Устройство для испытания полых изделий на прочность Советский патент 1987 года по МПК G01N3/12 

Изобретение относится к технике испытаний на прочность давления, а именно к испытаниям полых изделий, например трубопроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением и может быть использовано в теплоэнергетике и металлургической промышленности для высокотемпературных испытаний полых изделий на работоспособность.

Цель изобретения - повышение надежВнутри нагревательной камеры 26 установлен датчик 27 температуры. Выход дополнительного регулятора расхода через клапан 28 и патрубок 29 соединен с накопительной емкостью 30, в которой установлены датчик 31 температуры и датчики 32 и 33 давления.

Накопительная емкость 30 установлена внутри нагревательной камеры 34, а между внутренней стенкой нагревательной камености испытаний путем приближения уело- 10 ры 34 и наружной поверхностью накопивий испытаний к эксплуатационным за счет создания сквозного принудительного движения пара в испытуемом трубопроводе, а также за счет возможности регулирования периода воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода по замкнутой тепловой схеме.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 и 3 - то же, с различными вариантами выполнения дополнительного регулятора расхода; на фиг. 4 - сечение А-А на фиг. 2.

Устройство для испытания полых изделий на прочность содержит нагревательную камеру 1 с испытуемым трубопроводом 2, который через трубопровод 3 и клапан 4 соединен с камерой 5 давления парогенератора, а через дополнительный клапан 6, трубопровод 7 и клапан 8 - с камерой 9 расхода парогенератора.

тельной емкости 30 размещен датчик 35 температуры.

Выход из накопительной емкости 30 через трубопровод 36, клапан 37, дроссельную шайбу 38, трубопровод 39 соединен с каме- 5 рой 5 давления парогенератора, а через трубопровод 40, клапан 41, дроссельную шайбу 42, трубопровод 43 - с камерой 9 расхода парогенератора.

Система автоматического регулирования 20 при испытании полых изделий на прочность с использованием дополнительного регулятора расхода, выполненного в виде много- виткового спирального трубопровода (фиг. 1), включает первую логическую схему И 44, вход которой соединен с датчи- 25 ком 16 давления. Вход второй логической схемы И 45 соединен с датчиком 15 температуры, а выход - с клапаном 4.

Входы третьей логической схемы И 46 соединены с датчиком 22 давления, с датчиком 32 давления, с выходом первой логической схемы И 44. Датчик 16 давления соединен с входом четвертой логической схемы И 47.

Внутри испытуемого трубопровода 2 установлен замкнутый патрубок 10 ромбоид- - ной формы (балластное тело) с зазором а между патрубком 10 и стенкой испытуемого трубопровода 2. На поверхности испытуемого трубопровода 2 установлен датчик 11 температуры и датчик 12 давления пара, а внутри нагревательной камеры 1 - дат- чик 13 температуры.

Камера 5 давления парогенератора установлена внутри нагревательной камеры 14, а внутри камеры 5 давления установлены

Входы третьей логической схемы И 46 соединены с датчиком 22 давления, с датчиком 32 давления, с выходом первой логической схемы И 44. Датчик 16 давления соединен с входом четвертой логической схемы И 47.

Входы пятой логической схемы И 48 соединены с датчиком 19 температуры и датчиком 20 давления.

Датчик 15 температуры и датчик 16 давления соединены с входами шестой логической схемы И 49.

Один вход первой логической схемы НЕ 50 соединен с выходом третьей логичедатчик 15 температуры и датчик 16 давления.дО ской схемы И 46, а другой ее вход соединен Внутри нагревательной камеры 14 между еес выходом второй логической схемы НЕ 51. внутренней поверхностью и наружной по-Вход второй логической схемы НЕ 51 соеди- верхностью камеры 5 давления установленней с датчиком 11 температуры. Выход треть- датчик 17 температуры.ей логической схемы НЕ 52 соединен с вы- Камера 9 расхода установлена внутриходом четвертой логической схемы И 47, нагревательной камеры 18, а внутри каме-45 а выход третьей логической схемы НЕ 52 -

с входом третьей логической схемы И 46.

ры 9 расхода установлены датчик 19 температуры и датчики 20 и 21 давления.

Внутри нагревательной камеры 18 между ее внутренней поверхностью и наружной поверхностью камеры 9 расхода установлен датчик 22 температуры.

Трубопровод 23 с клапаном 24 с одной стороны соединен с выходом из испытуемого трубопровода 2, а с другой стороны - с входом в дополнительный регулятор расхода

Один вход электронного регулятора 53 расхода пара соединен с задатчиком 54 расхода, а другой - с исполнительным меха- низмом 55.

Выход электронного регулятора 53 расхода соединен с входом исполнительного механизма 55.

Вход блока 56 задержки времени соедипара, выполненный в виде многовиткового , нен с датчиком 21 давления, а выход - с спирального трубопровода 25, который раз-входом четвертой логической схемы И 47.

мешен в полости нагревательной камеры 26Клапан 37 соединен с выходом первого ге(фиг. П.

нератора 57 частоты включения.

Внутри нагревательной камеры 26 установлен датчик 27 температуры. Выход дополнительного регулятора расхода через клапан 28 и патрубок 29 соединен с накопительной емкостью 30, в которой установлены датчик 31 температуры и датчики 32 и 33 давления.

Накопительная емкость 30 установлена внутри нагревательной камеры 34, а между внутренней стенкой нагревательной каме

тельной емкости 30 размещен датчик 35 температуры.

Выход из накопительной емкости 30 через трубопровод 36, клапан 37, дроссельную шайбу 38, трубопровод 39 соединен с каме- рой 5 давления парогенератора, а через трубопровод 40, клапан 41, дроссельную шайбу 42, трубопровод 43 - с камерой 9 расхода парогенератора.

Система автоматического регулирования при испытании полых изделий на прочность с использованием дополнительного регулятора расхода, выполненного в виде много- виткового спирального трубопровода (фиг. 1), включает первую логическую схему И 44, вход которой соединен с датчи- ком 16 давления. Вход второй логической схемы И 45 соединен с датчиком 15 температуры, а выход - с клапаном 4.

Входы третьей логической схемы И 46 соединены с датчиком 22 давления, с датчиком 32 давления, с выходом первой логической схемы И 44. Датчик 16 давления соединен с входом четвертой логической схемы И 47.

Входы пятой логической схемы И 48 соединены с датчиком 19 температуры и датчиком 20 давления.

Датчик 15 температуры и датчик 16 давления соединены с входами шестой логической схемы И 49.

Один вход первой логической схемы НЕ 50 соединен с выходом третьей логической схемы И 46, а другой ее вход соединен с выходом второй логической схемы НЕ 51. Вход второй логической схемы НЕ 51 соеди- ней с датчиком 11 температуры. Выход треть- ей логической схемы НЕ 52 соединен с вы- ходом четвертой логической схемы И 47, а выход третьей логической схемы НЕ 52 -

Один вход электронного регулятора 53 расхода пара соединен с задатчиком 54 расхода, а другой - с исполнительным меха- низмом 55.

Выход электронного регулятора 53 расхода соединен с входом исполнительного механизма 55.

Вход блока 56 задержки времени соеди нен с датчиком 21 давления, а выход - с входом четвертой логической схемы И 47.

Клапан 37 соединен с выходом п

нератора 57 частоты включения.

Выход второго генератора 58 частоты включения соединен с клапаном 41, а вход - с выходом пятой логической схемы И 48.

Один вход первого блокиратора 59 сигналов соединен с датчиком 20 давления, а другой - с вторым входом второго блокиратора 60 сигналов и датчиком 33 давления.

Первый вход второго блокиратора 60 сигналов соединен с выходом шестой логической схемы И 49, а выход второго блокиратора 60 сигналов соединен с входом первого генератора 57 частоты включения.

Один вход коммутатора 61 сигналов соединен с выходом регулятора 62 температуры, а входы регулятора 62 температуры соединены, с задатчиком 63 и датчиком 35 температуры.

Другой EJXOA коммутатора Bi сигналов соединен с выходом четвертой .югической схемы НЕ 64, а вход последней соединен с выходом третьей логической схемы НН 52 и с входом третьей логической схеу.ь 11 46.

Первый вход седьмой логической схемы И 65 соединен с первым входом второго блокиратора 60 сигналов и с выходом шестой логической схемы И 49. Второй BXC.M седьмой логической схемы И 65 соединен с выходом первого блокиратор;.; 59 сигналов. Выход седьмой логической схемы И G5 соединен с входом второго генсфатора 58 частоты включении.

Устройство может солерж ггь зарядные каморы в виде однополярн;,х электродов 66, 67 и 68, 09. установле 1НЬ Х соответстяении в камере 5 давления и камере 9 расхода парогенератора, а также .юполиительного регулятора расхода, выполнон .юго при этом в виде многопластинчатого ко:1лектора 70 с радиальными пластинами 71, входным патрубком 72, выходным патрубком 73 (фиг. 2 и 4).

Однополярные электроды 66 и 67 электрически соединены между собой, с корпусом 5 камеры давления и с плюсовым выводом блока 74 электропитания.

Нагревательная камера 14 вместе с установленной в ней камерой 5 давления парогенератора заключена в электрический экран 75, р,ыполненный в виде «клетки Фара- дея. Электрический экран 75 соединен с минусовым выводом блока 74 электропитания и заземлен.

Однополярные электроды 68 и 69 электрически соединены межд собой, с корпусом камеры 9 расхода м с плюсовым выводом блока 76 электропитания.

Нагревательная камера 18 вместе с установленной в ней камерой 9 расхода парогенератора заключена в электрический экран 77, выполненный ь виде «клетки Фара- дея. Электрический экран 77 соединен с ми нусовым выводом б.чока 76 электропитания и заземлен.

Многопластинчатый проходной коллектор 70 с радиальными пластинами 71 размешен в электромагнитной катушке 78.

Выходной патрубок 73 многопластинчатого коллектора 70 через патрубок 79 соединен с входом в клапан 28, а выход клапана 28 через трубопровод 29 соединен с накопительной емкостью /гО,

Внутри выходного патрубка 73 ус.чнов- ле1 датчик 80 СКОРОСТИ пара.

Выход силового блока 81 включения соединен с входом б/юку 7ч -электропитания и с в.ходом блока 76 э. сктропитания.

Один выход блока 82 автоматического управления соединен с ,- силового блока 81 включения, друч)и выход - с бло- ком 83 программною управления.

Вход электронриводй 84 соединен с выходом блока 83 мро раммноп) управления. Выход электропривода 84 механически соединен с входом задатчика 85.

Один вход регулятора 86 скорости пара соединен с выходом задатчика 85 скчрь ст:- пара, другой - ; датчиком 80 скорост -; пара. Выход магни-того усилите,Я 87 соединен с э.ектромагиитной катушкой 78, а вход; регулятором 86 скорости пара.

5

Допо 11 ительный регулятор рг.схода пара может ( ыть выполнен в виде сосуда 88, размеп епного внутри наг ревато.ьной камеры 89 С регулируемой темперзт . рой.

;-5нутри сосуда 88 установлены датчик 90 температуры, датчик 91 давления и цили1;Д римеский патрубок 92 с установленным в нем датчиком 93 скорости пара

Датчик 93 скорости пара соединен с измерительным прибором 94 скорости пара.

Патрубки и 96 соединяют сосуд 88 с клапанами 24 и 28.

Переключатель 97 режимов работы соединен с входом восьмой логической схемы И 98, выход которой соединен с клапаном 24. Выход регулятора 99 давления пара с задат- 0 чиком 100 соединен с входом регулятора 101 температуры пара с задатчиком 1()2

Вход регулятора 99 давления пара соединен с датчиком 91 давления, а вход регулятора 101 температуры соединен с датчиком 90 температуры. Выход регулятора 101 температуры соединен с нагревательной камерой 89,

Устройство с многовитковым спиральным трубопроводом 25 работает с.сдуюшим образом,

В исходном состоянии до начала работы в камеру 5 давления и камеру 9 расхс-да парогенератора вводят конде -сат в количестве, необходимом для поддержания заданных рабочих значений давления и тем пературы пара, а в гюлость испытуемого трубопровода 2 конденсат вводят в коли честве, необходимом толь-.о для создания начального внутреннего давления при нагреве трубопровода 2, при этом в на-,ч0

5

пительной емкости 30 находится конденсат а необходимом количестве.

Перед началом работы клапаны 4, 8, 24, 28, 37 и 41 закрыты, дополнительный клапан 6 открыт на заданную величину расхода задатчиком 54 через электронный регуля- тор 53 расхода пара и исполнительный механизм 55.

Из холодной накопительной емкости 30 с датчиком 31 поступает сигнал (логическая единица) на первый вход третьей логической ю схемы И 46. Нагревательная камера 34 отключена, а нагревательные камеры 14 и 18 парогенератора, нагревательная камера 1 испытуемого трубопровода 2 и нагревательная камера 26 многовиткового спирального

хода парогенератора, при этом рабочее давление пара в камере 9 расхода должно быть выше, чем давление пара в камере 5 давления.

В процессе нагрева давление пара в камере 9 расхода постоянно растет, и как только достигает значения, равного значению давления пара в камере 5, с датчика 21 давления поступает сигнал на вход блока 56, который обеспечивает задержку времени выходного сигнала до достижения заданного давления в камере 9 расхода.

В результате задержки времени блоком 56 с его выхода на втором входе четвертой логической схемы И 47 сигнал отсутствует, в результате отсутствует сигнал на выходе

20

трубопровода 25 включены через типовые 5 схемы И 47 и входе третьей логической схемы

НЕ 52, последняя инвертирует и выдает одновременно сигнал на третий вход третьей логической схемы И 46 и вход четвертой логической схемы НЕ 64, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с входа коммутатора 61 сигналов.

При достижении заданных значений температуры и рабочего давления пара в камере 9 расхода парогенератора с датчика 19 температуры поступает сигнал на второй вход пятой логической схемы И 48, датчик 21 давления снимает сигнал на входе блока 56 задержки времени, а датчик 20 давления выдает сигнал на первый вход пятой логической схемы И 48. В результате поступления двух сигналов на входы пятой логиче30 ской схемы И 48 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго генератора 58 частоты включения, в результате чего генератор 58 будет отключен на период присутствия данного сигнала. Одновременно с датчика 20 давления поступает сигнал на второй вход первого блокиратора 59, который деблокируется, снимает с выхода сигнал на втором входе седьмой логической схемы И 65. Одновременно с датчика 20 давления поступает сигнал на второй

40 вход третьей логической схемы И 46.

В результате поступления четырех в.ход- ных сигналов на третью логическую схему И 46, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на второй вход первой логической схемы НЕ 50, последняя инвертирует и снимает с выхода сигнал на второ.м входе второй логической схемы И 45, последняя формирует и снимает на выходе сигнал с первого клапана 4, который закрывается и отсекает камеру 5 давления от испытуе.мого трубопровода 2. Одновременно с третьей

схемы регуляторов температуры (не показаны) и контролируются соответствующими датчиками 17, 22, 13 и 27 температуры. В процессе нагрева при достижении заданной температуры пара в камере 5 давления парогенератора с датчиком 5 температуры поступает сигнал на первый вход второй логической схемы И 45 и на второй вход шестой логической схемы И 49.

При достижении заданной температуры пара в полости испытуемого трубопровода 2 25 с датчиком 1 1 температуры поступает сигнал на вход второй логической схемы 51 НЕ, последняя инвертирует и снимает на выходе сигнал (логический ноль) с первого входа первой логической схемы НЕ 50, последняя инвертирует и выдает на выходе сигнал на второй вход второй логической схемы И 45.

В результате поступления двух входных сигналов вторая логическая схема И 45 формирует и выдает с выхода сигнал на открытие первого клапана 4, в результате чего камера 5 давления парогенератора через трубопровод 3 соединяется с испытуемым трубопроводом 2, и пар из камеры 5 давления парогенератора поступает в испытуемый трубопровод 2, при этом в них происходит выравнивание давления пара до заданных значений, и с датчика 16 давления одновременно поступает сигнал на первый вход первой логической схемы И 44, на первый вход четвертой логической схемы И 47, на первый вход шестой логической схемы И 49.

В результате поступления двух входных сигналов на шестую схему И 49 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго блокиратора 60 сигналов и первый вход седьмой логической схемы И 65.

35

45

При достижении давления пара в испыту- 50 логической схемы И 46 поступает

емом трубопроводе 2, равного давлению пара в камере 5 давления парогенератора, с датчика 12 давления поступает сигнал на второй вход первой логической схемы И 44, последняя формирует и выдает сигнал на четвертый вход третьей логической схемы И 46. Одновременно с нагревом камеры 5 давления происходит нагрев камеры 9 рас55

сигнал

на открытие клапанов 8, 24 и 28 и последние открываются.

В результате открытия клапана 8 камеры 9 расхода парогенератора через трубопровод 7, открытый дополнительный клапан 6 трубопровода 3 соединяется с испытуемым трубопроводом 2, в результате открытия клапана 24 испытуе.мый трубопрохода парогенератора, при этом рабочее давление пара в камере 9 расхода должно быть выше, чем давление пара в камере 5 давления.

В процессе нагрева давление пара в камере 9 расхода постоянно растет, и как только достигает значения, равного значению давления пара в камере 5, с датчика 21 давления поступает сигнал на вход блока 56, который обеспечивает задержку времени выходного сигнала до достижения заданного давления в камере 9 расхода.

В результате задержки времени блоком 56 с его выхода на втором входе четвертой логической схемы И 47 сигнал отсутствует, в результате отсутствует сигнал на выходе

схемы И 47 и входе третьей логической схемы

логической схемы И 46 поступает

сигнал

на открытие клапанов 8, 24 и 28 и последние открываются.

В результате открытия клапана 8 камеры 9 расхода парогенератора через трубопровод 7, открытый дополнительный клапан 6 трубопровода 3 соединяется с испытуемым трубопроводом 2, в результате открытия клапана 24 испытуе.мый трубопровод 2 соединяется с многовитковым спиральным трубопроводом 25, а в результате открытия клапана 28 многовитковый спиральный трубопровод 25 соединяется с накопительной емкостью 30.

Пар, выходящий из камеры 9 давления, поступает в испытуемый трубопровод 2 в зазор а между стенкой трубопровода 2 и патрубком 10.

Пар на входе в испытуемый трубопровод 2 плавно обтекает патрубок 10 и двигается в зазоре а с постоянной скоростью, соот- ветствуюш.ей степени открытия дополнительного клапана 6.

Так как зазор а между патрубком 10 и стенкой испытуемого трубопровода 2 мал, движущийся в зазоре а пар воздействует непосредственно на стенку трубопровода 2. Период воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода 2 возрастает в результате выхода пара из испытуемого трубопровода 2 в многовитковый спиральный трубопровод 25, обеспечивающий увеличение длины пути движения пара на основе зависимости

S v-t,

где 5 - путь движения пара;

V- скорость движения пара; / - время.

При V const и увеличении длины S пути время t воздействия пара на стенки испытуемого трубопровода возрастает.

Во избежание конденсации в многовит- ковом спиральном трубопроводе 25, в результате чего может происходить искажение скорости пара в полости испытуемого трубопровода 2, многовитковый спиральный трубопровод 25 выполнен обогреваемым с помощью нагревательной камеры 26, которая в момент пропуска пара через него включена.

В многовитковом спиральном трубопроводе 25 поддерживается заданная температура пара с помощью типовой схемы регулирования и контролируется датчиком 27 температуры.

Пар, выходящий из полости испытуемого трубопровода 2, через открытый клапан 24, многовитковой спиральный трубопровод 25 и открытый клапан 28 поступает в накопительную емкость 30, в которой находится «холодный конденсат с температурой и давлением ниже, чем температура и давление выхлопного пара, поэтому поступающий в накопительную емкость 30 пар смешивается с «холодным конденсатом, охлаждается и конденсируется.

Процесс движения пара из камеры 9 расхода парогенератора в испытуемый трубопровод 2, в многовитковый спиральный трубопровод 25 и в накопительную емкость 30 продолжается до падения величины давления пара в камере 9, контролируемой датчиком 21 давления, равной величине давле5

ния пара в камере 5 парогенератора, контролируемой датчиком 16 давления.

При выходе парогенератора на равное давление в камерах 5 и 9 с датчика 21 давления поступает сигнал на вход блока 56 задержки времени, а датчик 20 давления снимает выходной сигнал второго входа первого блокиратора 59 сигналов с первого входа пятой логической схемы И 48, последняя формирует и снимает выходной сигнал 0 с первого входа второго генератора 58 частоты включения. Одновременно датчик 20 давления снимает выходной сигнал с второго входа третьей логической схемы И 46, последняя формирует и снимает выходной сигнал с клапанов 8, 24 и 28, которые закрываются, при этом отсекается испытуемый трубопровод 2 от камеры 9 расхода и от мно- говиткового спирального трубопровода 25, а последний - от накопительной емкости 30. Одновременно логическая схема И 46 Q снимает выходной сигнал с второго входа первой логической схемы НЕ 50, последняя инвертирует и выдает с выхода сигнал на второй вход второй логической схемы И 45. При наличии сигнала от датчика 15 температуры в камере 5 давления на первом входе 5 второй логической схемы И 45 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на открытие клапана 4, который открывается и соединяет испытуемый трубопровод 2 с камерой 5 давления парогенератора, в результате чего испытуемый трубопровод будет снова находиться под действием внутреннего давления пара.

По истечении времени задержки блок 56 формирует и выдает сигнал на второй вход четвертой логической схемы И 47. В результате присутствия двух сигналов на входах схема И 47 формирует и выдает с выхода сигнал на вход третьей логической схемы НЕ 52, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с третьего входа третьей логической схемы И 46 и с входа четвертой 0 логической схемы НЕ 64, последняя инвертирует и выдает с выхода сигнал на вход коммутатора 61 сигналов, который срабатывает и своим контактом замыкает цепь питания нагревательной камеры 34 с выходом регулятора 62 температуры, который 5 обеспечивает автоматический нагрев камеры 34 до заданной температуры задатчи- ком 63, контролируемой датчиком 35 температуры.

В процессе нагрева при достижении давления пароводяной смеси в накопительной емкости 30 до величины, контролируемой датчиком 33 давления, датчик 32 давления снимает свой выходной сигнал с первого входа третьей логической схемы И 46, а датчик 33 давления выдает с выхода сигнал е на второй вход второго блокиратора 60 сигналов и на первый вход первого блокиратора 59 сигналов, в результате чего блокираторы 59 и 60 сигналов блокируют выход0

12 9

ной сигнал и выдают с выхода: блокиратор 59 - сигнал на второй вход седьмой логической схемы И 65, блокиратор 60 - сигнал на вход первого генератора 57 частоты включения, который с выхода через заданные интервалы времени генерирует сигналы на открытие и закрытие пятого клапана 37 для подпитки пароводяной смесью и возмещение потерь пара в камере 5 давления парогенератора.

При открытом клапдне 37 накопительная емкость 30 через трубопровод 36, открытый клапан 37 и дроссельную шайбу 38 соединяется с камерой 5 давления парогенератора при этом пароводяная смесь в микроколичествах, ограниченных дроссельной шайбой 38, поступает из накопительной емкое- ти 30 в камеру 5 давления парогенератора до тех пор, пока температура и давление в ней не достигнут заданных значений, причем давление пароводяной смеси в накопительной емкости 30 выше, чем в камерах 5 и 9 парогенератора. Температура пароводяной смеси в накопительной емкости 30 контролируется датчиком 31 температуры.

Блокирование сигналов блокиратором 60 будет осуществляться только при отсутствии на его первом входе сигнала с выхода шестой логической схемы И 49 и одновременного отсутствия этого же сигнала на первом входе седьмой логической схемы И 65.

Отсутствие выходного сигнала с шестой логической схемы И 49 свидетельствует о несоответствии параметров пара в камере 5 давления парогенератора заданным значениям, в результате чего датчик 16 давления или датчик 15 температуры снимает выходные сигналы с входа логической схемы И 49.

При достижении заданных параметров пара в камере 5 давления парогенератора с датчика 15 температуры и датчика 16 давления поступают сигналы на соответствующие первый и второй вход шестой логической схемы И 49, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго блокиратора 60 сигналов. Последний деблокируется и снимает выходной сигнал с входа lepBOi o генератора 57 частоты включения, который отключается, снимает сигнал с клапана 37 и последний закрывается, в результате чего прекращается ноступление пароводяной смеси из накопительной емкости 30 в камеру 5 давления парогенератора.

Одновременно с выхода шестой логической схемы И 49 поступает сигнал на первый вход седьмой логической схемы И 65. В результате поступления двух сигналов на входы схемы И 65 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на второй вход второго генератора 58 частоты включения. В результате отсутствия сигнала на его первом входе с выхода схемы И 48 включается генератор 58, который с выхода через заданные интервалы времени генерирует сигналы на открытие и закрытие четвертого клапана 41

10

0

5

5

5

для подпитки пароводяной смесью и возме- ахения потерь пара в камере 9 расхода парогенератора.

При открытом клапане 41 накопительная емкость 30 через трубопровод 40, открытый клапан 41 и дроссельную шайбу 42 соединяется с камерой 9 расхода парогенератора, при этом пароводяная смесь высокого давления в микроколичествах, ограниченных дроссельной шайбой 42, ноступает из накопительной емкости 30 в камеру 9 расхода парогенератора до тех пор, пока температура и давление в ней не достигнут заданных значений.

В процессе стабилизации параметров пара в камере 9 расхода парогенератора при достижении давления пара выше контролируемого датчиком 21 давления, последний снимает сигнал с входа блока 56 задержки времени, последний формирует и снимает выходной сигнал с второго входа четвертой логической схемы И 47, последняя формирует и Снимает выходной сигнал с входа третьей логической схемы ПЕ 52, которая инвертирует и выдает с выхода сигнал на третий вход третьей логической схемы И 46 и одновременно выдает выходйой сигнал на вход четвертой логической схемы НЕ 64, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с входа коммутатора 61 сигналов, который отключается и своим контактом разрывает цегпз питания нагревательной камеры 34 накопительной емкости 30 с выходом регулятора 62 температуры, в результате чего при отключенной нагревательной камере 34 накопительная erviKocTb 30 ох.чаж- дается.

При достижении в камере 9 расхода давления пара, значение которого контролируется датчиком 20 давления, последний выдает с выхода сигнал на второй вход первого блокиратора 59, который деблокируется и снимает выходной сигнал с второго входа седьмой логической схемы 65 И, последняя формирует и снимает выходной сигнал с второго входа второго генератора 58 частоты включения, который отключается и закрывает клапан 41, в результате чего камера 9 расхода парогенератора отсекается от накопительной емкости 30.

Одновременно выходной сигнал с датчика 20 давления поступает на первый вход пятой логической схемы И 48 и с датчика 19 температуры поступает выходной сигнал на второй вход схемы И 48, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго генератора 58 частоты включения на отключение его до момента снятия последнего сигнала.

Одновременно с выхода датчика 20 давления поступает сигнал на второй вход треть- ,j ей логической схемы И 46. По мере охлаждения теплосодержащей среды в накопительной емкости 30 и падения давления до значения, контролируемого датчиком 32

0

5

0

5

50

давления, с его выхода поступает сигнал на первый вход третьей логической схемы И 46, после чего процесс испытаний повторяется в прежней последовательности, как изложено выше.

Благодаря наличию накопительной емкости 30 устройство работает по замкнутой тепловой схеме с безотходной технологией, при которой не требуется вводить добавки конденсата.

В устройстве пар из камеры 5 давления 10 ром 70 заключается в способе удержания

и камеры 9 расхода проходит в полость испытуемого трубопровода 2, откуда поступает в термостатируемый многовитковый спиральный трубопровод 25, и из него - в накопительную емкость 30, в которой пар охлаждается, конденсируется, образуемая в нем па- роводяная смесь вновь нагревается, доводится до заданного давления и по соединительным трубопроводам 36 и 40 вновь подается в камеры 5 и 9 парогенератора.

,-20

Устройство с магнитным многопластинчатым проходным коллектором работает следующим образом.

При открытых клапанах 24 и 28 молекулы пара, заряженные в камерах 5 и 9 парогенератора потенциалом одной полярности, 25 проходя магнитный многопластинчатый коллектор 70, попадают в магнитное поле противоположной полярности, которое взаимодействует с заряженными молекулами на притяжение, при этом чем больше величина магнитного поля, создаваемого электромагнитной 78, тем больше сила торможения молекул пара за счет увеличения аутогезии заряженных молекул пара с противоположными зарядами магнитного поля.

Радиальные пластины 71 в результате разделения потока пара и увеличения площади поверхности соприкосновения потока заряженных молекул пара с пластинами, за счет увеличения адгезии молекул с пластинами усиливают эффект электромагнитно30

35

потока пара в состоянии движения.

Если в устройстве с многовитковым спиральным трубопроводом 25 состояние движения пара зависит от конечной длины, то в устройстве с магнитным коллектором 70 состояние движения пара зависит от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через многопластинчатый коллектор в электромагнитном ноле.

Преимущество устройства по второму варианту по сравнению с устройством по первому варианту состоит в том, что при одинаковых объемах камер парогенератора и одинаковых значениях массы пара в камере расхода парогенератора, время движения пара в испытуемом трубопроводе при электрическом торможении заряженных молекул возрастает.

.Устройство работает следующим образом.

В сосуде 88 с помощью регулятора 101 температуры пара, нагревательной камеры 89 температура и давление пара устанавливаются равными значению температуры и давлению пара в камере 9 расхода парогенератора, после чего с помощью переключателя 97 режимов работы открывается клапан 24 при закрытом клапане 28. При равенстве параметров пара в камере 9 расхода и в сосуде 88 движение пара в полость испытуемого трубопровода 2 отсутствует, при этом стенка трубопровода 2 не подвергается воздействию потока пара.

Для создания потока пара и его движего тор.можения. Изменение величины маг- 40 испытуемом трубопроводе 2 в сосуде 88 нитного поля для изменения скорости пара снижается величина давления пара до зна- в испытуе.мом трубопроводе 2 осуществля-чений ниже давления пара в камере 9 расется с помощью блока 83 программного управления, который через заданные интерхода парогенератора. Для этого задатчи- ком 100 устанавливается заданное уменьшенное значение давления пара, в резульвалы времени выдает сигнал на включение

хода парогенератора. Для этого задатчи- ком 100 устанавливается заданное уменьшенное значение давления пара, в резульэлектропривода 84 задатчика 85. Электро- 45 тате чего регулятор 99 давления формирует

привод 87 разворачивает задатчик 85 на угол поворота, соответствующий заданной величине силы электромагнитного торможения. В результате с задатчика 85 поступает сигнал на второй вход регулятора 86 скорости пара , который формирует и выдает с вы- хода сигнал через магнитный усилитель 87 на вход электромагнитной катущки 78, величина магнитного поля которой изменяется пропорционально заданной задатчиком 85

и выдает с выхода сигнал на первый вход регулятора 101 температуры пара, последний в результате рассогласования сигналов входного и заданного задатчиком 102 формирует и выдает с выхода сигнал на умень- щение напряжения на нагревательной камере 89, в результате чего ток нагрузки в .ней снижается и температура в нагревательной камере 89 уменьшается.

Одновременно снижается температура

и контролируется через обратную связь г пара в сосуде 88, вследствие чего

г rvоJJ

В нем

датчиком 80 скорости пара, выходной сигнал с которого поступает на регулятор 86 скорости пара.

происходит снижение давления пара. Снижение давления пара в сосуде 88 до заданного значения задатчиком 100 регу/1ятора

При движении пара во входной патрубок 72, представляющий собой диффузор, поток пара расширяется, прижимается к стенкам и пластинам 71 коллектора 70, проходит по коллектору вдоль пластин, поступает в выходной патрубок 73, имеющий цилиндрическое сечение, и через патрубок 79, клапан 28 - в накопительную емкость 30.

Отличие работы устройства с магнитным многопластинчатым проходны.м коллекто

0

5

0

5

потока пара в состоянии движения.

Если в устройстве с многовитковым спиральным трубопроводом 25 состояние движения пара зависит от конечной длины, то в устройстве с магнитным коллектором 70 состояние движения пара зависит от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через многопластинчатый коллектор в электромагнитном ноле.

Преимущество устройства по второму варианту по сравнению с устройством по первому варианту состоит в том, что при одинаковых объемах камер парогенератора и одинаковых значениях массы пара в камере расхода парогенератора, время движения пара в испытуемом трубопроводе при электрическом торможении заряженных молекул возрастает.

.Устройство работает следующим образом.

В сосуде 88 с помощью регулятора 101 температуры пара, нагревательной камеры 89 температура и давление пара устанавливаются равными значению температуры и давлению пара в камере 9 расхода парогенератора, после чего с помощью переключателя 97 режимов работы открывается клапан 24 при закрытом клапане 28. При равенстве параметров пара в камере 9 расхода и в сосуде 88 движение пара в полость испытуемого трубопровода 2 отсутствует, при этом стенка трубопровода 2 не подвергается воздействию потока пара.

Для создания потока пара и его движе0 испытуемом трубопроводе 2 в сосуде 88 снижается величина давления пара до зна- чений ниже давления пара в камере 9 расч испытуемом трубопроводе 2 в сосуде 88 снижается величина давления пара до зна- чений ниже давления пара в камере 9 расхода парогенератора. Для этого задатчи- ком 100 устанавливается заданное уменьшенное значение давления пара, в результате чего регулятор 99 давления формирует

и выдает с выхода сигнал на первый вход регулятора 101 температуры пара, последний в результате рассогласования сигналов входного и заданного задатчиком 102 формирует и выдает с выхода сигнал на умень- щение напряжения на нагревательной камере 89, в результате чего ток нагрузки в .ней снижается и температура в нагревательной камере 89 уменьшается.

Одновременно снижается температура

В нем

происходит снижение давления пара. Снижение давления пара в сосуде 88 до заданного значения задатчиком 100 регу/1ятора

101 через регулятор 99 происходит до тех пор, пока величина выходного сигнала с датчика 90 температуры пара, поступающего на третий вход регулятора 101, не становится равной величине сигнала, поступающего на первый вход регулятора 101.

При равенстве двух входных сигналов на регуляторе 101 изменение напряжения на нагревательной камере 89 сигналом с выхода регулятора 101 прекращается.

В результате снижения давления в со- суде 88, а следовательно, в результате созданного перепада давления в сосуде 88 и в камере 9 расхода парогенератора происходит движение пара в полости испытуемого трубопровода 2, при этом пар из камеры 9 расхода через испытуемый трубопровод, клапан 4, патрубок 95 поступает в сосуд 88 через второй цилиндрический патрубок 92, в котором установлен датчик 93 скорости пара, с которого поступает сигнал на измерительный прибор 94 скорости пара, послед- НИИ обеспечивает визуальный контроль движения пара. Движение пара в устройстве происходит до момента равенства давлений пара в камерах 5 и 9 парогенератора, при этом с выхода логической схемы И 46 поступает сигнал на второй вход восьмой логической схемы И 98, клапан 4 закрывается.

Отличие устройства с третьим вариантом исполнения дополнительного регулятора расхода от первого варианта заключается в способе удержания потока пара в состоянии движения.

Если в первом варианте состояние движения пара зависит от конечной длины мно- говиткового спирального трубопровода, то в третьем варианте состояние движения пара зависит от степени противодавления пароводяной смеси в сосуде с регулируемой температурой.

Преимущество третьего варианта устройства по сравнению с вторым вариантом заключается в том, что если в многопластинчатом проходном коллекторе пар при электрическом торможении движется при открытых клапанах на входе и выходе при сквозном проскоке части пара, то при нали

0

0

5

0

5

чии сосуда с регулируемой температурой, в который пар поступает при открытом клапане на входе и закрытом клапане на выходе, сквозной проскок пара исключается и время движения пара в испытуемой трубе увеличивается.

Формула изобретения

. Устройство для испытания полых изделий на прочность, содержащее нагревательную камеру для размещения изделия, парогенератор, соединенные с ним трубопроводы с клапаном для подачи пара в изделие, трубопровод с клапаном для вывода пара из изделия, соединенную с ним и с парогенератором через клапаны накопительную емкость и систему автоматического регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, парогенератор выполнен двухкамерным, в котором камера давления установлена параллельно камере расхода, клапан установлен на трубопроводе для подачи пара, соединяющем камеру давления с изделием, а устройство снабжено регулятором расхода пара и дополнительным клапаном, установленным на трубопроводе для подачи пара, соединяющим камеру расхода с изделием, и дополнительным регулятором расхода пара, установленным на трубопроводе для вывода пара из изделия.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный регулятор расхода пара выполнен в виде термостатированного мно- говиткового спирального трубопровода.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено зарядными камерами с однополярными электродами, установленными в камерах давления и расхода парогенератора, а дополнительный регулятор расхода пара выполнен в виде магнитного многопластинчатого проходного коллектора.

4.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительный регулятор расхода пара выполнен в виде сосуда с регулируемой температурой.

Vuz.1

Фи:: 2

Л

19

-22

9иг.5

Фиг.

Изобретение относится к испытаниям полых изделий, например трубопроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением. Цель изобретения состоит в повышении надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет создания сквозного принудительного движения пара в испытуемом трубопроводе, а также за счет возможности регулирования периода воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода по замкнутой тепловой схеме. Устройство содержит двухкамерный парогенератор, в котором камера давления поддерживает заданное давление в испытуемом трубопроводе, а камера расхода обеспечивает сквозное движение пара. С одной стороны с парогенератором через клапан соединена накопительная емкость, а с другой - испытуемый трубопровод. Выход из испытуемого трубопровода через клапан соединен с входом в до полнительный регулятор расхода, выход которого через клапан соединен с накопительной емкостью. В первом варианте дополнительный регулятор расхода выполнен в виде термостатированного многовиткового спирального трубопровода, во втором - в виде магнитного многопластинчатого проходного коллектора, в третьем - в виде сосуда с регулируемой температурой. В многовитковом трубопроводе состояние движения пара зависит от его конечной длины, в магнитном коллекторе - от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через него, а в сосуде с регулируемой температурой - от степени противодавления пароводяной смеси. 3 3. п. ф-лы, 4 ил. ю (Л ю СП 05