УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПРИБОРА ВНУТРЕННИМ ПНЕВМОСТАТИЧЕСКИМ И НАРУЖНИМ ГИДРОСТАТИЧЕСКИМ ДАВЛЕНИЕМ С МЕХАНИЗМОМ РЕГУЛИРОВКИ ПОЛОЖЕНИЯ

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к оборудованию для испытаний и может быть использована при контроле герметичности различных приборов глубоководных аппаратов, как внутренним пневмостатическим, так и наружным гидростатическим давлением.
Цель полезной модели - обеспечение регулировки положения устройства в горизонтальной плоскости, путем использования платформы с вертикальными винтовыми домкратами.
Известна система для обеспечения предварительной проверки герметичности трубопроводов, перед подачей в них рабочей среды, содержащая регулятор давления газа наддува, расходомер, сигнализатор давления газа, исполнительные органы открытия клапана наддува и устройство отображения информации по Патенту на изобретение Великобритании №1376236, 1974 г., Кл. G01S 3/02, [1].
Недостатками известной системы, при использовании ее для заявляемой цели, являются сложность конструкции обусловленная наличием радиоэлектронных блоков, а также невозможность проведения наружных гидростатических испытаний.
6
Известна также система для проверки герметичности замкнутых объемов по Патенту РФ на изобретение №2097724, 1995 г., МКИ G01M 3/02, опубл. 27.11.1997 г., [2].
Известная система содержит, последовательно соединенные регулятор давления газа наддува, клапан наддува с исполнительными органами открытия и закрытия, сигнализатор давления газа, блок отображения информации, блок формирования сигнала, первый и второй блоки временной задержки, первую, вторую и третью схемы совпадения, блок инверсирования сигнала, первый и второй запоминающие блоки, первый и второй блоки усилителя и электрические связи.
Недостатками известной системы, при использовании ее для заявляемой цели, являются сложность конструкции обусловленная наличием радиоэлектронных блоков отображения и формирования сигнала, временной задержки и т.д., а также невозможность проведения наружных гидравлических испытаний.
8
За прототип выбрано устройство в виде герметичного резервуара, крышки с уплотнением и съемных штуцера и пробки, входящего в систему для проверки герметичности прибора по патенту РФ на полезную модель №88444, 2009 г., МПК G01M 3/02 2009 г., опубл. Бюл. №31, 2009 г., [3].
По описанию полезной модели устройство - прототип содержит цилиндрический корпус с ребрами жесткости на боковой поверхности, основание с отверстием для установки воздушного штуцера или герметизирующей пробки, по меньшей мере, с двумя канавками на боковой поверхности с уплотнительными кольцами, и верхний фланец с центральным отверстием для герметизации прибора и отверстиями по периметру для крепления прибора, а также съемную крышку для проверки герметичности самого устройства в виде пластины с крепежными отверстиями, совпадающими с отверстиями в верхнем фланце и герметизирующим цилиндрическим хвостовиком, по меньшей мере, с двумя канавками на боковой поверхности с уплотнительными кольцами, аналогичными герметизирующему хвостовику и уплотнительным кольцам прибора.
Недостатком устройства - прототипа является невозможность регулировки положения в горизонтальной плоскости, что затрудняет установку контролируемого прибора в устройство при возможных перекосах, при этом не исключаются повреждения уплотнительных колец герметизирующих хвостовиков прибора, что может привести к разгерметизации.
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в следующем.
2
2
При изготовлении различных приборов глубоководных аппаратов после сборки, регулировки, механических и климатических испытаний необходимо проводить испытания на герметичность наружным гидростатическим давлением 5,85-6,8 МПа (60-70 кгс/см) в течение 1 - 2 часов, но перед гидравлическим испытанием приборы необходимо проверить на герметичность сжатым воздухом внутренним избыточным давлением 0,6 ати (кгс/см) с выдержкой 15-30 минут для максимально возможной гарантии от протечек при гидравлическом испытании, поскольку при протечках возможен выход прибора из строя.
Конкретный прибор представляет собой составной цилиндрический корпус с различными блоками, секции (модули) которого соединяют и уплотняют резиновыми кольцами, именно эти соединения и уплотнения необходимо проверять на герметичность, кроме того, из-за использования энергоемких блоков, которые выделяют большое количество теплоты, прибор снабжен системой жидкостного охлаждения в виде помпы, трубопроводов, заполненных хладагентом, например, термосолом, с постоянной циркуляцией и внешним охлаждением в теплообменнике.
Из-за конструктивных особенностей прибора нижний торец корпуса открыт для электрического и гидравлического (система жидкостного охлаждения) подключения к смежным приборам на объекте, поэтому для обеспечения пневмоиспытания прибор устанавливают в герметичный резервуар (пневматический бак), а нижний фланец корпуса уплотняют штатными кольцами, т.е. имитируют установку и уплотнение на объекте. К воздушному штуцеру пневмобака, при помощи шланга, через воздушный редуктор с манометром подключают компрессор или магистраль сжатого воздуха. Нагнетают в прибор воздух и создают необходимое пневмостатическое давление, перекрывают подачу, выдерживают установленное время и сбрасывают давление, при этом плавность подачи, сброса и перекрытие воздуха осуществляют редуктором, а величину давления контролируют манометром.
Прибор считают выдержавшим пневмоиспытание если не было падения давления на манометре при перекрытой подаче воздуха.
При гидравлическом испытании прибор герметизируют, погружают в гидробак, создают необходимое гидростатическое давление при помощи гидронасоса, перекрывают подачу жидкости, выдерживают установленное время, сбрасывают давление, извлекают прибор из гидробака и проверяют на отсутствие жидкости внутри корпуса.
Прибор считают выдержавшим гидроиспытание если жидкость внутри корпуса не обнаружена.
Для проведения гидроиспытания необходим герметичный резервуар, аналогичный пневмобаку, но поскольку испытательное наружное гидростатическое давление в 100 раз больше испытательного внутреннего воздушного давления он должен быть снабжен не штуцером подачи воздуха с запорным элементом, а пробкой для герметизации и контроля отсутствия жидкости внутри резервуара, и соответственно прибора. Кроме того, для гарантии обеспечения герметичности испытательного резервуара он должен проходить периодические пневмостатические и гидростатические испытания, аналогичные испытаниям прибора, а для его хранения необходима крышка, закрывающая отверстие для установки прибора.
Применение отдельного резервуара для гидроиспытания не экономично, поэтому целесообразно использовать для гидроиспытания тот же резервуар (пневмобак), что и для пневмоиспытания, для чего выполнить штуцер подачи воздуха съемным и с уплотнением, обеспечивающим герметичность при избыточном давлении воздуха, причем соответствующее уплотнение должно быть и на пробке, а защитную крышку в виде пластины с герметизирующим хвостовиком и уплотнением, имитирующим герметизирующий хвостовик и уплотнение прибора, использовать для проведения периодических испытаний самого резервуара.
При установке контролируемого прибора в устройство возможны перекосы, что затрудняет работу, при этом не исключаются повреждения уплотнительных колец герметизирующих хвостовиков прибора, что может привести к разгерметизации.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что в устройстве для проверки герметичности прибора внутренним пневмостатическим и наружным гидростатическим давлением с механизмом регулировки положения (МРП), содержащем цилиндрический корпус с ребрами жесткости на боковой поверхности, основание с отверстием для установки воздушного штуцера или герметизирующей пробки, по меньшей мере, с двумя канавками на боковой поверхности с уплотнительными кольцами, и верхний фланец с центральным отверстием для герметизации прибора и отверстиями для крепления прибора, а также съемную крышку для проверки герметичности самого устройства в виде пластины с крепежными отверстиями, совпадающими с отверстиями в верхнем фланце и герметизирующим цилиндрическим хвостовиком, по меньшей мере, с двумя канавками на боковой поверхности с уплотнительными кольцами, аналогичными герметизирующему хвостовику и уплотнительным кольцам прибора, в состав введен упомянутый МРП, состоящий из платформы, соединенной с основанием устройства и выступающей за его горизонтальные габариты, равномерно распределенных на платформе, по меньшей мере, трех резьбовых втулок и установленных в них вертикальных грузовых винтов с рукоятками сверху и сферическими пятами снизу, последние установлены с возможностью вращения в углублениях подпятников и опираются на них, кроме того, пяты фиксируются от вертикальных перемещений разрезными установочными шайбами с отверстиями для крепления на верхних торцах подпятников.
В вариантах устройства резьбовые втулки МРП могут быть выполнены из бронзы или латуни, а грузовые винты - из закаленной конструкционной стали, при этом резьба во втулках и на винтах может быть выполнена упорной или трапецеидальной, кроме того, уплотнительные кольца могут быть выполнены из резиновой смеси ИРП.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство с установленным прибором, общий вид, штрих - пунктирными линия показан прибор, на фиг. 2 - то же, вид сверху, без прибора, на фиг. 3 - выноска I на фиг. 1 (механизм регулировки положения), на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 5 - устройство с установленной крышкой, на фиг. 6 и 7 - выноска II на фиг. 5 (воздушный штуцер или герметизирующая пробка).
На чертежах приняты следующие обозначения.
1 - корпус,
2 - ребра жесткости,
3 - основание,
4 - воздушный штуцер,
5 - герметизирующая пробка,
6 и 7 - уплотнительные кольца,
8 - верхний фланец,
9 - центральное отверстие,
10 - пластина крышки,
11 - хвостовик крышки,
12 - платформа,
13 - грузовые винты,
14 - резьбовые втулки,
15 - рукоятки,
16 - пяты,
17 - подпятники,
18 - углубления подпятников,
19 - установочные шайбы.
∗)
Работа с устройством для проверки герметичности прибора внутренним пневмостатическим и наружным гидростатическим давлением с механизмом регулировки положения∗ (МРП,  на чертежах не обозначен).
Предварительно собирают МРП, для чего производят следующее:
- устанавливают грузовые винты 13 в резьбовые втулки 14 на платформе 12 посредством рукояток 15;
- пяты 16 грузовых винтов 13 устанавливают в углубления 18 подпятников 17 и фиксируют их от вертикальных перемещений разрезными установочными шайбами 19;
∗∗)
- закрепляют шайбы 19 в отверстиях∗∗ ( на чертежах не показаны) на верхних торцах подпятников 17 крепежными элементами∗∗ через соответствующие отверстия∗∗ шайб 19.
Для регулировки положения устройства в горизонтальной плоскости производят следующее:
- вращают грузовые винты 13 по часовой стрелке в резьбовых втулках 14 на платформе 12 посредством рукояток 15, при этом резьба винтов 13 взаимодействует с резьбой во втулках 14 и винты 13 перемещаются вниз до контакта подпятников 17 с базовой поверхностью;
- при регулировке вращают грузовые винты 13 по или против часовой стрелки в резьбовых втулках 14 на платформе 12 посредством рукояток 15, при этом резьба винтов 13 взаимодействует с резьбой во втулках 14, пяты 16 вращаются в углублениях 18 подпятников 17, а резьбовые втулки 14 вместе с платформой 12 перемещаются вверх или вниз в зависимости от направления вращения винтов 13 до установки устройства необходимое положение;
- контролируют положение устройства, например, уровнем∗∗ (ГОСТ 9392-89 «Уровни рамные и брусковых. Технические условия») на платформе 12 и отвесом∗∗ (ГОСТ 7984-80 «Отвесы стальные строительные»);
Для проведения пневмоиспытания на герметичность внутренним пневмостатическим давлением непосредственно устройства производят следующее:
- устанавливают в канавки∗ воздушного штуцера 4 и герметизирующей пробки 5 уплотнительные кольца 6;
- устанавливают воздушный штуцер 4 в отверстие∗ основания 3, при этом происходит его герметизация при деформации колец 6;
- устанавливают в канавки∗ герметизирующего хвостовика 11 крышки∗ уплотнительные кольца 7;
- устанавливают крышку пластиной 10 на верхний фланец 8 устройства∗, при этом хвостовик 11 входит в центральное отверстие 9 и происходит его герметизация при деформации колец 7;
∗∗)
- закрепляют крышку на фланце 8 крепежными элементами∗∗ ( на чертежах не показаны) через соответствующие отверстия** пластины 10 и фланца 8;
- к штуцеру 9 при помощи шланга∗∗ через воздушный редуктор∗∗ подключают источник сжатого воздуха∗∗ (компрессор или воздушную магистраль);
- нагнетают воздух внутрь устройства и создают необходимое давление, перекрывают подачу клапаном наддува∗∗ воздушного редуктора, выдерживают установленное время и сбрасывают давление упомянутым клапаном наддува, при этом величину давления контролируют манометром∗∗ воздушного редуктора.
Устройство считают выдержавшим пневмоиспытание если не было падения давления на манометром, при перекрытой подаче воздуха.
Для проведения гидроиспытания на герметичность наружным гидростатическим давлением непосредственно устройства производят следующее:
- снимают штуцер 4 и на его место в основании 3 устанавливают герметизирующую пробку 5, при этом происходит его герметизация при деформации колец 6;
- погружают герметизированное устройство в гидробак∗∗, посредством грузоподъемного механизма (ГМ)∗∗, закачивают жидкость из водопроводной магистрали∗∗ в гидробак и при помощи гидронасоса∗∗ создают необходимое давление, при этом величину давления контролируют манометром∗∗ гидробака, перекрывают подачу жидкости вентилем∗∗ гидробака, выдерживают установленное время и сбрасывают давление упомянутым вентилем;
- извлекают устройство из гидробака;
- удаляют пробку 5 и проверяют на наличие или отсутствие жидкости внутри устройства.
Устройство считают выдержавшим гидроиспытание если жидкость внутри него не обнаружена, после снятия давления.
Для проведения испытаний герметичности прибора внутренним пневмостатическим и наружным гидростатическим давлением снимают крышку 6 и устанавливают и уплотняют прибор аналогично установке и уплотнению крышки 6 и производят манипуляции, описанные выше.
Прибор считают выдержавшим пневмоиспытание если не было падения давления на манометре при перекрытой подаче воздуха, а также гидроиспытание, если после снятия давления жидкость внутри него не обнаружена.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в обеспечении регулировки положения устройства в горизонтальной плоскости, для устранения возможных перекосов и точной установки контролируемого прибора, а также для исключения повреждения уплотнительных колец герметизирующих хвостовиков прибора.
Указанный технический результат достигается совокупностью отличительных признаков, а именно введением механизма регулировки положения (МРП) устройства, состоящего из платформы, соединенной с основанием устройства и выступающей за его горизонтальные габариты, равномерно распределенных на платформе, по меньшей мере, трех резьбовых втулок и установленных в них вертикальных грузовых винтов с рукоятками сверху и сферическими пятами снизу, последние установлены с возможностью вращения в углублениях подпятников и опираются на них, кроме того, пяты фиксируются от вертикальных перемещений разрезными установочными шайбами с отверстиями для крепления на верхних торцах подпятников в соответствующих отверстиях. Дополнительно в вариантах устройства резьбовые втулки МРП могут быть выполнены из бронзы или латуни, а грузовые винты - из закаленной конструкционной стали, при этом резьба во втулках и на винтах может быть выполнена упорной или трапецеидальной, кроме того, уплотнительные кольца могут быть выполнены из резиновой смеси ИРП.
Промышленная применимость полезной модели определяется тем, что предлагаемое устройство может быть изготовлено в соответствии с приведенным описанием и чертежами из известных материалов и технологического оборудования с максимальным использованием покупных изделий и использовано для регулировки положения устройства в горизонтальной плоскости при установке в него прибора при проверки герметичности.