СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ИЗДЕЛИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ Российский патент 2016 года по МПК G01M3/02 

Настоящее изобретение относится к области гидравлических испытаний баллонов на герметичность.

В качестве прототипа заявителем был выбран стенд для испытаний изделий на герметичность (RU 2072215, G01M3/10), включающий в себя заполненную жидкостью ванну (емкость), газгольдер (ТРЖК) и рампу с газовыми баллонами (баллонная батарея), подключаемые к испытываемому изделию, погруженному в жидкость, снабженный цистерной с сжиженным газом, подключаемой к газгольдеру, и компрессором, подключаемым на всасывании к газгольдеру и на нагнетании к рампе с газовыми баллонами.

Основными недостатками данного стенда является отсутствие возможности проведения гидравлических испытаний на герметичность из-за особенностей конструкции, предусматривающей в качестве рабочей среды газ, а также невозможность проведения испытаний на прочность ввиду отсутствия устройства для увеличения давления до необходимого для испытаний.

Также к недостаткам можно отнести невозможность использования в качестве рабочей среды жидкий азот из-за отсутствия испарителя, что не позволяет проводить криогенные испытания баллонов.

Таким образом, задача настоящего изобретения заключается в создании стенда для проведения криогенных гидравлических испытаний изделий на герметичность давлением до 400 атм, а также для проведения криогенных гидравлических испытаний изделий на прочность давлением до 600 атм.

Сущность изобретения заключается в том, что в стенде для испытаний изделия на герметичность, содержащем емкость с жидкостью, соединенную с транспортировочным резервуаром жидкого компонента, баллонную батарею, емкость с жидкостью выполнена в виде криостата, а стенд для испытаний изделия на герметичность снабжен вторым криостатом, соединенным со вторым транспортировочным резервуаром жидкого компонента, при этом над криостатами расположены компенсационные емкости, с возможностью соединения с изделием, первая компенсационная емкость соединена трубопроводами непосредственно с баллонной батареей, а вторая компенсационная емкость соединена трубопроводами баллонной батареей через мультипликатор, при этом баллонная батарея соединена трубопроводами с газификационной установкой, соединенной с одним из транспортировочных резервуаров жидкого компонента. Также в стенде для испытаний изделия на герметичность криостаты соединены с испарителем для обеспечения дренажа, при этом управление процессом подготовки и испытаний осуществляется с помощью пневмопульта.

Техническим результатом данного изобретения является расширение функциональных возможностей, т.е. проведение испытаний также на прочность, а также возможность проведения испытаний изделий, например баллонов для ракетно-космической техники, которые работают в космосе при низких температурах и с внутренним давлением до 400 атм.

На фиг. 1 показана схема стенда для гидравлических криогенных испытаний баллонов на прочность и герметичность.

Стенд содержит два транспортировочных резервуара жидкого компонента (ТРЖК), например жидкого азота ТРЖК 1 и ТРЖК 2 объемом 5м³, каждый из которых служит для хранения жидкого азота с Т=-196°С и давлением 2,5 атм. Рядом с ТРЖК 1 расположена газификационная установка 3, которая имеет в своем составе резервуар жидкого азота 4 объемом 2 м³, насос 5, испаритель 6, необходимый для превращения жидкого азота в газообразное состояние. Баллонная батарея 7, состоящая из шести баллонов, соединенных между собой, объемом 400 л, предназначенных для хранения газообразного азота под давлением 400 атм, соединена трубопроводами с газификационной установкой 3. Мультипликатор 8 соединен трубопроводами с баллонной батареей 7 и представляет собой устройство, которое предназначено для увеличения давления газообразного азота с 400 атм до 600 атм. Пневмопульт 9 управляет мультипликатором 8, подачей газообразного азота, имеет средства контроля давления и обеспечивает проведение всех видов испытаний. Криостаты 10, 11 представляют собой термованны объемом 2 м, толщиной стенки 20 мм, которые закрыты крышками 12 и 13 с прикрепленными к ним баллонами 14 и 15. Компенсационные емкости 16 и 17 представляют собой емкости объемом 25л и 15л соответственно, соединенные с одной стороны с криостатами 10 и 11 соответственно, и с другой стороны с баллонной батареей 7 и мультипликатором 8 соответственно, предназначены для компенсации изменения объема жидкого азота при подаче давления и тем самым исключения попадания газообразного азота в баллоны 14 и 15. Испаритель 18 соединен с криостатами 10 и 11 и служит для удаления жидкого азота из систем стенда посредством его превращения в газообразное состояние.

Стенд работает следующим образом. Из ТРЖК 2 жидкий азот подается по трубопроводу под давлением 2,5 атм в емкость 4 газификационной установки 3 до ее заполнения. Насос 5 начинает перекачивать жидкий азот из резервуара жидкого азота 4 в испаритель 6. В испарителе 6 жидкий азот нагревается и испаряется, превращаясь в газообразный азот. Газообразный азот из газификационной установки 3 поступает по трубопроводу в баллонную батарею 7. С помощью насоса 5 баллонная батарея 7 заправляется газообразным азотом до давления 400 атм. Баллон 14 крепится к крышке криостата 12, которая устанавливается на термованну криостата 10. Из ТРЖК 1 по трубопроводам криостат 10 заполняется жидким азотом до уровня полного заполнения и баллон 14 с компенсационной емкостью 16 до уровня полного заполнения. Баллон 15 крепится к крышке криостата 13, которая устанавливается на корпус криостата 11. Из ТРЖК 2 криостат 11 по трубопроводам заполняется жидким азотом до уровня полного заполнения и баллон 15 с компенсационной емкостью 17 до уровня полного заполнения. Из баллонной батареи 7 под давлением 400 атм по трубопроводам подается газообразный азот в компенсационную емкость 16, которая связана с баллоном 14. Баллон 14 находится в нагруженном состоянии заданное время, таким образом проводятся длительные испытания на герметичность. При проведении циклических испытаний на герметичность баллона 14 давление несколько раз сбрасывают и вновь подают. Из баллонной батареи 7 под давлением 400 атм по трубопроводам подается газообразный азот в мультипликатор 8, который повышает давление газообразного азота до 600 атм. Из мультипликатора 8 газообразный азот под давлением 600 атм подается в компенсационную емкость 17, которая связана с баллоном 15. Баллон 15 находится в нагруженном состоянии заданное время, таким образом проводятся испытания баллона 15 на прочность. Для удаления азота из систем стенда после проведения испытаний жидкий азот поступает в испаритель 18, нагревается, испаряется и в виде газообразного азота удаляется в атмосферу. Управление мультипликатором 8, подача газообразного азота в баллоны, контроль давления при проведении всех видов испытаний происходит с помощью пневмопульта 9.

Таким образом, задача настоящего изобретения решена: на стенде возможно проведение криогенных гидравлических испытаний изделий на герметичность давлением до 400 атм и на прочность давлением до 600 атм.

Изобретение относится к средствам контроля герметичности устройств и может быть использовано для контроля герметичности гидравлических баллонов. Сущность: стенд содержит две емкости (10, 11) с жидкостью, выполненные в виде криостатов. Каждый из криостатов (10, 11) соединен с соответствующим транспортировочным резервуаром (1, 2) жидкого компонента. Над криостатами (10, 11) расположены компенсационные емкости (16, 17), каждая из которых может быть соединена с соответствующим контролируемым изделием (14, 15). При этом одна компенсационная емкость (16) соединена трубопроводами с баллонной батареей (7) напрямую, а другая (17) - через мультипликатор (8). Баллонная батарея (7) соединена трубопроводами с газификационной установкой (3), соединенной с одним из транспортировочных резервуаров (1) жидкого компонента. Технический результат: расширение функциональных возможностей. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Стенд для испытаний изделия на герметичность, содержащий емкость с жидкостью, соединенную с транспортировочным резервуаром жидкого компонента, баллонную батарею, отличающийся тем, что емкость с жидкостью выполнена в виде криостата, а стенд для испытаний изделия на герметичность снабжен вторым криостатом, соединенным со вторым транспортировочным резервуаром жидкого компонента, при этом над криостатами расположены компенсационные емкости с возможностью соединения с изделием, первая компенсационная емкость соединена трубопроводами непосредственно с баллонной батареей, а вторая компенсационная емкость соединена трубопроводами с баллонной батареей через мультипликатор, при этом баллонная батарея соединена трубопроводами с газификационной установкой, соединенной с одним из транспортировочных резервуаров жидкого компонента.

2. Стенд для испытаний изделия на герметичность по п.1, отличающийся тем, что криостаты соединены с испарителем для обеспечения дренажа.

3. Стенд для испытаний изделия на герметичность по п.1, отличающийся тем, что управление процессом подготовки и испытаний осуществляется с помощью пневмопульта.