Стенд для испытания уплотнений Советский патент 1985 года по МПК F16J15/00 

Изобретение относится к уплотнительной технике и может быть исполь зовано .для испытания уплотнений поршней и цилиндров насосов, перекачивающих жидкие агрессивные и абр эивиые рабочие среды, например буровых насосов. Цель изобретения - повышение на|дежности работы стенда путем непрерывной прокачки рабочей среды без давления через полость между уплотнениями. На чертеже показана схема стенда Стенд состоит из основного цилин дра. 1, поршня 2 с канавками 3, в ко торые уста авлнваются испытываемые уплотнения 4, кольцевой полости 5 между уплотнениями, привода 6 цилинд ра 1, например, в виде кривошипношатунного механизма, средства 7 для создания давления в полости 5 (нагрузочного устройства), разделителя 8 жидкостей, двухпозиционного гидрь распределителя 9, системы циркуляци рабочей среды черкез полость 5 и сред ства для согласованной работы приво да и нагрузочного устройства. Средство 7 для создания давления выполнено в виде насосно-аккумулято ной станции, состоящей из насоса 10 электродвигателя 11 насоса, пневмогидроаккумулятора 12, связанного с насосем через обратньй клапан 13, электроконтактного манометра 14, электрически связанного с электродвигателем 11, и трубопроводов, в т числе сливного - 15. Разделитель 8 жидкостей выполнен в виде Двух цилиндров 16 и 17 одностороннего действия, штоки 18 которых соединены между собой. Полость цилиндра 16 заполнена рабочей жидкостью насосно-аккумуляторной станции, например, минерапьным масло а поршневая полость цилиндра 17 рабочей жидкостью, на которой испытываются уплотнения А. Система циркуляции рабочей среды содерзййт бак 19 для среды с наддувом сжатым воздухом низкого давления, дополнительный цилиндр 20, связанный штоком с поршнем 2, Два обратных кла . пана 21 и 22 в гидравлических линиях, соединяюпщх бак 19, дополнительньй цилиндр 20, полость 5 между испы тываемьо уплотнениями, управляемьй обратный клапан 23 в линии, связыва ющей бак с полостью 5, а также обратные клапаны 24 и 25, через которые соединяются поршневая полость цилиндра 17 разделителя 8 жидкостей с полостью 5 и с баком 19. Средство для согласованной работы привода и нагрузочного устройства выполнено на основе электрических элементов и содержит электромагниты 26 и 27 золотника гидрораспределителя 9 и толкателя управляемого обратного клапана 23 соответственно которые связаны с источником 28 питания, нормально открытым - 29 и нормально закрытым 30 конечными выключателями, взаимодействующими с приводом посредством упора 31, реле 32 с нормально открытым контактом 33, блокирующим выключатель 29, и выключатель 34. Стенд работает следующим образом. В исходном положении пневмогидроаккумулятор 12 незаряжен, привод 6 не работает j штоки 1,8 разделителя опущены вниз, и пор1шневая полосТь цилиндра 16 залита рабочей жидкостью насосно-аккумуляТорной Станции. Бак 19 заливают рабочей средой и подключают к нему сжатый воздух низкого давления. Включают выключатель 34, в результате чего включаются электромагниты 26 и 27 гидрораспределителя 9 и клапана 23. При этом гидрораспределитель 9 переключается в -. положение, соединякмцее поршневую полость цилиндра 16 разделителя 8 жидкостей со сливным трубопроводом 15, а клапан 23 открывается. Под действием сжатого воздуха рабочая жидкость из бака через обратный клапан 25 перетекает в поршневую полость цилиндра 17, заполняя ее, и поднимает шток 18 до верхнего крайнего положения. Затем выключатель 34 отключают (гидрораспределитель 9 и клапан 23 становятся в исходное положение) и включают электродвигатель 11, в результате чего начинает работать насос 10j закачивая через обратный клапан 13 рабочую жидкость в пневмогидроаккумулятор 12. При достижении в аккумуляторе требуемого давления (давления испытания) электроконтактный манометр 14 отключает электродвигатель 11 и, следовательно, насос 10. Давление жидкости от аккумулятора чевез гидрораспределитель 9, разделитель 8 жидкостей и обратньй клапан 24 передается в полость 5 между испытываемьв и уплотнениями. Переток рабочей жидкости из поршневой полости цилиндра 17 в бак 19 исклЬчается обратными клапанами 22, 23 и 25

Далее включают, привод 6, осуществляющий возвратно-поступательные перемещения поршня 2 с испытываемыми уплотнениями 4. Нагрузка уплотнений циклическим давлением и циркуляция рабочей лоидкости через кольцевую полость 5 между уплотнениями осуществляется следующим образом.

При движении поршня влево (рабочий ход) испытываемые уплотнения находятся под давлением рабочей жидкости от пневмогидроаккумулятора 12. Вместе с поршнем 2 перемещается и поршень дополнительногоцилиндра 20. Рабочая жидкость из бака 19 через обратный клапан 21 заполняет цилиндр 20. При подходе к крайнему левому положению упор 31 привода воздействует на ко-, нечный выключатель 29 и замыкает его. В результате этого электромагнит 26 переключа;ет гидрорас пред елитель 9 в положение, соединяющее поршневую полость цилиндра 16 со сливом а злёктроматнит 27 открывает клапан 23. При этом полость 5 между испытываемыми уплотнениями разгружается от давления рабочей жидкости. Одновременно реле 32, оказавшись под напряжением, замыкает контакт 33, кото- рый блокирует выключатель 29.

При перемещении поршня вправо (хо лостой ход) рабочая жидкость из цилиндра 20 через обратньй клапан 22, полость 5 и обратный клапан 23 перетекает в бак 19. Таким образом, осуществляется перекачка жидкости через полость между испытываемьми уплотнениями. При подходе к крайнему правому положению упрр 31 размыкает конечный выключатель 30, в результате чего электромагниты 26 и 27 и реле 32 обесточиваются. Гидрораспределитель 9 переключается в положение, соединяющее разделитель 8 жидкостей с пневмогидроаккумулятором 12, управляемый обратный клапан 23 закрывается, контакт 33 реле 32 открывается. Уплотнения нагружаются рабочим давлением и остаются под этим давлением при рабочем ходе поршня. Далее цикл повторяется.

Таким образом, перекачивание абразивной и агрессивной.срейы цилиндром 20 осуществляется без давления, на которое испытываются уплотнения. Поэтому подвижные уплотнения цилиндра, например уплотнения поршня, не подвергаются интенсивному износу, что исключает утечки рабочей среды через них и частую лереборку цилиндра, и повьш1ается надежность работы стенда.

Исполнение нагрузочного устройства в виде насосно-аккумуляторной станции обеспечивает стабильное поддержание в полости 5 независимо от утечек, что приближает условия испытаний к реальным условиям эксплуатации уплотнений.

Через разделитель 8 жидкости обеспечивается только статическое поддержание заданного давления на испытываемые уплотнения 4. Перемещение штока 18 вниз под давлениемимеет место только при утечке рабочей среды 1ерез испытьшаемые уплотнения и клапаны 22, 23 и 25./Поэтому уплотнения поршня, герметизирующего поршневую полость, в этом смысле работают в щадящих условиях.

В случае, если на рабочем ходе стенда из-за наличия утечек через испытываемые уплотнения или клапаны 22, 23 и 25 шток 18 опустится вниз, то на холостом ходе под действием давления сжатого воздуха рабочая жидкость из бака 19 через обратный клапан 25 поступит в поршневую полость цилиндра 17 и поднимет шток 18 до верхнего крайнего положения. Таким образом, восполнение утечек рабочей среды в гидросистеме происходит автоматически. Автоматически посредством электроконтактного манометра 14 осуществляется поддержание постоянного давления в пневмогИдроаккумуляторе 12.

Таким образом, в автоматическом режиме работает весь стенд. Роль оператора при испытаниях на стенде сводится только к периодическому контролю параметров зиадкости в баке и давления жидкости на испытываемых уплотнениях. 1 J,4 2

1, СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ УПЛОТНЕНИЙ, содержащий основной ци- линдр с канавками под уплотнения и полостью между ними, средство для создания давления в упомянутой полости, бак для рабочей жидкости, дополнительньй цилиндр, обратные клапаны, установленные во впускной и сливной гидравлических линиях, и привод цилиндров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности работы стенда путем непрерывной прокачки рабочей среды без дав- ления через полость между уплотнениями, стенд снабжен гидрораспределителем и разделителем жидкостей в виде двух цилиндров одностороннего действия с общим, штоком, средство для для создания давления выполнено в виде насосно-аккумуляторной станции, при этом поршневая полость одного из цилиндров разделителя жидкостей связана с насосно-аккумуляторной станцией через гидрораспределитель, а поршневая полость другого цилиндра через обратный клапан соединена с полостью между уплотнениями, причем в гидравлической линии слива установден управляемый обратньй клапан связывающий полость между уплотнениями с баком для рабочей жидкости. 2. Стенд по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью автомасл тизации работы стенда, золотник гидрораспределителя и толкатель управляемого обратного клапана связаны с приводом цилиндров электрически. 3. Стенд по п. 1,отличающ и и.с я тем, что, с целью компенсации утечек, бак с рабочей жидкосел тью вьшолнен с наддувом и через сх с обратный клапан соединен с разделителем жидкостей.