СТЕНД ДЛЯ ПНЕВМАТИЧЕСКОГО ИСПЫТАНИЯ ФЛАНЦЕВОГО ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА Российский патент 2004 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к области машиностроения, к испытательной технике, а именно к стендам для пневматического испытания фланцевого предохранительного клапана на герметичность и функциональность, и может быть использовано как на предприятиях, производящих аналогичные клапаны, так и при их эксплуатации в процессе ремонта.

Известны стенды для испытания на герметичность предохранительных клапанов (см. авт. св. СССР 887958, Мк. кл. G 01 М 3/06, 1980 г.). Стенд содержит стол для размещения испытуемых изделий, установленный на верхнем торце бака, и образует с цилиндрической оболочкой и поверхностью бака две плоскости: верхнюю - сообщенную с источником пневматического давления и нижнюю - с атмосферой. При этом стол сообщается с блоком защиты и контроля и пневмогидроаккумуляторами через трубопроводы с запорной арматурой.

Данный стенд имеет сложную пневмогидросистему, и его использование на предприятии, производящем ремонт клапанов с нешироким рядом типоразмеров, нерентабельно по причине его высокой стоимости.

Известны зажимные устройства, применяемые в металлорежущих станках (см. справочник Станочные приспособления. Под ред. Вардашкина Б.Н. и Данилевского В. В., том 2, М.: Машиностроение, 1984, стр.544, рис.5, где представлены наиболее часто используемые в станках схемы гидравлических и пневматических зажимных устройств с усиливающей или самотормозящей передачей). Из представленных зажимных устройств зажим "и" с поворотным убирающимся прихватом является наиболее близким аналогом, который может быть принят во внимание заявителем. Прихват в этом зажимном устройстве выполнен в виде рычага и соединен одним концом плеча со штоком пневмопривода.

Недостаток конструкции зажимного устройства заключается в том, что оно рассчитано на определенный размер зажимаемых деталей и не позволяет использовать его для зажима арматуры с различными по величине проходами. Другой недостаток связан с особенностью его конструкции, не рассчитанной на большие усилия, которые испытывает рычаг прихвата при прижиме фланца испытываемого клапана к заглушке на столе стенда.

Известно также устройство для герметизации фланцевой трубопроводной арматуры (см. а.с. СССР 1308848 А2, М.кл G 01 M 3/08, 1985 г.) при испытании ее избыточным давлением среды на герметичность. Устройство содержит заглушку, захваты с направляющими выступами, силовой привод, со штоком которого шарнирно связаны захваты, опорную плиту с отверстиями, в которых размещены захваты. Кроме того, устройство снабжено ползунами, установленными в отверстиях плиты с возможностью их радиального перемещения.

Недостаток устройства заключается в сложности его конструкции, которая (сложность) обусловлена наличием захватов сложной конфигурации, соединяемых шарнирно с концами крестовины и одновременно с криволинейными прорезями в ползунах, а ползуны соединены с заглушкой посредством фиксирующего штыря, входящего в кольцевой паз на тыльной стороне заглушки.

Последнее устройство является наиболее близким к заявленному объекту по своей выполняемой функции и технической сущности.

Задачей изобретения является создание более надежного в работе стенда для пневматического испытания на герметичность фланцевого предохранительного клапана.

Другой задачей изобретения является упрощение конструкции стенда за счет создания более простого и технологичного зажимного механизма.

Поставленные задачи решаются тем, что в стенде для пневмоиспытания фланцевого предохранительного клапана на герметичность и функциональность, содержащем плиту, заглушки с уплотнительными элементами для уплотнения фланцев испытываемого клапана и каналами для подачи и выхода испытательной среды, механизмы прижима испытываемого клапана за фланец к плите через заглушку с приводом, рычагами прихвата и ползунами, каждый из механизмов прижима снабжен разнесенными друг от друга, параллельно расположенными и жестко соединенными с плитой щеками, образующими проем, ползун расположен в проеме между щеками подвижно с возможностью поступательного перемещения в направлении к заглушке и обратно, а также соединен со щеками посредством выступов, входящих в пазы на щеках, и шарнирно с рычагом, связанным с пневмоприводом, кроме того, с ползуном шарнирно с возможностью поворота и поступательного перемещения относительно ползуна соединен рычаг прихвата, причем поворотное движение рычагу прихвата относительно ползуна сообщается от подпружиненного к нему с помощью пружин растяжения штока пневмопривода, а поступательное - от винта, который кинематически соединен с осью, соединяющей рычаг прихвата с ползуном.

Винт установлен в резьбовом отверстии рычага прихвата, в головке винта размещена серьга, надетая также на ось, соединяющую ползун с рычагом прихвата, при этом серьга расположена свободно в продольном сквозном пазу, выполненном в теле рычага прихвата.

Пружины растяжения закреплены одними концами на консольно выступающих концах штифта, расположенного в сквозном отверстии, пересекающем рычаг прихвата поперек в его верхней концевой части, а другими концами на консольно выступающих концах штифтов, закрепленных на ползуне в его нижней части.

Размещение ползуна в проеме между щеками, жестко соединенными с плитой, рычага прихвата на оси между пластинами ползуна, соединение ползуна направляющими с пазами на внутренних поверхностях щек позволили создать компактный, жесткий, надежный и безопасный в работе механизм прижима, что вполне соответствует требованиям к стендам для пневмоиспытаний клапанов.

Обеспечение механизма прижима пневмоприводами, расположенными в стенде с возможностью взаимодействия с ползуном для поступательного перемещения его с рычагом к фланцу испытываемого клапана и от него, а также штоком другого пневмопривода со свободным концом плеча рычага прихвата позволило механизировать процесс закрепления и открепления испытываемого клапана на стенде, сократить подготовительно-заключительное время на его испытание.

Соединение рычага прихвата с ползуном при помощи винта с возможностью поступательного движения рычага относительно оси с серьгой, надетой на ось, расположенной свободно в продольном сквозном пазу, выполненном в теле рычага прихвата, позволило использовать один стенд для испытания ряда типоразмеров предохранительных клапанов.

Наличие пружин растяжения, прижимающих свободный конец плеча рычага прихвата к штоку пневмопривода, направлено на безударное взаимодействие рычага прихвата со штоком пневмопривода и более плавный прижим клапана за фланец к столу.

На приведенных чертежах иллюстрируется в качестве примера реализация предлагаемого изобретения "Стенд для пневматического испытания фланцевого предохранительного клапана", подтверждающий возможность промышленного применения при всей совокупности признаков, где:
на фиг.1 - схематическое изображение стенда с клапаном;
на фиг.2 - увеличенное фрагментарное изображение I механизма прижима;
на фиг.3 - вид А на механизм прижима.

Стенд содержит плиту 1, в отверстии которой расположена заглушка 2 с отверстием 3 и эластичными уплотнениями 4, 5. На заглушке установлен испытываемый предохранительный клапан 6 (см. фиг.1). Воздух для испытания клапана 6 на герметичность (при закрытом тарелью проходе) поступает в полость клапана 6 из сети через резервуар 7. Проход в горизонтальном патрубке с вертикальным фланцем в этом случае заглушкой 8 с пневмоприводом 9 не закрыт. К плите 1 клапан 6 прижимают за фланец через заглушку 2 оппозитно расположенными прижимами 10. Каждый из механизмов прижима 10 снабжен разнесенными друг от друга, параллельно расположенными и жестко соединенными с плитой 1 щеками 11, 12, образующими проем. Ползун 13 расположен в проеме между щеками 11, 12 подвижно с возможностью поступательного перемещения в направлении к заглушке 2 и обратно и соединен со щеками направляющими выступами "а" на наружных поверхностях боковых пластин ползуна 13, входящих свободно в направляющие пазы l на внутренних поверхностях щек 11, 12.

Между пластинами ползуна 13 установлен рычаг прихвата 14 с возможностью принудительного поворота относительно пластин. Промежуточным элементом ползун 13 соединен шарнирно с рычагом 15, расположенным под ним. Другим плечом рычаг 15 соединен кинематически со штоком пневмопривода 16, а качательное движение рычагу прихвата 14 сообщается от штока 17 пневмопривода 18 (см.фиг. 2, 3). Рычаг 14 соединен с ползуном 13 осью 19 (см. фиг.2).

При помощи винта 20, соединенного кинематически одним концом с осью 19, а другим кинематически посредством резьбы с резьбовым отверстием в рычаге прихвата 14, осуществляют поступательное движение последнего к заглушке 2 или от нее. В теле рычага 14 выполнен сквозной продольный паз "с", наличие которого обеспечивает поступательное движение рычага прихвата 14 относительно ползуна 13 при вращении винта 20 через ось 19 с серьгой d (см. фиг. 2).

При отсутствии воздействия штока 17 пневмопривода 18 на конец рычага 14 левый конец его под действием пружины 21 растяжения занимает крайнее нижнее положение и освобождает фланец клапана 6 от усилия на правом плече рычага 14 (см. фиг. 2). Пружины 21 соединяют рычаг 14 с пластинами ползуна 13 через штифты 22. Верхний штифт 22 расположен в сквозном отверстии, пересекающем рычаг 14 прихвата поперек в его верхней концевой части, а два других - в глухих отверстиях на торцах пластин ползуна 13 в их нижних частях с образованием у всех штифтов 22 консольно выступающих концов один под другим, которые соединены пружиной растяжения 21.

Стенд работает следующим образом. Заглушку 2 соответствующего типоразмера устанавливают в отверстие на плите 1. На вход пульта управления подают воздух высокого и низкого давления, контроль наличия и величины которых определяют по манометрам (на чертеже не показано). Устанавливают испытываемый предохранительный клапан 6 входным патрубком с фланцем на заглушку 2 и одновременно ориентируют его выходным патрубком с фланцем на заглушку 8 с пневмоприводом 9, после чего подают воздух низкого давления в цилиндр пневмопривода 16. Рычаги 15 поворачиваются на определенный угол, перемещают ползуны 13 к фланцу клапана 6 и осуществляют предварительное прижатие его к заглушке 2. Проход в выходном патрубке при этом остается открытым.

После проделанной подготовительной работы на стенде через пульт управления подают воздух под избыточным давлением, равным рабочему. Воздух под этим давлением поступает в полость входного патрубка клапана 6 под его тарель через резервуар 7 и отверстие в заглушке 2 и одновременно через пневмораспределитель (на чертеже не показано) поступает в цилиндры пневмоприводов 18 под поршни, которые своими штоками 17 воздействуют на концы плечей рычагов 14 и окончательно прижимают клапан 6 за фланец к заглушке 2. При достижении давления срабатывания происходит подъем тарели клапана и выход воздуха в атмосферу через его выходной патрубок. После срабатывания клапана фиксируют величину давления и ход тарели с занесением данных испытаний в паспорт клапана. Постепенно доводят давление воздуха в клапане до величины PN и выдерживают в соответствии с техническими условиями, после чего воздух из клапана 6 сбрасывают. При несоответствии величины давления срабатывания клапана паспортным данным производят регулировку усилия пружины в клапане 6.

После испытания клапана 6 на работоспособность производят испытание на герметичность соединений золотник-корпус. Заглушку 8 подводят к фланцу выходного патрубка клапана 6 и уплотняют его с помощью пневмопривода 9 путем подачи воздуха в подпоршневую полость пневмоцилиндра, после чего подают давление воздуха PN во входной патрубок клапана 6 под золотник. Величину давления и время выдержки под давлением устанавливают в соответствии с техническими условиями на соответствующие размеры DN предохранительных клапанов, после выдержки времени устанавливают количественную величину протечек и соответствие ее нормам в технических условиях. После этого отключают стенд от магистралей с высоким и низким давлением воздуха и одновременно отводят рычаги 14, 15 с ползунами 13 для крепления клапана. Цикл испытания клапана 6 закончен, и его снимают со стенда.

Изобретение относится к области испытательной техники. Изобретение направлено на повышение надежности, упрощение конструкции за счет создания простого и технологичного зажимного средства в стенде для пневматического испытания фланцевого предохранительного клапана. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что стенд для пневматического испытания фланцевого предохранительного клапана на герметичность и функциональность содержит плиту, заглушки с уплотнительными элементами для уплотнения фланцев испытуемого клапана и каналами для подачи и выхода испытательной среды, механизмы прижима испытуемого клапана за фланец к плите через заглушку с приводом, рычагами прихвата и ползунами. При этом каждый из механизмов прижима снабжен разнесенными друг от друга, параллельно расположенными и жестко соединенными с плитой щеками, образующими проем, ползун расположен в проеме между щеками подвижно с возможностью поступательного перемещения в направлении к заглушке и обратно, а также соединен со щеками посредством выступов, входящих в пазы на щеках, и шарнирно с рычагом, связанным с пневмоприводом, кроме того, с ползуном шарнирно с возможностью поворота и поступательного перемещения относительно ползуна соединен рычаг прихвата, причем поворотное движение рычагу прихвата относительно ползуна сообщается от подпружиненного к нему с помощью пружин растяжения штока пневмопривода, а поступательное - от винта, который кинематически соединен с осью, соединяющей рычаг прихвата с ползуном. 2 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Стенд для пневматического испытания фланцевого предохранительного клапана на герметичность и функциональность, содержащий плиту, заглушки с уплотнительными элементами для уплотнения фланцев испытываемого клапана и каналами для подачи и выхода испытательной среды, механизмы прижима испытываемого клапана за фланец к плите через заглушку с приводом, рычагами прихвата и ползунами, отличающийся тем, что каждый из механизмов прижима снабжен разнесенными друг от друга, параллельно расположенными и жестко соединенными с плитой щеками, образующими проем, ползун расположен в проеме между щеками подвижно с возможностью поступательного перемещения в направлении к заглушке и обратно, а также соединен со щеками посредством выступов, входящих в пазы на щеках, и шарнирно с рычагом, связанным с пневмоприводом, кроме того, с ползуном шарнирно с возможностью поворота и поступательного перемещения относительно ползуна соединен рычаг прихвата, причем поворотное движение рычагу прихвата относительно ползуна сообщается от подпружиненного к нему с помощью пружин растяжения штока пневмопривода, а поступательное - от винта, который кинематически соединен с осью, соединяющей рычаг прихвата с ползуном.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что винт установлен в резьбовом отверстии рычага прихвата, в головке винта размещена серьга, надетая также на ось, соединяющую ползун с рычагом прихвата, при этом серьга расположена свободно в продольном сквозном пазу, выполненном в теле рычага прихвата.3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что пружины растяжения закреплены одними концами на консольно выступающих концах штифта, расположенного в сквозном отверстии, пересекающем рычаг прихвата поперек в его верхней концевой части, а другими концами - на консольно выступающих концах штифтов, закрепленных на ползуне в его нижней части.