СТЕНД ГАЗОВЫЙ Российский патент 2023 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для проверки герметичности изделий с помощью вакуума или избыточного давления, заполнения газом полостей изделий, контроля давления в системе и проверки системы на пропускную способность.

Известен стенд для проверки герметичности газозапорной арматуры котла позволяющий проводить одновременную проверку на герметичность отсечных клапанов газовых котлов при проведении профилактических работ на их газопотребляющем оборудовании (RU 99849, МПК F16L 55/10, опубликованный 27.11.2010 Бюл. №33). Стенд для проверки герметичности газозапорной арматуры котла, содержит систему трубопроводов, соединенную по входу через запорную арматуру с компрессором и с имитатором расхода газа, на одном трубопроводе последовательно установлены первый имитатор утечки газа, тройник для подключения первого отсечного клапана, первый манометр, второй тройник для подключения второго отсечного клапана, второй имитатор утечки газа и второй манометр, а на другом трубопроводе последовательно установлены третий манометр, первый вентиль, третий имитатор утечки газа, третий тройник для подключения третьего отсечного клапана, первая крестовина, один выход которой соединен с вентилем подачи газа на свечу, второй выход через тройник с вентилем подачи газа на горелку и с выходом третьего имитатора утечки газа, третий выход - через вторую крестовину с выходами первого и второго имитаторов утечки газа и с входом первого манометра, причем имитатор расхода газа содержит последовательно соединенные манометр контроля давления газа и вентиль для управляемого стравливания воздуха из системы. При этом имитаторы утечки газа и вентиль для управляемого стравливания воздуха из системы выполнены в виде прецизионного вентиля, установленного на тройнике.

Недостатками известного стенда является отсутствие возможности контроля герметичности вакуумом, проверки пропускной способности системы и относительно низкая точность проводимых измерений.

Известен стенд для проверки герметичности внутренних полостей изделий и заполнения их газом, предназначенный для откачки полостей герметичных изделий различного назначения, проверки их герметичности и заполнения полостей изделий газом или смесью газов ("Техническое описание и инструкция по использованию" ООО «АВАКС-Т» Санкт-Петербург, 2017). Стенд состоит из газовакуумного блока с системой управления размещенных в одном корпусе, панели которого выполнены из металла и являются съемными для обслуживания стенда, вакуумного насоса с присоединительной магистралью и азотной ловушкой, присоединительных магистралей для подачи газов, выполненных из трубок из нержавеющей стали, внутренняя поверхность которых обработана методом электрохимической полировки. В качестве запорной арматуры используются клапаны с электромагнитным приводом. В качестве регулирующей арматуры используются игольчатые дозирующие клапаны с широким диапазоном регулировки потока. В состав стенда входят терморизистивный датчик с диапазоном измерений от 0,1 до 10000 Па, предназначенный для контроля давления в системе при откачке изделия и мембранный датчик с диапазоном измерения от -100 до +100 кПа. Управление стендом осуществляется с сенсорной панели оператора.

Этот стенд для проверки герметичности внутренних полостей изделий и заполнения их газом принимается за прототип, как наиболее близкий по технической сущности к заявляемому техническому решению.

Недостатками данного стенда является отсутствие возможности проверки пропускной способности и не высокие рабочие давления.

Задачей является создание стенда газового, позволяющего заполнять изделия различными газами и проверять систему на пропускную способность.

Техническим результатом является возможность проводить проверки системы на пропускную способность и повышение максимальных рабочих давлений.

Технический результат достигается тем, что в стенде газовом содержащем двухканальную систему подачи газов, к которой через редукторы подключены баллоны с газом, панель вентильную, датчик давления и датчик вакуума, а также систему откачки газа, состоящую из форвакуумного насоса, системы трубопроводов, фильтрующего элемента, клапана напуска воздуха в форвакуумный насос. Панель вентильная содержит, по крайней мере, семь двухходовых вентилей. Система откачки газа располагается внутри стенда газового. Датчик давления и датчик вакуума расположены на панели приборной, содержащей электромагнитный клапан с таймером. Внутри стенда газового расположена панель штуцеров, на которую выведены штуцер входа, к которому подключается трубопровод «вход» идущий на изделие, и штуцер выхода, к которому подключается трубопровод «выход», через который осуществляется сброс газа в атмосферу. В зависимости от величины измеряемого давления выбирается датчик давления. В зависимости от размера баллона его располагают внутри или с наружи стенда газового. В зависимости от используемого газа выбирается редуктор.

Наличие в стенде газовом таймера позволяет проводить кратковременное открытие электромагнитного клапана и стравливания давления из изделия. Наличие датчика давления с устройством отображающим позволяют контролировать давления до и после стравливания. Сравнение показаний отображающего устройства позволяет сделать вывод о пропускной способности.

В зависимости от рабочего давления в конкретных задачах могут устанавливаться датчики давления с необходимым диапазоном измерений.

Наличие в стенде газовом вакуумного насоса позволяет вакуумировать подстыкованное изделие. С помощью датчика вакуума с отображающим устройством можно контролировать натекание (герметичность) в течение заданного промежутка времени.

Наличие в стенде газовом баллонов с редукторами позволяют заполнять изделия газом до необходимого давления. С помощью датчика давления с устройством, отображающим можно контролировать герметичность изделия в течение заданного промежутка времени.

Наличие в стенде газовом ложементов для установки баллонов позволяют разместить внутри стенда два баллона с разными газами. Подключение баллонов к стенду газовому осуществляется с помощью редукторов. Редукторы позволяют выставить давления газа, который подается в изделие. Рассчитав необходимые давления газов и выставив их на редукторах газы поочередно подаются в изделие. В случае необходимости смешивания более двух газов один из баллонов отключается и демонтируется. На его место устанавливается баллон со следующим газом и после установки на редукторе соответствующего давления газ подается в изделие. Трубопроводы для подключения баллонов к стенду газовому имеют большую длину, что позволяет в случае необходимости не устанавливать баллоны внутрь стенда газового.

На фиг. 1 показан общий вид стенда газового.

На фиг. 2 представлен вид стенда газового слева (вид А на фиг. 1).

На фиг. 3 представлен вид стенда газового сверху (вид Б на фиг. 1)

На фиг. 4 приведена схема газовая стенда газового.

На фиг. 1 - фиг. 4 приняты следующие обозначения: 1 - каркас, 2 - площадка, 3 - насос вакуумный, 4 - штуцер выхода, 5 - панель штуцеров, 6 - штуцер вход, 7 - тройник, 8 - вентиль насоса вакуумного, 9 - двухходовой вентиль «насос», 10 - баллон, 11 - ложементы, 12 - ремень, 13 - редуктор, 14 - поворотные колеса, 15 - панель приборная, 16 - датчик вакуума, 17 - датчик давления, 18 - отображающее устройство, 19 - электромагнитный клапан, 20 - таймер, 21 - панель вентильная, 22 - двухходовой вентиль «датчик вакуума», 23 - двухходовой вентиль «датчик давления», 24 - двухходовой вентиль «баллон 1», 25 - двухходовой вентиль «баллон 2», 26 - двухходовой вентиль «клапан», 27 - двухходовой вентиль «вентиль входной», 28 - трубопровод, 29 - штуцер «вход», 30 - штуцер «выход», 31 - трубопровод, 32 - фильтр, 33 - фильтрующий элемент, 34 - трубопровод, 35 - пульт управления.

Стенд газовый состоит из следующих составных частей:

- каркаса 1, выполненного из профильной трубы и являющейся сварной конструкцией. Внутри каркаса 1 имеется площадка 2, на которую устанавливается вакуумный насос 3, штуцер выхода 4, который соединен с панелью штуцеров 5, а штуцер вход 6 с тройником 7, один канал которого соединяется с вентилем насоса вакуумного 8, а второй с двухходовым вентилем «насос» 9. Для установки баллонов 10 внутри каркаса имеются ложементы 11. Фиксация баллонов 10 осуществляется с помощью ремней 12. Подключение баллонов 10 к стенду осуществляется с помощью редукторов 13. В нижней части каркаса 1 установлены поворотные колеса 14, с помощью которых стенд газовый можно перемещать;

- панели приборной 15, на которой расположены датчик вакуума 16 и датчик давления 17 с отображающими устройствами 18 и электромагнитный клапан 19 с таймером 20;

- панели вентильной 21, на которой расположены семь двухходовых вентилей с маркировками: «насос» 9, «датчик вакуума» 22, «датчик давления» 23, «баллон 1» 24, «баллон 2» 25, «клапан» 26, «вентиль входной» 27 с помощью которых осуществляется управление стендом газовым. Двухходовые вентили 9, позиции 22-27 соединены между собой, вакуумным насосом 3, редукторами 13, датчиком вакуума 16, датчиком давления 17, электромагнитным клапаном 19 и панелью штуцеров 5 с помощью трубопроводов 28;

- панели штуцеров 5, на которой расположены штуцеры с маркировками «вход» 29 и «выход» 30. К штуцеру «вход» 29 подстыковывается трубопровод 31, соединяющий изделие со стендом газовым. Штуцер «выход» 30 снабжен фильтром 32 со сменными фильтрующими элементами 33, подстыковывается к трубопроводу 34, сообщающемуся с атмосферой.

- пульта управления 35, закрепленного в верхней части каркаса 1. С помощью пульта осуществляется включение и выключение вакуумного насоса 3, а также питание датчика вакуума 16, датчика давления 17, отображающего устройства 18, электромагнитного клапан 19 и таймера 20.

В зависимости от поставленной задачи работа стенда газового осуществляется следующим образом:

а) вакуумирование изделия до требуемой величины абсолютного давления и проверка на герметичность вакуумом:

- к трубопроводу 31 подключают изделие;

- двухходовые вентили 22-26 и вентиль насоса вакуумного 8 переводят в положение закрыто;

- двухходовые вентили 9, 22 и 27 переводят в положение открыто;

- с помощью пульта управления 35 запускают насос вакуумный 3 и вакуумируют изделие, при этом откачиваемый газ проходит через фильтр 32 и выходит через трубопровод «выход» 34 в атмосферу или систему вентиляции. Контроль давления проводят датчиком вакуума 16;

- по достижению требуемой величины остаточного давления перекрывают двухходовой вентиль 9 и с помощью пульта управления 35 отключают насос вакуумный 3;

- с помощью датчика вакуума 16 контролируют натекание (не герметичность) в течении заданного промежутка времени.

б) заполнение изделия газом и проверка на герметичность избыточным давлением газа:

- устанавливают в ложементы 11 баллон 10, с необходимым для проверки газом, и с помощью редуктора 13 подключают через трубопровод 28 к системе стенда газового;

- к трубопроводу «вход» 31 подключают изделие;

- двухходовые вентили 23-26 и вентиль насоса вакуумного 8 переводят в положение закрыто;

- двухходовые вентили 9, 22 и 27 переводят в положение открыто;

- с помощью пульта управления 35 запускают насос вакуумный 3 и вакуумируют изделие. Контроль давления проводят датчиком вакуума 16;

- по достижению требуемой величины остаточного давления перекрывают двухходовой вентиль 9 и с помощью пульта управления 35 отключают насос вакуумный 3;

- открывают вентиль на баллоне 10 и с помощью редуктора 13 выставляют необходимое давление для заполнения изделия;

- перекрывают вентиль двухходовой 22 и открывают вентиль двухходовой 23 и 24;

- с помощью датчика давления 17 контролируют заполнение изделия;

- после достижения в изделии необходимого давления перекрывают вентиль двухходовой 24 и с помощью датчика давления 17 контролируют герметичность в течении необходимого промежутка времени.

в) проверка системы на пропускную способность:

- устанавливают в ложементы 11 баллон 10 с необходимым для проверки газом и с помощью редуктора 13 подключают через трубопровод 28 к системе стенда газового;

- к трубопроводу «вход» 31 подключают изделие, систему которого необходимо проверить на пропускную способность;

- двухходовые вентили 23-26 и вентиль насоса вакуумного 8 переводят в положение закрыто;

- двухходовые вентили 9, 22 и 27 переводят в положение открыто;

- с помощью пульта управления 35 запускают насос вакуумный 3 и вакуумируют изделие. Контроль давления проводят датчиком вакуума 16;

- по достижению требуемой величины остаточного давления перекрывают двухходовой вентиль 9 и с помощью пульта управления 35 отключают насос вакуумный 3;

- открывают вентиль на баллоне 10 и с помощью редуктора 13 выставляют необходимое давление для заполнения изделия;

- перекрывают вентиль двухходовой 22 и открывают вентили двухходовые 23, 24, 26;

- с помощью датчика давления 17 контролируют заполнение изделия;

- после достижения в изделии необходимого давления перекрывают вентиль двухходовой 24;

-на таймере 20 выставляют промежуток времени, на который необходимо открыть электромагнитный клапан 19;

-запускают работу таймера 20, при этом давление в системе резко падает;

-с помощью датчика давления 17 определяют разницу давлений до и после стравливания. Сравнивают результаты замеров с результатами теоретических расчетов и делают выводы о пропускной способности системы изделия.

г) смешивание нескольких газов в необходимой пропорции:

- устанавливают в ложементы 11 баллоны 10 с необходимыми для смешивания газами (первым и вторым компонентами газовой смеси) и с помощью редукторов 13 подключают через трубопроводы 28 к системе стенда газового;

- к трубопроводу «вход» 31 подключают изделие, которое необходимо заполнить газовой смесью;

- на основании расчетов определяют пропорции с которыми необходимо подать газы в изделие;

- двухходовые вентили 23-26 и вентиль насоса вакуумного 8 переводят в положение закрыто;

- двухходовые вентили 9, 22 и 27 переводят в положение открыто;

- с помощью пульта управления 35 запускают насос вакуумный 3 и вакуумируют изделие. Контроль давления проводят датчиком вакуума 16;

- по достижению требуемой величины остаточного давления перекрывают двухходовой вентиль 9 и с помощью пульта управления 35 отключают насос вакуумный 3;

- открывают вентиль на баллоне 10 с необходимым газом (первым компонентом газовой смеси) и выставляют с помощью редуктора 13 необходимое давление;

- двухходовой вентиль 22 переводят в положение закрыто;

- открывают вентили двухходовые 23, 24 и наполняют изделие газом из баллона, при этом контроль давления в системе осуществляют с помощью датчика давления 17;

- по достижению необходимого давления перекрывают вентиль двухходовой 24;

- открывают вентиль на баллоне 10 с необходимым газом (вторым компонентом газовой смеси) и выставляют с помощью редуктора 13 необходимое давление;

- открывают вентиль двухходовой 25 и наполняют изделие газом из баллона 10, при этом контроль давления в системе осуществляют с помощью датчика давления 17;

- по достижению необходимого давления перекрывают вентили двухходовые 25, 26.

Разработан опытный образец стенда газового.

Вакуумирование системы проводится насосом вакуумным мощностью двигателя 0,4 кВт, номинального тока 2,2А, скоростью откачки 250 л/мин.

Для измерения вакуума используется датчик абсолютного давления с диапазоном измеряемого давления от 0 до 2,0 кгс/см2. Для измерения давления используется датчик абсолютного давления с диапазоном измеряемого давления от 0 до 20 кгс/см2. В вариантах исполнения может устанавливаться датчик абсолютного давления с диапазоном измеряемого давления от 0 до 40 кгс/см2. Для отображения измерений датчиков используется устройство отображающее.

Для проверки системы на пропускную способность используется клапан электромагнитный совместно с таймером цифровым.

Стенд газовый имеет следующие присоединительные размеры:

- вход (подключение к испытуемому узлу) – M16×1;

- выход 1 (от насоса через фильтр в атмосферу) - рукав 16 24,5-1 ГОСТ 10362-2017;

выход 2 (от электромагнитного клапана в атмосферу) - трубка 2-5С 8,0 3,0 ГОСТ 5496-78.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для проверки герметичности изделий с помощью вакуума или избыточного давления, заполнения газом полостей изделий, контроля давления в системе и проверки системы на пропускную способность. Сущность изобретения: стенд газовый, содержащий двухканальную систему подачи газов, к которой через редукторы подключены баллоны с газом, панель управления стендом, датчик давления и датчик вакуума, а также систему откачки газа, состоящую из форвакуумного насоса, системы трубопроводов, фильтрующего элемента, клапана напуска воздуха в форвакуумный насос, отличается тем, что панель управления стендом газовым содержит по крайней мере семь двухходовых вентилей. Система откачки газа располагается внутри стенда газового. Датчик давления и датчик вакуума расположены на панели приборной, содержащей электромагнитный клапан с таймером, внутри стенда газового расположена панель штуцеров, на которую выведены штуцер входа, к которому подключается трубопровод «вход», идущий на изделие, и штуцер выхода, к которому подключается трубопровод «выход», через который осуществляется сброс газа в атмосферу. Технический результат: создание стенда газового, позволяющего проводить проверки системы на пропускную способность, и повышение максимальных рабочих давлений. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Стенд газовый, содержащий двухканальную систему подачи газов, к которой через редукторы подключены баллоны с газом, панель вентильную, датчик давления и датчик вакуума, а также систему откачки газа, состоящую из форвакуумного насоса, системы трубопроводов, фильтрующего элемента, клапана напуска воздуха в форвакуумный насос, отличающийся тем, что панель вентильная содержит по крайней мере семь двухходовых вентилей, система откачки газа располагается внутри стенда газового, а датчик давления и датчик вакуума расположены на панели приборной, содержащей электромагнитный клапан с таймером, внутри стенда газового расположена панель штуцеров, на которую выведены штуцер входа, к которому подключается трубопровод «вход», идущий на изделие, и штуцер выхода, к которому подключается трубопровод «выход», через который осуществляется сброс газа в атмосферу.

2. Стенд газовый по п. 1, отличающийся тем, что баллоны могут устанавливаться внутри стенда газового или оставаться снаружи.

3. Стенд газовый по п. 1, отличающийся тем, что насос вакуумный устанавливается внутри стенда газового.