СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ Российский патент 2024 года по МПК G01M3/08 

Описание патента на изобретение RU2815984C1

Область техники

Настоящее техническое решение относится к области испытательной техники и предназначено для испытаний шарнирных соединений трубопроводов на работоспособность, безотказность и долговечность, проведения гидравлических и пневматических испытаний давлением с применением теплых и криогенных испытательных сред на прочность, плотность и герметичность в статическом и динамическом режиме с вращением шарнирных соединений и применением внешних радиальных и осевых нагрузок.

Уровень техники

Из уровня техники известно, что шарнирные соединения трубопроводов (далее шарнир), применяемые в стендерах, шланговых установках и ином оборудование, предназначенном для отгрузки жидких и газообразных продуктов в том числе с криогенными температурами должны обеспечивать герметичное соединение двух вращающихся относительно друг друга трубопроводов при этом на шарнир воздействуют внешние радиальные и осевые нагрузки связанные с весом трубопроводов, стрел, весом продукта в трубопроводе, весом навесного оборудования, нагрузок от обледенения, ветра, и сейсмических нагрузок.

В соответствии с OSIMF «Международный морской форум нефтяных компаний» «Проектная и конструкторская спецификация МОРСКИЕ СТЕНДЕРЫ», ISO 16904:2016 «Нефтяная и газовая промышленность - Проектирование и испытания морских перегрузочных рукавов СПГ для обычных береговых терминалов», СТО Газпром 2-3.4-1255-2021 «Инфраструктура для производства, хранения и отгрузки сжиженного природного газа. Стендерное оборудование. Общие технические условия» для определения надежности и качества изделия, шарнирное соединение должно быть подвергнуто испытаниям на долговечность, работоспособность, прочность, плотность и герметичность при внутреннем испытательном давлении и заданной температурой (в том числе с криогенными температурами) испытательной среды и внешних радиальных и осевых нагрузках. При этом вышеуказанные стандарты требуют проведения испытаний с вращением шарнира со сменой угла в случайном порядке от ±(6-25)° со средним углом поворота от ±(8-10)°, с периодом движения в среднем 10 с, а Правила Российского Морского Регистра Судоходства» требую обеспечить поворот вертлюга (узел в сборе с шарниром) несколько раз вокруг своей оси с замером крутящего момента.

Известно изобретение «шарнирное соединение для трубопроводов» (патент: RU2777679C1 от 23.11.2021) содержащее два фланца, ротор и статор, которые имеют дорожки качения шариков с уплотнителями, расположены внутри шарнира. В патенте описано, что шарнир обеспечивает подвижное герметичное соединение двух трубопроводов с вращением вокруг своей оси и испытывает большие осевые и радиальные нагрузки, а также подлежит проверке испытанием с критериями, указанными в нормативных технических документах, ссылки на которые приведены в патенте.

Известны изобретения, описывающие стенды для испытаний подшипников и шарнирных соединений (патенты: RU2719624C1 от 08.07.2019; RU193696U1 от 11.09.2019 г.; SU1575080A1 от 19.04.1988 г.) Принцип испытаний в каждом из указанных патентов одинаков, - испытания производятся с вращением вала, при этом на подшипник, шаровую опору или шарнирное соединение (последний имеет в конструкции подшипник и вал - опору) оказывают воздействие с приложением внешних радиальных и/или осевых нагрузок, которые измеряются тензодатчиками.

Недостатком вышеперечисленных технических решений, описывающих стенды для испытаний, является отсутствие возможности проведения гидравлических и пневматических испытаний. Описанные в изобретениях стенды обеспечивают проведение испытаний подшипников, которые не являются герметичным соединением трубопроводов, таким образом речь идет об испытании изделий другого назначения, которые выполняют иные задачи. Рассматривать данные технические решения для проведения испытаний шарнирных соединений трубопроводов нельзя, но при этом идея приложения внешних усилий и вращения может быть применена в стенде для испытания шарниров.

Известны изобретения, описывающие стенды для испытаний трубопроводной арматуры, ее элементов и фитингов (далее арматура) на прочность, плотность и герметичность затвора (патенты: RU2670675C9 от 09.01.2018; RU2155946C2 от 17.03.1997 г.; SU1626097A1 от 28.10.1986). В каждом из перечисленных патентов испытания проводятся одинаково, - арматура устанавливается в оснастку для испытаний образуя некую емкость, из внешнего источника подается испытательная среда, для гидравлических испытаний выпускается воздух в верхней части оснастки, по установленным в оснастке манометрам и другим измерительным приборам фиксируется давление или другие параметры.

Недостатком вышеперечисленных технических решений, описывающих стенды для испытаний арматуры, является отсутствие возможности проведения динамический испытаний на работоспособность и долговечность. Описанные в изобретениях стенды обеспечивают проведение гидравлических / пневматических испытаний трубопроводной арматуры, которая не являются подвижным соединением трубопроводов с возможностью вращения вокруг своей оси, таким образом речь идет об испытании изделий другого назначения, которые выполняют иные задачи. Рассматривать данные технические решения для проведения испытаний шарнирных соединений трубопроводов нельзя, но при этом идея применения оснастки для проведения гидравлических и пневматических испытаний с установленными измерительными приборами может быть применена в стенде для испытания шарниров.

Учитывая вышеизложенное, можно констатировать, что в качестве прототипа стенда для испытаний шарниров ни одно из известных технических решений не применимо. Таким образом прототипы стенда для испытаний шарниров отсутствуют.

Задачи технического решения

Задачей заявляемого технического решения является разработка стенда (далее по тексту стенд) для испытаний шарнирных соединений трубопровода, который должен выполнять следующие функции:

- обеспечить вращение подвижной части шарнира (ротора) вправо или влево на заданный угол поворота со сменой угла в случайном порядке и сменой угла поворота в заданном диапазоне;

- обеспечить вращение подвижной части шарнира (ротора) вправо или влево на заданное количество оборотов вокруг оси шарнира;

- обеспечивать среднюю скорость вращения шарнира на угол в 1 градус за 1 секунду с возможностью увеличения или уменьшения скорости вращения;

- обеспечивать подачу в шарнир и удаление из шарнира испытательной среды через испытательную оснастку;

- обеспечивать измерение давления испытательной среды, осевых и радиальных нагрузок, момента вращения шарнира и других параметров, необходимых для проведения испытаний;

- обеспечивать внешние осевые на сжатие и растяжение и радиальные нагрузки на шарнир с заданными параметрами;

- обеспечивать визуализацию измерений давления, приложенных внешних нагрузок, момента вращения и других параметров;

- обеспечить возможность испытания шарниров с разными диаметрами;

- обеспечить возможность проведения испытаний с испытательной средой выше и ниже 0 градусов (гр.) С в том числе с температурой выше +100 гр. С и криогенной температурой - 200 гр. С и ниже;

- обеспечить проведение испытаний с применением оснастки разных типов с закреплением ее на стенде;

Применяемые в заявляемом техническом решении конструкции и узлы должны быть простыми в эксплуатации с возможностью замены изношенных элементов.

Раскрытие сущности технического решения

Техническое решение вышеприведенной задачи, решается за счет разработки стенда для испытаний шарнирных соединений трубопроводов содержащего каркас, состоящим как минимум из двух колонн с основанием снизу и стяжками сверху, станиной, на которой закреплено опорно-поворотное устройство за неподвижное кольцо, при этом на подвижное кольцо установлен и закреплен поворотный стол, над самой станиной расположена подвижная балка, на которой в одной оси с центром поворотного стола по окружностям с разным радиусом расположены резьбовые отверстия для крепления разных диаметров фланцев оснастки, которая включает в себя измерительные приборы, узел подачи и слива испытательной среды и узел удаления газа и являющейся частью стенда для испытаний шарниров и крепления их к балке и поворотному столу, при этом последний вращается в обе стороны относительно своей оси механизмом исполнительного устройства, а подвижная балка в вертикальной плоскости соединена с станиной как минимум одним исполнительным устройством осевых нагрузок и соединена с каркасом в горизонтальной плоскости как минимум одним исполнительным устройством радиальных нагрузок, при этом каждое исполнительное устройство осевых и радиальных нагрузок имеет датчик измерения силы, при этом в заявленную конструкцию стенда входит как минимум одни датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира, демпферные изоляционные температурные вставки, управляющее устройство с информационным экраном, а также исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления и емкость испытательной среды.

Указанное техническое решение позволяет проводить испытания шарнирных соединений трубопроводов разных диаметров на работоспособность, безотказность и долговечность, проведение гидравлических и пневматических испытаний давлением с применением различных по составу, температурой выше или ниже 0 градусов (гр.) С в том числе криогенных температур испытательных сред на прочность, плотность и герметичность в статическом и динамическом режиме с вращением и применением внешних радиальных и осевых нагрузок. Обеспечивает вращение подвижной части шарнира (ротора) вправо или влево на заданное количество оборотов или на заданный угол поворота со сменой угла в случайном порядке и сменой угла поворота в заданном диапазоне с средней скоростью вращения шарнира на угол в 1 градус за 1 секунду с возможностью увеличения или уменьшения скорости вращения.

Предусматривает подачу в шарнир и удаление из шарнира испытательной среды с температурой выше или ниже 0 гр. С в том числе криогенной температурой для проведения гидравлических или пневматических испытаний шарнира, измерение давления испытательной среды, осевых и радиальных нагрузок, момента вращения шарнира и других параметров, необходимых для проведения испытаний.

Обеспечивает внешние осевые на сжатие и растяжение и радиальные нагрузки на шарнир с заданными параметрами с измерением приложенной нагрузки и визуализацией.

Возможен вариант технического решения, где механизм исполнительного устройства представляет собой опору - крепление, жестко соединенное с станиной и каркасом стенда, на которой размещены исполнительное устройство вращательного типа, соединенное валом с редуктором снижения скорости и увеличения момента вращения на выходном валу с установленной шестерней, которая входит в зацепление с зубьями подвижного кольца опорно-поворотного устройства. Указанное техническое решение обеспечивает вращение подвижного кольца опорно-поворотного устройства, поворотного стола и шарнира вправо или влево на заданное количество оборотов или на заданный угол поворота со сменой угла в случайном порядке и сменой угла поворота в заданном диапазоне с средней скоростью вращения шарнира на угол в 1 градус за 1 секунду с возможностью увеличения или уменьшения скорости вращения.

Возможен вариант технического решения, где механизм исполнительного устройства может представлять собой рычажный механизм, где рычаг поворота закреплен за поворотный стол или оснастку для испытаний шарниров и приводится в движение исполнительным устройством с поступательным движением штока, закрепленным, с другой стороны, на каркасе или станине стенда. Указанное техническое решение обеспечивает вращение поворотного стола и шарнира вправо или влево на заданный угол поворота со сменой угла в случайном порядке и сменой угла поворота в заданном диапазоне с средней скоростью вращения шарнира на угол в 1 градус за 1 секунду с возможностью увеличения или уменьшения скорости вращения.

Возможен вариант технического решения, где оснастка состоит из двух частей, между которыми устанавливается испытываемый шарнир, имеющий ротор и статор, при этом верхняя часть оснастки, которая крепится к статору шарнира, с противоположной стороны имеет заглушенный фланец, который крепится к подвижной балке, а нижняя часть оснастки крепится к ротору шарнира и с противоположной стороны имеет заглушенный фланец, который крепится к поворотному столу. Указанное техническое решение обеспечивает проведение испытания шарниров разных диаметров на работоспособность, безотказность и долговечность, проведение гидравлических и пневматических испытаний давлением с применением различных по составу, температурой выше или ниже 0 гр. С в том числе криогенной температурой испытательных сред на прочность, плотность и герметичность в статическом и динамическом режиме с вращением и применением внешних радиальных и осевых нагрузок. При этом испытательная оснастка предназначена для многоразового применения.

Возможен вариант технического решения, где крепление фланцев оснастки к подвижной балке и поворотному столу осуществляется шпильками или болтами соответствующих диаметров с учетом требований различных стандартов по крепежу для различных диаметров фланцев. Указанное техническое решение обеспечивает надежное крепление испытательной оснастки любых диаметров.

Возможен вариант технического решения, где измерительные приборы, размещенные на оснастке, являются, но не ограничиваясь, как минимум один манометр и в зависимости от программы испытаний, могут включать в себя как минимум один термометр и другие измерительные приборы. Указанное техническое решение обеспечивает измерение параметров испытаний в соответствии с программой и методикой испытаний. Установленные на оснастке измерительные приборы являются универсальными многоразового применения с возможностью увеличения количества приборов измерений для разных показателей.

Возможен вариант технического решения, где узел подачи и слива испытательной среды имеет клапан и муфту разъемного соединения съемных трубопроводов, при этом первый узел обеспечивает подачу испытательной среды с необходимым давлением от источника с открытым клапаном и перекрытие потока с закрытым клапаном, а второй удаление испытательной среды в открытом положении клапана и удержание среды с подъемом давления в закрытом положении. Указанное техническое решение обеспечивает возможность подсоединения и отсоединения трубопроводов подачи и слива испытательной среды с перекрытием потоков для проведения динамических испытаний с вращением шарнира.

Возможен вариант технического решения, где узел удаления газа расположен в верхней точке испытательной оснастки имеет в своем составе клапан ручного и/или автоматического управления, обеспечивающий в открытом положение удаление газа при гидравлических испытаниях, а в закрытом удержание испытательной среды. Указанное техническое решение обеспечивает удаление воздуха, инертного газа или иной смеси газов при проведении гидравлических испытаний, обеспечивая полное заполнение шарнира с оснасткой испытательной средой путем открытия клапана выпускания газа до появления испытательной среды. При проведении криогенных или иных испытаний с выделением отпарных газов, поднимающих давление в испытуемом шарнире, обеспечивает в автоматическом режиме контроля давления путем сброса и удаление образовавшихся отпарных газов.

Возможен вариант технического решения, где измерительные приборы могут устанавливаться как минимум на узле подачи испытательной среды, а также, по необходимости, на узлах слива и удаления газа между стенкой оснастки и клапаном. Указанное техническое решение обеспечивает любой вариант установки измерительных приборов с учетом динамических испытаний вращением и требований программы испытаний для удобства проведения испытаний шарниров.

Возможен вариант технического решения, где газ является, но не ограничиваясь, воздухом, инертным газом, отпарным газом, полученный испарением испытательной среды при криогенных или иных испытаниях, а также иные газы, не являющиеся самой испытательной средой при пневматических испытаниях. Указанное техническое решение конкретизирует параметры удаляемого газа и работы узла удаления газа.

Возможен вариант технического решения, где каркас выполнен с основанием, состоящем как минимум из двух силовых колонн, установленных вертикально и жестко закрепленных сверху по периметру и снизу за основание для установки стенда на подготовленную горизонтальную поверхность. Указанное техническое решение обеспечивает жесткую конструкцию стенда с учетом проводимых испытаний.

Возможен вариант технического решения, где станина установлена по нижней части каркаса между двух силовых колонн. Указанное техническое решение обеспечивает жесткое основание для размещения подвижных механизмов стенда и воспринимает усилия от узлов и исполнительных устройств стенда и испытываемого шарнира.

Возможен вариант технического решения, где подвижное кольцо опорно-поворотного устройства выполнено с зубьями. Указанное техническое решение обеспечивает передачу крутящего момента от шестерни к поворотному столу.

Возможен вариант технического решения, где поворотный стол, имеет резьбовые отверстия, расположенные по окружностям с разным радиусом и единым центром для крепления фланцев оснастки разного диаметра. Указанное техническое решение обеспечивает надежное крепление испытательной оснастки любых диаметров на поворотный стол.

Возможен вариант технического решения, где ось центра поворотного стола является осью окружностей с разными радиусами, на которых выполнены резьбовые отверстия поворотной балки и является осью закрепленного в испытательной оснастке шарнира независимо от его диаметра. Указанное техническое решение обеспечивает соосность крепления поворотного стола, подвижной балки и испытательной оснастки шарнира.

Возможен вариант технического решения, где резьбовые отверстия поворотного стола и подвижной балки имеют разный диаметр, соответствующий диаметру резьбовых шпилек или болтов и учитывающих требования различных стандартов по крепежу для различных диаметров фланцев. Указанное техническое решение обеспечивает надежное крепление резьбовыми шпильками или болтами испытательной оснастки любых диаметров на поворотный стол и подвижную балку.

Возможен вариант технического решения, где исполнительное устройство осевых нагрузок может быть гидравлическим или пневматическим и/или электрическим имеет сферические наконечники с двух сторон, с помощью которых соединено штифтами через проушины с станиной и подвижной балкой. Указанное техническое решение обеспечивает применение любых устройств, позволяющих имитировать при испытаниях внешние осевые нагрузки на сжатие и растяжение, а применение сферических наконечников позволяет сохранить подвижность балки при надежном креплении исполнительного устройства.

Возможен вариант технического решения, где исполнительное устройство радиальных нагрузок может быть гидравлическим или пневматическим и/или электрическим имеет сферические наконечники с двух сторон, с помощью которых соединено штифтами через проушины с каркасом и подвижной балкой. Указанное техническое решение обеспечивает применение любых устройств, позволяющих имитировать при испытаниях внешние радиальные нагрузки, а применение сферических наконечников позволяет сохранить подвижность балки при надежном креплении исполнительного устройства.

Возможен вариант технического решения, где как минимум одна проушина каркаса имеет регулировку высоты соединения исполнительного устройства радиальных нагрузок. Указанное техническое решение обеспечивает горизонтальное расположение исполнительного устройства радиальных нагрузок, учитывая рабочую высоту в оси испытываемых шарниров разных диаметров с оснасткой и демпферными изоляционными температурными вставками, если последние требуются для проведения испытаний для имитации радиальных нагрузок, прикладываемых в горизонтальной плоскости перпендикулярно к вертикальной рабочей оси шарнира.

Возможен вариант технического решения, где датчик измерения силы воздействия осевых и радиальных исполнительных устройств на испытуемый шарнир является тензодатчиком. Указанное техническое решение обеспечивает измерение с какой силой воздействуют исполнительные устройства на шарнир, является простым решением с применением серийных тензодатчиков.

Возможен вариант технического решения, где датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира установлен на подвижной балке с упором в каркас и является тензодатчиком. Указанное техническое решение обеспечивает измерение с последующим расчетом момента вращения шарнира, является простым решением с применением серийных тензодатчиков.

Возможен вариант технического решения, где момент вращения поворотного стола передается на закрепленный на нем через оснастку ротор шарнира и в свою очередь момент сопротивления вращения статора относительно ротора шарнира уравновешивается реактивным моментом, который регистрируется тензодатчиком, установленным на подвижной балке и определяется расчетным путем по формуле M = F * d, где F - измеренная тензодатчиком сила, а d - расстояние от оси шарнира, закрепленного в оснастке на поворотной балке до точки приложения измеряемой тензодатчиком силы. Указанное техническое решение позволяет расчетным путем определить момента вращения шарнира.

Возможен вариант технического решения, где демпферные изоляционные температурные вставки устанавливаются на подвижную балку в местах возможного касания балки и каркаса, на заглушенные фланцы оснастки между поворотным столом и поворотной балкой. Указанное техническое решение предотвращает промерзание и обледенение подвижных частей стенда при проведении испытаний с применением испытательной среды с температурой ниже 0 гр. С и в особенности с криогенными температурами, а также при испытаниях с внешней средой с температурой ниже 0 гр. С. При этом демпферные изоляционные температурные вставки при испытаниях с температурой выше 0 гр. С могут быть сняты с испытательной оснастки, а на поворотной балке могут находится постоянно, ограничивая излишнюю подвижность балки относительно каркаса и снижая трение поверхностей балки о каркас при соприкосновениях.

Возможен вариант технического решения, где демпферные изоляционные температурные вставки могут устанавливаться при проведении испытаний с испытательной средой с температурой ниже 0 гр. С и в обязательном порядке с криогенными температурами и изготавливаются из массива твердых пород дерева, влагостойкой фанеры, политетрафторэтилена (ПТФЭ) и других материалов, препятствующих промерзанию и выдерживающие приложенные нагрузки к шарниру. Указанное техническое решение за счет применения специальных материалов снижает трение подвижной балки о каркас, обеспечивает надежность стенда и восприимчивость к большим нагрузкам, а также предотвращает промерзание и обледенение подвижных частей стенда при проведении испытаний с применением внешней и/или испытательной среды с температурой ниже 0 гр. С.

Возможен вариант технического решения, где стенд может управляться в ручном или автоматическом режиме управляющим устройством по заданной программе оператором с учетом информации от датчиков и выводом информации на информационный экран. Указанное техническое решение обеспечивает возможность управления стендом в ручном режиме, полуавтоматическом или автоматическом режиме в соответствии с программой и методикой испытаний в соответствии с заданной программой оператором и корректируя воздействия на испытуемый шарнир с учетом информации от датчиков.

Возможен вариант технического решения, где емкость испытательной среды может быть в составе стенда или внешним оборудованием и является сосудом, соответствующим характеристикам испытательной среды, который подсоединяется съемным трубопроводом через муфту разъемного соединения узлов подачи и слива испытательной среды к оснастке. Указанное техническое решение обеспечивает применение стенда с разными испытательными средами в зависимости от программы испытаний, для которых применимы разные по техническим характеристикам сосуды. В виду вращения шарнира, предусмотрены съемные трубопроводы (шланги, гибкая подводка), которые подключаются и отключаются от оснастки с помощью муфты разъемного соединения.

Возможен вариант технического решения, где исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления может быть в составе стенда или внешним оборудованием и является насосным оборудованием. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда и применение стенда с разными испытательными средами для проведения гидравлических или пневматических испытаний.

Возможен вариант технического решения, где механизмом исполнительного устройства с исполнительным устройством вращательного типа или исполнительным устройством с поступательным движением штока не применяются одновременно и каждый в отдельности является самостоятельным техническим решением. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда имитируя поворотные движение шарнира в соответствии с программой испытаний. При применении одного из механизмов исполнительного устройства, второе устройство должно быть отключено или снято и не должно участвовать в повороте шарнира. Возможно техническое решение, когда в составе стенда находится только один из вариантов механизма исполнительного устройства.

Возможен вариант технического решения, где датчик измерения силы воздействия осевых и радиальных исполнительных устройств может быть штокового типа - тензоось, Z или S образного типа или любой другой формы и типа. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда и применение серийных тензодатчиков, которые могут быть применимы в конструкции стенда.

Возможен вариант технического решения, где передача момента вращения от механизма исполнительного устройства к поворотному столу, закрепленному на подвижном кольце опорно-поворотного устройства, осуществляется зубчатой передачей, а также может быть цепной передачей или, ременной передачей, при этом в последнем случае возможна замена зубьев подвижного кольца опорно-поворотного устройства и шестерни на устройства с поверхностями, пригодными для применения ременных передач. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда и применение различных приводов для вращения шарнира при испытаниях.

Возможен вариант технического решения, где исполнительное устройство вращательного типа и исполнительное устройство с поступательным движением штока могут быть гидравлическими, пневматическими и/или электрическими. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда и применение различных исполнительных устройств для вращения шарнира при испытаниях.

Возможен вариант технического решения, где испытательная среда представляет собой: воду, воду с содержанием ингибиторов, воду с глицерином, смазочно-охлаждающую жидкость, воздух, инертные газы, сжиженные инертные газы с криогенными температурами и другие жидкие, газообразные (в том числе отпарной газ) и текучие продукты с учетом соблюдения техники безопасности. Указанное техническое решение обеспечивает универсальность стенда и возможность проведения гидравлических или пневматических испытаний с различными испытательными средами.

Краткий перечень чертежей

Техническое решение поясняется далее на примере конкретной конструкции заявляемого решения, однако должно быть понятно, что этот пример приведен исключительно с целью пояснения работы конструкции, и его не следует интерпретировать как ограничение объема конструкции.

на фиг. 1 - показан стенд для испытания шарниров с оснасткой для испытаний;

на фиг. 2 - показан установленный на стенде шарнир с оснасткой для испытаний;

на фиг. 3 - показан шарнир в сборе и шарнир (кассета шарнира) с оснасткой для испытаний;

на фиг. 4 - показан стенд для испытания шарниров;

на фиг. 5 - показан стенд для испытания шарниров вид с боку;

на фиг. 6 - показан стенд для испытаний шарниров с исполнительным устройством рычажного типа;

на фиг. 7 - показана условная гидравлическая / пневматическая схема испытаний шарниров, где:

поз. 1 - стенд для испытания шарниров;

поз. 2 - шарнир, кассета шарнира;

поз. 3 - оснастка для испытаний шарниров;

поз. 4 - каркас с основанием;

поз. 5 - станина;

поз. 6 - подвижная балка;

поз. 7 - узел слива испытательной среды;

поз. 8 - узел подачи испытательной среды;

поз. 9 - фланец статора, внутреннего кольца шарнира;

поз. 9.1 - фланец оснастки для испытаний шарниров идентичный фланцу поз. 9;

поз. 10 - фланец ротора, наружного кольца шарнира;

поз. 10.1 - фланец оснастки для испытаний шарниров идентичный фланцу поз. 10;

поз. 11 - исполнительное устройство осевой нагрузки;

поз. 12 - датчик измерения силы воздействия осевых нагрузок;

осевых нагрузок, тензодатчик осевых нагрузок;

поз. 13 - исполнительное устройство радиальных нагрузок;

поз. 14 - датчик измерения силы воздействия радиальных нагрузок;

поз. 15 - универсальная проушина с регулировкой высоты крепления исполнительного устройства радиальных нагрузок;

поз. 16 - поворотный стол с резьбовыми отверстиями для крепления оснастки;

поз. 17 - исполнительное устройство вращательного типа;

поз. 18 - опорно-поворотное устройство с шестеренчатыми зубьями;

поз. 19 - редуктор;

поз. 20 - шестерня;

поз. 21 - опора - крепления;

поз. 22 - датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира;

поз. 23 - демпферные изоляционные температурные вставки;

поз. 24 - рычаг поворота поворотного стола;

поз. 25 - исполнительное устройство с поступательным движением штока;

поз. 26 - емкость испытательной среды;

поз. 27 - исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления;

поз. 28 - узел удаления газа (воздуха);

поз. 29 - стяжка.

Осуществления технического решения

Шарнирное соединение трубопроводов (шарнир) - герметичный полый узел, обеспечивающий подвижное соединение двух труб трубопровода с вращением вокруг своей оси;

- Стенд для испытаний (испытательный стенд) - это оборудование, которое предназначено для специальных, контрольных, приемочных испытаний разнообразных объектов и оборудования, в частности: шарнирное соединение трубопроводов.

- Разные диаметры - под данными термином понимаются диаметры шарнира в диапазоне, но не ограничиваясь, от 50 до 700 мм, при этом для шарниров с диаметром больше указанного может быть применен аналогичный по конструкции и функционалу стенд, но рассчитанный на следующий диапазон диаметров шарниров от 600-1500 мм и т.д.

- Опорно-поворотное устройство - крупногабаритный подшипник для работы с большими осевыми и радиальными нагрузками, состоящий как минимум из двух колец, условно подвижного и условно не подвижного.

- Станина - основная неподвижная часть оборудования (в нашем случае стенда для испытаний), на которой размещаются остальные узлы и механизмы.

Заявляемое техническом решение испытательного стенда шарниров поясняется на фиг. 1-7, где показан стенд для испытания шарниров 1, который имеет каркас 4 с основанием, состоящий из четырех силовых колонн, установленных вертикально и жестко закрепленных сверху по периметру и снизу за основание для установки стенда на подготовленную горизонтальную поверхность. В нижней части каркаса 4 между двух колонн с одной и, с другой стороны, установлена станина 5. На станине жестко закреплено опорно-поворотное устройство 18 за неподвижное кольцо (статор), при этом на подвижное кольцо (ротор), имеющее шестеренчатые зубья, установлен и жестко закреплен поворотный стол 16 с расположенными на нем по окружностям с разными радиусами резьбовыми отверстиями, которые соответствуют диаметрам фланцев оснастки 3 испытываемых на стенде шарниров для крепления оснастки шпильками или болтами за фланцы разных диаметров с учетом требований различных стандартов по крепежу. Над станиной 5 расположена подвижная балка 6, на которой в одной оси с центром поворотного стола по окружностям с разными радиусами расположены резьбовые отверстия полностью идентичные поворотному столу и соответствующие диаметрам фланцев оснастки 3 испытываемых на стенде шарниров для крепления оснастки к балке шпильками или болтами за фланцы разных диаметров с учетом требований различных стандартов по крепежу.

Балка 6 с двух противоположных сторон имеет крепления, к которым закреплены исполнительные устройства осевых нагрузок 11, которые с другой стороны крепятся к станине 5 через штифт датчика измерения осевых нагрузок 12 (тензодатчик осевых нагрузок), который измеряет силу воздействия на шарнир исполнительного устройства осевых нагрузок 11 и передает сигнал на показометр и/или управляющее устройство (не показан на фиг. ).

Балка 6 имеет крепление, к которому крепится исполнительное устройство радиальных нагрузок 13, которое, с другой стороны, крепятся к универсальной проушине 15 через штифт датчика радиальной нагрузки 14 (тензодатчик радиальных нагрузок). Универсальная проушина имеет ряд вертикальных отверстий для перестановки штифта тензодатчика радиальных нагрузок в зависимости от типоразмера испытываемого шарнира и габаритов применяемой оснастки 3 таким образом, чтобы исполнительное устройство радиальных нагрузок 13 было в горизонтальной плоскости. Тензодатчик радиальных нагрузок измеряет силу воздействия на шарнир исполнительного устройства радиальных нагрузок 13 и передает сигнал на информационный экран и/или управляющее устройство (не показаны на фиг. ).

Вращение поворотного стола 16 в обе стороны вокруг его вертикальной оси может обеспечиваться двумя применимыми вариантами технического решения:

- В первом случае, вращение обеспечивается за счет исполнительного устройства 17 (гидравлическое, электрическое или пневматическое) вращательного типа, которое соединено с редуктором 19, обеспечивающим снижение скорости вращения и повышение момента вращения на выходном валу редуктора, который соединен с шестерней 20, которая вращает подвижное кольцо (ротор), имеющее шестеренчатые зубья опорно-поворотного устройства 18, что обеспечивает вращение поворотного стола 16 с закрепленным на нем оснасткой для испытаний 3 и шарнира 2. Исполнительное устройство 17, редуктор 19 с валом и шестерней 20 жестко закреплены на опоре крепления 20, которая жестко установлена на каркасе 4 и/или станине 5.

В первом случае, вращение шарнира (подвижной части шарнира - ротор) вокруг его оси обеспечивается в обе стороны с полным поворотом на угол более 360 гр. неограниченное или заданное количество раз оператором через управляющее устройство (не показан на фиг. ) или в обе стороны в случайном порядке на случайный или заданный угол поворота оператором через управляющее устройство (не показан на фиг. ) необходимое количество раз согласно плану испытаний шарнира.

- Во втором случае, вращение обеспечивается за счет исполнительного устройства 25 (гидравлическое, электрическое или пневматическое) с выдвигающимся штоком, которое закреплено с одной стороны за каркас 4 или станину 5, а с другой стороны соединено с рычагом поворота стола 24, который жестко закреплен с поворотным столом или оснасткой для испытания 3 шарниров. В данном случае вращение обеспечивается в обе стороны на максимальный ограниченный угол, обусловленный конструкцией механизма вращения. При этом в пределах максимального ограниченного угла, вращение обеспечивается в обе стороны в случайном порядке на случайный или заданный угол поворота оператором через управляющее устройство необходимое количество раз согласно плану испытаний шарнира.

В случае если на стенде испытания шарниров присутствуют оба варианта вращения поворотного стола, при применении любого из вариантов необходимо отсоединить другой вариант от вращения поворотного стола.

С одной из сторон подвижной балки 6 на расстоянии от центра оси крепления оснастки испытания шарниров, размещен как минимум один датчик измерения нагрузок для определения момента вращения 22 (тензодатчик), который сопряжен с каркасом 4 стенда. В момент поворота или в процессе вращения поворотного стола, подвижная балка, на которой закреплен статор шарнира 2 (условно неподвижное кольцо шарнира) закрепленное жестко через оснастку на этой балке, воспринимает крутящий момент поворотного стола и упирается датчиком 22 в каркас 4. Датчик 22 производит измерение силы. Электрический сигнал от датчика 22 передается на информационный экран и/или управляющее устройство, где с учетом расстояния от центра оси крепления оснастки испытания шарниров до датчика 22, определяется момент, с которым обеспечивается вращение испытываемого шарнира.

Для проведения испытаний шарниров с применением испытательной среды с температурой меньше 0 гр. С и в обязательном порядке при криогенных температурах применяются демпферные изоляционные температурные вставки 23 для предотвращения промерзания и обледенения подвижной балки 6 с каркасом 4, которые устанавливаются на с двух сторон параллельно на каждом конце подвижной балки. В случае применения датчиков 22 с характеристиками, позволяющими применение при отрицательных температурах, демпферные изоляционные температурные вставки 23 с одного конца подвижной балки могут быть сняты.

Шарнирное соединение трубопроводов, состоящее из шарнира - кассеты шарнира 2, которая имеет наружное условно подвижное кольцо - ротор и внутреннее условно неподвижное кольцо - статор, каждое кольцо имеет как минимум одну канавку качения шариков, образующую дорожку качения с шариками, а также уплотнители, фланец ротора 10 и фланец статора 9. Кассета шарнира 2 устанавливается в оснастку для испытаний шарниров 3, которая состоит из двух частей:

- статорная часть оснастки включает фланец оснастки 9.1 идентичный фланцу статора, узел подачи испытательной среды 8 с патрубком и клапаном, манометром и другими измерительными приборами (если требуется), узел (клапан) 28 удаления газа (воздуха) при гидравлических испытаниях и/или предохранительный клапан сброса давления с измерительными приборами (если требуется). Статорная часть оснастки жестко закрепляется за заглушенный фланец оснастки шпильками или болтами на подвижной балке 6, а с другой стороны, фланец 9.1. оснастки болтами крепится к статору шарнира. При испытаниях с применением испытательной среды с температурой ниже 0 гр. С допускается и обязательно с криогенными температурами испытательной среды устанавливаются демпферные изоляционные температурные вставки (не показано на фиг.) для предотвращения промерзания и обледенения при криогенных испытаниях.

- роторная часть оснастки включает фланец оснастки 10.1 идентичный фланцу ротора, узел слива испытательной среды 7 с патрубком, клапаном и измерительными приборами (если требуется). Роторная часть оснастки жестко закрепляется за заглушенный фланец оснастки шпильками или болтами на поворотном столе 16, а с другой стороны, фланец 10.1. оснастки болтами крепится к ротору шарнира. При испытаниях с применением испытательной среды с температурой ниже 0 гр. С допускается и обязательно с криогенными температурами испытательной среды устанавливаются демпферные изоляционные температурные вставки (не показано на фиг.) для предотвращения промерзания и обледенения при криогенных испытаниях.

В случае исполнения шарнира, где ротор и/или статор шарнира не имеет фланцевого болтового соединения, возможно применение оснастки с патрубками под приварку к ротору и статору или иную схему закрепления испытательной оснастки на роторе и статоре шарнира с креплением оснастки на стенде и сохранением всех функциональных приборов и элементов конструкции оснастки, необходимых для проведения испытаний, как описано в данном техническом решении.

С помощью исполнительного устройства 27 подачи испытательной среды и повышения давления через узел подачи испытательной среды 8 с патрубком и клапаном, манометром и другими измерительными приборами (если требуется) обеспечивается подача испытательной среды в шарнир 2, установленный в оснастке для испытаний из емкости или иного источника испытательной среды 26. С помощью клапана 28 при гидравлических испытаниях удаляют воздух (газ) или клапаном сбрасывают возникающие излишки давления, к примеру, - отпарной газ при криогенных испытаниях. С помощью узла слива испытательной среды 7 с патрубком и клапаном обеспечивается слив испытательной среды в емкость 26 или иной сосуд сбора испытательной среды.

Управляющее устройство (не показан на фиг.) обеспечивает как минимум визуализацию данных от измерительных приборов, заведенных на управляющее устройство с управлением в ручном режиме переключением режимов и как максимум обеспечивает управление стендом для проведения испытаний по заложенной оператором программе.

Заявленное техническое решение позволяет проводить испытания шарнирных соединений трубопроводов на работоспособность, безотказность и долговечность, проведение гидравлических и пневматических испытаний давлением с применением теплых и криогенных испытательных сред на прочность, плотность и герметичность в статическом и динамическом режиме с вращением и применением внешних радиальных и осевых нагрузок, а также обеспечивает:

- вращение подвижной части шарнира (ротора) вправо или влево на заданный угол поворота со сменой угла в случайном порядке и сменой угла поворота в заданном диапазоне;

- вращение подвижной части шарнира (ротора) вправо или влево на заданное количество оборотов вокруг оси шарнира;

- среднюю скорость вращения шарнира на угол в 1 градус за 1 секунду с возможностью увеличения или уменьшения скорости вращения;

- подачу и удаление испытательной среды для проведения гидравлических или пневматических испытаний в шарнир через испытательную оснастку;

- измерение давления испытательной среды, осевых и радиальных нагрузок, момента вращения шарнира и других параметров, необходимых для проведения испытаний;

- внешние осевые на сжатие и растяжение и радиальные нагрузки на шарнир с заданными параметрами;

- визуализацию измерений давления, приложенных внешних нагрузок, момента вращения и других параметров;

- испытания шарниров с разными диаметрами;

- возможность проведения испытаний с испытательной средой разной температуры в том числе криогенной температурой;

- проведение испытаний с применением оснастки разных типов с закреплением ее на стенде;

Применяемые в заявляемом техническом решении конструкции и узлы просты в эксплуатации, разборные и имеют возможность замены в случае выхода их из строя.

Похожие патенты RU2815984C1

название год авторы номер документа
ШАРНИРНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ДЛЯ ТРУБОПРОВОДОВ 2021
  • Вакулов Валерий Викторович
RU2777679C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ СЕТОК И СЕТОЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ НА РАСТЯЖЕНИЕ ВО ВСЕХ НАПРАВЛЕНИЯХ СЕТОЧНОГО ПЛЕТЕНИЯ 2020
  • Коновалов Евгений Андреевич
RU2742596C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ОБЪЕКТОВ НА КОМБИНИРОВАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК 2022
  • Можаева Елизавета Александровна
RU2796508C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ УЗЛОВ СТЕНДЕРА И СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ИСПЫТАНИЯМИ УЗЛОВ СТЕНДЕРА 2021
  • Айдумов Эльдар Насимович
  • Демченко Александр Юрьевич
  • Котиков Максим Михайлович
  • Милославская Светлана Владимировна
  • Фролов Кирилл Владимирович
  • Шарохин Виктор Юрьевич
RU2782171C1
Универсальная гидравлическая зажимная установка - стенд для позиционирования и герметизации фланцевой трубопроводной арматуры с настраиваемой системой зажима 2022
  • Галактионов Дмитрий Александрович
  • Галактионова Юлия Пантелеймоновна
RU2818609C2
СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ СИЛЬФОННЫХ КОМПЕНСАТОРОВ 2008
  • Кулухов Владимир Ильич
  • Кондратьев Андрей Анатольевич
  • Ойкина Любовь Федоровна
RU2367829C1
СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА КОМБИНИРОВАННОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВИБРАЦИОННЫХ И ЛИНЕЙНЫХ УСКОРЕНИЙ 2010
  • Толочек Вячеслав Николаевич
  • Субботин Сергей Григорьевич
  • Зуев Владимир Семёнович
  • Воеводин Юрий Владимирович
RU2431125C1
УСТРОЙСТВО ПРЕЦИЗИОННОЙ КАЛИБРОВКИ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ С РЕШЁТКОЙ БРЭГГА 2020
  • Ямцов Анатолий Викторович
  • Либо Алла Михайловна
  • Низов Игорь Михайлович
  • Терешин Виктор Титович
  • Старков Юрий Александрович
  • Шанаурин Анатолий Михайлович
  • Крашенинников Андрей Валентинович
  • Дробот Игорь Леонидович
  • Дудковский Владимир Игоревич
RU2728725C1
Универсальное нагрузочное устройство 2023
  • Шершаков Михаил Сергеевич
  • Гукасян Сурен Гургенович
  • Климов Вячеслав Сергеевич
  • Гераськин Владимир Валентинович
  • Ананьева Виктория Геннадиевна
RU2818443C1
Тягоизмерительное устройство для испытаний жидкостных ракетных двигателей малой тяги в импульсных режимах работы 2019
  • Рыжков Владимир Васильевич
  • Гуляев Юрий Иванович
RU2711813C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 815 984 C1

Реферат патента 2024 года СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ШАРНИРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ТРУБОПРОВОДОВ

Настоящее техническое решение относится к области испытательной техники и предназначено для испытаний шарнирных соединений трубопроводов на работоспособность, безотказность и долговечность, проведения гидравлических и пневматических испытаний давлением с применением теплых и криогенных испытательных сред на прочность, плотность и герметичность в статическом и динамическом режиме с вращением шарнирных соединений и применением внешних радиальных и осевых нагрузок. Техническое решение вышеприведенной задачи, решается за счет разработки стенда для испытаний шарнирных соединений трубопроводов содержащего каркас, состоящим как минимум из двух колонн с основанием снизу и стяжками сверху, станиной, на которой закреплено опорно-поворотное устройство за неподвижное кольцо, при этом на подвижное кольцо установлен и закреплен поворотный стол, над самой станиной расположена подвижная балка, на которой в одной оси с центром поворотного стола по окружностям с разным радиусом расположены резьбовые отверстия для крепления разных диаметров фланцев оснастки, которая включает в себя измерительные приборы, узел подачи и слива испытательной среды и узел удаления газа и являющейся частью стенда для испытаний шарниров и крепления их к балке и поворотному столу, при этом последний вращается в обе стороны относительно своей оси механизмом исполнительного устройства, а подвижная балка в вертикальной плоскости соединена с станиной как минимум одним исполнительным устройством осевых нагрузок и соединена с каркасом в горизонтальной плоскости как минимум одним исполнительным устройством радиальных нагрузок, при этом каждое исполнительное устройство осевых и радиальных нагрузок имеет датчик измерения силы, при этом в заявленную конструкцию стенда входит как минимум одни датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира, демпферные изоляционные температурные вставки, управляющее устройство с информационным экраном, а также исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления и емкость испытательной среды. 31 з.п. ф-лы, 7 ил.

Формула изобретения RU 2 815 984 C1

1. Стенд для испытания шарнирных соединений трубопроводов, содержащий каркас, состоящим как минимум из двух колонн с основанием снизу и стяжкой сверху, станиной, на которой закреплено опорно-поворотное устройство за неподвижное кольцо, при этом на подвижное кольцо установлен поворотный стол, над самой станиной расположена подвижная балка, на которой в одной оси с центром поворотного стола по окружностям с разным радиусом расположены резьбовые отверстия для крепления разных диаметров фланцев оснастки, которая включает в себя измерительные приборы, узел подачи и слива испытательной среды и узел удаления газа и являющейся частью стенда для испытаний шарниров и крепления их к балке и поворотному столу, при этом последний вращается в обе стороны относительно своей оси механизмом исполнительного устройства, а подвижная балка в вертикальной плоскости соединена со станиной как минимум одним исполнительным устройством осевых нагрузок и соединена с каркасом в горизонтальной плоскости как минимум одним исполнительным устройством радиальных нагрузок, при этом каждое исполнительное устройство осевых и радиальных нагрузок имеет датчик измерения силы, при этом в заявленную конструкцию стенда входит как минимум одни датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира, демпферные изоляционные температурные вставки, управляющее устройство с информационным экраном, а также исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления и емкость испытательной среды.

2. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что механизм исполнительного устройства представляет собой опору - крепление, жестко соединенное с станиной и каркасом стенда, на которой размещены исполнительное устройство вращательного типа, соединенное валом с редуктором снижения скорости и увеличения момента вращения на выходном валу с установленной шестерней, которая входит в зацепление с зубьями подвижного кольца опорно-поворотного устройства.

3. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что механизм исполнительного устройства может представлять собой рычажный механизм, где рычаг поворота закреплен за поворотный стол или оснастку для испытаний шарниров и приводится в движение исполнительным устройством с поступательным движением штока, закрепленным, с другой стороны, на каркасе или станине стенда.

4. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что оснастка состоит из двух частей, между которыми устанавливается испытываемый шарнир, имеющий ротор и статор, при этом верхняя часть оснастки, которая крепится к статору шарнира, с противоположной стороны имеет заглушенный фланец, который крепится к подвижной балке, а нижняя часть оснастки крепится к ротору шарнира и с противоположной стороны имеет заглушенный фланец, который крепится к поворотному столу.

5. Стенд по пп. 1 и 4, отличающийся тем, что крепление фланцев оснастки к подвижной балке и поворотному столу осуществляется шпильками или болтами соответствующих диаметров с учетом требований различных стандартов по крепежу для различных диаметров фланцев.

6. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что измерительные приборы, размещенные на оснастке, являются, но не ограничиваются как минимум одним манометром и в зависимости от программы испытаний могут включать в себя как минимум один термометр и другие измерительные приборы.

7. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что узел подачи и слива испытательной среды имеет клапан и муфту разъемного соединения съемных трубопроводов, при этом первый узел обеспечивает подачу испытательной среды с необходимым давлением от источника с открытым клапаном и перекрытие потока с закрытым клапаном, а второй удаление испытательной среды в открытом положении клапана и удержание среды с подъемом давления в закрытом положении.

8. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что узел удаления газа расположен в верхней точке испытательной оснастки имеет в своем составе клапан ручного и/или автоматического управления, обеспечивающий в открытом положение удаление газа при гидравлических испытаниях, а в закрытом удержание испытательной среды.

9. Стенд по п. 1, 6-8, отличающийся тем, что измерительные приборы могут устанавливаться как минимум на узле подачи испытательной среды, а также, по необходимости, на узлах слива и удаления газа между стенкой оснастки и клапаном.

10. Стенд по п. 1 и. 8, отличающийся тем, что газ является, но не ограничивается воздухом, инертным газом, отпарным газом, полученным испарением испытательной среды при криогенных или иных испытаниях, а также иные газы, не являющиеся самой испытательной средой при пневматических испытаниях.

11. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что каркас выполнен с основанием, состоящим как минимум из двух силовых колонн, установленных вертикально и жестко закрепленных сверху стяжкой по периметру и снизу за основание для установки стенда на подготовленную горизонтальную поверхность.

12. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что станина установлена по нижней части каркаса между двух силовых колонн.

13. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что подвижное кольцо опорно-поворотного устройства выполнено с зубьями.

14. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что поворотный стол, имеет резьбовые отверстия, расположенные по окружностям с разным радиусом и единым центром для крепления фланцев оснастки разного диаметра.

15. Стенд по п. 1 и 14, отличающийся тем, что ось центра поворотного стола является осью окружностей с разными радиусами, на которых выполнены резьбовые отверстия поворотной балки и является осью закрепленного в испытательной оснастке шарнира независимо от его диаметра.

16. Стенд по п. 1, 5 и 14, отличающийся тем, что резьбовые отверстия поворотного стола и подвижной балки имеют разный диаметр, соответствующий диаметру резьбовых шпилек или болтов и учитывающих требования различных стандартов по крепежу для различных диаметров фланцев.

17. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что исполнительное устройство осевых нагрузок может быть гидравлическим или пневматическим и/или электрическим имеет сферические наконечники с двух сторон, с помощью которых соединено штифтами через проушины с станиной и подвижной балкой.

18. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что исполнительное устройство радиальных нагрузок может быть гидравлическим или пневматическим и/или электрическим имеет сферические наконечники с двух сторон, с помощью которых соединено штифтами через проушины с каркасом и подвижной балкой.

19. Стенд по п. 1 и 18, отличающийся тем, что как минимум одна проушина каркаса имеет регулировку высоты соединения исполнительного устройства радиальных нагрузок.

20. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что датчик измерения силы воздействия осевых и радиальных исполнительных устройств на испытуемый шарнир является тензодатчиком.

21. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что датчик измерения силы для определения момента вращения шарнира установлен на подвижной балке с упором в каркас и является тензодатчиком.

22. Стенд по п. 1 и 21, отличающийся тем, что момент вращения поворотного стола передается на закрепленный на нем через оснастку ротор шарнира и в свою очередь момент сопротивления вращения статора относительно ротора шарнира уравновешивается реактивным моментом, который регистрируется тензодатчиком, установленным на подвижной балке и определяется расчетным путем по формуле M = F * d, где F - измеренная тензодатчиком сила, а d - расстояние от оси шарнира, закрепленного в оснастке на поворотной балке до точки приложения измеряемой тензодатчиком силы.

23. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что демпферные изоляционные температурные вставки устанавливаются на подвижную балку в местах возможного касания балки и каркаса, на заглушенные фланцы оснастки между поворотным столом и поворотной балкой.

24. Стенд по п. 1 и 23, отличающийся тем, что демпферные изоляционные температурные вставки могут устанавливаться при проведении испытаний с испытательной средой с отрицательными температурами и в обязательном порядке с криогенными температурами и изготавливаются из массива твердых пород дерева, влагостойкой фанеры, политетрафторэтилена (ПТФЭ) и других материалов, препятствующих промерзанию и выдерживающие приложенные нагрузки к шарниру.

25. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что может управляться в ручном или автоматическом режиме управляющим устройством по заданной программе оператором с учетом информации от датчиков и выводом информации на информационный экран.

26. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что емкость испытательной среды может быть в составе стенда или внешним оборудованием и является сосудом, соответствующим характеристикам испытательной среды, который подсоединяется съемным трубопроводом через муфту разъемного соединения узлов подачи и слива испытательной среды к оснастке.

27. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что исполнительное устройство подачи испытательной среды повышения давления может быть в составе стенда или внешним оборудованием и является насосным оборудованием.

28. Стенд по п. 1-3, отличающийся тем, что механизмом исполнительного устройства с исполнительным устройством вращательного типа или исполнительным устройством с поступательным движением штока не применяются одновременно и каждый в отдельности является самостоятельным техническим решением.

29. Стенд по п. 1 и 20, отличающийся тем, что датчик измерения силы воздействия осевых и радиальных исполнительных устройств может быть штокового типа - тензоось, Z или S образного типа или любой другой формы и типа.

30. Стенд по п. 1, 2 и 13, отличающийся тем, что передача момента вращения от механизма исполнительного устройства к поворотному столу, закрепленному на подвижном кольце опорно-поворотного устройства, осуществляется зубчатой передачей, а также может быть цепной передачей или, ременной передачей, при этом в последнем случае возможна замена зубьев подвижного кольца опорно-поворотного устройства и шестерни на устройства с поверхностями, пригодными для применения ременных передач.

31. Стенд по п. 2, 3, отличающийся тем, что исполнительное устройство вращательного типа и исполнительное устройство с поступательным движением штока могут быть гидравлическими, пневматическими и/или электрическими.

32. Стенд по п. 1, отличающийся тем, что испытательная среда представляет собой: воду, воду с содержанием ингибиторов, воду с глицерином, смазочно-охлаждающую жидкость, воздух, инертные газы, сжиженные инертные газы с криогенными температурами и другие жидкие, газообразные (в том числе отпарной газ) и текучие продукты с учетом соблюдения техники безопасности.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2024 года RU2815984C1

Стенд для испытаний трубопроводной арматуры, ее элементов и фитингов на прочность, плотность и герметичность затвора 2018
  • Сейнов Сергей Владимирович
  • Сейнов Юрий Сергеевич
  • Новиков Александр Федорович
RU2670675C9
CN 106404306 A, 15.02.2017
CN 204679225 U, 30.09.2015
CN 105675227 A, 15.06.2016.

RU 2 815 984 C1

Авторы

Вакулов Валерий Викторович

Готье Евгений Васильевич

Даты

2024-03-25Публикация

2023-08-31Подача