СТЕНД ДЛЯ ГИДРОИСПЫТАНИЙ ИЗОГНУТЫХ ТРУБ Российский патент 2005 года по МПК G01M3/08 

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано, в частности, при проведении гидравлических испытаний труб теплообменных аппаратов на герметичность.

Из уровня техники известно устройство для испытания труб на герметичность, включающее основание в виде емкости коробчатого сечения, состоящей из трех секций, крайние из которых соединены между собой и являются водосборником. На основании установлена неподвижная траверса опоры для колонн, подвижный ползун, каретка, на последних установлены уплотнительные головки. Колонны закреплены с одной стороны неподвижно на траверсе, а на опорах - по посадке движения. Труба устанавливается в люнетах со сменными опорными и зажимными вставками соосно уплотнительным головкам. Оси труб, колонн и уплотнительных головок лежат в одной плоскости под углом 1° 30' к горизонтали. На концах колонн с одной стороны имеются бурты для фиксации задней уплотнительной головки, которая имеет опорные ролики и направляющие. Устройство имеет планетарные механизмы перекладки труб, установленные на колоннах с возможностью вращения вокруг осей последних и датчики регулирования усилия предварительного обжатия трубы уплотнительными головками и контроля измерения длины трубы при испытании. Люнеты установлены на подпружиненных платформах с возможностью перемещения вдоль оси трубы (см. RU 2182700, G 01 M 3/00, G 01 M 3/08).

Также известен стенд для гидроиспытаний изогнутых труб на герметичность. Устройство содержит основание, уплотнительные головки, опоры для трубы, выполненные в виде люнетов, имеющих регулируемые опорные и прижимные поверхности, соединенные с гидроцилиндрами, работающими в единой гидравлической системе, которая управляется датчиком регулирования давления, который в свою очередь управляется сигналами датчика линейного положения торца испытуемой трубы, соединенного с выключателем подачи испытательного давления, срабатывающего при достижении торцом трубы положения, соответствующего началу пластической деформации в любом ее сечении.

Стенд для гидроиспытаний изогнутых труб на герметичность настраивается для испытания определенного типоразмера. Трубу по рольгангу подают на исходную позицию, переукладчиком укладывают на опоры. С помощью привода уплотнительная головка, перемещаясь, устанавливает трубу в уплотнительную головку. Труба герметизируется. Люнеты закрываются и прижимные поверхности устанавливаются на поверхности трубы. В трубу подается рабочее давление. Под действием нарастающего давления испытуемая труба увеличивается в диаметре и укорачивается. Так, для трубы из стали при Р=32 МПа укорочение равно 0,328 см, при Р=70 МПа - 0,831 см, при Р=360 МПа - 4,25 (см. RU 2184946, G 01 M 3/08).

Задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости проведения гидроиспытаний и повышение надежности работы стенда при одновременном расширении его возможностей.

Поставленная задача решается за счет того, что стенд для гидроиспытаний изогнутых труб согласно изобретению содержит раму с опорной площадкой, на которой установлены неподвижная стойка и приводная подвижная в поперечном направлении относительно продольной оси стенда платформа, на которой жестко закреплена другая стойка, которая установлена со смещением в продольном и поперечном направлениях относительно центральных вертикальных продольной и поперечной плоскостей подвижной платформы, причем на стойках ярусами закреплены гидрозажимы под концевые участки также расположенных ярусами подлежащих испытаниям труб, при этом, по крайней мере, два гидрозажима на неподвижной стойке подсоединены к патрубкам для соединения с гидросистемой, а привод подвижной платформы выполнен в виде винтовой пары, гайка которой жестко внецентренно прикреплена к нижней поверхности платформы со смещением в плане относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости, параллельной центральной вертикальной продольной плоскости стенда в сторону, противоположную стороне, в которую относительно этой же плоскости платформы смещена закрепленная на платформе стойка, а взаимодействующий с гайкой винт закреплен на раме стенда или ее опорной площадке, причем длина винта винтовой пары принята из условия разведения стоек на расстояния в диапазоне от минимального до максимального расстояний между концевыми участками труб, подлежащих испытаниям.

В качестве двух гидрозажимов на неподвижной стойке для подсоединения к гидросистеме могут быть использованы гидрозажимы, расположенные в верхнем и нижнем ярусах.

Опорная площадка рамы, предназначенная для взаимодействия с платформой подвижной стойки, может быть выполнена с поверхностью скольжения, ответной поверхности скольжения платформы, и с центральным продольным пазом, длина которого соответствует расстоянию перемещения подвижной стойки.

Платформа для установки подвижной стойки может быть снабжена зацепами скольжения, расположенными вдоль поперечной центральной вертикальной плоскости платформы, нормальной относительно центральной вертикальной продольной плоскости стенда, при этом зацепы заведены в ответные пазы опорной площадки рамы.

Гайка может быть прикреплена к нижней поверхности платформы через жесткую связь.

Гидрозажимы под концевые участки подлежащих испытаниям труб на каждой стойке попарно могут быть соединены между собой по высоте стойки соединительными патрубками, при этом смещение установленной на платформе стойки относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости, параллельной центральной продольной вертикальной плоскости стенда, составляет не менее половины вылета соединительного патрубка относительно обращенной к нему поверхности стойки, а расстояние от оси крепления гайки к платформе до центральной вертикальной продольной плоскости закрепленной на платформе стойки составляет (1,6-5,7)d, где d - наружный диаметр гидрозажима.

Стенд может быть снабжен поддерживающей опорой для дополнительного опирания изогнутых концевых участков подлежащих испытаниям труб, причем поддерживающая опора установлена на раме стенда или на основании и снабжена расположенными ярусами по ее высоте опорными элементами под трубы соответствующего яруса.

Стенд может быть снабжен нагнетательной установкой, соединенной с гидросистемой для заполнения труб рабочей жидкостью и их опрессовки.

Технический результат, обеспечиваемый изобретением, состоит в снижении трудоемкости испытаний изогнутых труб теплообменных аппаратов за счет повышения надежности работы используемого оборудования и обеспечения возможности испытаний на одном оборудовании изогнутых труб с различным расстоянием между их концевыми участками без существенной переналадки оборудования.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 изображен стенд для гидроиспытаний изогнутых труб, вид сбоку;

на фиг.2 - вид сбоку на подвижную и неподвижную стойки, фрагмент;

на фиг.3 - стенд в плане, фрагмент;

на фиг.4 - гидрозажим в разрезе;

на фиг.5 - подвижная стойка, вид с торца;

на фиг.6 - схема гидросистемы.

Стенд для гидроиспытаний изогнутых труб 1 содержит раму 2 с опорной площадкой 3, на которой установлены неподвижная стойка 4 и приводная подвижная в поперечном направлении относительно продольной оси 5 стенда платформа 6, на которой жестко закреплена другая стойка 7, которая установлена со смещением в продольном и поперечном направлениях относительно центральных вертикальных продольной 8 и поперечной 9 плоскостей подвижной платформы 6. На стойках 4, 7 ярусами закреплены гидрозажимы 10 под концевые участки 11 также расположенных ярусами подлежащих испытаниям труб 1. По крайней мере, два гидрозажима 10 на неподвижной стойке 4 подсоединены к патрубкам 12 для соединения с гидросистемой 13. Привод 14 подвижной платформы 6 выполнен в виде винтовой пары 15, гайка 16 которой жестко внецентренно прикреплена к нижней поверхности 17 платформы 6 со смещением в плане относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости 8, параллельной центральной вертикальной продольной плоскости 18 стенда в сторону, противоположную стороне, в которую относительно этой же плоскости 8 платформы 6 смещена закрепленная на платформе 6 стойка 7. Взаимодействующий с гайкой 16 винт 19 закреплен на раме 2 стенда или ее опорной площадке 3. Длина винта 19 винтовой пары 15 принята из условия разведения стоек 4 и 7 на расстояния в диапазоне от минимального до максимального расстояний между концевыми участками 11 труб 1, подлежащих испытаниям.

В качестве двух гидрозажимов 10 на неподвижной стойке 4 для подсоединения к гидросистеме 13 использованы гидрозажимы 20 и 21, расположенные в верхнем и нижнем ярусах.

Опорная площадка 3 рамы 2, предназначенная для взаимодействия с платформой 6 подвижной стойки 7, выполнена с поверхностью скольжения 22, ответной поверхности 23 скольжения платформы 6, и с центральным продольным пазом 24, длина которого соответствует расстоянию перемещения подвижной стойки 7.

Платформа 6 для установки подвижной стойки 7 снабжена зацепами (на чертежах не показано) скольжения, расположенными вдоль поперечной центральной вертикальной плоскости 9 платформы 6, нормальной относительно центральной вертикальной продольной плоскости 18 стенда, при этом зацепы (не показано) заведены в ответные пазы (не показано) опорной площадки 3 рамы 2.

Гайка 16 прикреплена к нижней поверхности 17 платформы 6 через жесткую связь 25.

Гидрозажимы 10 под концевые участки 11 подлежащих испытаниям труб 1 на каждой стойке 4, 7 попарно соединены между собой по высоте стойки 4, 7 соединительными патрубками 12. Смещение установленной на платформе 6 стойки 7 относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости 8, параллельной центральной продольной вертикальной плоскости 18 стенда, составляет не менее половины вылета L соединительного патрубка 12 относительно обращенной к нему поверхности стойки 4 или 7, а расстояние l от оси 26 крепления гайки 16 к платформе 6 до центральной вертикальной продольной плоскости 27 закрепленной на платформе 6 стойки 7 составляет (1,6-5,7)d, где d - наружный диаметр гидрозажима 10.

Стенд снабжен поддерживающей опорой 28 для дополнительного опирания изогнутых концевых участков 29 подлежащих испытаниям труб 1. Поддерживающая опора 28 установлена на раме 2 стенда или на основании 30 и снабжена расположенными ярусами по ее высоте опорными элементами 31 под трубы 1 соответствующего яруса.

Стенд снабжен нагнетательной установкой 32, 33, соединенной с гидросистемой 13 для заполнения труб 1 рабочей жидкостью и их опрессовки. Порядок работы стенда при гидроиспытаниях изогнутых труб:

В качестве рабочей жидкости использован 2-5%-ный раствор моноэтаноламина.

Для заполнения труб 1 раствором моноэтаноламина открывают вентили 34, 35 и 36. Включают центробежный насос 32 низкого давления и производят заполнение внутреннего объема рабочей жидкостью. За степенью заполнения следят по сплошности струи из сливного патрубка 37.

После заполнения труб раствором моноэтаноламина закрывают вентили 34 и 35 и отключают насос 32 низкого давления.

Перед подачей высокого давления открывают вентиль 38. Затем включают насос 33 высокого давления и поднимают давление до нужной величины пробного давления.

По достижении пробного давления срабатывает электроконтактный манометр 39, после чего производят отключение насоса 33 высокого давления.

Закрывают вентиль 38 и производят необходимую выдержку времени.

Затем с помощью вентиля 35 опускают давление до рабочего и осматривают испытываемые трубы 1.

По окончании испытаний опускают давление до нуля с помощью вентиля 35, после чего открывают вентили 35 и 40 и сливают раствор моноэтаноламина в емкость 41 самотеком. По окончании слива вентиль 35 закрывают.

Затем при открытом вентиле 40 открывают вентили 42 и 43, а также кран 44 воздушной магистрали и продувают систему воздухом.

После продувки воздухом труб 1 все вентили и кран закрывают и снимают трубы 1 со стенда для гидроиспытаний.

При загрязнении раствора моноэтаноламина его заменяют. Для этого открывают вентиль 45, включают центробежный насос 32 низкого давления и сливают раствор моноэтаноламина из емкости 41 в специальную емкость (на чертежах не показано).

После слива раствора моноэтаноламина в специальную емкость вентиль 45 закрывают, насос 32 низкого давления отключают, остатки раствора сливают через сливной патрубок (на чертежах условно не показано) бака, открутив пробку (на чертежах не показано).

Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано, в частности, при проведении гидравлических испытаний труб теплообменных аппаратов на герметичность. Стенд для гидравлических испытаний изогнутых труб содержит раму с опорной площадкой, на которой установлены неподвижная стойка и приводная подвижная в поперечном направлении относительно продольной оси стенда платформа. На платформе жестко закреплена другая стойка, которая установлена со смещением в продольном и поперечном направлениях относительно центральных вертикальных продольной и поперечной плоскостей подвижной платформы. На стойках ярусами закреплены гидрозажимы под концевые участки также расположенных ярусами подлежащих испытаниям труб. Технический результат заключается в снижении трудоемкости испытаний и обеспечении возможности испытаний на одном оборудовании изогнутых труб с различным расстоянием между их концевыми участками. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Стенд для гидроиспытаний изогнутых труб, характеризующийся тем, что он содержит раму с опорной площадкой, на которой установлены неподвижная стойка и приводная подвижная в поперечном направлении относительно продольной оси стенда платформа, на которой жестко закреплена другая стойка, которая установлена со смещением в продольном и поперечном направлениях относительно центральных вертикальных продольной и поперечной плоскостей подвижной платформы, причем на стойках ярусами закреплены гидрозажимы под концевые участки также расположенных ярусами подлежащих испытаниям труб, при этом, по крайней мере, два гидрозажима на неподвижной стойке подсоединены к патрубкам для соединения с гидросистемой, а привод подвижной платформы выполнен в виде винтовой пары, гайка которой жестко внецентренно прикреплена к нижней поверхности платформы со смещением в плане относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости, параллельной центральной вертикальной продольной плоскости стенда в сторону, противоположную стороне, в которую относительно этой же плоскости платформы смещена закрепленная на платформе стойка, а взаимодействующий с гайкой винт закреплен на раме стенда или ее опорной площадке, причем длина винта винтовой пары принята из условия разведения стоек на расстояния в диапазоне от минимального до максимального расстояний между концевыми участками труб, подлежащих испытаниям.2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что в качестве двух гидрозажимов на неподвижной стойке для подсоединения к гидросистеме использованы гидрозажимы, расположенные в верхнем и нижнем ярусах.3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что опорная площадка рамы, предназначенная для взаимодействия с платформой подвижной стойки, выполнена с поверхностью скольжения, ответной поверхности скольжения платформы, и с центральным продольным пазом, длина которого соответствует расстоянию перемещения подвижной стойки.4. Стенд по п.3, отличающийся тем, что платформа для установки подвижной стойки снабжена зацепами скольжения, расположенными вдоль поперечной центральной вертикальной плоскости платформы, нормальной относительно центральной вертикальной продольной плоскости стенда, при этом зацепы заведены в ответные пазы опорной площадки рамы.5. Стенд по п.1, отличающийся тем, что гайка прикреплена к нижней поверхности платформы через жесткую связь.6. Стенд по п.1, отличающийся тем, что гидрозажимы под концевые участки подлежащих испытаниям труб на каждой стойке попарно соединены между собой по высоте стойки соединительными патрубками, при этом смещение установленной на платформе стойки относительно ее центральной вертикальной продольной плоскости, параллельной центральной продольной вертикальной плоскости стенда, составляет не менее половины вылета соединительного патрубка относительно обращенной к нему поверхности стойки, а расстояние от оси крепления гайки к платформе до центральной вертикальной продольной плоскости закрепленной на платформе стойки составляет (1,6÷5,7)d, где d - наружный диаметр гидрозажима.7. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен поддерживающей опорой для дополнительного опирания изогнутых концевых участков подлежащих испытаниям труб, причем поддерживающая опора установлена на раме стенда или на основании и снабжена расположенными ярусами по ее высоте опорными элементами под трубы соответствующего яруса.8. Стенд по п.1, отличающийся тем, что он снабжен нагнетательной установкой, соединенной с гидросистемой для заполнения труб рабочей жидкостью и их опрессовки.