СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ПРИБОРА

Полезная модель относится к испытательной технике, а именно к оборудованию для испытаний на герметичность и может быть использована для проведения пневматических и гидравлических испытаний.
Цель полезной модели - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей, путем использования системы для внутренних пневматических испытаний также и для наружных гидравлических испытаний и использование части конструкции для проведения периодических испытаний непосредственно самой системы.
Уровень техники
01
4
4
5
5
6
7
Известны способы контроля герметичности и устройства для их осуществления, заключающиеся в погружении полых изделий в жидкость, повышение в них давления с последующим визуальным контролем появления пузырьков (А.С. СССР №93842, Класс 42 k, 30 53 b, 3, 1951 г., опубл. Бюл. №6,1952 г.) [1], (А.С. СССР №307296, М.Кл. G01M 3/06, опубл. 1971.01.01) [2], (А.С. СССР №1465730, МКИ G01M 3/06, 1987 г., опубл. Бюл. №10, 1989 г.) [3], (А.С. СССР №1474494, МКИ G01M 3/06, 1987 г., опубл. Бюл. №15,1989 г.) [4], (А.С. СССР №1741000, МКИG01M 3/06, 1990 г., опубл. Бюл. №22, 1992 г.) [5], (А.С. СССР №1820262, МКИ G01M 3/06, 1990 г., опубл. Бюл. №21, 1993 г.) [6], (Патент РФ №2090851, МКИ G01M 3/06, 1994 г., опубл. 1997. 09. 20) [7], (Патент РФ №2175118, МПК G01M 3/00, 1999 г., опубл. 2001. 10. 20) [8].
Недостатком известных способов и устройств является невозможность проведения наружных гидравлических испытаний.
2
2
6
7
Известны устройства для гидравлического испытания труб на герметичность, принцип действия которых заключается в заполнении испытываемой трубы жидкостью, создание в ней необходимого давления, выдержка под этим давлением установленное время и контроль герметичности (А.С. СССР №667844, МКИG01M 3/08, 1977 г., опубл. Бюл. №22, 1979 г.) [9], (А.С. СССР №728009, МКИ G01M 3/02, 1978 г., опубл. Бюл. №14, 1980 г.) [10], (Патент РФ №2097725, МКИ G01M 3/02, 1995 г., опубл. 1997.11.27) [6], (Патент РФ №2184946, МПК G01М 3/08, 2001 г., опубл. 2002. 07.10) [12].
Недостатками известных устройств являются сложность конструкции и невозможность проведения предварительных пневматических испытаний.
Известен способ и устройство для обеспечения предварительной проверки герметичности трубопроводов, перед подачей в них рабочей среды, содержащее регулятор давления газа наддува, расходомер, сигнализатор давления газа, исполнительные органы открытия клапана наддува и устройство отображения информации (Патент Великобритании GB1376236, М.Кл. G01M 3/28; F16L 55/10, заявл. 26.01.1972 г.) [13].
Герметичность замкнутого участка трубопровода проверяется следующим образом.
Сжатый газ через стабилизированный регулятор давления газа наддува, через расходомер и открытый клапан наддува заполняет проверяемый участок трубопровода. Большая негерметичность определяется по установившемуся показанию расходомера. Если негерметичность меньше чувствительности расходомера, то она определяется при закрытом клапане наддува по снижению показаний за фиксированный промежуток времени прибора измерения давления, которые наблюдаются на устройстве отображения информации.
Недостатками известного способа и устройства, при использовании его для заявляемой цели, являются сложность конструкции обусловленная наличием радиоэлектронных блоков, а также невозможность проведения наружных гидравлических испытаний.
6
За прототип, как наиболее близкая к заявляемой, выбрана система для проверки герметичности замкнутых объемов по Патенту РФ №2097724, МКИ G01М 3/02,1995 г., опубл. 1997.11.27 [14].
Система - прототип 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.
Система - прототип работает следующим образом.
На вход регулятора подается сжатый газ, а на вход блока формирования сигнала команда, запускающая режим проверки герметичности, по которой формируются импульсы, затем эти импульсы и сигналы обрабатываются при помощи радиоэлектронных блоков и полученные данные транслируются на блок отображения информации.
Система - прототип позволяет осуществлять проверку герметичности и передавать данные на любые расстояния в виде двоичного кода, при этом исключается необходимость контроля оператором за процессом проверки и обработки показаний приборов.
Недостатками системы - прототипа, 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 прибора и периодических испытаний самой системы.
Цель полезной модели - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей, путем использования системы для внутренних пневматических испытаний также и для наружных гидравлических испытаний и использование части конструкции для проведения периодических испытаний непосредственно самой системы.
Указанная цель достигается тем, что в систему для проверки герметичности прибора, содержащей последовательно соединенные герметичный резервуар, регулятор давления газа наддува, клапан наддува с исполнительными органами открытия и закрытия, сигнализатор давления газа и источник сжатого газа, введена отдельная гидравлическая линия в виде, последовательно соединенных герметичного гидравлического бака с запорными элементами, гидравлического насоса высокого давления, сигнализатора давления жидкости и источника жидкости, а упомянутый резервуар снабжен съемной крышкой с фланцем и уплотнением, аналогичным фланцу и уплотнению прибора и съемными штуцером и пробкой.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в упрощении конструкции и возможности использования одной системы и ее герметичного резервуара для пневматических и гидравлических испытаний, а также использование части конструкции (защитной крышки резервуара) для проведения периодических испытаний самой системы.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в следующем.
2
2
При изготовлении приборов, 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 предварительно 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 приборов из строя.
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.
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 входному штуцеру резервуара, при помощи шланга, через воздушный редуктор (регулятор давления) с манометром подключают компрессор или магистраль сжатого воздуха.
Нагнетают в прибор воздух и создают необходимое давление, перекрывают подачу, выдерживают установленное время и сбрасывают давление, при этом плавность подачи, сброса и перекрытие воздуха осуществляют редуктором (регулятором давления), 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 гидравлический бак с жидкостью, при помощи гидронасоса создают необходимое давление, 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 системы и ее испытательного резервуара она должна проходить периодические пневматические и гидравлические испытания, анналогичные испытаниям прибора, а для хранения резервуара необходима крышка, закрывающая отверстие для установки прибора.
Применение отдельной системы и резервуара для гидроиспытания неэкономично, поэтому целесообразно использовать для гидроиспытания тот же резервуар, 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 - с фланцем и уплотнением, имитирующим фланец и уплотнение прибора, и использовать ее для проведения периодических испытаний самой системы и резервуара.
Цель полезной модели - упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей, путем использования системы для внутренних пневматических испытаний также и для наружных гидравлических испытаний и использование части конструкции для проведения периодических испытаний непосредственно самой системы.
Технический результат при осуществлении полезной модели заключается в упрощении конструкции и возможности использования одной системы и ее герметичного резервуара для пневматических и гидравлических испытаний, а также использование защитной крышки резервуара для проведения периодических испытаний самой системы.
Краткое описание чертежей
изб
гс
На фиг.1 изображена функциональная схема системы для проверки герметичности непосредственно самой системы внутренним воздушным давлением; на фиг.2 - функциональная схема системы для проверки герметичности прибора наружным гидростатическим давлением, на фиг.3 - система для проверки герметичности непосредственно самой системы внутренним воздушным давлением, общий вид с установленными крышкой 11, воздушным штуцером 14, шлангом, регулятором 2, клапаном 3, сигнализатором давления 4 и источником сжатого газа 5; на фиг.4 - система для проверки герметичности прибора наружным гидростатическим давлением, общий вид с установленным прибором, пробкой 15 и подключенной гидравлической линией; на фиг.5 - выноска I на фиг.3 (установка штуцера 14); на фиг.6 - выноска II на фиг.4 (установка пробки 15), штрих - пунктирными линиями показан прибор, внутреннее избыточное давление воздуха обозначено Р, а наружное гидростатическое давление - Р.
Система состоит из, последовательно соединенных герметичного резервуара 1, регулятора давления газа наддува 2, клапана наддува 3 с исполнительными органами открытия и закрытия, сигнализатора давления газа 4 и источника сжатого газа 5, при этом в систему введена отдельная гидравлическая линия в виде, последовательно соединенных герметичного гидравлического бака 6 с запорными элементами 7, гидравлического насоса высокого давления 8, сигнализатора давления жидкости 9 и источника жидкости 10, а упомянутый резервуар 1 снабжен крышкой 11 с фланцем 12 и уплотнением 13, аналогичным фланцу и уплотнению прибора и съемными штуцером 14 и пробкой 15 с уплотнениями 16.
Для проведения пневмоиспытания на герметичность внутренним воздушным давлением непосредственно системы и ее герметичного резервуара 1 производят следующее:
- устанавливают штуцер 14 в резервуар 1 и герметизируют его уплотнением 16;
- на фланец (на чертеже не обозначен) резервуара 1 устанавливают крышку 11 фланцем 12 и герметизируют ее уплотнениием 13;
- к штуцеру 14 при помощи шланга (на схеме и чертеже не обозначен), через регулятор давления газа наддува 2 подключают источник сжатого газа 5;
- нагнетают в резервуар 1 газ и создают необходимое давление, перекрывают подачу клапаном наддува 3, выдерживают установленное время и сбрасывают давление, при этом величину давления контролируют сигнализатором давления газа 4.
Систему и резервуар 1 считают выдержавшими пневмоиспытание если не было падения давления на сигнализаторе 4, при перекрытой подаче воздуха.
Для проведения гидроиспытания на герметичность наружным гидростатическим давлением непосредственно системы и ее резервуара 1 производят следующее:
- снимают штуцер 14 с герметичного резервуара 1;
- устанавливают пробку 15 в резервуар 1 и герметизируют ее уплотнением 16;
- на фланец (на чертеже не обозначен) резервуара 1 устанавливают крышку 11 фланцем 12 и герметизируют ее уплотнением 13;
- погружают резервуар 1 в гидравлический бак 6 и через гидравлический насос 8 подключают к нему источник жидкости 10;
- при помощи гидронасоса 8 создают необходимое давление, перекрывают подачу жидкости запорными элементами 7, выдерживают установленное время, сбрасывают давление, при этом величину давления контролируют сигнализатором давления жидкости 9;
- извлекают резервуар 1 из гидравлического бака 6;
- снимают пробку 15 и проверяют на отсутствие жидкости внутри резервуара 1.
Систему и резервуар 1 считают выдержавшими гидроиспытание если жидкость внутри резервуара 1 не обнаружена.
Для проведения пневмо - и гидроиспытаний на герметичность прибора снимают крышку 11 с резервуара 1 устанавливают и уплотняют прибор аналогично установке и уплотнению крышки 11 и производят манипуляции, описанные выше.
Прибор считают выдержавшим испытания если не было падения давления на сигнализаторе 4 при пневмоиспытании и не было жидкости внутри резервуара 1, и соответственно прибора при гидроиспытании.
Осуществление полезной модели
Разработана и изготовлена система для проверки герметичности прибора.
Система состоит из, последовательно соединенных герметичного резервуара 1, регулятора давления газа наддува 2, клапана наддува 3 с исполнительными органами открытия и закрытия, сигнализатора давления газа 4 и источника сжатого газа 5, а также отдельной гидравлической линии в виде, последовательно соединенных герметичного гидравлического бака 6 с запорными элементами 7, гидравлического насоса высокого давления 8, сигнализатора давления жидкости 9 и источника жидкости 10, а упомянутый резервуар 1 снабжен крышкой 11 с фланцем 12 и уплотнением 13, аналогичным фланцу и уплотнению прибора и съемными штуцером 14 и пробкой 15 с уплотнениями 16.
Резервуар 1 представляет собой (не обозначенные на чертеже) стальной цилиндрический корпус диаметром 530 мм, высотой 500 мм и толщиной стенки 10 мм, с 12 ребрами жесткости по периметру толщиной 10 мм, верхним и нижним фланцами диаметром 610 мм и толщиной 50 мм, соединенных между собой ручной дуговой сваркой по ГОСТ 5264-80. На верхнем фланце имеется отверстие диаметром 475 мм со шлифованной поверхностью для установки прибора или крышки 11 и отверстия диаметром 18 мм для крепления прибора или крышки 11, а на нижнем - отверстие с резьбой М12 глубиной 20 мм и плоское отверстие диаметром 18 мм глубиной 24 мм со шлифованной поверхностью для установки и герметизации штуцера 14 или пробки 15 при помощи уплотнений 16.
Регулятор давления газа наддува 2, клапан наддува 3 с исполнительными органами открытия и закрытия и сигнализатор давления газа 4 представляют собой покупное изделие - регулятор давления типа В57-1 с техническими характеристиками:
- наибольший расход сжатого воздуха 40 л/мин;
2
- наибольшее давление на входе 0,58 МПа (6,0 кгс/см);
2
- наименьшее давление на входе 0,1 МПа (1,0 кгс/см).
2
Кроме того, регулятор давления газа 2 укомплектован манометром МТП-10 по ГОСТ 2405-72, рассчитанным на максимальное давление воздуха 10 ати (кгс/см);
Источник сжатого газа 5 представляет собой компрессор винтовой СЕССАТО (производство Италии) серии CSM 20 ВХ MAXI с техническими характеристиками:
- производительность 240-1650 л /мин;
- максимальное давление 10 бар (9,86 атм);
- мощность двигателя 15 кВт.
2
При проведении пневмоиспытания для соединений составных частей системы применяются шланги (на чертеже не обозначены) из резинового напорного рукава с текстильным каркасом по ГОСТ 18698-73, рассчитанные на давление воздуха 10 ати (кгс/см);
2
Гидравлический бак 6 представляет собой изделие собственного изготовления с размерами 4×4×6 м из стального листа толщиной 20 мм с откидной герметичной крышкой (на чертеже не обозначена) и запорными элементами 7, соединенный с источником жидкости 10 (водяной магистралью) и гидронасосом 8 стальными трубопроводами (на чертеже не обозначены) с наружным диаметром 20 мм и толщиной стенки 3 мм по ГОСТ 8734-75, рассчитанными на максимальное давление 19,4 МПа (200 кгс/см).
Запорные элементы 7, в свою очередь, представляют собой покупные предохранительные клапаны 20-200-1-11 по ГОСТ
2
21148-75 с условным проходом 20 мм и номинальным давлением 19,4 МПа (200 кгс/см).
2
Гидронасос 8, в свою очередь, представляют собой изделие собственного изготовления и позволяет создавать давление в замкнутом объеме до 19,4 МПа (200 кгс/см).
2
Сигнализатор давления жидкости 9 представляет собой, установленное на крышке гидробака 6, покупное изделие - манометр МТП -200 по ГОСТ 2405-72, рассчитанный на максимальное давление жидкости 19,4 МПа (200 кгс/см),
Крышка 11 представляет собой стальной цилиндр диаметром 480 мм и высотой 45 мм с фланцем 12 диаметром 610 мм и высотой 10 мм. На боковой поверхности цилиндра выполнены две проточки шириной 10 мм и глубиной 7 мм для установки уплотнения 13 (два резиновых кольца), а на фланце 12 - отверстия диаметром 18 мм для крепления к фланцу резервуара 1 болтами M16×100 по ГОСТ 7805-70, гайками M16 по ГОСТ 5927-70 и шайбами 16 по ГОСТ 10450-78.
Штуцер 14 представляет собой (не обозначенные на чертеже) стальной стержень длиной 108 мм с внутренним отверстием диаметром 4 мм, в средней части которого выполнен шестигранник 24 (для затяжки), резьба M12 длиной 22 мм, цилиндр диаметром 14,3 мм с двумя проточками для установки уплотнения 16 (два резиновых кольца) с одной стороны шестигранника и коническими уступами диаметром 12 мм для уплотнения шланга с другой.
Пробка 15 представляет собой (не обозначенные на чертеже) стальной стержень длиной 60 мм с шестигранником 24 с одного конца, резьбой M12 длиной 22 мм с другого и средней цилиндрической частью диаметром 14,3 мм с двумя проточками для установки уплотнения 16 (два резиновых кольца).
Работа с системой для проверки герметичности прибора описана в разделе " Краткое описание чертежей".