НАГРУЗОЧНЫЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ РЕЖИМОВ ДВИЖЕНИЯ ВНУТРИТРУБНОГО СНАРЯДА-ДЕФЕКТОСКОПА, СНАБЖЕННОГО ОПОРНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, ВЫПОЛНЕННЫМИ В ВИДЕ МОТОР-ГЕНЕРАТОР-КОЛЕС

Полезная модель относится к испытательной технике, в частности к стендам для испытаний внутритрубных снарядов-дефектоскопов, и может быть использована для настройки и контроля режимов работы снаряда дефектоскопа, снабженного опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес.
Известен стенд-имитатор трубопроводов ОАО «Автогаз» предназначенный для комплексной отладки, проверки и калибровки снарядов-дефектоскопов (http://www.avtogazprom.ru/3.html). Стенд оснащен приводом буровой лебедки для протягивания дефектоскопов по трубопроводам со скоростью до 3 м/с.
Известен стенд НПО машиностроения, предназначенный для испытаний снаряда-дефектоскопа с регулируемой скоростью движения с целью подтверждения параметров системы регулирования движения дефектоскопа и кинематических характеристик движения. В составе данного стенда есть нагрузочная установка, позволяющая моделировать усилия, создаваемые газовым потоком (ОАО «Газпром», Девятая международная встреча «Диагностика-99», Сочи, 1999 г., доклад «О результатах стендовых испытаний транспортного модуля робота-дефектоскопа», Эндель И.А и др., стр.162).
Известно описание стендового оборудования ДАО «Оргэнергогаз» из доклада «Перспектива развития стендов для испытания и тестирования снарядов-дефектоскопов и элементов обустройства газопроводов», Усошин В.А. и др., стр.108 (ОАО «Газпром», Десятая международная встреча «Диагностика-2000», Кипр, 1999 г.). Транспортной средой для движения дефектоскопа на этом стенде принят сжатый воздух, имитирующий давление газового потока на дефектоскоп.
Недостаток известного стендового оборудования заключается в том, что оно не позволяет проводить испытания режимов движения снарядов-дефектоскопов, снабженных опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес.
Мотор-генератор-колеса снаряда-дефектоскопа могут работать в трех режимах: тормозном, двигательном или пассивном.
Тормозной режим включается тогда, когда скорость внутритрубного снаряда-дефектокопа, определяемая давлением перепускаемого через аппарат газового потока, превысит максимальную заданную скорость перемещения.
В тормозном режиме мотор-генератор-колеса работают как генераторы, подавая электропитание на систему поиска дефектов и, одновременно, подзаряжая аккумуляторную батарею снаряда-дефектоскопа. Движение по магистральной части газопровода осуществляется, в основном, в тормозном режиме работы мотор-генератор колес.
Система регулирования скорости движения снаряда-дефектоскопа компенсирует воздействие на конструкцию снаряда-дефектоскопа, частично перекрывающую поперечное сечение газопровода, силы, создаваемой скоростным напором потока транспортируемого газа, и включает мотор-генератор-колеса в тормозной режим, тем самым, создавая осевое усилие, реализуемое мотор-генератор-колесами воздействующими на внутреннюю поверхность газопровода в направлении, противоположном движению снаряда-дефектоскопа.
Двигательный режим включается тогда, когда скорость дефектоскопа, определяемая давлением перепускаемого через аппарат газового потока, достигнет минимального заданного значения. В двигательном режиме мотор-генератор-колеса работают как двигатели дефектоскопа. получая питание от аккумуляторной батареи системы электропитания.
Пассивный режим включается при необходимости в процессе регулирования скорости движения дефектоскопа в момент перехода от двигательного режима к генераторному режиму или наоборот.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании стендового оборудования, позволяющего проводить испытания режимов движения снарядов-дефектоскопов, снабженных опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес, для исследования и настройки параметров движения.
Эта задача решается тем, что нагрузочный стенд для испытаний режимов движения внутритрубного снаряда-дефектоскопа, снабженного опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес, содержит, поочередно установленные вдоль одной осевой линии: узел приведения испытываемого снаряда-дефектоскопа в исходное состояние, поддон для исходного размещения снаряда-дефектоскопа, трубу-имитатор магистральной части газопровода и силовой узел, снабженный датчиком измерения скорости движения испытываемого снаряда-дефектоскопа.
Узел приведения снаряда-дефектоскопа в исходное состояние выполнен в виде установленной на железобетонном основании электрической лебедки, трос которой крепится на заднем стыковочном узле испытываемого снаряда-дефектоскопа, установленного на поддоне. Силовой узел выполнен в виде п-образной металлической рамы, состоящей из соединенных в верхней части горизонтальной балкой двух вертикальных стоек, нижние концы которых закреплены на основании, выполненном в виде пустотелого железобетонного колодца, и второй электрической лебедки, установленной на железобетонном основании. На п-образной раме установлены блоки полиспаста: два отводных блока на горизонтальной балке, по одному отводному блоку на каждой из вертикальных стоек, а к подвесному блоку полиспаста подвешена грузовая клеть с возможностью вертикального перемещения от дна пустотелого железобетонного колодца до горизонтальной балки. Трос второй лебедки проходит через блоки полиспаста и своим концом крепится к тензоизмерительному датчику, а противоположный конец датчика крепится к переднему стыковочному узлу испытываемого снаряда-дефектоскопа.
На фиг.1 изображена схема нагрузочного стенд для испытаний режимов движения внутритрубного снаряда-дефектоскопа, снабженного опорными элементами, выполненными в виде мотор-генератор-колес.
Стенд содержит узел приведения снаряда-дефектоскопа в исходное состояние, состоящий из лебедки 1 и троса 2, поддон 3, трубу-имитатор магистральной части газопровода 4 и силовой узел. Силовой узел состоит из п-образной металлической рамы, образованной двумя вертикальными стойками 5, 6, скрепленными вверху горизонтальной балкой 7. П-образная рама установлена на железобетонном основании, выполненном в виде пустотелого железобетонного колодца 8. На вертикальных стойках установлены два отводных блока полиспаста 9, 12. На горизонтальной балке установлены два отводных блока полиспаста 10, 11 и на тросе 16 через подвижной блок полиспаста 13 подвешена грузовая клеть 14. Трос 16 лебедки 15, пройдя через все блоки полиспаста, крепится к тензометрическому датчику (узел I). На поддоне 3 установлен испытываемый снаряд-дефектоскоп и вторым концом тензометрический датчик крепится к переднему стыковочному узлу снаряда-дефектоскопа. Трос 2 лебедки 1 крепится к заднему стыковочному узлу испытываемого снаряда-дефектоскопа.
Датчик измерения скорости движения снаряда-дефектоскопа (узел II) смонтирован на вертикальной стойке 5 в районе отводного блока 9. Датчик состоит из сенсора и компьютера, установленных на вертикальной стойке, и магнита, укрепленного на вращающемся шкиве отводного блока полиспаста.
Испытание режимов движения снаряда-дефектоскопа на предложенном стенде производится следующим образом.
Снаряд-дефектоскоп устанавливается в исходное состояние на поддон 3 перед входом в трубу-имитатор 4 (как показано на фиг.1). Трос 2 лебедки 1, закрепленный на заднем стыковочном узле снаряда-дефектоскопа, полностью выбирается до натяжения и стопорится в лебедке 1.
На грузовую клеть укладывается груз в два раза превышающий расчетное усилие, создаваемое скоростным напором потока транспортируемого газа и действующее на снаряд-дефектоскоп при его движении по газопроводу.
Затем с помощью лебедки 15 выбирается трос 16, закрепленный на переднем стыковочном узле снаряда-дефектоскопа. Нагруженная грузовая клеть 14 начинает подниматься вверх от дна железобетонного колодца 8 с помощью подвижного блока 13, при достижении некоторой средней высоты грузовой клети от дна колодца лебедку 15 тормозят.
В таком статическом состоянии на обеих ветках троса 16, охватывающего подвижный блок полиспаста 13, с помощью груза, уложенного на грузовую клеть 14, создается расчетное усилие, эквивалентное усилию скоростного напора газового потока, действующего на снаряд-дефектоскоп, передвигающийся по газопроводу.
Снаряд-дефектоскоп растормаживается лебедкой 1 и под действием усилия груза, уложенного на грузовую клеть, перемещается по трубе стенда. Скорость перемещения снаряда-дефектоскопа выше скорости перемещения грузовой клети в два раза. Расстояние, пройденное снарядом-дефектоскопом в трубе, в два раза больше перемещения грузовой клети. Силу, действующую на снаряд-дефектоскоп, можно вычислить по формуле:
груза
F=(m/2)·g,
где F - сила, действующая на снаряд-дефектоскоп;
m - масса груза, размещенного на грузовой клети стенда;
g - ускорение свободного падения.
Для удержания грузовой клети на средней высоте внутри колодца периодически подматываем трос с помощью лебедки 15. Скорость наматывания троса на барабан лебедки выше скорости перемещения снаряда-дефектоскопа в трубе на небольшую величину, что не приводит к большим ускорениям, действующим на грузовую клеть при подмотке троса и, следовательно, усилие, действующее на снаряд-дефектоскоп, меняется незначительно.
Изменение величины мерных грузов, размещаемых на грузовой клети, позволяет регулировать, в определенном интервале, усилие, прикладываемое к испытываемому снаряду-дефектоскопу.
Предлагаемый стенд позволяет с помощью тензометрического датчика силы определить:
а) усилие на тросе 16, необходимое для втягивания испытываемого снаряда-дефектоскопа в трубу-имитатор 4 с поддона 3. Таким образом, можно определить тяговое усилие, которое должны развивать мотор-генератор-колеса для въезда снаряда-дефектоскопа в камеру запуска;
б) усилие на тросе 16 при «холостом ходе», а также при трогании с места испытываемого снаряда-дефектоскопа с отключенной системой движения на мотор-генератор-колесах, что позволит более точно имитировать силу воздействия газового потока на снаряд-дефектоскоп.
Наличие датчика измерения скорости движения позволяет определять и настраивать скоростные характеристики испытываемого снаряда-дефектоскопа.
Кроме этого, предлагаемый стенд позволяет проведение испытаний различных режимов движения снаряда-дефектоскопа в газопроводе, как-то: спуск или подъем на наклонном участке газопровода, генераторный и двигательный режимы работы мотор-генератор-колес.