ОСНАСТКА ДЛЯ СТЕНДОВЫХ ИСПЫТАНИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ НАСОСОВ
ACCESSORY FOR BENCH TESTS OF MAIN PUMPS

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройству крепления стендовых трубопроводов к патрубкам испытываемого насоса и может быть использовано при соединении испытуемого насоса с трубопроводами стенда для проведения испытания магистральных центробежных насосов с целью определения их характеристик.
Известен фланец разъемный (патент RU 2291277 С2, МПК Е21В 33/03, опубл. 10.01.2007). Сущность изобретения: фланец разъемный содержит установленные на обсадной трубе устья фонтанирующей скважины два полу фланца с установленными в них сменными вкладышами. На соединенных болтами полуфланцах размещен сменный узел уплотнения, состоящий из разъемного основания, соединяемого двумя болтами, двух полуколец свинцово-баббитового уплотнения (или резинового кольцевого уплотнения с одним разрезом) и нажимного кольца. Плоскости разрезов уплотнения смещены относительно плоскостей разрезов основания. Сменные вкладыши крепятся к полуфланцам с помощью винтов.
Недостатком известного фланцевого соединения является наличие сложной системы уплотняющих прокладок разного типа для разных поверхностей и обязательное наличие ровной цилиндрической поверхности для крепления полуфланцев.
Известен универсальный стенд для комплексных испытаний нефтяных магистральных насосов различной производительности (патент RU 135020 U1, МПК F04B 51/00, опубл. 07.05.2013), в котором патрубки насоса соединены со стендовым трубопроводом через адаптеры, выполненные в виде последовательно приваренных переходов.
Недостатками известного стенда являются сложность изготовления и монтажа, а также отсутствие универсальности адаптеров.
Известен стенд для испытания насосов (патент RU 152213 U1, МПК F04B 51/00, опубл. 10.06.2014), который содержит стендовый трубопровод и испытываемый насос, всасывающий и нагнетательный патрубки которого герметично соединены с торцевыми участками стендового трубопровода через адаптеры, которые выполнены в виде трубных проставок, на торцах которых выполнены кольцевые канавки под уплотнительные элементы.
Недостатками известного стенда являются: размещение в конструкции кольцевых канавок под уплотнительные элементы таким образом, что исключается возможность визуального контроля размещения уплотнительных элементов перед монтажом, что не гарантирует герметичность соединения. Наряду с этим к недостатку можно отнести то, что трубные проставки должны быть индивидуально изготовлены под фактические размеры патрубков испытуемого насоса.
В существующей практике испытания магистральных центробежных насосов, как правило, всасывающий и нагнетающий патрубки насоса, выполненные под приварку, должны иметь приварные катушки или приварные переходы, выполненные с кромками под приварку к присоединяемым магистральным трубопроводам различного диаметра. Для проведения параметрических испытаний и соединения испытываемого насоса с приваренными к нему катушками со всасывающим и напорным трубопроводами стенда на концах катушек формируют бурты, с помощью которых напорный и всасывающий трубопроводы с фланцами, имеющими на торцах канавки для уплотнительных элементов, притягиваются соединением шпилечным к буртам с помощью проставок, имеющих канавки для уплотнительных элементов, а так же с помощью полухомутов, накидных фланцев и колец промежуточных испытательного стенда.
Катушки с буртами изготавливают из дорогостоящих поковок с толщиной стенки, соответствующей наружному диаметру бурта с учетом припуска под его механическую обработку.
Недостатками стенда, использующего катушки, являются необходимость наличия в составе стенда большого количества всасывающих и напорных трубопроводов стенда для соединения их с приварными катушками или приварными переходами, выполненными с кромками под приварку к присоединяемым магистральным трубопроводам различного диаметра. Наряду с этим к недостатку можно отнести то, что необходимость испытания насосов с катушками различного диаметра, номенклатура которых многократно превышает количество диаметров патрубков насосов, требует частой переналадки стенда (переустановок всасывающего и напорного трубопроводов).
Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является, снижение номенклатуры трубопроводов оснастки, входящих в состав испытательного стенда, исключение необходимости приварки катушек к патрубкам насоса для проведения его испытаний, отсутствие необходимости переналадки испытательного стенда - переустановки трубопроводов оснастки в зависимости от заказанного диаметра катушки.
Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение времени на подготовительные работы для проведения испытания насосов и на переустановку оснастки различного диаметра.
Указанная техническая задача решается, а технический результат достигается тем, что оснастка для стендовых испытаний магистральных насосов содержит два трубопровода каждый из которых выполнен с возможностью соединения с патрубками насоса шпилечным соединением фланца накидного, кольца промежуточного и полухомутов с фланцем трубопровода, при этом полухомуты выполнены с возможностью охвата бурта патрубка насоса, а промежуточное кольцо расположено между фланцем трубопровода и накидным фланцем, на торцевой поверхности промежуточного кольца, обращенной к накидному фланцу и на торцевой поверхности фланца трубопровода, примыкающей к промежуточному кольцу выполнены кольцевые канавки для размещения в них уплотнительных элементов.
Развитием и уточнением предлагаемого изобретения являются следующие признаки:
- сечение кольцевых канавок выполнено круглым или профильным;
- полухомуты скреплены между собой шарнирным соединением с возможностью фиксации замком.
- трубопроводы выполнены с возможностью фланцевого соединения со стендовыми трубопроводами.
Изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 изображен общий вид оснастки с испытуемым насосом, на фиг. 2 изображено место соединения патрубка насоса с трубопроводом оснастки.
Позициями на чертеже фиг. 1 и фиг. 2 обозначены:
1 - трубопровод;
2 - испытываемый насос;
3 - уплотнительный элемент;
4 - патрубок насоса;
5 - полухомуты;
6 - фланец накидной;
7 - кольцо промежуточное;
8 - фланец трубопровода;
9 - соединение шпилечное.
Оснастка для стендовых испытаний насосов содержит два трубопровода 1, идентичных по конструкции, по функциональному назначению представляют собой один всасывающий и один напорный трубопроводы, каждый из которых выполнен с возможностью соединения с патрубками насоса 4 шпилечным соединением 9 фланца накидного 6, кольца промежуточного 7 и полухомутов 5 с фланцем трубопровода 8 с возможностью охвата полухомутами 5 бурта патрубка насоса 4.
Трубопроводы 1 выполнены с возможностью фланцевого соединения со стендовыми трубопроводами.
Бурт, выполненный с патрубком насоса 4 заодно целое, является упором для кольца промежуточного 7 со стороны фланца трубопровода 8 и для полухомутов 5 с фланцем накидным 6 со стороны испытываемого насоса 2.
Фланец накидной 6 изготавливают таким образом, чтобы внутренний диаметр превышал наружный диаметр бурта патрубка насоса 4.
Полухомуты 5 изготавливают таким образом, чтобы их внутренний диаметр не превышал наружный диаметр бурта патрубка насоса 4.
Кольцо промежуточное 7 упирается в торцевую поверхность бурта патрубка насоса 4 с одной стороны и в торцевую поверхность фланца трубопровода 8.
На нижней части торцевого участка кольца промежуточного 7, обращенного к фланцу накидному 6, выполнены кольцевые канавки для размещения уплотнительных элементов 3.
На нижней части торцевого участка фланца трубопровода 8, примыкающего к кольцу промежуточному 7, выполнены кольцевые канавки для размещения уплотнительных элементов 3.
Сечение кольцевых канавок выполнено круглым или профильным.
Диаметры трубопроводов 1 соответствуют диаметрам патрубков насоса 4 соответственно.
Фланец накидной 6 установлен на полухомуты 5.
Полухомуты 5 скреплены между собой шарнирным соединением и зафиксированы замком, выполненным в виде крючка.
Уплотнение соединения трубопроводов 1 с патрубками насоса 4 осуществляется путем стягивания соединением шпилечным 9 и прижатия уплотнительных элементов 3, размещенных в кольцевых канавках на торцевых поверхностях кольца промежуточного 7 и фланца трубопровода 8.
Соединение шпилечное 9 представляет собой набор шпилек, гаек и шайб.
Работа оснастки для стендовых испытаний насосов происходит следующим образом.
Для подключения патрубков испытываемого насоса 2 к двум трубопроводам 1 выполняют следующую последовательность действий в отношении каждого патрубка насоса 4. На патрубок насоса 4 одевают полухомуты 5 и фиксируют их замком. На полухомуты 5 устанавливают фланец накидной 6. В кольцевые канавки кольца промежуточного 7 и фланца трубопровода 8 устанавливают уплотнительные элементы 3. Затем кольцо промежуточное 7 устанавливают между фланцем накидным 6 и фланцем трубопровода 8. Далее осуществляют стягивание шпилечным соединением 9 фланца накидного 6, кольца промежуточного 7 и полухомутов 5 с фланцем трубопровода 8. После соединения двух трубопроводов 1 с патрубками насоса 4 проводится их соединение с трубопроводами стенда посредством фланцев. После чего осуществляется стендовые испытания насоса.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает создание универсальной оснастки для комплексных испытаний насосов с различными габаритно-присоединительными размерами с возможностью визуального контроля размещения уплотнительных элементов перед монтажом и оптимизации процесса монтажа оснастки, ее переналадки (переустановки) с уменьшением времени на подготовку стендовых испытаний насоса.