СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬНОГО КЛАПАНА

Техническое решение относится к арматуростроению и предназначено для обеспечения контроля и проверки соответствия технических характеристик предохранительных клапанов предъявляемым требованиям путем проведения испытаний.
Предохранительные клапаны являются одним из наиболее ответственных устройств арматуры, поскольку неудовлетворительная работа их может повлечь за собой тяжелые последствия. Предохранительный клапан должен не только надежно открываться при достижении соответствующего давления рабочей среды, но и герметично перекрывать проходное сечение после посадки затвора на седло корпуса. Пропускную способность предохранительного клапана желательно иметь возможно большую.
Для подтверждения работоспособности предохранительного клапана, проверки герметичности затвора и определение расходных характеристик необходимо проводить стендовые испытания.
Стендовые испытания, как правило, проводятся на специализированных стендах, предназначенных для каждого вида из указанных испытаний.
Известны стенды для контроля герметичности и проведения ресурсных испытаний изделий (например, авторские свидетельства RU №777529, G01M 3/08 от 07.11.1980 г., RU №783614, G01M 3/26 от 30.11.1980 г), которые состоят из источника испытательной среды, системы трубопроводов, манометров, отсечной арматуры и расходомерного прибора.
Указанные конструкции стендов не позволяют проводить на них испытания на герметичность испытываемого клапана, на работоспособность и на испытания по определению его расходных характеристик.
Ближайшим аналогом (прототипом) предлагаемой конструкции стенда является стенд для гидравлических испытаний клапанов на работоспособность (см. книгу "Испытание судовой арматуры", Щеголев А.П., издательство "Судостроение", Ленинград, 1971 г, стр. 94, рис. 51), который состоит из испытуемого клапана, насоса, бака, перемычки с клапаном, расходомера, манометров, трубопроводов напорной и отводящей линий и баллона, установленного после насоса для снижения пульсации давления воды в системе стенда.
К его недостаткам можно отнести то, что:
- конструкцией стенда не предусмотрена проверка герметичности затвора клапана подачей воды под давлением;
- стенд не позволяет провести проверку расходных характеристик предохранительного клапана в положении после срабатывания, то есть когда давление воды в трубопроводе после клапана снижается до атмосферного.
Технической задачей данной полезной модели является создание стенда с возможностью проводить испытания предохранительного клапана на работоспособность, на герметичность затвора и по определению расходных характеристик.
Техническим результатом решения поставленной задачи является расширение функциональных возможностей стенда.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в стенде для испытаний предохранительного клапана, содержащем заполненный водой бак, соединенный с баллоном с газом и насосом, в трубопроводах, соединяющих баллон с газом с баком и бак с насосом, установлены по два дополнительных запорных клапана, с возможностью установки испытываемого предохранительного клапана между запорными клапанами, причем между испытываемым предохранительным клапаном и насосом установлена сбросная емкость.
Стенд снабжен съемной трубой сброса, установленной на выходном патрубке испытываемого клапана и направленной во внутреннюю полость сбросной емкости, которая сообщена с трубопроводом насоса при помощи запорного устройства.
Сбросная емкость отделена от трубопровода насоса при закрытом запорном устройстве.
Объем воды, находящийся в баке, на порядок превышает объем воды, находящийся во внутренней полости испытываемого клапана и трубопровода от клапана до бака.
Стенд состоит из следующих основных деталей и комплектующих изделий (см. фигуру 1):
- баллона 1 с газом для подпитки;
- бака 2, заполненного водой;
- испытуемого предохранительного клапана 3;
- манометров.4;
- трубопровода 5 до испытуемого клапана 3;
- расходомерного устройства 6;
- трубопровода 7;
- насоса 8;
- отсечного устройства 9;
- клапанов запорных 10, 11, 12,13;
- сбросной емкости 14;
- сбросной трубы 15.
Клапан 12 установлен на трубопроводе, соединенным с баком 2, а клапан 13 разделяет трубопровод, подключенный к расходомерному устройству 6 и насосу 8.
Сбросная труба 15 закрепляется на выходном патрубке предохранительного клапана 3 и устанавливается своим выходным концом во внутреннюю полость сбросной емкости 14.
Сбросная емкость 14 соединена с трубопроводом насоса 8 с помощью отсечного устройства 9.
Для испытаний предохранительного клапана 3 на работоспособность и на герметичность затвора воздушная полость бака 2 соединена трубопроводом при открытых клапанах 10 и 11 с баллоном 1 с газом для подпитки, клапан 12 открыт, а клапан 13 закрыт, отсекая трубопровод 5 от трубопровода 7, к которому подсоединены расходомерное устройство 6 и насос 8, который, в свою очередь, отсечным устройством 9 отсечен от сбросной емкости 14.
Для испытаний предохранительного клапана 3 по определению расходных характеристик баллон 1 с газом и бак 2 отсечены запорным клапаном 12, а испытываемый предохранительный клапан 3 входным патрубком соединен трубопроводом 5 при открытом клапане 13 с расходомерным устройством 6 и трубопроводом 7 с насосом 8, а выходным патрубком через сбросную трубу 15 и сбросную емкость 14 при открытом отсечном устройстве 9 соединен трубопроводом также с насосом 8, образуя замкнутый контур.
Стенд работает следующим образом:
При испытаниях предохранительного клапана 3 на работоспособность и на герметичность затвора клапаны 10, 11 и 13 закрыты, клапан 12 открыт, а запорное устройство 9 перекрыто.
Внутренняя полость трубопровода 5 до испытываемого клапана 3 и внутренняя полость бака 2 заполняется водой.
Открывается клапан 11, при открывании клапана запорного 10 постепенно повышается давление газовой подушки в баке 2 за счет давления поступающего газа из баллона 1. Клапан 10 открывается до повышения давления воды в трубопроводе 5 и в испытываемом клапане предохранительном 3 до достижения давления рабочего Рраб.
При достижении давления воды в клапане предохранительном значения давления рабочего Рраб. измеряются протечки (при их наличии) в затворе через выходной патрубок клапана и контролируется падение давления воды во внутренней полости, то есть проводятся испытание клапана предохранительного на герметичность затвора.
При проверке герметичности затвора сбросная труба 15 снята.
При дальнейшем открывании клапана 10 повышается давление воды в баке 2 до давления срабатывания Рсраб. клапана предохранительного 3 - затвор открыт, после чего клапан 10 закрывается.
Вода после срабатывания предохранительного клапана 3 при открытом затворе устремляется в сбросную емкость 14, давление воды в трубопроводе 5 и в баке 2 начинает снижаться.
После достижения давления воды во внутренней полости предохранительного клапана 3, равного давлению обратной посадки Робр.пос, затвор возвращается в исходное положение, перекрывая проходное сечение предохранительного клапана 3.
При необходимости, можно измерить объем воды, истекшей через предохранительный клапан 3 за период времени от момента срабатывания до момента обратной посадки.
При достижении давления воды в предохранительном клапане 3, равном давлению обратной посадки Робр.пос, повторно проверяется предохранительный клапан 3 на герметичность затвора при этом значении давления. Контроль давления воды в трубопроводе 5 выполняется по манометрам 4.
Контроль протечек через испытываемый клапан 3 (при их наличии) проводится сбором воды из выходного патрубка клапана 3.
При испытаниях предохранительного клапана 3 по определению расходных характеристик клапаны 10, 11 и 12 закрыты, на выходной патрубок предохранительного клапана 3 навертывается сбросная труба 15, клапан запорный 13 и отсечное устройство 9 открыты. Сбросная емкость 14 заполняется водой.
Испытания проводятся при различных расходах воды, создаваемых насосом 8 при полностью открытом предохранительном клапане 3 и при других положениях затвора.
Положения затвора и, соответственно, величины проходного сечения предохранительного клапана 3 устанавливаются принудительно за счет применения специального устройства.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет:
- проверить клапан на работоспособность, то есть определить давление срабатывания и давления обратной посадки затвора после срабатывания клапана, имея возможность при этом измерить количество воды, попавшей в сбросную емкость после срабатывания до момента обратной посадки затвора;
- проверить степень герметичности клапана предохранительного по затвору при повышении давления воды в клапане до рабочего Рраб. и последующим снижении до давления обратной посадки Робр.пос. и измерить величину протечек через затвор при их наличии;
- при подключении клапана предохранительного к насосу и расходомерному устройству снять его расходные характеристики при различных величинах проходного сечения клапана.