СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ПРОЦЕССОВ БЕСТРАНШЕЙНОГО РЕМОНТА ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2015 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к измерительной технике. Предназначено для исследования способов восстановления трубопроводов, преимущественно внутренними рукавными (трубчатыми) покрытиями, наносимыми пневматическим или гидравлическим давлением. Может быть использовано для моделирования и исследования эксплуатационных процессов, для проектирования технологий ремонта трубопроводов в строительной и нефтегазовой отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве.

К аналогичным техническим решениям относится гидравлический стенд [Орлов В.А. Гидравлические исследования и расчет напорных трубопроводов, выполненных из различных материалов. Москва, Вестник МГСУ, 2009, №1. С.177-180], [http://vestnikmgsu.ru/files/archive/ru/issues/2009/Vestnik_1-09.pdf]. Известный гидравлический стенд состоит из трех параллельных трубопроводов длиной по 18 м для нанесения и исследования внутренних покрытий - полимерного рукава, полиэтиленовой трубы, цементно-песчаного покрытия. Трубопроводы закреплены на эстакаде и соединены с замкнутой рециркуляционной системой в виде накопительной емкости для воды, насосной установки, компьютера для регулирования. Стенд оборудован приборами для измерения параметров воды в трубопроводах с покрытиями - статического и динамического давлений, объема, скоростного напора, скорости течения, потери напора, поправочного коэффициента Кориолиса, коэффициента гидравлического трения.

Недостатком известного гидравлического стенда является возможность исследования только конечного продукта рукавной технологии в виде покрытия, а именно его гидравлических характеристик, что является причиной ограничения технологических (исследовательских) возможностей.

Прототипом изобретения является стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов [Патент РФ на изобретение 2473068; заявлено 27.09.2011]. Известный стенд представляет собой установленное на основании испытательное и исследуемое оборудование. Испытательное оборудование состоит из вакуумного насоса или пылесоса, вакуумметра, груза с трособлоковым узлом, динамометра. Исследуемое оборудование - труба и гибкий рукав - смонтированы с возможностью моделирования исследований при различных параметрах, в т.ч. размеров и формы трубы, материала рукава, его толщины, количества слоев. Рукав сложен вдвое выворотом и присоединен одним концом - внешним - к трубе, другим - внутренним - к подвижному грузу или к динамометру посредством троса.

Прототип имеет недостаточные технологические, конкретно-исследовательские возможности вследствие ограничения диапазона давления, видов рукавов, стадий моделирования рукавной технологии ремонта трубопроводов и видов оборудования для ввода рукава.

Задачей изобретения является расширение исследовательских и в целом технологических возможностей стенда.

Задача решается тем, что в стенде для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов, включающем установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления, а также динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, каждый из которых установлен съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, согласно изобретению система создания давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, выполненную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава. Исследуемая труба и расположенный в ней исследуемый рукав соединены с компрессионной камерой герметично посредством сменной насадки. Компрессионная камера соединена с пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения расположенного в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму. Пневматический затвор соединен с компрессором. Компрессионная камера оборудована центральным валом и укрепленными неподвижно на этом валу намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма. Центральный вал компрессионной камеры установлен перпендикулярно центральной оси исследуемой трубы. Компрессионная камера выполнена с двумя тангенциальными патрубками, один из которых соединен с исследуемой трубой, второй - с пневматическим затвором. Исследуемая труба и тангенциальные патрубки компрессионной камеры закреплены на основании стенда соосно. Горизонтальные оси трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба колеса блока расположены на одном уровне от основания стенда.

Исследуемые трубы представляют собой комплект моделей труб, каждая из которых установлена на основании стенда, выполнена с дифференциальными характеристиками и снабжена сменной насадкой. Набор сменных насадок предназначен для герметичного соединения с компрессионной камерой. Набор содержит насадки различных диаметров, в т.ч. насадки, диаметр которых равен диаметру труб, и насадки, диаметр которых выполнен с возможностью телескопического присоединения к трубе. Дифференциальными характеристиками труб являются материал, размеры и форма трубы, характер и размер дефектов трубы.

Исследуемые рукава представляют собой комплект образцов рукавов, каждый из которых выполнен с дифференциальными характеристиками по диаметру, длине рукава, материалу, толщине материала, количеству слоев, внутреннему плакирующему или армирующему гидроизоляционному материалу, внешнему клеевому покрытию.

Гидравлическая рециркуляционная система (ГРС) выполнена в виде накопительного бака, соединенного в цикл с компрессионной камерой и оборудованного насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, компьютером.

Стенд оборудован КИП для измерения расхода, давления, тяговых усилий, скоростного напора, скорости течения, потери напора, времени (продолжительности), температуры воздуха и воды, геометрических размеров исследуемых моделей.

Компрессионная камера, сменные насадки трубы, корпус пневматического затвора выполнены стальными или из армированного стеклопластика.

Техническим результатом изобретения является расширение исследовательских и в целом технологических возможностей стенда вследствие, во-первых, оборудования стенда источником давления на рукав в виде компрессионной камеры, выполненной с возможностью автономного соединения с компрессором и с ГРС и образования пневматической магистрали и гидравлического цикла, во-вторых, оборудования камеры двумя неподвижно установленными на общем валу катушками - внутренней, для закрепления кромки рукава и создания герметичного пространства во внутренней полости рукава, и внешней, для передачи на этот же рукав динамической нагрузки (растяжения), создаваемой подвижным грузом; в-третьих, оборудования стенда пневматическим затвором, выполненным с возможностью регулируемого растяжения и перемещения рукава внутри манжеты под действием подвижного груза. Указанное выполнение стенда обусловливает исследование моделей труб и рукавов в пневмо-динамических и гидродинамических режимах пневматическим или гидравлическим давлением с одновременным динамическим растяжением рукава.

Техническим результатом изобретения также является оборудование исследуемых моделей труб сменными насадками различных диаметров, что способствует расширению диапазона исследования рукавов с разной толщиной стенок.

Техническим результатом изобретения также является возможность точного горизонтального расположения модели рукава вследствие, во-первых, соосного закрепления на основании стенда исследуемой трубы и тангенциальных патрубков компрессионной камеры; во-вторых, расположения на одном уровне от основания стенда осей трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба блока, что способствует повышению корректности моделирования эксперимента (исследования).

Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов представлен на чертежах при разных режимах работы: фиг.1, фиг.2, фиг.4 во фронтальной плоскости, фиг.3 - в плане.

Стенд состоит из комплекта моделей труб, комплекта образцов рукавов, системы создания давления на рукав в виде пневматической магистрали и гидравлического цикла, динамического механизма, основания 1 стенда (фиг.1-4).

Комплект моделей труб состоит из труб со следующими различными характеристиками: материал - чугун, бетон, металл, пластмасса, стекло; размеры - диаметр, длина, толщина стенки; форма - конфигурация изгибов и отводов; характер и размер дефектов - сквозные, несквозные, отсутствие дефектов. На внешнюю стенку труб нанесена шкала длины, например, в сантиметрах.

Исследуемая труба 2 (фиг.1-4), выбранная из комплекта, укреплена на основании 1 стенда при помощи поворотной пластины 3 и фиксирующих опор 4 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Комплект моделей труб снабжен набором сменных насадок 5 (фиг.1-4). Один из торцов каждой из насадок 5 выполнен с возможностью присоединения к трубе 2, например, встык или телескопически, второй торец насадки 5 выполнен в виде фланца (не обозначен) с отверстием.

Комплект образцов рукавов состоит из рукавов с различными характеристиками. Характеристики рукавов включают, по крайней мере, диаметр, длину рукава, материал (тканевые, полимерные, композитные и др.), толщину материала, количество слоев, внутренний плакирующий слой, внешний клеевой слой, армирующий гидроизоляционный слой, например, из синтетических смол.

Исследуемый рукав 6 (фиг.1-4), выбранный из комплекта, расположен внутри трубы 2. Рукав 6 сложен вдвое выворотом и имеет две кромки (два конца) - внешнюю и внутреннюю. Конец рукава с внешней кромкой укреплен неподвижно, например, хомутами (не обозначены) на сменной насадке 5 трубы 2.

Система создания давления на рукав состоит из компрессионной камеры, пневматического затвора, шлангов, запорной арматуры, измерительных приборов, компрессора, гидронасоса, ГРС.

Компрессионная камера представляет собой цилиндрический корпус 7 (фиг.1-4) с центральным валом 8 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и двумя тангенциальными диаметральными соосными патрубками - выходным 9 и входным 10 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Ось (на чертеже не обозначена) патрубков 9, 10 перпендикулярна центральному валу 8. Торцы патрубков 9, 10 оборудованы фланцами (не обозначены) с отверстиями. Один из концов вала 8 расположен снаружи корпуса 7. В корпусе 7 на валу 8 установлена внутренняя намоточная катушка 11 (фиг.1, фиг.2, фиг.4), на конце вала снаружи корпуса установлена внешняя намоточная катушка 12 (фиг.3). Катушка 11 предназначена для наматывания конца рукава 6 (внутренней кромки). Катушка 12 предназначена для соединения с элементами динамического механизма (см. далее подробно). Торец наружного конца вала оборудован штурвалом с вращательной рукояткой и стопором (на чертеже не обозначены).

Пневматический затвор представляет собой корпус 13 (фиг.1-4), например, цилиндрического или эллиптического сечения с двумя торцевыми фланцами (не обозначены) с соосными отверстиями. Внутри корпуса 13 расположена эластичная пневматическая манжета 14 (фиг.1, фиг.2). Пневматический затвор предназначен для регулирования давления на рукав 6, создаваемого внутри манжеты 14 с возможностью одновременного нагружения рукава под действием подвижного груза (см. далее подробно).

Корпус 7 компрессионной камеры оборудован штуцером 15 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Корпус 13 пневматического затвора оборудован шлангом 16 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и предохранительным клапаном (не обозначен). Штуцер 15 и шланг 16 объединены и соединены с магистральным шлангом 17 (фиг.1, фиг.3), например, посредством штуцера (не обозначен). Магистральный шланг 17 соединен с компрессором и с гидронасосом, например, также посредством штуцера с возможностью автономного соединения с компрессором или с гидронасосом. В нижней части корпуса 7 смонтирован сливной патрубок с краном. Компрессор, гидронасос, штуцер магистрального шланга, сливной патрубок с краном на чертеже не изображены. Шланги 15, 16, магистральный шланг 17 оборудованы кранами (не обозначены). На штуцере 15 корпуса компрессионной камеры смонтирован манометр 18 (фиг.1, фиг.2, фиг.4), на корпусе пневматического затвора смонтирован манометр 19 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и понижающий редуктор давления (не обозначен).

Система создания давления на рукав предназначена для создания пневматического или гидравлического давления в пневматической магистрали и гидравлическом цикле соответственно. Корпус 7 компрессионной камеры, шланг 15, магистральный шланг 17, запорная арматура, измерительные приборы входят в состав пневматической магистрали и гидравлического цикла. Кроме того, пневматическая магистраль включает компрессор, пневматический затвор, а гидравлический цикл - гидронасос, ГРС.

ГРС (на чертеже не представлена) представляет собой накопительный бак, оборудованный насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, и, например, компьютером. Накопительный бак соединен с корпусом 7 компрессионной камеры с одной стороны через магистральный шланг 17 (подающий), с другой - со сливным патрубком, образуя замкнутый цикл. Кроме того, ГРС оборудована шлангом и фланцем, выполненными с возможностью герметичного присоединения к свободному торцу трубы 2 (противоположно соединенению с компрессионной камерой), предназначенными для слива воды при работе стенда в режиме 10 (см. далее).

Динамический механизм включает съемный трос 20 (фиг.1, фиг.2, фиг.3), блок 21 (фиг.1-4), съемный груз 22 (фиг.1, фиг.2) из набора грузов разного веса, съемный динамометр растяжения 23 (фиг.2, фиг.3). Динамометр растяжения 23 закреплен на кронштейне 24 (фиг.1-4) основания 1. Съемный трос 20 выполнен с возможностью, во-первых, соединения конца рукава 6 (внутренней кромки), вывернутому и протянутому по трубе 2, далее по входному патрубку 9, корпусу 7, выходному патрубку 10 компрессионной камеры со свободно висящим через блок 21 грузом 22 (фиг.1); во-вторых, соединения конца рукава 6 (внутренней кромки), вывернутому и протянутому по трубе 2, далее по входному патрубку 9, корпусу 7, выходному патрубку 10 компрессионной камеры с динамометром растяжения 23; в-третьих, закрепления троса 20 на внешней катушке 12 и соединения, таким образом, вала 8 с динамометром растяжения 23 (фиг.2, фиг.3).

Расположение оборудования на основании стенда выполнено с учетом двух условий, во-первых, труба 2 и компрессионная камера закреплены с возможностью образования соосности входного 9 и выходного 10 патрубков и трубы 2; во-вторых, горизонтальные оси трубы 2, патрубков 9 и 10, манжеты 14 пневматического затвора, динамометра растяжения 23, верхнего уровня желоба колеса блока 21 установлены на основании 1 стенда на постоянном уровне с возможностью горизонтального расположения рукава 6.

Стенд работает в следующих режимах.

Режимы исследования тяговых свойств рукава при его движении по внутренней поверхности трубы под действием давления:

1 - режим пневматического давления в герметичном объеме рукава;

2 - режим пневматического давления в герметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

3 - режим пневматического давления в негерметичном объеме рукава;

4 - режим пневматического давления в негерметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

5 - режим гидравлического давления в герметичном объеме рукава;

6 - режим гидравлического давления в герметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

7 - режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава;

8 - режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава. Кроме того, стенд работает в следующих режимах:

9 - режим ручного введения рукава в трубу (исследование процесса отверждения клеевого слоя - конечной стадии рукавной технологии ремонта трубопроводов);

10 - режим нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (исследование гидравлических характеристик внутритрубных покрытий и труб из различных материалов).

В каждом из указанных режимов готовят стенд, выбирают модель трубы, выбирают образец рукава, подбирают сменную насадку на трубу. Намечают параметры исследования, в т.ч. диапазон пневматического или гидравлического давления, динамическую нагрузку, количество испытаний, в соответствии с нормативными документами и нормами по планированию экспериментов.

Описание работы стенда в разных режимах.

1. Режим пневматического давления в герметичном объеме рукава (фиг.3, 4). Выбирают модель трубы 2. Например, выбирают модель пластмассовой трубы с внутренним диаметром ⌀100 мм с отводом 45°, со сквозным дефектом ⌀50 мм. Размечают трубу с помощью линейки или рулетки, отмечают углы отводов, измеряют и маркируют дефекты. Выбирают модель рукава 6. Например, выбирают однослойный сшитый рукав из капроновой ткани, сшитой под диаметр ⌀100 мм, длиной 2 м. Выбирают сменную насадку 5. Фланец сменной насадки 5 закрепляют на входном патрубке 9 корпуса 7 компрессионной камеры, например, при помощи болтов. Фланец пневматического затвора закрывают герметично крышкой. Рукав 6 складывают вдвое выворотом. Получают рукав с двумя кромками (концами) - внешней и внутренней, и глухим торцом в месте сгиба. Глухой торец рукава 6 вводят в трубу 2, внешнюю кромку рукава закрепляют на сменной насадке 5 трубы 2, например хомутами, внутреннюю кромку (второй конец) вводят в корпус 7 компрессионной камеры через фланец входного патрубка 9, наматывают на внутреннюю катушку 8 вращением штурвала. Штурвал фиксируют стопором. При этом внутри компрессионной камеры и рукава образуется герметичное пространство. Внешнюю катушку 12 тросом 22 соединяют с динамометром 23. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление, например, в диапазоне 0,01-0,3 МПа при помощи вентилей. При достижении давления, например, 0,3 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - измеряют избыточное давление манометрами и тяговые усилия - динамометром.

2. Режим пневматического давления в герметичном объеме с дифференцированным усилием сопротивления вывороту рукава (фиг.3). Выбирают модель трубы 2, сменную насадку 5, образец рукава 6 в порядке, указанном в предыдущем режиме 1. Выбирают груз весом, например, 10 кг. Присоединяют трубу 2 к входному патрубку 9 посредством сменной насадки 5 и на ней закрепляют внешнюю кромку рукава 6, сложенного вдвое выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу 2, как указано в описании предыдущего режима 1. Второй конец рукава 6 наматывают на внутреннюю катушку 11 компрессионной камеры, закрепляют, как указано в описании режима 1. При этом внутри компрессионной камеры и рукава образуется герметичное пространство. Конец съемного троса 20 наматывают на внешнюю катушку 12, ко второму концу подвешивают груз 22. Штурвал фиксируют стопором. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление, например, в диапазоне 0,01-0,15 МПа при помощи вентилей. При достижении давления, например, 0,15 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - измеряют избыточное давление манометрами, время движения рукава - секундомером, регистрируют расстояние продвижения рукава в трубе по шкале трубы.

3. Режим пневматического давления в негерметичном объеме рукава (фиг.2). Выбирают модель трубы со сменной насадкой, модель рукава, монтируют внешнюю кромку рукава, сложенного вдвое, выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу, как указано в описании режима 1. Второй конец рукава пропускают через патрубки 9 и 10 компрессионной камеры насквозь, далее через манжету 14 пневматического затвора. Внутреннюю кромку рукава 6 соединяют со съемным тросом 20 и присоединяют к динамометру растяжения 23. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15, шланг 16 в корпус 13 пневматического затвора, в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление в компрессионной камере 7, например, в диапазоне 0,01-0,5 МПа при помощи вентиля. Регулируют избыточное давление внутри манжеты 14 редукционным клапаном. По достижении давления в компрессионной камере 7, например, -0,5 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - регистрируют перепад избыточного давления в компрессионной камере 7 и давление в манжете 14 с помощью манометров, тяговые усилия регистрируют по динамометру 23.

4. Режим пневматического давления в негерметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава (фиг.1). Выбирают модель трубы со сменной насадкой, модель рукава, монтируют внешнюю кромку рукава, сложенного вдвое, выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу, как указано в описании режима 1. Второй конец рукава пропускают через входной и выходной патрубки 9 и 10 компрессионной камеры насквозь, далее через манжету 14 пневматического затвора. Кромку рукава 6 соединяют со съемным тросом 20, проводят через блок 21 и подвешивают груз 22. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15, шланг 16 в корпус 13 пневматического затвора, в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление при помощи вентилей так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2 и одновременно натягивается под действием подвижного груза 22, перемещаясь внутри манжеты 14. Ведут исследования - регистрируют перепад избыточного давления в компрессионной камере 7 и давление в манжете 14 с помощью манометров, время движения рукава - секундомером, расстояние продвижения рукава по трубе по шкале трубы.

5. Режим гидравлического давления в герметичном объеме рукава (фиг.4). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 1. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют состав и температуру рабочей среды. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления, например, 0,3 МПа, стопор из штурвала вынимают. Измеряют температуру рабочей среды термометром, избыточное гидростатическое давление манометром и пьезометрами, производительность насоса - с использованием компьютера, объем проходящей воды - расходомерами, мерной трубкой, тяговые усилия регистрируют по динамометру. По окончании исследования воду из корпуса 7 компрессионной камеры и рукава 6 сливают в накопительный бак ГРС через сливной патрубок.

6. Режим гидравлического давления в герметичном объеме с дифференцированным усилием сопротивления вывороту рукава (фиг.3). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 2. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют состав и температуру рабочей среды в ГРС. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления, например, 0,2 МПа стопор из штурвала вынимают. Ведут измерения, как указано в описании режима 5, регистрируют время движения рукава секундомером, расстояние продвижения рукава по трубе по шкале трубы. По окончании исследования воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

7. Режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава (фиг.2). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 3. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Создают избыточное давление в манжете 14, регулируют редукционным клапаном. Регулируют состав и температуру рабочей среды ГРС. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении давления, например, 0,1 МПа, стопор из штурвала вынимают. Измеряют объем проходящей воды, температуру рабочей среды, производительность насоса, как указано в описании режима 5. Перепад избыточного гидростатического давления в компрессионной камере 7 и избыточное давление в манжете 14 измеряют манометрами. По окончании исследования воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

8. Режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава (фиг.1). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 4. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Подключают ГРС. Подают воздух в манжету 14, избыточное давление регулируют редукционным клапаном. Регулируют параметры и ведут измерения так, как указано в описании режима 7.

9. Режим ручного введения рукава в трубу. Вводят рукав 6, пропитанный, например, эпоксидной смолой, в трубу 2, состоящую из двух половин, полученных из цельной трубы разрезанием в продольном направлении в осевой плоскости. Обе половины трубы 2 скреплены хомутами. Подключают ГРС, подают воду. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. Ведут исследования - измеряют температуру рабочей среды термометром. Время проведения опыта регистрируют секундомером. По окончании эксперимента разъединяют половины трубы 2, полученный образец покрытия извлекают и исследуют его физико-механические свойства одним из известных способов на другом стенде или установке. Воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

10. Режим нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб. Выбирают модель трубы 2. Выбирают, например, прямолинейную металлическую трубу с внутренним диаметром ⌀100 мм. Выбирают один из следующих материалов покрытия: рукавное покрытие, краску, цементно-песчаное покрытие, эмаль и др. На внутреннюю поверхность трубы 2 ручным или механизированным способом наносят покрытие, например цементно-песчаное. Покрытие наносят на всю поверхность, частями или несколькими слоями. Сушат при нормальных условиях. Трубу 2 соединяют с компрессионной камерой посредством сменной насадки 5 телескопически. С противоположной стороны трубу 2 соединяют с ГРС посредством шланга с фланцем герметично. Подают воду в корпус 7 компрессионной камеры. Регулируют состав и температуру рабочей среды. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. Подают в трубу 2 рабочие агенты при различной температуре, например пар, полученный при нагревании накопительной емкости ГРС, водные растворы солей или других веществ. Регулируют состав и температуру рабочей среды, производительность насоса. Регулируют параметры и ведут измерения. По окончании измерений воду, растворы сливают в накопительный бак ГРС из трубы 2 посредством шланга. Исследуют гидравлическое сопротивление покрытия, в т.ч. частей покрытия.

На основании полученных измерений определяют величины напоров и средних скоростей течения воды, выполняют расчет величин поправочного коэффициента Кориолиса для каждого сечения и находят его среднее значение. Определяют потери напора на экспериментальном участке модели трубопровода, а также коэффициенты гидравлического трения.

Изобретение относится к измерительной технике. Предназначено для исследования способов восстановления трубопроводов преимущественно внутренними рукавными (трубчатыми) покрытиями, наносимыми пневматическим или гидравлическим давлением. Заявленный стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов включает установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления на рукав и динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, установленных съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, при этом источник давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, смонтированную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава посредством сменной насадки, а также оборудованную соединенным с компрессором пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму, кроме того, компрессионная камера оборудована укрепленными неподвижно на центральном валу, перпендикулярном центральной оси исследуемой трубы, намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава его внутренней кромкой, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма. Технический результат заключается в обеспечении многовариантного определения напора и средней скорости течения воды, потери напора, поправочного коэффициента Кориолиса, коэффициента гидравлического трения при различных сочетаниях нагрузок на различных моделях труб и рукавов. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов, включающий установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления на рукав и динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, установленных съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, отличающийся тем, что источник давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, смонтированную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава посредством сменной насадки, а также оборудованную соединенным с компрессором пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму, кроме того, компрессионная камера оборудована укрепленными неподвижно на центральном валу, перпендикулярном центральной оси исследуемой трубы, намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава его внутренней кромкой, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что компрессионная камера выполнена с двумя тангенциальными патрубками, один из которых соединен с исследуемой трубой, второй - с пневматическим затвором.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что содержит комплект моделей исследуемых труб, каждая из которых выполнена с дифференциальными характеристиками и установлена на основании с возможностью исследования, при этом дифференциальными характеристиками являются материал, размеры и форма трубы, характер и размер дефектов трубы.

4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что содержит комплект образцов исследуемых рукавов, каждый из которых выполнен с дифференциальными характеристиками по диаметру, длине рукава, материалу, толщине материала, количеству слоев, плакирующих и армирующих материалов и веществ.

5. Стенд по п.2, отличающийся тем, что исследуемая труба и тангенциальные патрубки компрессионной камеры закреплены на основании стенда соосно, а горизонтальные оси трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба колеса блока расположены на одном уровне от основания стенда.

6. Стенд по п.4, отличающийся тем, что комплект моделей исследуемых труб снабжен набором сменных насадок, выполненных с возможностью герметичного соединения трубы и рукава с компрессионной камерой.

7. Стенд по п.6, отличающийся тем, что комплект моделей исследуемых труб снабжен набором сменных насадок, выполненных с возможностью герметичного соединения трубы с компрессионной камерой телескопически.

8. Стенд по п.1, отличающийся тем, что гидравлическая рециркуляционная система выполнена в виде накопительного бака, оборудованного шлангами, насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, компьютером.

9. Стенд по пп.1, 6, отличающийся тем, что компрессионная камера, сменные насадки, корпус пневматического затвора выполнены стальными.

10. Стенд по пп.1, 6, отличающийся тем, что компрессионная камера, сменные насадки, корпус пневматического затвора выполнены из армированного стеклопластика.