当两个滑块沿着轨道向靠近堵头的方向移动，使得滑块处于限位位置时，两个滑块能够将堵头限位在第一驱动机构的驱动端，避免堵头从第一驱动机构的驱动端位置处滑落，同时限制堵头的轴线相对于第一驱动机构的位置，以确保在将堵头塞入管道内时，堵头的轴线与管道的轴线共线，利于将堵头对准管道口。之后，当堵头的轴线与管道的轴线共线，堵头对准管道口时，可以驱动机器人，通过带动第一驱动机构从而带动堵头、滑块、承载架和第二驱动机构同步向靠近管道口的方向移动，在机器人的推力作用下，使得堵头的远离第一驱动机构的一端塞入管道口中。在此之后，在第二驱动机构的驱动下，两个滑块沿着轨道向远离堵头的方向滑动，使得滑块处于释放位置。此时，可以启动第一驱动机构，由第一驱动机构继续驱动堵头沿着堵头的轴线运动，使得堵头完全塞入管道口中，封堵管道。相较于现有技术，将堵头塞入管道口中的整个过程中均使用机器人作为动力来源的情况，本申请提供的管道封堵装置可以由第一驱动机构提供动力来源，避免出现机器人负载过大报警的情况，提升传热管的封堵效率。

在一种可能的实现方式中，堵头的远离第一驱动机构的驱动端的一端设置有倒圆角。

在一种可能的实现方式中，滑块的靠近堵头的一侧开设有与堵头相配合的限位槽。

在一种可能的实现方式中，第一驱动机构的驱动端的直径小于堵头的直径。

在一种可能的实现方式中，第一驱动机构的驱动端的截面为多边形结构，堵头的靠近第一驱动机构的一端开设有与第一驱动机构的驱动端相配合的多边形槽。

在一种可能的实现方式中，α＝90°。

在一种可能的实现方式中，第一驱动机构为驱动缸。

在一种可能的实现方式中，第一驱动机构为薄型气缸。

在一种可能的实现方式中，第二驱动机构为驱动缸。

在一种可能的实现方式中，第二驱动机构为直线模组，直线模组的滑轨设置于承载架，滑块设置于直线模组的滑动块。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的管道封堵装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的管道封堵装置的俯视示意图；

图3为本发明实施例提供的管道封堵装置的侧视示意图。

附图标记：

1-第一驱动机构，2-堵头，3-承载架，4-滑块，5-导轨。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

蒸汽发生器传热管是一回路压力边界的重要组成部分，是防止放射性裂变产物外泄的重要屏障。传热管长期在高温、高压及高辐射作用下，会产生机械损伤或化学损伤，造成给水端传热管破损，引发严重破损事故，因此对故障前期的传热管进行封堵作业至关重要。

现有技术中，在进行传热管封堵时，一般使用三爪夹持设备夹持堵头，在机器人的作用下，将堵头塞入传热管中。但是，三爪夹持设备对堵头仅有夹持作用，在堵头塞入传热管的过程中并不能提供轴向推力。由于目前高温气冷堆蒸汽发生器出水端的管道直径较小，无法使用大负载机器人，再加上堵头与管道的摩擦力不稳定，易造成机器人在堵头塞入动作时会发生负载过大的报警情况，影响传热管封堵工作，影响后续激光焊接进行和焊接质量。

为了解决上述现有技术中存在的技术问题，参见图1至图3所示，本发明实施例提供一种管道封堵装置，该管道封堵装置包括第一驱动机构1、堵头2、承载架3、第二驱动机构和两个相对设置的滑块4，第一驱动机构1用于设置于机器人的驱动端，具体地，第一驱动机构1固定安装在机器人的驱动端。堵头2用于塞入管道中，以封堵管道。堵头2设置于第一驱动机构1的驱动端，第一驱动机构1用于驱动堵头2沿着堵头2的轴线方向移动。承载架3可以设置于第一驱动机构1，承载架3可以随着第一驱动机构1同步运动，承载架3上设置有导轨5，导轨5的延伸方向与堵头2的轴线之间具有夹角α，0°＜α≤90°。两个滑块4滑动设置于导轨5，两个滑块4分别位于堵头2的两侧。滑块4相对于堵头2具有限位位置和释放位置，滑块4靠近堵头2时，两个滑块4包覆堵头2的靠近第一驱动机构1的驱动端的一端，滑块4处于限位位置。滑块4远离堵头2时，滑块4处于释放位置。第二驱动机构设置于承载架3，滑块4设置于第二驱动机构的驱动端，第二驱动机构用于驱动滑块4沿着导轨5的延伸方向向靠近和远离堵头2的方向移动，以使滑块4在限位位置和释放位置之间切换。

采用上述技术方案的情况下，堵头2设置于第一驱动机构1的驱动端，两个滑块4滑动设置于导轨5，且两个滑块4分别位于堵头2的两侧，堵头2与第一驱动机构1的连接端位于两个滑块4之间，第二驱动机构能够驱动滑块4沿着导轨5的延伸方向向靠近和远离堵头2的方向移动。如此，当两个滑块4沿着轨道向靠近堵头2的方向移动，使得滑块4处于限位位置时，两个滑块4能够将堵头2限位在第一驱动机构1的驱动端，避免堵头2从第一驱动机构1的驱动端位置处滑落，同时限制堵头2的轴线相对于第一驱动机构1的位置，以确保在将堵头2塞入管道内时，堵头2的轴线与管道的轴线共线，利于将堵头2对准管道口。之后，当堵头2的轴线与管道的轴线共线，堵头2对准管道口时，可以驱动机器人，机器人的驱动端通过带动第一驱动机构1运动，从而带动堵头2、滑块4、承载架3和第二驱动机构同步向靠近管道口的方向移动，在机器人的推力作用下，使得堵头2的远离第一驱动机构1的一端塞入管道口中。在此之后，在第二驱动机构的驱动下，两个滑块4沿着轨道向远离堵头2的方向滑动，使得滑块4处于释放位置，两个滑块4与堵头2脱离。此时，可以启动第一驱动机构1，由第一驱动机构1继续驱动堵头2沿着堵头2的轴线运动，使得堵头2完全塞入管道口中，直至堵头2的靠近第一驱动机构1的一端面与管道口平行，完成管道封堵。

当然，将堵头2塞入管道中的整个过程也可以全部由第一驱动机构1提供动力来源，此种情况下，第一驱动机构1代替了机器人，相较于现有技术中的将堵头2塞入管道口中的整个过程中均使用机器人作为动力来源的情况，本申请提供的管道封堵装置可以由第一驱动机构1提供动力来源，避免出现机器人负载过大报警的情况，从而解决由于堵头2塞入管道时与管道间摩擦力过大导致机器人负载报警的问题，进一步地，提升传热管的封堵效率。

本发明实施例提供的管道封堵装置不仅可以应用于蒸汽发生器传热管，还可以应用于其它需要封堵管道的场景，此处不作具体限定。当管道封堵装置应用在高温气冷堆蒸汽发生器上时，不仅可以应用在出水端，也可以用在出水端。同时，可以将本发明实施例提供的管道封堵装置安装在直线模组或者其他多轴机器人上使用。堵头2的结构与待封堵的管道的结构相匹配，示例性地，当待封堵管道的结构为圆柱形时，堵头2为圆柱形结构。

具体实施时，第二驱动机构的数量与滑块4的数量相对应，一个第二驱动机构驱动一个滑块4沿着导轨5滑动。在两个滑块4靠近堵头2处于限位位置时，两个滑块4可以紧紧夹持住堵头2，以限制堵头2的自由度，避免堵头2旋转，保证堵头2与机器人的相对位置。当然，两个滑块4与堵头2之间可以存在一定间隙，只要能够确保堵头2对准管道口时，堵头2的轴线与管道的轴线保持共线即可，此处不作具体限定。需要说明的是，参见图1所示，滑块4处于限位位置时，两个滑块4能够同时包覆第一驱动机构1的驱动端和堵头2的靠近第一驱动机构1的驱动端的部分，以便于控制堵头2的轴线位置。

在将堵头2塞入管道中后，第一驱动机构1的驱动端向远离管道的方向缩回，当然，也可以驱动机器人带动第一驱动机构1缩回，由于第一驱动机构1的驱动端与堵头2为面接触，在第一驱动机构1的驱动端缩回时，不会发生堵头2拖拽现象，避免影响管道封堵的效果。

在一种可能的实现方式中，如图1至图3所示，堵头2的远离第一驱动机构1的驱动端的一端设置有倒圆角，如此，便于将堵头2塞入管道中，以提升管道封堵的效率，同时避免堵头2与管道的摩擦力较大，出现管道弯折现象。

在一些实施例中，滑块4的靠近堵头2的一侧开设有与堵头2相配合的限位槽。在滑块4处于限位位置时，两个滑块4的限位槽能够形成限制堵头2位置的限位空间，避免堵头2出现倾斜现象，有利于限制堵头2的轴线位置。同时，滑块4夹持堵头2时，滑块4与堵头2的接触面积增大，堵头2受到的压强较小，避免造成堵头2的变形，影响管道封堵的密封性。

在一种可选方式中，第一驱动机构1的驱动端的直径小于堵头2的直径，如此，在堵头2完全塞入管道中后，第一驱动机构1的驱动端缩回退出时，第一驱动机构1的驱动端不会对管道造成拖拽、摩擦现象。

在一种示例中，第一驱动机构1的驱动端的截面为多边形结构，堵头2的靠近第一驱动机构1的一端开设有与第一驱动机构1的驱动端相配合的多边形槽，如此，增大了第一驱动机构1的驱动端与堵头2的接触面积，确保在第一驱动机构1驱动堵头2移动时，堵头2移动的稳定性。同时，能够提升堵头2的轴线位置的精确性。

示例性地，导轨5的延伸方向与堵头2的轴线之间的夹角α可以为10°、30°、45°、60°、80°等，此处不作具体限定，以实际情况为准。具体实施时，导轨5的延伸方向与堵头2的轴线之间具有夹角α＝90°，也就是说，滑块4的移动方向与堵头2的轴线相垂直，如此，能够缩短滑块4的移动距离，缩短导轨5的长度，减小管道封堵装置的体积，提升结构紧凑性。

作为一种可选方式，第一驱动机构1和第二驱动机构均为驱动缸，驱动缸原理及结构简单，易于安装维护，且驱动缸的输出力较大，易于将堵头2塞入管道中。作为一种示例，第一驱动机构1可以为薄型气缸，薄型气缸占用空间位置较少，结构轻巧，外形美观，能提供较大的作用力。第二驱动机构为直线模组，直线模组的滑轨设置于承载架3，滑块4设置于直线模组的滑动块，丰富了第二驱动机构的多样性，当然，此处只是举例说明，并不作为具体限定。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。