Способ автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана Российский патент 2020 года по МПК G01M3/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к способу автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана, и может быть использован для измерения и контроля негерметичности затворов предохранительных клапанов или другой трубопроводной арматуры.

Уровень техники

Известен способ по устройству для контроля герметичности изделий, содержащее ванну, заполненную жидкостью, конус-уловитель, установленный в жидкости, источник света и фотоприемник, при этом с целью повышения надежности, источник света установлен так, что световой луч направлен под углом к поверхности жидкости, фотоприемник установлен по ходу отраженного от поверхности жидкости светового луча, а точка отражения расположена над вершиной конуса-уловителя. Устройство содержит кольцо, установленное на поверхности жидкости над конусом-уловителем (см. а.с. SU №1772645, МПК G01M 306, опубл. 30.10.1992 г., бюл. №40).

Недостатком данного способа по устройству, является невысокая эффективность контроля герметичности изделий.

Известен способ по устройству для контроля герметичности полых замкнутых изделий, содержащее заполненную водой ванну, механизм перемещения с гнездами для изделий, установленный в ванне уловитель пузырьков воздуха, имеющий стеклянную трубку, светоизлучатель и светопремник, установленные на одной оптической оси, пересекающей продольную ось трубки, механизм удаления негерметичных изделий, при этом уловитель пузырьков воздуха выполнен в виде емкости с желобообразной частью, обращенной к гнездам, стеклянная трубка установлена на желобообразной части уловителя под углом 10-70° к оси ванны, перепендикулярной поверхности зеркала жидкости, и сообщена с полостью уловителя через отверстие в его стенке. В устройстве диаметр стеклянной трубки выбирают в диапазоне 10-40 мм. Устройство снабжено воздухосборниками, установленными на механизме перемещения соответственно гнездам и выполненными в виде усеченных конусов, обращенных широким основанием к гнездам и клапанов, установленных в узком основании конусов и выполненных с возможностью взаимодействия с уловителем пузырьков воздуха (см. а.с. SU №1820262, МПК G01M 306, опубл. 07.09.1993 г., бюл. №21).

Недостатком данного способа по устройству, является невысокая эффективность контроля герметичности изделий, значительная трудоемкость, субьективность.

Известен способ контроля герметичности изделий и устройство для его осуществления, при котором контролируемые изделия помещают в жидкость, транспортируют их к зоне контроля, создают внутри контролируемых изделий избыточное давление, регистрируют наличие вышедших пузырьков, поток воздушных пузырьков негерметичных изделий и сигналы от пузырьков модулируют, продолжительность выпуска и запрета выпуска воздушных пузырьков, а также логику обработки сигналов о них измеряют во времени, при этом устройство для реализации способа содержит ванну с жидкостью, средство создания избыточного давления внутри контролируемых изделий, средство фиксации и транспортирования изделий, воронки для сбора воздушных пузырьков, средство пропуска воздушных пузырьков, выполненное в виде электромагнитных клапанов, узел регистрации воздушных пузырьков, передающую телевизионную камеру, элементы управления выпуска-запрета воздушных пузырьков, элементы управления обработкой сигналов от воздушных пузырьков, элементы управления продолжительностью выпуска-запрета воздушных пузырьков и обработки сигналов воздушных пузырьков, элементы управления выбраковкой контролируемых изделий (см. пат.. RU №2090851, МПК G01M 306, опубл. 20.09.1997 г.).

Недостатком данного способа по устройству, является невысокая эффективность контроля герметичности изделий.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятый авторами за прототип является способ автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана заключающийся в автоматическом измерении падения давления в системе испытательного стенда за определенное время, пересчет в объем и формирование протокола измерений. Сущность: систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном заполняют воздухом до давления настройки, затем подачу воздуха прекращают, после чего запускается алгоритм измерения, заключающийся в фиксации точного значения начального и конечного давлений за время измерений. Контроль герметичности затворов предохранительных клапанов производится пузырьковым методом. (см. ГОСТ Р 53402-2009, Арматура трубопроводная. Методы контроля и испытаний. Москва, Стандартинформ, 2010).

Недостатком данного способа является то, что для определения негерметичности предохранительного клапана необходимо знать объем системы измерений, а также необходимость установки стандартных заглушек на выходной патрубок предохранительного клапана, невысокая точность измерений и сложность автоматизации процесса измерения.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана, обладающего точностью и сокращением времени процесса измерения.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к точности измерения и сокращению времени процесса измерения.

Технический результат достигается с помощью способа автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана, заключающийся в том, что систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном заполняют воздухом до давления настройки, затем подачу воздуха прекращают, запускают процесс измерения и фиксируют начальное и конечное давление за время измерения, отличающийся тем, что перед проведением измерения определяют объем трубопровода испытательного стенда и объем полости предохранительного клапана под затвором с последующим расчетом негерметичности затвора предохранительного клапана по формуле:

Где V_С - объем трубопровода испытательного стенда;

V_K - объем полости клапана под затвором;

Р_Н - начальное давление;

P_K - конечное давление;

Р_атм - атмосферное давление;

t - время измерения

Таким образом, технический результат достигается с помощью способа автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана, заключающегося в автоматическом измерении падения давления в системе испытательного стенда за определенное время, пересчет в объем и формирование протокола измерений.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в следующем: систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном заполняют воздухом до давления настройки, затем подачу воздуха прекращают, после чего запускается алгоритм измерения, заключающийся в фиксации точного значения начального и конечного давлений за время измерений. Расчет негерметичности затвора предохранительного клапана проводят по формуле:

Где V_С - объем трубопроводов испытательного стенда;

V_K - объем полости клапана под затвором;

Р_Н - начальное давление;

P_K - конечное давление;

Р_атм - атмосферное давление;

t - время измерения

Уменьшение первоначально замеренной величины давления свидетельствует о негерметичности затвора предохранительного клапана 2.

Краткое описание чертежей

На фиг. дан способ автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана и устройство для его реализации, общий вид.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного выполнения способа автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана,

Пример. Для проведения измерения негерметичности затвора предохранительного клапана используют испытательный стенд, состоящий из заполненной воздухом емкости 1, являющейся источником давления, предохранительного клапана 2, являющегося испытуемой арматурой, например, трубопровод, прибора 3 для измерения давления, крана 4, крана 5 и крана 6, являющимися запорно-регулирующими клапанами, заглушки 7 с трубкой (на фиг. не обозначена), мензурки 8, насадки 9, емкости 10 с водой, при этом для проведения измерения негерметичности клапана автоматизированным способом систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном 2 (см. фиг.) заполняют воздухом из емкости 1 через краны 4 и 6 до давления настройки, при этом кран 5 закрыт. Затем подачу воздуха прекращают, закрывая кран 4, после чего запускают алгоритм измерения, заключающийся в фиксации точного значения начального и конечного давлений за время измерений t посредством прибора 3 для измерения давления, то есть измерительного преобразователя давления. По окончании измерений из системы стравливают давление с помощью крана 5. Для достижения технического результата с помощью предлагаемого способа для большой точности дополнительно определяют объем системы испытательного стенда, объем полости предохранительного клапана под затвором, а также обеспечивают проверку герметичности системы. Перед проведением испытаний определяют объем системы испытательного стенда следующим образом. Вместо предохранительного клапана 2 на стенд устанавливают заглушку (на фиг. не показана) с установленным штуцером (на фиг. не показан), на который навинчен игольчатый кран (на фиг. не показан). На выход предохранительного крана 2 одета гибкая трубка (на фиг. не обозначена), другой конец которой оборудован специальной насадкой 9 и опущен в мензурку 8 в емкость 10 с водой. В начальном периоде игольчатый кран закрыт. В систему испытательного стенда подают начальное давление, например 10 кг/см². Некоторое время необходимо выдержать систему с целью проверки герметичности, затем слегка открывают игольчатый кран и начинают стравливать давление через гибкую трубку с насадкой 9, при этом ведут точный подсчет пузырьков. Стравливание осуществляют ровно на 1 кг/см² до достижения давления 9,0 кг/см². Объем воздуха полученный путем подсчета пузырьков равен объему системы испытательного стенда. Объем определяют путем подсчета числа пузырьков воздуха, выходящего из насадки 9. Расчет проводят по Приложению ГОСТ Р 53402-2009. Измерения выполняют несколько раз с определением среднего значения. Полученное значение объема системы вводят в программу для расчета негерметичности предохранительного клапана 2. Значение объема системы вводится единожды, однако, если система подвергалась каким-либо изменениям или ремонту измерения необходимо повторить.

Объем полости предохранительного клапана 2 под затвором измеряют и рассчитывают с помощью измерительного инструмента (на фиг. не показан), либо измеряют объем воды, который помещается в полости под затвором предохранительного клапана 2. Полученное значение для каждого клапана также вносится в программу.

Перед каждым измерением негерметичности предохранительного клапана 2 проводят проверку герметичности системы с установкой заглушки вместо предохранительного клапана 2. При этом система должна быть полностью герметична. Таким образом, систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном 2 заполняют воздухом до давления настройки, затем подачу воздуха прекращают, запускают процесс измерения и фиксируют начальное и конечное давление за время измерения, при этом перед проведением измерения определяют объем трубопровода испытательного стенда и объем полости предохранительного клапана под затвором с последующим расчетом негерметичности затвора предохранительного клапана по формуле:

Где V_С - объем трубопроводов испытательного стенда;

V_K - объем полости клапана под затвором;

Р_Н - начальное давление;

P_K - конечное давление;

Р_атм - атмосферное давление;

t - время измерения

Уменьшение первоначально замеренной величины давления свидетельствует о негерметичности затвора предохранительного клапана 2.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

- точность измерения негерметичности затвора предохранительного клапана;

- сокращение времени процесса измерения.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для контроля негерметичности затворов предохранительных клапанов трубопроводной арматуры. Сущность: систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном заполняют воздухом до давления настройки. Прекращают подачу воздуха. Запускают процесс измерения и фиксируют начальное и конечное давления за время измерения. При этом перед проведением измерения определяют объем трубопровода испытательного стенда и объем полости предохранительного клапана под затвором. С учетом измеренных значений рассчитывают негерметичность затвора предохранительного клапана. Технический результат: повышение точности и сокращение времени измерения негерметичности затвора предохранительного клапана. 1 ил.

Способ автоматического измерения негерметичности затвора предохранительного клапана, заключающийся в том, что систему испытательного стенда с установленным предохранительным клапаном заполняют воздухом до давления настройки, затем подачу воздуха прекращают, запускают процесс измерения и фиксируют начальное и конечное давления за время измерения, отличающийся тем, что перед проведением измерения определяют объем трубопровода испытательного стенда и объем полости предохранительного клапана под затвором с последующим расчетом негерметичности затвора предохранительного клапана по формуле

,

где V_С - объем трубопровода испытательного стенда;

V_K - объем полости клапана под затвором;

Р_Н - начальное давление;

Р_K - конечное давление;

Р_атм - атмосферное давление;

t - время измерения.