Стенд для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик Российский патент 2024 года по МПК G01M3/28 

Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре забортного исполнения и предназначено для обеспечения проведения испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик в условиях производства.

Необходимость проведения испытаний обуславливается тем, что конструктивно изделие, адаптированное к эксплуатации в окружении проводимой среды, может не подходить для проведения испытаний на определение расходных характеристик в условиях атмосферного давления. При этом адаптация конструкции для проверок расходных характеристик в условиях атмосферного давления возможна, но это приводит к дополнительному увеличению массогабаритных характеристик изделия, что часто противоречит требованиям, предъявляемым к арматуре.

В настоящее время на предприятиях, проводящих подобные испытания, регулирующая (дроссельная) трубопроводная арматура забортного исполнения проверяется в соответствии с определёнными программами и методиками испытаний и с использованием следующей схемы: на вход испытываемого изделия подаётся проводимая среда. При этом обеспечивается замер характеристик регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры с помощью расходомера и двух манометров, установленных на трубопроводах, подключённых к входу и выходу испытываемого изделия, и фиксирующих перепад проводимой среды до и после испытываемого изделия.

Недостатком подобной схемы проверки является то, что могут испытываться изделия с запасом прочности, обеспечивающим сохранение целостности испытываемого изделия при воздействии избыточного давления внутри по отношению к давлению окружающей среды. При этом при условиях эксплуатации регулирующая (дроссельная) трубопроводная арматура, принимающая среду из забортного пространства, испытывает только сжимающие нагрузки, так как из-за дросселирования проводимой среды давление окружающей среды становится избыточным по отношению к давлению в проточной части.

С учётом того, что конструкции лучше воспринимают внешнее избыточное давление нежели избыточное внутреннее, при проектировании регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения массогабаритные характеристики испытываемого изделия можно снизить, но при этом возникает проблема обеспечения испытаний изделия для подтверждения его характеристик. Подобная схема проверки является наиболее близкой по совокупности признаков к заявляемому техническому решению и выбрана за прототип.

Известен стенд для испытаний фильтров скважинных насосных установок (патент №2687690, опубликовано 15.05.2019 г.), содержащий вертикальную обсадную колонну, внутри которого установлен испытываемый фильтр с предохранительным клапаном, трубопроводы с задвижками, насос, манометр, установленный на нагнетательном трубопроводе насоса, дозатор механических примесей и шламосборник. Фильтр напрямую соединён со всасывающим трубопроводом насоса, оборудованным мановакуумметром. Обсадная колонна заполнена моделирующей жидкостью и связана с нагнетателем, предназначенным для создания избыточного давления. Нагнетатель оборудован манометром, обратным клапаном и предохранительным клапаном с регулируемой затяжкой пружины. Шламосборник подключён к обсадной колонне через трубопровод с задвижкой.

Недостаток данного стенда заключается в том, что воссоздаваемые им условия адаптированы под режим эксплуатации фильтров скважинных насосных установок, но при этом не обеспечивают режим эксплуатации регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения.

Задачей заявляемого технического решения является разработка стенда для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной аппаратуры забортного исполнения с обеспечением моделирования условий эксплуатации, не имеющего недостатков приведённых выше аналогов.

Техническим результатом является разработка стенда для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик, позволяющего снизить нагрузки на испытываемое изделие в процессе проводимых испытаний, в условиях, имитирующих условия эксплуатации изделия, тем самым позволяющего проводить испытания изделий с минимальными массогабаритными характеристиками, при проектировании которых не закладывается избыточный запас прочности.

Технический результат достигается за счёт применения специального стенда для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик, содержащего входной и выходной трубопроводы, два манометра, расходомер, насосную установку и герметичную камеру, состоящую из корпуса с тремя разъёмами, один из которых совместим с переходником, содержащим разъём под испытываемое изделие, а два других соединены с входным и выходным трубопроводами, и крышки. При этом отверстия в разъёме корпуса герметичной камеры и в переходнике должны быть равны и совместимы для подключения выходного трубопровода, и зазор между испытываемым изделием и стенками герметичной камеры должен быть достаточным для свободного протекания проводимой среды.

Сущность изобретения подтверждается графическим изображением - Фиг. 1, на котором представлена схема стенда для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной аппаратуры забортного исполнения на определение расходных характеристик.

Стенд для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной аппаратуры забортного исполнения на определение расходных характеристик содержит:

- герметичную камеру, состоящую из корпуса 1, содержащего разъём 2 для совмещения с переходником 3, разъём 4 для подключения входного трубопровода 6 и разъём 5 для подключения выходного трубопровода 7, и крышки 8. При этом отверстия в разъёме 5 корпуса 1 герметичной камеры и в переходнике 3 должны быть равны и совместимы для подключения выходного трубопровода 7, а также зазор между испытываемым изделием 11 и стенками герметичной камеры должен быть достаточным для свободного протекания проводимой среды. Герметичность камеры обеспечивается применением уплотнительного элемента 9 между корпусом 1 и крышкой 8;

- переходник 3, представляющий собой деталь, содержащую разъем 10 для размещения испытываемого изделия 11, и разъем 12, обеспечивающий установку переходника 3 в корпусе 1 герметичной камеры. Герметичность узла соединения корпуса 1 с переходником 3 обеспечивается применением уплотнительного элемента 13. Герметичность узла соединения испытываемого изделия 10 с переходником 3 обеспечивается применением уплотнительного элемента 14;

- насосную установку 15 и расходомер 16;

- манометры 17 и 18, подключённые к входному 6 и выходному 7 трубопроводам.

В качестве уплотнительных элементов 9, 13 и 14 оптимально использовать резиновые уплотнители, но могут быть применимы уплотнители и из других материалов, таких как каучук, силикон, полиуретан и др.

Испытываемое изделие 11 содержит в себе разъёмы для входа 19 и выхода 20 проводимой среды.

Стенд для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной аппаратуры забортного исполнения на определение расходных характеристик работает следующим образом.

Испытываемое изделие 11 разъёмом 20 устанавливается на разъём 10 переходника 3. После чего переходник 3 разъёмом 12 устанавливается на разъём 2 корпуса 1 герметичной камеры. На корпус 1 герметичной камеры устанавливается крышка 8 с уплотнительным элементом 9. К разъёмам 4 и 5 корпуса 1 герметичной камеры подключаются входной 6 и выходной 7 трубопроводы с манометрами 17, 18 и расходомером 16. К входному трубопроводу 6 подключается насосная установка 15. Во внутреннюю полость герметичной камеры посредством насосной установки 15 подаётся проводимая среда, которая в свою очередь поступает из пространства между внутренними стенками герметичной камеры и испытываемым изделием 11 на входной разъём 19 испытываемого изделия 11, и, проходя через испытываемое изделие 11, через выходной разъём 20 попадает в выходной трубопровод 7.

При этом подвод проводимой среды при испытаниях осуществляется таким образом, чтобы проводимая среда одновременно поступала бы на вход 19 испытываемого изделия 11 и в окружающее пространство (зазор между испытываемым изделием 11 и стенками герметичной камеры). Тем самым происходит имитация условий эксплуатации изделия, и возникающие на его конструктивные элементы нагрузки аналогичны нагрузкам, испытываемым изделием в процессе эксплуатации.

Фиксация параметров проводимой среды осуществляется посредством расходомера 16, манометров 17 и 18, на основании которых делаются выводы о соответствии испытываемого изделия 11 расчётным характеристикам.

На основании проведённых испытаний было доказано, что конструкция данного стенда работоспособна и обеспечивает проведение испытаний регулирующей (дроссельной) арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к трубопроводной арматуре забортного исполнения и предназначено для обеспечения проведения испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик в условиях производства. Стенд для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик содержит входной и выходной трубопроводы, два манометра, расходомер, насосную установку и герметичную камеру, состоящую из корпуса с тремя разъёмами, один из которых совместим с переходником, содержащим разъём под испытываемое изделие, а два других соединены с входным и выходным трубопроводами, и крышки. При этом отверстия в разъёме корпуса герметичной камеры и в переходнике должны быть равны и совместимы для подключения выходного трубопровода, и зазор между испытываемым изделием и стенками герметичной камеры должен быть достаточным для свободного протекания проводимой среды. Технический результат - разработка стенда для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик, позволяющего снизить нагрузки на испытываемое изделие в процессе проводимых испытаний, в условиях, имитирующих условия эксплуатации изделия, тем самым позволяющего проводить испытания изделий с минимальными массогабаритными характеристиками, при проектировании которых не закладывается избыточный запас прочности. 1 ил.

Стенд для испытаний регулирующей (дроссельной) трубопроводной арматуры забортного исполнения на определение расходных характеристик, содержащий входной и выходной трубопроводы, два манометра, расходомер и насосную установку, отличающийся тем, что включает герметичную камеру, состоящую из корпуса с тремя разъёмами, один из которых совместим с переходником, содержащим разъём под испытываемое изделие, а два других соединены с входным и выходным трубопроводами, и крышки, при этом отверстия в разъёме корпуса герметичной камеры и в переходнике должны быть равны и совместимы для подключения выходного трубопровода, и зазор между испытываемым изделием и стенками герметичной камеры должен быть достаточным для свободного протекания проводимой среды.