Устройство для гидравлического испытания отводов

Заявляемое техническое решение относится к устройствам для проверки на герметичность и может использоваться для гидравлического испытания отводов.
Из уровня техники известно решение, представляющее собой устройство для испытания давлением отводов из ковкого чугуна. Известное решение содержит корпус и торцевые элементы с упругими уплотнениями. Торцевые элементы выполнены по размеру испытываемого отвода и могут быть закреплены на торцах отвода путем соединения с его конструктивными элементами, а именно с раструбами и крепежными проушинами. Торцевые элементы выполнены с возможностью подключения подающей гидростанции и запорного элемента (патент на полезную модель CN205483833, МПК G01N3/12, G01N3/02 опубликован 17.08.2016).
Общими признаками заявляемого решения и известного аналога являются:
- корпус,
- торцевые элементы с возможностью подключения подающей гидростанции и запорного элемента,
- упругие уплотнения.
Отличительными признаками заявляемого решения являются:
- толкатель с выдвигающимся штоком с возможностью воздействия на центральную часть отвода,
- опорная площадка с дугообразной выемкой, установленная на конце толкателя,
- конструкция корпуса содержит пластины с пазами с возможностью крепления торцевых прижимных элементов,
- торцевые прижимные элементы содержат сферические поверхности для самоцентровки при фиксации отводов,
- выполнение толкателя гидравлическим,
- контроллеры и блок управления, регулирующие работу толкателя в соответствии с показаниями контрольно-измерительных приборов устройства.
Область применения известного технического решения ограничена только испытанием отводов, форма исполнения которых предусматривает соединительные элементы, а именно раструбы и крепежные проушины. Только наличие таких соединительных элементов на самих отводах позволяет присоединить торцевые элементы устройства для проведения испытаний. Кроме того, для каждого диаметра испытываемых отводов требуется отдельный набор торцевых элементов.
Из уровня техники известно решение, выбранное в качестве наиболее близкого аналога (прототипа), представляющее собой удерживающее устройство для испытания давлением колена пластиковой трубы, которое содержит корпус, предназначенный для фиксирования испытываемого колена трубы, а также толкатель с выдвигающимся штоком, на конце которого установлена направляющая дугообразная площадка. Корпус содержит монтажные пластины, а также крепежные и монтажные балки, соединенные с помощью шарниров. Соединительные элементы корпуса соответствуют размеру испытываемого отвода. Шток толкателя выполнен с возможностью воздействия на центральную часть отвода для фиксации в процессе испытания (патент на полезную модель CN204756151, МПК F16L3/00; G01N3/12, опубликован 11.11.2015).
Общими признаками заявляемого решения и известного аналога являются:
- корпус,
- толкатель с выдвигающимся штоком, с возможностью воздействия на центральную часть отвода,
- опорная площадка с дугообразной выемкой, установленная на конце толкателя.
Отличительными признаками заявляемого решения являются:
- торцевые прижимные элементы, выполненные с возможностью подключения подающей гидростанции и запорного элемента,
- торцевые прижимные элементы содержат сферические поверхности для самоцентровки с упругим уплотнением для фиксации отводов,
- конструкция корпуса содержит пластины с пазами с возможностью крепления торцевых прижимных элементов,
- выполнение толкателя гидравлическим,
- контроллеры и блок управления, регулирующие работу толкателя в соответствии с показаниями контрольно-измерительных приборов устройства.
Конструкция известного удерживающего устройства не предусматривает торцевые прижимные элементы, которые обеспечивали бы необходимую герметичность при закреплении испытываемого отвода для исключения протечек в процессе испытаний, и позволяли бы испытывать отводы, имеющие отклонения от формы и геометрических параметров в допустимых пределах, обусловленных технологическими процессами. Кроме того, в известном решении для отводов разных диаметров используются разные элементы закрепления отвода в устройстве, что вызывает необходимость иметь набор элементов для каждого возможного диаметра при проведении испытаний, увеличивает время закрепления отвода в устройстве и требует дополнительных материальных средств.
Задача заявляемого решения состоит в создании устройства для гидравлического испытания отводов, позволяющего производить испытание отводов, в том числе, имеющих отклонения от формы и геометрических параметров в допустимых пределах, с обеспечением герметичности закрепления без дополнительной обработки испытываемых отводов с наименьшими затратами времени и усилий.
Технический результат заключается в улучшении эксплуатационных свойств устройства. Использование такого устройства позволяет достичь снижения временных и трудовых затрат при проведении гидравлических испытаний, эксплуатационной гибкости и повышения качества испытаний.
Заявляемый технический результат достигается тем, что устройство для гидравлического испытания отводов содержит корпус, толкатель с выдвигающимся штоком, выполненный с возможностью воздействия на центральную часть отвода, при этом корпус устройства дополнительно содержит пластины с пазами, в которых подвижно закреплены прижимные элементы для фиксации торцов отводов, выполненные со сквозным отверстием и сферической поверхностью и включающие упругие уплотнения. Кромка паза пластины корпуса со стороны, обращенной к прижимному элементу, содержит фаску. На конце штока толкателя, обращенном к отводу, установлена опорная площадка с дугообразной выемкой. Толкатель устройства для гидравлического испытания изогнутых отводов может быть выполнен гидравлическим. Устройство для гидравлического испытания отводов может дополнительно содержать контроллеры и блок управления, регулирующие работу толкателя в соответствии с показаниями контрольно-измерительных приборов.
о
о
о
о
Отвод - деталь, предназначенная для плавного изменения направления потока жидкости (газа) в трубопроводе. Также для такой детали могут быть использованы термины колено, угол. Возможно изготовление и использование отводов различных диаметров и углов, в частности, от Ø15 до Ø600 мм, с углами 30, 45,60 и 90.
Каждый из двух прижимных элементов представляет собой деталь, состоящую из диска со сквозным отверстием и полых цилиндров разных диаметров, расположенных на одной оси, место примыкания диска к цилиндрам выполнено в виде сферической поверхности. Полое отверстие, образованное деталями, позволяет подавать воду в отвод от гидростанции. Внешний полый цилиндр каждого прижимного элемента содержит внешнюю резьбу (штуцер) для закрепления рукава высокого давления на внешней стороне одного прижимного элемента для подачи с гидростанции/насоса, на внешней стороне другого прижимного элемента для слива, оснащенного запорной арматурой для запирания потока на время проведения испытания и слива жидкости по окончанию испытаний.
Прижимные элементы закреплены в пазах пластин корпуса с помощью гаек-фиксаторов и выполнены с возможностью подключения гидростанции и запорного элемента, что обеспечивает быструю и несложную процедуру подключения внешнего оборудования для проведения испытания.
Гайка-фиксатор для закрепления прижимных элементов представляет собой гайку, накрученную на штуцер прижимного элемента.
Устройство для гидравлического испытания отводов содержит корпус, включающий пластины с пазами, в которых с помощью гаек-фиксаторов подвижно закреплены прижимные элементы, и толкатель с выдвигающимся штоком, включающий опорную площадку с дугообразной выемкой. Такое устройство обладает улучшенными эксплуатационными характеристиками, в сравнении с известными решениями, так как на закрепление испытываемого отвода требуется меньше временных и трудовых затрат, за счёт размещения его на опорной площадке толкателя и подачи к прижимным элементам путем выдвижения штока.
Кромка паза пластины корпуса со стороны, обращенной к прижимному элементу, содержит фаску, образуя выемку в форме усеченного конуса. Прижимные элементы устройства выполнены со сферическими поверхностями и закреплены в пазах пластин корпуса таким образом, что могут перемещаться как вдоль паза, так и радиально за счёт движения сферических поверхностей в выемке паза. Благодаря такой конструкции устройства повышается эксплуатационная гибкость, так как обеспечивается самоцентровка при фиксации испытываемого отвода без дополнительной обработки, в том числе отводов, имеющих отклонения от формы и геометрических параметров в допустимых пределах, равномерное распределение нагрузки на оба торца, исключая перекос и неравномерную нагрузку. Использование упругих уплотнений на прижимных элементах позволяет достичь герметичности закрепления отводов и дополнительной приспособляемости при закреплении отводов с отклонениями от формы.
С помощью толкателя с выдвигающимся штоком осуществляется поджим отвода в ходе проведения испытания при нагнетании давления для устранения возникающих протечек. Такая конструкция позволяет надежно закрепить испытываемый отвод и проводить испытания отводов, имеющих различные формы торцов, в зависимости от различных нормирующих документов, по которым они изготавливаются.
В одном из вариантов исполнения толкатель может быть выполнен гидравлическим, что облегчает процесс закрепления испытываемого отвода и позволяет автоматизировать испытания. Управление работой толкателя, в частности, регулирование силы прижима, осуществляет блок управления, который может изменять давление, подаваемое на выдвижной шток толкателя в зависимости от показаний контрольно-измерительных приборов, измеряющих давление в отводе в ходе испытания.
На фиг.1 изображено устройство для гидравлического испытания отводов. Устройство содержит корпус (1), включающий пластины (2) с пазами, толкатель (3) с выдвигающимся штоком (4), опорную площадку с дугообразной выемкой (5) и прижимные элементы (6) с упругим уплотнением (7). Торцевые прижимные элементы (6) закреплены с помощью гаек-фиксаторов (8). Испытываемый отвод (9) располагается между прижимными элементами (6) и опорной площадкой (5) толкателя (3). Между прижимными элементами (6) и пластинами (2) корпуса (1) размещается уплотняющая прокладка (10). На фиг.2 показан продольный разрез торцевого прижимного элемента (6), где отражен паз (11) со скошенной кромкой в пластине (2) корпуса (1) и сферическая поверхность (12) прижимного элемента (6).
Далее со ссылками на фиг.1-2 на примере продемонстрировано использование устройства для гидравлического испытания отводов.
Корпус (1) устройства устанавливается на устойчивое, ровное основание. Испытываемый отвод (9) размещается на опорную площадку (5), установленную на выдвигающийся шток (4) толкателя (3), находящийся в сжатом состоянии.
Прижимные элементы (6) позиционируются напротив торцов испытываемого отвода (9), путем ослабления гаек-фиксаторов (8) и перемещения в пазах (11) пластины (2) корпуса (1). После этого прижимные элементы (6) закрепляются гайками-фиксаторами (8), для фиксации в требуемом положении. Затем шток (4) толкателя (3) поднимается, торцы испытываемого отвода (9) прижимаются к прижимным элементам (6). Гайки-фиксаторы (8) ослабляются и дальнейшее выдвижение штока (4) толкателя (3) плотно вдавливает торцы отвода (9) в упругое уплотнение (7). Упругое уплотнение (7) может быть выполнено, например, в виде полиуретановой прокладки. Отвод (9) надежно фиксируется, путем центрирования осей прижимных элементов (6) с осью отвода (9), обеспечивая герметичность установки за счёт свободного движения прижимных элементов (6) в пазах (11) корпуса (1), сферической поверхности (12) прижимных элементов (6), прилегающей к усеченной кромке пазов (11) пластины (2) корпуса (1) и уплотняющей прокладки (10), выполненной, например, в виде полиуретановой прокладки.
Для обеспечения свободного скольжения прижимных элементов (6) в пазах (11) пластин (2) корпуса (1) поверхности соприкосновения прижимных элементов (6), пластин (2) и уплотняющей прокладки (10) смазываются литолом или аналогичной смазкой.
После фиксации отвода (9) на штуцер прижимного элемента (6) накручивается рукав высокого давления (на фигурах не показан), с одной стороны для подачи с гидростанции/насоса, с другой стороны для слива, оснащенный запорной арматурой для запирания потока на время проведения испытания и слива жидкости по окончанию испытаний.
По завершению указанных процедур по установке испытываемого отвода (9) и настройки устройства, отвод (9) заполняется жидкостью под низким давлением с гидростанции/насоса (на фигурах не показаны). Лишний воздух удаляется с помощью кратковременного открытия запорной арматуры. В случае появления протечек в местах прижима торцов отвода (9) к упругому уплотнению (7) они устраняются путём выдвижения штока (4) толкателя (3) до их устранения.
Испытания начинаются путем нагнетания необходимого испытательного давление, но не превышающее 6 МПа. По достижению требуемого давления испытываемый отвод (9) выдерживается при нём необходимое количество времени. За этот период контролируется падение давления. По завершению испытаний давление сбрасывается и жидкость сливается. Отвод (9) демонтируется опусканием штока (4) толкателя (3).
В частном варианте исполнения толкатель (3) может быть выполнен гидравлическим. Управление работой гидравлического толкателя (3), например регулирование силы прижима, осуществляет блок управления, который может изменять давление, подаваемое с гидростанции на выдвижной шток (4) толкателя (3) в зависимости от показаний контрольно-измерительных приборов, измеряющих давление в отводе (9) в ходе испытания.
о
о
о
о
Заявляемое устройство может использоваться для гидравлического испытания отводов различных диаметров и углов, в частности, от Ø15 до Ø600 мм, с углами 30, 45,60 и 90, обладает улучшенными эксплуатационными свойствами, проявляющимися в снижении временных и трудовых затрат, эксплуатационной гибкости и повышении качества испытаний. Такое устройство позволяет проводить испытания отводов с отклонениями от формы и геометрических параметров, с готовыми торцами без дополнительной обработки, при этом обеспечивается равномерное распределение нагрузки на оба торца, исключается перекос и неравномерная нагрузка. Процесс испытаний может быть автоматизирован.