СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ ФЛАНЦЕВОЙ ТРУБОПРОВОДНОЙ АРМАТУРЫ Российский патент 2003 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к области машиностроения, к технологическому оборудованию, используемому как при производстве запорной промышленной трубопроводной арматуры (задвижек), а также в процессе их ремонта для гидравлического испытания на прочность, плотность и герметичность.

Известны устройства для гидравлических испытаний корпусов трубопроводной арматуры (задвижек), проход между магистральными фланцами в которых позволяет разместить в нем прямолинейный цилиндрический элемент (см. изобретение СССР, авт. свид. 1154569, М. Кл. 4 G 01 M 3/08, 1983 г. "Стенд для гидравлических испытаний корпусов арматуры") типа тройников, соединяющих заглушку для герметизации магистральных фланцев, привод для этих заглушек, выполненный в виде силового цилиндра. Одна из этих заглушек установлена на торце корпуса силового цилиндра, а другая соединена со штоком этого цилиндра.

Недостаток стенда заключается в том, что известная конструкция приемлема для испытания корпусов задвижек ДN≤100 мм и PN≤10 кгс². Испытания корпусов задвижек с большими параметрами повлекло за собой существенные увеличение весогабаритных характеристик стенда, что привело бы к значительному удорожанию его изготовления из-за увеличения мощности силового цилиндра, строительной длины и диаметра прохода (ДN) испытываемой задвижки.

Известен другой стенд для гидроиспытания задвижек (см. книгу С.Ю.Михаель, Л. А. Бенин. Технология арматуростроения. М-Л., 1966, с. 274-276, рис. 137). Стенд (отдельная кассета его) содержит неподвижную упорную стойку, несущие откидные траверсы с гидровинтовыми двигателями. К стойке прикреплено уплотняющее устройство, состоящее из цилиндра с отжимаемым пружиной уплотненным манжетой поршнем, где в выточке расположено уплотнительное кольцо. Подвод воды при заполнении полости испытываемой задвижки, а также в процессе нагнетания до заданного давления осуществляется через штуцер, а для удаления воздуха при заполнении системы водой служит клапан. К стойке на правой стороне рамы прикреплен гидравлический цилиндр с поршнем, шток которого несет второе уплотняющее устройство, аналогичное описанному выше.

Недостаток стенда заключается в том, что с его помощью можно испытывать только один типоразмер задвижек. Другой его недостаток заключается в значительной металлоемкости, обусловленной наличием приводов, вилок, скоб для удержания заглушек относительно фланца испытываемой арматуры.

Известен также стенд для гидроиспытания трубопроводной арматуры. (см. книгу С. Ю. Михаэль Л.А.Бенин. Технология арматуростроения. М.-Л., 1966, с. 271-272, рис. 134), содержащий станину, на плите которой установлены и закреплены две колонны, соединенные в верхней части траверсой, в центре которой закреплен гидроцилиндр со штоком и заглушкой на его конце. Гидроцилиндр приводится в действие от пневмогидроусилителя, расположенного в нижней части станины.

Недостаток стенда заключается в его ограниченном применении; его можно использовать для гидроиспытания узкого ряда типоразмеров задвижек. Последний стенд по своей технической сущности и выполняемой функции является наиболее близким к заявляемому объекту.

Задачей предлагаемого изобретения является создание стенда для гидравлического испытания фланцевой трубопроводной арматуры (задвижек) с более широким рядом типоразмеров по диаметру прохода (ДN) и давлению (PN).

Поставленная задача решается тем, что стенд для гидравлического испытания фланцевой трубопроводной арматуры на плотность, прочность и герметичность содержит станину, заглушки с уплотнительными элементами, траверсы, надетые отверстиями на штанги, гидроцилиндр, шток которого соединен с ближайшей к нему траверсой. На станине жестко закреплена опорная стойка, штанги расположены горизонтально вдоль станины и параллельно между собой и жестко прикреплены одними концами к опорной стойке, траверсы установлены вертикально относительно станины и соединены со штангами с возможностью поступательного перемещения относительно них, причем дальняя от гидроцилиндра траверса имеет связанную с ней посредством резьбового соединения гайку, кинематически связанную с приводом поступательного перемещения этой траверсы, а другая траверса, соединенная со штоком гидроцилиндра, надета свободно на безрезьбовые участки штанг с возможностью поступательного перемещения относительно них под действием гидроцилиндра, каждая траверса снабжена рычагом с опорой на его конце, причем опоры предназначены для установки на них испытуемой арматуры, а рычаги закреплены в нижней части траверс и кинематически соединены с винтом через соответствующие им кулисы и гайки. Каждый конец винта, с которым кинематически связаны рычаги, выполнен с квадратным сечением для взаимодействия со съемной рукояткой.

Выполнение заявляемого стенда с горизонтальными штангами, закрепленными жестко концами на опорной стойке, и подвижными траверсами, надетыми на штанги с возможностью поступательного перемещения вдоль них, снабжение каждой траверсы в ее нижней части рычагом с опорой на конце для установки на них испытываемой арматуры магистральными фланцами позволило упростить загрузку арматуры на стенд для ее испытания и существенно расширить ряд испытываемых типоразмеров по ДN и PN.

Наличие привода перемещения дальней от опорной стойки траверсы позволило ускорить процесс испытания трубопроводной арматуры за счет сокращения подготовительно-заключительного времени, а также облегчить труд оператора, занятого на этой технологической операции.

Наличие квадратных хвостовиков на концах винтов позволило устанавливать при помощи съемной рукоятки рычаги с опорами с любой из боковых сторон стенда.

На приведенных чертежах иллюстрируется в качестве примера реализация изобретения, где:
на фиг.1 изображен общий вид стенда;
на фиг.2 показано схематическое изображение стенда;
на фиг.3 изображен разрез стенда по А-А;
на фиг. 4 - схема привода перемещения дальней от силового цилиндра траверсы;
на фиг. 5 - увеличенное фрагментарное изображение на фиг.1 заглушки с траверсой и магистральным фланцем арматуры.

Стенд содержит станину 1 (см. фиг.1) с водосборником и опорной стойкой 2, гидроцилиндр 3, жестко присоединенный к наружной поверхности стойки 2 торцом. К стойке 2 присоединены и закреплены концами от осевого перемещения штанги 4, 5. Штанги расположены горизонтально вдоль станины 1 и параллельны между собой. Траверсы 6, 7, несущие на себе заглушки 8 с уплотнительными элементами 9 (см. фиг.1, 5), установлены вертикально на станине 1, параллельные между собой и соединены со штангами с возможностью поступательного движения относительно них. Штанги 4, 5 в этом случае выполняют для траверсы 6, 7 функцию направляющих и обеспечивают при их (траверс) перемещении в заданное место необходимое положение заглушки 8 с уплотнительными элементами 9 относительно уплотнительных поверхностей фланцев испытываемой заглушки 10. Дальняя от гидроцилиндра 3 траверса 7 снабжена приводом поступательного перемещения, который содержит пневмомотор 11 с двумя направлениями потока воздуха, позволяющий реверсировать движение траверсы 7 в направлении к стойке 2 и обратно, коническую зубчатую передачу с шестерней 12 и колесом 13, звездочку 14, выполненную за одно целое с гайкой, кинематически соединенной с траверсой 7 (см. фиг.4) с возможностью свободного вращения относительно нее. Синхронность вращения звездочку 14 с гайкой и строгое положение траверсы 7 обеспечивается замкнутой роликовой цепью 15, охватывающей звездочки 14. Ближняя к стойке траверса 6 надета свободно отверстиями на безрезьбовые участки штанг 4, 5 с возможностью поступательного движения относительно них под действием усилия от гидроцилиндра 3, передаваемого его штоком. Каждая траверса 6, 7 в ее нижней части снабжена рычагом 16 с опорами 17 на его конце для установки испытываемой задвижки 10 магистральными фланцами. Рычаги 16 с опорами 17 соединены кинематически через кулисы 18 и гайки 19 с винтом 20. Вращение винту 20 сообщается от съемной рукоятки 21. Заглушки 8 с уплотнительными элементами 9 закрепляют на траверсах 6, 7 при помощи штифтов 22 (см. фиг.3, 5). Устойчивое положение задвижки 10 в процессе се испытания достигается с помощью винтов, соединенных при помощи резьбы с концами стоек и обращенных опорами к среднему фланцу задвижки 10. Штанги 4, 5 соединены с боковыми стойками хомутами (не показано), обеспечивающими их строгое положение с траверсами 6, 7 относительно станины 1 и испытываемой задвижки 10.

Стенд работает следующим образом. Подключают пневмогидравлическую станцию (не показана), питающую стенд, к воздушной и водяной магистралям. Присоединяют левую полость гидроцилиндра 3 и пневмомотор 11 привода перемещения траверсы 7 рукавами к воздушной магистрали. Соединяют станцию рукавами высокого давления с правой полостью гидроцилиндра 3, с левой траверсой 7 и со штуцером канала в штоке гидроцилиндра 3 (см. фиг.2), после чего на поверхности траверсы 6, 7 на штифты 22 устанавливают заглушки 8 с уплотнительными кольцами 9, наружный диаметр которых соответствует диаметрам уплотнительных поверхностей магистральных фланцев испытываемой задвижки 10. Затем включают пневмомотор 11 и перемещают траверсу 7 к траверсе 6 или от нее на необходимое расстояние, соответствующее строительной длине испытываемой задвижки 10. Вращением винта 20 рукояткой 21 подводят опоры 17 рычагов 16 до наружного диаметра заглушки 8, который соответствует наружному диаметру магистрального фланца испытываемой задвижки 10, и устанавливают последнюю магистральными фланцами на опоры 17 рычагов 16. Затем в правую полость гидроцилиндра 3 подают воду, поршень через шток воздействует на траверсу 6 и поджимает ее через заглушку 6 к фланцу задвижки 10. При этом одновременно герметизируется и проход в противоположном фланце задвижки 10. В задвижке 10 приоткрывают проход на 2/3 хода затвора и заполняют ее внутреннюю полость водой, удалив при этом воздушную подушку через сальниковую камеру, после чего сальник подтягивают. Задвижку 10, полость которой заполнена водой, подвергают испытанию на прочность и плотность ее корпусных деталей, для чего давление воды во внутренней полости повышается до величины, равной пробному давлению, и производят ее осмотр. Время выдержки и осмотра определяются технологией испытаний. Течи воды и отпотевания во время выдержки под давлением не допускается.

Испытание затвора задвижки 10 на герметичность осуществляется следующим образом.

Перекрывают проход в корпусе задвижки затвором. Подают воду под рабочим давлением, например в правую полость задвижки 10, а левую полость задвижки 10 при этом сообщают со сливом-капельницей. Герметичность затвора задвижки определяют по интенсивности каплепадения в сливную воронку. Измеряют общее количество протечек и сопоставляют ее с табличной, указанной в технологии испытаний, и делают вывод о герметичности затвора со стороны левой полости. Испытание герметичности затвора со стороны правой полости осуществляют аналогичным образом.

После испытания воду из задвижки 10 сливают и снимают ее со стенда. Цикл испытания закончен.

Стенд по типу предложенной конструкции изготовлен, успешно испытан и эксплуатируется на предприятии для гидроиспытания задвижек ДN 50...400 и PN 1...4 МПа.

Изобретение относится к технологическому оборудованию, используемому при производстве запорной промышленной трубопроводной арматуры, а также в процессе их ремонта для гидравлического испытания на прочность, плотность и герметичность. Изобретение направлено на возможность испытания фланцевой трубопроводной арматуры с более широким рядом типоразмеров по диаметру прохода и давлению. Стенд содержит станину, заглушки с уплотнительными элементами, траверсы, надетые отверстиями на штанги, гидроцилиндр, шток которого соединен с ближайшей к нему траверсой. На станине жестко закреплена опорная стойка, штанги расположены горизонтально вдоль станины и параллельно между собой и жестко прикреплены одними концами к опорной стойке, траверсы установлены вертикально относительно станины и соединены со штангами с возможностью поступательного перемещения относительно них, причем дальняя от гидроцилиндра траверса имеет связанную с ней посредством резьбового соединения гайку, кинематически связанную с приводом поступательного перемещения этой траверсы, а другая траверса, соединенная со штоком гидроцилиндра, надета свободно на безрезьбовые участки штанг с возможностью поступательного перемещения относительно них под действием гидроцилиндра, каждая траверса снабжена рычагом с опорой на его конце, причем опоры предназначены для установки на них испытуемой арматуры, а рычаги закреплены в нижней части траверс и кинематически соединены с винтом через соответствующие им кулисы и гайки. Каждый конец винта, с которым кинематически связаны рычаги, выполнен с квадратным сечением для взаимодействия со съемной рукояткой. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1. Стенд для гидравлического испытания фланцевой трубопроводной арматуры на плотность, прочность и герметичность, содержащий станину, заглушки с уплотнительными элементами, траверсы, надетые отверстиями на штанги, гидроцилиндр, шток которого соединен с ближайшей к нему траверсой, отличающийся тем, что на станине жестко закреплена опорная стойка, штанги расположены горизонтально вдоль станины и параллельно между собой и жестко прикреплены одними концами к опорной стойке, траверсы установлены вертикально относительно станины и соединены со штангами с возможностью поступательного перемещения относительно них, причем дальняя от гидроцилиндра траверса имеет связанную с ней посредством резьбового соединения гайку, кинематически связанную с приводом поступательного перемещения этой траверсы, а другая траверса, соединенная со штоком гидроцилиндра, надета свободно на безрезьбовые участки штанг с возможностью поступательного перемещения относительно них под действием гидроцилиндра, каждая траверса снабжена рычагом с опорой на его конце, причем опоры предназначены для установки на них испытуемой арматуры, а рычаги закреплены в нижней части траверс и кинематически соединены с винтом через соответствующие им кулисы и гайки.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что каждый конец винта, с которым кинематически связаны рычаги, выполнен с квадратным сечением для взаимодействия со съемной рукояткой.