[发明专利]具备温控功能的轮式探头

说明书

技术领域

本发明涉及无损检测领域，特别是涉及一种可应用于在役钢轨超声波探伤的具备温控功能的轮式探头，此外，该轮式探头结构同样适用于要求内部温度调控的其他领域轮式运转结构。

背景技术

轮式探头，又称轮式换能器、探轮等，主要由超声波换能器架、超声波换能器组、线缆轴、光轴、转动及动密封组件、法兰盘、柔性透声外膜及安装附件等组成。轮式探头可在换能器架上安装一个或者多个超声换能器，探头内部充满耦合介质，外部安装柔性透声外膜。超声波换能器发射的超声波经过轮内的耦合介质、透声外膜进入到被检测介质内部，当超声波检测到介质内部伤损时，反射回波又通过透声外膜、轮式耦合介质被超声波换能器接收。轮式探头在被检测介质表面持续滚动，从而实现了对被检测介质的不间断检测。

目前，大型钢轨探伤车超声传感器所采用的轮式探头结构，其在相当长时间内满足了对在役钢轨伤损连续性检测的需求。随着铁路建设的大量增加，对钢轨探伤车的检测速度提出了更高的要求，钢轨探伤车检测速度的提升，导致了轮式探头工作时内部温度升高明显，尤其夏季作业时最高轮内温度可到70℃。轮式探头内部温度过高，带来了一系列问题，包括轮内超声波换能器工作效率降低、轮内耦合液声速改变、轴承、密封等组件的使用寿命缩短、超声波换能器及其线缆失效等。

南昌铁路局钢轨探伤车通过增加外部耦合水的喷射量和喷射位置，来降低轮式探头外部介质的温度，以图降低轮式探头高速旋转产生的内部温度积累升高问题，但降温效果非常有限，同时造成水资源的浪费。

发明内容

本发明的目的是，提供一种具备温控功能的轮式探头，其可克服现有轮式探头内部温度过高的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：

一种具备温控功能的轮式探头，所述轮式探头包括：

换能器架，其上安装有超声波换能器组，且换能器架上安装有轮内换热块；

线缆轴和温控轴，其中心轴线相同，且分别连接在所述换能器架的两侧，所述温控轴与所述轮内换热块相互连接；

两个法兰盘，其分别位于所述换能器架的两端，其中一个法兰盘为动密封地可转动连接在所述线缆轴上，另一个法兰盘为动密封地可转动连接在所述温控轴上；

柔性透声外膜，其包覆在两个法兰盘的外部，以在两个法兰盘之间形成轮内密封空间，所述轮内密封空间充满液体耦合介质。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述换能器架包括第一侧板，第二侧板以及在第一、二侧板之间的底端连接的底板，第一、二侧板相互平行，所述第一侧板的面积小于第二侧板的面积；所述温控轴和所述轮内换热块分别连接在所述第一侧板上，所述线缆轴连接在所述第二侧板上。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述第一侧板的端面上设有温控轴安装孔，所述温控轴的温控接头连接在所述温控轴安装孔内，所述第二侧板的端面上设有供所述线缆轴连接的线缆轴安装孔，所述线缆轴安装孔的中心线和温控轴安装孔的中心线为同轴线设置。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述温控轴安装孔为光孔，所述第一侧板上设有紧固切槽和紧固螺纹孔，所述紧固切槽从所述温控轴安装孔延伸到第一侧板的第二斜面，所述紧固螺纹孔的外端位于所述第二斜面上，紧固螺纹孔的内端垂直穿过所述紧固切槽而位于第一侧板的内部；所述温控轴的温控接头与所述温控轴安装孔为过滤配合连接，紧固螺栓螺设于紧固螺纹孔内，配合紧固切槽，将所述温控轴固定在所述第一侧板上。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述温控轴为阶梯轴，其内部设有进、出水管道，所述进、出水管道互不连通。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述温控轴上相对于所述温控接头的另一端的端部上设有内螺纹孔，且该端部设有两个平台；所述换能器架上设有线缆走线工艺孔，所述线缆走线工艺孔和所述线缆轴安装孔连通。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述轮内换热块安装在所述第一侧板的第一斜面上，所述第一斜面上设有换热块接头槽，所述换热块接头槽与温控轴安装孔相连通，所述轮内换热块的换热接头插设于所述换热块接头槽内，并与所述温控轴的接头密封连接。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述轮内换热块通过螺纹紧固件安装在所述第一侧板上，所述轮内换热块的内部设有循环水管道，所述循环水管道的两端分别与所述温控轴的进、出水管道连通。

如上所述的具备温控功能的轮式探头，所述轮内换热块的壁厚不大于所述第一侧板的壁厚，所述轮内换热块远离所述第一斜面的一面为1/4圆形弧面。