СТЕНД ДЛЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ ЕМКОСТИ НА ЦИКЛИЧЕСКУЮ ДОЛГОВЕЧНОСТЬ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ
STAND FOR HYDRAULIC TEST OF CONTAINER FOR FATIGUE LIFE AT LOW TEMPERATURES

Изобретение относится к области гидравлических систем, а именно к гидравлическим испытательным стендам, и может найти применение при испытаниях на циклическую долговечность различных гидравлических и пневматических емкостей, требующих испытаний при заданной температуре, в частности баллонов высокого давления для сжатого природного газа при отрицательных температурах.
Кроме испытаний на циклическую долговечность различных гидравлических и пневматических емкостей, требуется проведение аналогичных испытаний при экстремальных температурах. Так, например, по ГОСТ Р 51753-2001 «Баллоны высокого давления для сжатого природного газа, используемого в качестве моторного топлива на автомобильных транспортных средствах. Общие технические условия», баллоны должны выдерживать испытания на циклическую долговечность при температурах минус 45 и плюс 65°С.
Известен стенд для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность, содержащий насос, рабочие каналы для подсоединения к подлежащему испытанию изделию, гидравлический бак, контроллер для задания закона изменения давления и систему клапанов (см. патент RU 2266440, МТК7 F15В 19/00, 20.12.2004 г.).
Известный стенд для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность не обеспечивает проведение испытаний при экстремальных температурах, так как из-за циркуляции жидкости в системе невозможно стабилизировать температуру испытываемой емкости.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению по совокупности существенных признаков является устройство для выполнения циклических гидравлических испытаний, в крайних интервалах температур, сосудов под давлением из композиционного материала, содержащее насос, трубопроводы, испытательную камеру для размещения испытываемой емкости, блок управления и секцию охлаждения испытываемой емкости, расположенную внутри испытательной камеры (см. патент DE 102006051167 А1, МПК9 G01M 3/02 (2006/01), G01M 5/00 (2006/01), G01M 19/00 (2006/01), 30.04.2008 г.).
Данное устройство требует повышенного энергопотребление, так как при циклическом воздействии давления на испытываемую емкость из-за ее деформации происходит перемещение жидкости в подводящем трубопроводе от насоса в воздушную камеру и обратно, что приводит к переносу тепла в охлаждаемую камеру.
Задачей предлагаемого изобретения является создание стенда для гидравлических испытаний емкости на циклическую долговечность при отрицательных температурах со сниженным энергопотреблением при работе и уменьшение времени на проведение циклических испытаний.
Технический результат при использовании предлагаемого изобретения - увеличение коэффициента полезного действия стенда и уменьшение времени проведения циклических испытаний.
Указанный технический результат достигается тем, что стенд для гидравлических испытаний емкости на циклическую долговечность при отрицательных температурах, содержащий насос, трубопроводы, испытательную камеру для размещения испытываемой емкости, блок управления и секцию охлаждения испытываемой емкости, расположенную внутри испытательной камеры, снабжен элементом для теплоизоляции, выполненным в виде дополнительного теплоизолированного трубопровода, установленного со стороны испытательной камеры и соединенного с секцией охлаждения, при этом внутренний объем дополнительного теплоизолированного трубопровода с находящейся в нем жидкостью  составляет не менее объема жидкости, подаваемой в испытываемую емкость при наибольшем значении испытательного давления.
Кроме того, он снабжен элементом для уменьшения теплового потока со стороны насоса в секцию охлаждения, установленным с возможностью перемещения внутри дополнительного теплоизолированного трубопровода; перегородкой, установленной в испытательной камере, между охлаждающей секцией и испытываемой емкостью; испытательная камера выполнена теплоизолированной с охлаждающим веществом, размещенным между испытываемой емкостью и испытательной камерой.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен стенд для гидравлических испытаний емкости на циклическую долговечность при экстремальных температурах, общий вид;
на фиг. 2 - выносной элемент А на фиг. 1.
Стенд для гидравлических испытаний емкости на циклическую долговечность при экстремальных температурах содержит гидравлический насос 1 высокого давления, расходный бак 2 с рабочей жидкостью, испытательную камеру 3 для размещения испытываемой емкости, например баллона 4, трубопроводы 5 высокого давления, блока управления 6 с электроклапаном 7 и контрольно-измерительной аппаратурой (на чертеже не показана). Охлаждение рабочей жидкости во время испытаний происходит в охлаждающей секции 8, расположенной внутри испытательной камеры 3. Кроме того, испытательная камера 3 выполнена теплоизолированной, причем в камере 3 наружная поверхность баллона 4 дополнительно охлаждается охлаждающим веществом, например сухим льдом, помещаемым в пространство между баллоном 4 и стенками испытательной камеры 3.
Испытательная камера 3 снабжена перегородкой 9, установленной в испытательной камере 3, между охлаждающей секцией 8 и баллоном 4.
Стенд для гидравлических испытаний емкости снабжен элементом для теплоизоляции, выполненным в виде дополнительного теплоизолированного трубопровода 10, установленного со стороны испытательной камеры 3 и соединенного с секцией 8 охлаждения.
Длина охлаждающей секции 8 и длина дополнительного теплоизолированного трубопровода 10 выбраны таким образом, чтобы внутренний объем дополнительного теплоизолированного трубопровода 10 с находящейся в нем жидкостью составляет не менее объема жидкости, подаваемой в испытываемую емкость при наибольшем значении испытательного давления.
Для уменьшения теплового потока со стороны насоса 1 в охлаждающую секцию 8, в дополнительный теплоизолированный трубопровод 10, устанавливают элемент 11, например в форме шарика, с возможностью перемещения внутри трубопровода 10.
Стенд для гидравлических испытаний емкостей на циклическую долговечность при экстремальных температурах работает следующим образом.
Баллон 4 помещают в испытательную камеру 3 и заполняют рабочей жидкостью. Рабочая жидкость подается насосом 1 по трубопроводам 5 в испытываемый баллон 4, расположенный в испытательной камере 3 через дополнительный теплоизолированный трубопровод 10 и секцию охлаждения 8, расположенную в испытательной камере 3. Под действием давления, создаваемого насосом 1, баллон 4 расширяется и в него поступает охлажденная в секции 8 рабочая жидкость. Через заданный блоком управления 6 промежуток времени открывается клапан 7, давление в системе снижается и некоторый объем рабочей жидкости вытесняется в секцию охлаждения, а жидкость из нее поступает в теплоизолированный трубопровод 10. При повышении давления в следующем цикле испытаний жидкость из трубопровода 10 поступает в охлаждающую секцию 8, а жидкость из нее поступает в испытываемый баллон 4. Таким образом, охлаждаемая в секции охлаждения 8 жидкость в процессе циклических испытаний не выходит за пределы теплоизолированного контура, что обеспечивает стабильность температуры внутри испытываемого баллона и повышает коэффициент полезного действия стенда.