Устройство для испытаний соединений труб на герметичность при температурных воздействиях Советский патент 1988 года по МПК G01M3/04 

Ю

Nj

О 4 ОО 01

ОО

9 20

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для контроля неразъемных соединений труб при совместном воздействии температуры и растягивающих усилий.

Целью изобретения является расширение эксплуатационных возможностей путем обеспечения независимой регулировки температурных и силовых воздействий.

На чертеже изображена схема устройства для испытания соединений труб на герметичность при температурных воздействиях.

Устройство содержит криотермокамеру 1, внешняя полость 2 которой соединена патрубком 3 с источником хладагента (не показан), а патрубком 4 - с магистралью дренажа (не показана). В ее внутренней полости 5 установлен теплопроводный элемент в виде мелкодисперсной теплопроводной дроби 6, охватываюш,ей обечайку 7 с размешенными на ней испытуемыми соедимежду стаканом 9 и обечайкой 7, через патрубок 15 к течеискателю, например, гелиевому. Во внутреннюю полость 5 термокамеры 1 через патрубок 16 подают индикаторный газ от внешнего источника и отводят его через патрубок 17 в магистраль дренажа. Одновременно предварительно контролируют герметичность испытуемых соединений, затем во внутреннюю полость 2 криотермо- камеры через патрубок 3 подают хладагент 10 от внешнего источника и отводят его через патрубок 4 в магистраль дренажа.

Хладагент подают непрерывно при статических испытаниях или попеременно с подачей горячего воздуха при циклических испытаниях. При этом происходит изменение температуры испытуемых соединений 8 с заданной скоростью до заданной температуры при передаче тепла через теплопроводную дробь 6 с индикаторным газом в промежутках, выполняющую функции теплового моста.

15

30

нениями 8, а также нагружатель в виде 20 Возникающие температурные деформации тяги - жесткого стакана 9, на внешней поверхности которого закреплена теплоизоляция 10, имеющая внутри нагреватель 11. Жесткий стакан 9 расположен внутри обечайки 7 и благодаря днищу 12 и кольцевым упорам 13 образует зазор 14, подсоединенный патрубком 15 к течеискателю (не показан), а внутренняя полость 5 соединена патрубком 16 с источником индикаторного газа (не показан) и патрубком 17 с магистралью дренажа (не показана). Нагреватель 11 подсоединен к внешней системе электропитания (не показана) через гермоввод 18. На стенках полости 5 и криотермокамеры 1 соосно установлены крышки 19 и 20. Крио- термокамера 1 крепится на кольцевых упорах 13 с помощью герметизированного разъемного фланцевого соединения 21 и имеет перегородку 22, делящую ее на полости 2 и 5.

Устройство работает следующим образом.

На обечайке 7 изготавливают испытуемые соединения 8, например, с помощью сварки и прикрепляют ее по периметру также с помощью сварки к кольцевым упорам 13 стакана 9. Посредством герметичного разъемного фланцевого соединения 21 к стакану 9 крепят криотермокамеру 1. Ее внутреннюю полость 5 после съема крышек 19 и 20

обечайки 7 через кольцевые упоры 13,целиком воспринимаются жестким стаканом 9, теплоизолированным полостью 14 и изоляцией 10. В результате возникают необходимые силовые напряжения в испытуемых 25 соединениях, функции нагружателя которых выполняет стакан 9, обладающий достаточным запасом жесткости и устойчивости. Эти напряжения, контролируемые, например, по тензодатчикам, установленным на стакане, при необходимости увеличивают при увеличении длины стакана 9 за счет его обогрева нагревателем 11 или уменьщают при уменьщении длины стакана 9 за счет его охлаждения, например при заполнении его необходимым количеством хладагента. Попеременно охлаждая и обогревая стакан 9, создают циклические силовые напряжения в испытуемых соединениях 8, независимые от их испытательного температурного режима. Одновременно непрерывно контролируют герметичность соединений 8.

Применение жесткого стакана 9 в качестве тяги нагружателя позволяет создавать заданное силовое нагружение испытуемых соединений в течение продолжительных циклов испытаний без применения испытательной машины. Стакан 9 выполняет функ35

40

заполняют мелкодисперсной теплопроводной ции жесткой тяги, воспринимаюи ей темпедробью 6 такой фракции, которая обеспечивает заданные скорость и температуру охлаждения испытуемых соединений, например в виде медных шариков диаметром 0,2- 0,5 мм.

При заполнении внутренней полости 5 некоторый ее объем оставляют свободным для обеспечения свободного пересыпания дроби 6 в ходе испытаний, например, при встряхивании, устройства, с целью исключения возможного перекрытия дробью дефектов в испытуемых соединениях. Загерметизировав крышки 19 и 20 в исходном положении, подсоединяют зазор 14, образующийся

50

ратурные деформации испытуемых соединений. Его собственные температурные деформации также используются для создания нагружающих усилий. При заполнении стакана 9 необходимым количеством хладагента уменьшается его длина, а также возникают дополнительные силовые напряжения в испытуемых нагретых соединениях 8, на которые передаются деформации стакана 9.

Теплоизоляция 10 на внешней поверхнос- 55 ти нагружающего стакана 9 исключает теплообмен с охватывающим его испытуемыми соединениями 8, находящимися при температуре испытаний. Благодаря этому осумежду стаканом 9 и обечайкой 7, через патрубок 15 к течеискателю, например, гелиевому. Во внутреннюю полость 5 термокамеры 1 через патрубок 16 подают индикаторный газ от внешнего источника и отводят его через патрубок 17 в магистраль дренажа. Одновременно предварительно контролируют герметичность испытуемых соединений, затем во внутреннюю полость 2 криотермо- камеры через патрубок 3 подают хладагент 0 от внешнего источника и отводят его через патрубок 4 в магистраль дренажа.

Хладагент подают непрерывно при статических испытаниях или попеременно с подачей горячего воздуха при циклических испытаниях. При этом происходит изменение температуры испытуемых соединений 8 с заданной скоростью до заданной температуры при передаче тепла через теплопроводную дробь 6 с индикаторным газом в промежутках, выполняющую функции теплового моста.

5

0 Возникающие температурные деформации

озникающие температурные деформации

бечайки 7 через кольцевые упоры 13,целиком воспринимаются жестким стаканом 9, еплоизолированным полостью 14 и изоляцией 10. В результате возникают необходимые силовые напряжения в испытуемых соединениях, функции нагружателя которых выполняет стакан 9, обладающий достаточным запасом жесткости и устойчивости. Эти напряжения, контролируемые, например, по тензодатчикам, установленным на стакане, при необходимости увеличивают при увеличении длины стакана 9 за счет его обогрева нагревателем 11 или уменьщают при уменьщении длины стакана 9 за счет его охлаждения, например при заполнении его необходимым количеством хладагента. Попеременно охлаждая и обогревая стакан 9, создают циклические силовые напряжения в испытуемых соединениях 8, независимые от их испытательного температурного режима. Одновременно непрерывно контролируют герметичность соединений 8.

Применение жесткого стакана 9 в качестве тяги нагружателя позволяет создавать заданное силовое нагружение испытуемых соединений в течение продолжительных циклов испытаний без применения испытательной машины. Стакан 9 выполняет функ

ции жесткой тяги, воспринимаюи ей темпе0

ратурные деформации испытуемых соединений. Его собственные температурные деформации также используются для создания нагружающих усилий. При заполнении стакана 9 необходимым количеством хладагента уменьшается его длина, а также возникают дополнительные силовые напряжения в испытуемых нагретых соединениях 8, на которые передаются деформации стакана 9.

Теплоизоляция 10 на внешней поверхнос- 5 ти нагружающего стакана 9 исключает теплообмен с охватывающим его испытуемыми соединениями 8, находящимися при температуре испытаний. Благодаря этому осуществляется силовое па;ружение соединений 8 независимо от их теплового режима.

Нагреватель 11 внутри теплоизоляции 10 позволяет обогревать пагружаюплий стакан 9 и благодаря этому регулировать напряжения в испытуемых соединениях 8 за счет изменения длины стакана 9, защемленного обечайкой 7 с соединениями 8. Расположение жесткого стакана 9 внутри обе чайки 7 с испытуемыми соединениями 8 обеспечивает комптактность устройства и упрощает сборочно-разборочные операции, связанные с установкой и съемом обечайки 7.

Подсоединение полости 5 между нагружающим стаканом и обечайкой к течеиска- телю обеспечивает возможность контролировать герметичность испытуемых соединений 8 непрерывно при регулировании температурных и силовых воздействий в процессе испытаний. Создающийся в полости вакуум обеспечивает дополнительную теплоизоляцию нагружающего стакана 9.

Мелкодисперсная теплопроводная дробь 6 заданной фракции, заполняющая полость 5 криотермокамеры 1, выполняет функции теплового моста и обеспечивает необходимые условия теплопередачи между крио- термокамерой 1 и испытуемыми соединениями 7 с целью обеспечения необходимых скорости изменения температуры соединений и достигаемого предельного температурного уровня. Регулирование скорости охлаждения испытуемых соединений 8 обеспечивается изменением фракции применяемой теплопроводной дроби 6. Охлаждение соединений 8 через дробь 6 исключает непосредственный контакт с хладагентом, что является необходимым условием испытания без термоудара ряда соединений, например, металло- керамических. Изоляция испытуемых соединений 8 от атмосферного воздуха также повышает качество испытаний за счет исключения перекрытия течей атмосферной влагой.Подсоединение полости 5 криотермокамеры 1, заполненной дробью 6, к источнику индикаторного газа позволяет создать индикаторную среду вокруг испытуемых соединений 8 и контролировать их герметичность

0

непрерывно в течение всего цикла испытательных и температурных воздействий.

Устройство позволяет проводить испытания соединений 8 и при высоких температурах, для чего вместо хладагента в полость криотермокамеры 1 подают горячий воздух непрерывно или циклически в сочетании с охлаждением.

Использование изобретения позволяет повысить качество испытания на герметичность различных соединений конструктивных элементов в процессе отработки технических рещений, а также при изготовлении соединений и в ходе регламентных работ.

Формула изобретения

5

1.Устройство для испытания соединений труб на герметичность при температурных воздействиях, содержащее цилиндрическую криотермокамеру с перегородкой, делящей

0 ее на две коаксиальные полости, источник теплового агента, соединенный с внешней полостью, теплопроводный элемент, выполненный в виде полого цилиндра, контактирующего с перегородкой, нагружатель. вы5 полненный в виде расположенных на торцух камеры кольцевых упоров и связывающей их тяги, и течеискатель. отличающееся тем, что, с целью расширения эксплуатационных возможностей путем обеспечения независимой регулировки температурных и силовых воз0 действий тяга выполнена в виде стакана и установленных на его внешней поверхности нагревателя и теплоизоляции, расположенных внутри теплопроводного э. 1емсита п размещенных коаксиально ему с зазором д.чя размещения испытуемого соединения.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено источником пробного газа, соединенным с газопроницаемым теплопроводным элементом, а течеискатель соединен с полостью зазора между теплоизоляцией

0 и теплопроводным элементом.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что теплопроводный элемент выполнен в виде мелкодисперсной дроби.

Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности соединений труб и позволяет обеспечить независимую регулировку температурных и силовых воздействий. Цилиндрическая криотермокамера 1 имеет перегородку 22, делящую ее на две коаксиальные полости 2 и 5. Во внешнюю полость 2 подают хладагент. Во внутренней полости 5 расположен нагружатель, выполненный в виде стакана 9 с теплоизоляцией 10 и нагревателем 11. Труба с испытуемыми соединениями 8 крепится с внешней стороны стакана 9 посредством кольцевых упоров 13, размещенных в верхней части стакана 9, и на его днище. Охлаждение испытуемой трубы производится через теплопроводный элемент, который может быть выполнен в виде дроби 6. Подбирая материал тенло- проводного элемента, контролируют скорость охлаждения. Температура нагружате- ля определяет растягивающую силу. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.