ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА СТЕНДА ДЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ И СТАТИЧЕСКИХ ИСПЫТАНИЙ

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к технике для испытания динамическим и статическим давлением трубопроводной арматуры и ее составных элементов на прочность, долговечность и герметичность.
Известен стенд для испытания фланцевой арматуры и труб, включающий в себя гидроцилиндр с размещенным в нем поршнем, снабженным каналом для испытательной среды, где к поршню с одной стороны подсоединен гибкий трубопровод для подачи испытательной среды, с другой стороны - съемная прижимная тарелка, в подпоршневой полости размещена пружина, опертая на поршень и на крышку гидроцилиндра, причем крышка гидроцилиндра имеет с внешней стороны фланец, на котором установлена съемная соединительная муфта, имеющая с одной стороны выточку для установки на фланец крышки гидроцилиндра, а с другой стороны выточку для крепления фланца испытуемого изделия (см. патент на полезную модель RU №121066, МПК G01M 3/00(2006.01), опубликовано 10.10.2012).
Известно устройство для имитации динамических нагрузок на испытательном стенде, содержащее жестко закрепляемый на стенде, разделенный на две полости поршнем полый цилиндр, обе полости которого закрыты герметично, при этом одна из полостей закрыта вскрываемой крышкой, а к противоположной полости подключен источник газа высокого давления, а также устройство управления, обе полости полого цилиндра снабжены средством наполнения водой, а внутренний диаметр цилиндра над поршнем со стороны вскрываемой крышки, включая выходной срез, равен диаметру поршня (см. патент на изобретение RU №2670675, МПК G01M 3/08 (2006.01), опубликовано 24.10.2018).
4
Известен стенд для гидравлического испытания запорной трубопроводной арматуры, содержащий станину, неподвижный, подвижный и боковой узлы герметизации, последние два выполнены в виде силовых цилиндров с заглушками на штоках, одна из которых имеет канал подачи среды, при этом боковой узел выполнен с центральным продольном отверстии бокового узла герметизации с возможностью перемещения на два фиксированных расстояния и дополнительной заглушкой, закрепленной на штоке со стороны заглушки бокового узла (см. авт.свидет. SU №1522061, МПК G01M 3/28, опубликовано 15.11.89).
4
Известен стенд для динамических испытаний рукавов и гидросистем, содержащий насос, гидравлический распределитель с электрическим управлением, гидропреобразователь с гидроцилиндрами, систему прокачки жидкости, содержащую дополнительный насос, обратный клапан, задатчик частоты, причем гидроцилиндры соединены с напорной магистралью насоса через гидрораспределитель, а управляемый обратный клапан связан с гидрораспределителем (см. авт.свидет. SU №1163058, МПК F15B 19/00, опубликовано 23.06.85).
Известна гидросистема стенда для испытаний на прочность трубопроводной арматуры, содержащая электродвигатель, насос, напорную и сливную магистрали, соединенные с гидроцилиндром зажима и гидроцилиндрами прижима фланцев арматуры через первый и второй гидрораспределители подачи рабочей жидкости, регулируемый предохранительный клапан между напорной и сливной магистралями, обратные клапаны на входе в первый и второй гидрораспределители, регистраторы давления, бак и фильтр, введены третий и четвертый гидрораспределители, гидравлически соединенные с гидроцилиндром управления, первым и вторым гидрораспределителями, гидроцилиндр управления кинематически соединен с гидроцилиндром подачи воды, поршневая полость которого соединена через обратные клапаны и вентили с источником испытательной жидкости (воды) и со входом в арматуру, а также регулируемый предохранительный клапан между второй напорной и сливной магистралями и вентиль между напорными магистралями (см. патент на изобретение №2228466, МПК F15В 19/00(2000.01), опубликовано 10.05.2004).
4
Известен пневматический стенд для испытания изделий, содержащий штуцер для подключения к источнику давления рабочей среды, нагнетательные трубопроводы, первый и второй из которых соединены с источником давления, установленные последовательно в трубопроводе запорные элементы, измеритель давления, вентиль, редуктор и обратный клапан, соединяющийся с трубопроводом (см. авт.свидет. SU №1402819, МПК G01M 3/02, опубликовано 15.06.88).
Известен стенд для гидравлических испытаний изделий, содержащий резервуар, снабжен первой системой, которая включает последовательно соединенные патрубок, имеющий по меньшей мере один штуцер, выполненный с возможностью соединения с изделием, трубопровод, на котором установлен манометр, шаровой кран и клиновую задвижку, которая с противоположной от шарового вентиля стороны соединена с резервуаром, снабжен второй системой, которая включает последовательно соединенные патрубок, имеющий по меньшей мере один штуцер, выполненный с возможностью соединения с изделием, трубопровод, на котором установлен манометр, шаровой кран, клиновую задвижку и шарнир трубопровода, который с противоположной от клиновой задвижки стороны соединен с резервуаром, снабжен третьей системой, которая выполнена с возможностью принудительной подачи топлива из резервуара и включает насос, последовательно соединенный с фильтром-водоотделителем и счетчиком-расходомером, причем упомянутая третья система снабжена двумя манометрами для измерения давления на обеих сторонах фильтра-водоотделителя, и клапаном-регулятором с регулятором давления, которые с одной стороны соединены с выходом из фильтра-водоотделителя, с другой стороны клапан-регулятор соединен с возможностью слива в резервуар (см. патент на полезную модель №78537, МПК F15D 19/00 (2006.01), опубликовано 27/11/2008).
Прототипом к заявляемому техническому решению по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является гидравлическая система стенда для динамических испытаний рукавов гидросистем, содержащая на гидравлическом контуре насос, в напорной линии которого установлен первый регулируемый клапан и первый, управляемый задатчиком частоты срабатываний, распределитель, который периодически соединяет напорную линию насоса с бесштоковой камерой трехкамерного мультипликатора давления, при этом одновременно соединяя его штоковую камеру с баком, или со штоковой камерой мультипликатора давления, одновременно соединяя бесштоковую камеру с баком, причем рабочая камера мультипликатора давления сообщена со входом испытываемых рукавов, выход которых в соответствии с задатчиком частоты срабатываний периодически или перекрыт, или соединен с баком, первый управляемый задатчиком частоты срабатываний распределитель периодически сообщает напорную линию: со штоковой камерой мультипликатора давления при помощи дополнительного второго регулируемого клапана, через обратный клапан - с рабочей камерой мультипликатора давления, а также со входом испытываемых рукавов, выход из которых соединен со вторым, управляемым задатчиком частоты срабатываний, распределителем, причем при соединении первым управляемым распределителем напорной линии насоса с бесштоковой камерой мультипликатора давления, вторым управляемым распределителем выход испытываемых рукавов перекрыт, а при соединении первым управляемым распределителем напорной полости со штоковой и рабочей камерами мультипликатора давления, а также со входом испытываемых рукавов, вторым управляемым распределителем выход испытываемых рукавов соединен с баком (см. патент на полезную модель №155144, МПК F15В 19/00(2006.01), опубликовано 20.09.2015).
Известные решения в большинстве случаев имеют сложную конструкцию, а процесс установки испытуемых узлов является сложным, так как установка и зажатие происходит гидроцилиндром, кроме того не позволяют проводить испытания динамическим давлением, причем давление нагнетается с помощью электрического насоса, а не от центральной пневматической системы.
Задачей, на которую направлено данное техническое решение, является расширение функциональных возможностей конструкции, позволяющей проводить динамические и статические испытания на прочность, долговечность и герметичность изделий.
Поставленная задача достигается тем, что пневмогидравлическая система стенда для динамических и статических испытаний, содержащая гидравлический контур, напорную линию, трубопровод с установленным на нем манометром, дополнительно имеет пневматический контур, содержащий газовый редуктор, глушитель, пневмоцилиндр, блок управления, состоящий из реле включения-выключения, счетчика рабочих циклов, электрического выключателя и клапана золотникового, при этом гидравлический контур содержит гидроцилиндр, заправочную воронку и испытуемые изделия с патрубками подвода рабочей жидкости, а напорная линия соединена с пневмоцилиндром, который сообщен со штоком гидроцилиндра.
Совокупность отличительных признаков, заключающаяся в том, что пневмогидравлическая система стенда дополнительно имеет пневматический контур, содержащий газовый редуктор, глушитель, пневмоцилиндр, блок управления, состоящий из реле включения-выключения, счетчика рабочих циклов, электрического выключателя и клапана золотникового, при этом гидравлический контур содержит гидроцилиндр, заправочную воронку и испытуемые изделия с патрубками подвода рабочей жидкости, а напорная линия соединена с пневмоцилиндром, который сообщен со штоком гидроцилиндра, позволяет расширить функциональные возможности конструкции, позволяющей проводить динамические и статические испытания на прочность, долговечность и герметичность изделий.
Заявляемое техническое решение поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема предлагаемой пневмогидравлической системы стенда для динамических и статических испытаний.
Пневмогидравлическая система стенда для динамических и статических испытаний содержит гидравлический контур 1 и пневматический контур 2, к которому подключается централизованная пневмосистема (не показано). Гидравлический контур 1 содержит гидроцилиндр 3, воронку 4 для заполнения контура рабочей жидкостью, на которой установлен кран 5 для заливки данной жидкости, также к гидравлическому контуру 1 подсоединены через патрубки испытуемые изделия 6 и манометр 7 для измерения давления в гидравлическом контуре с краном 8 для регулировки и выпуска воздуха из гидравлического контура 1. При этом пневматический контур 2 содержит трубопровод 9 через который подключается централизованная пневмосистема, газовый редуктор 10, блок управления, включающий в себя клапан 11 золотниковый, реле 12 включения-выключения, счетчик 13 рабочих циклов, электрический выключатель 14. Также пневматический контур 2 содержит глушитель 15 для снижения шумности при сбросе давления из пневматического контура 2, манометр 16 для измерения давления, установленный на трубопроводе 9, пневмоцилиндр 17 для подвода и отвода сжатого воздуха. Кроме того, через пневматический контур 2 проходит напорная линия 18, которая соединяется с пневмоцилиндром 17. При этом, пневмоцилиндр 17 сообщен со штоком гидроцилиндра 3 гидравлического контура 1.
Блок управления заявляемой системы позволяет формировать пульсирующую подачу сжатого воздуха в пневмоцилиндр 17, который давит на шток гидроцилиндра 3, а счетчик 13 рабочих циклов позволяет работать системе до заданного значения рабочих циклов или до разрушения (разгерметизации) одного из испытуемых изделий. Кроме того, диаметр поршня пневмоцилиндра 17 больше, чем диаметр поршня гидроцилиндра 3, что обеспечивает при том же усилии, что и на пневмоцилиндре больше давления, тем самым обеспечивая повышение диапазона регулирования давления для испытуемых изделий 6 в гидравлическом контуре 1.
Принцип действия осуществляется следующим образом.
2
Сжатый воздух из централизованной пневмосистемы подается в контур через трубопровод 9 и газовый редуктор 10 под определенным давлением в блок управления циклической подачей воздуха. После активации электрического выключателя 14 блок управления с помощью клапана 11 золотникового, реле 12 включения-выключения формирует частоту пульсирующего давления и осуществляет подвод и отвод сжатого воздуха в пневмоцилиндр 17. При этом, под действием сжатого воздуха шток пневмоцилиндра 17 периодически давит на шток гидроцилиндра 3 гидравлического контура 1. После повышения давления в гидравлическом контуре более 6 кг/см, которое достигается за счет разности диаметров поршней пневмоцилиндра 17 и гидроцилиндра 3, давление в пневматическом контуре 2 стравливается в глушитель 15, который подключен к клапану 11 золотниковому. В гидравлическом контуре 1, куда подключены испытуемые изделия 6, также возникает пульсирующее давление. Для наполнения гидравлического контура рабочей жидкостью используется воронка 4 заправочная и краны 5 и 8. При разрушении одного из испытуемых изделий часть рабочей жидкости вытекает из гидравлического контура 1, что приводит к увеличению хода штоков пневмоцилиндра 17 и гидроцилиндра 3, которые через проводок 19 действуют на конечный выключатель 20 и установка отключается. Для измерения давлений в гидравлическом контуре 1 используется манометр 7, а в пневматическом контуре 2 - манометр 16. Из этого следует, что в заявленном техническом решении при статическом или динамическом давлении, можно проверить изделия на герметичность, а также сможет ли, например, испытуемая трубка выдержать нагрузки и не разорваться, а задействовав блок управления создать циклическое давление, задействовав пневмоцилиндр и гидроцилиндр, провести испытание на долговечность, задействовав счетчик рабочих циклов или испытать на прочность, путем задания определенного давления, проверив разрушится ли изделие или нет.
Таким образом, заявляемое техническое решение работает в автоматическом режиме до разрушения испытуемых изделий или до заданного количества циклов и позволяет проводить испытания различным статистическим и динамическим (циклическим) давлением изделий соединительных элементов гидравлических и пневматических систем автомобиля на прочность и долговечность, причем давление гидравлическом контуре может создаваться как ниже, так и выше пневмосистемы за счет разности диаметров поршней пневмоцилиндра и гидроцилиндра и наличия газового редуктора.
Заявляемое техническое решение позволяет расширение функциональных возможностей конструкции, позволяющей проводить динамические и статические испытания на прочность, долговечность и герметичность изделий таких как трубопроводной арматуры, рукавов.
Заявляемая полезная модель соответствует требованию промышленной применимости, его реализация возможна на стандартном технологическом оборудовании с применением ранее освоенных технологий.