ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ГЛУБОКОВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к области экспериментальной техники, а именно к оборудованию для проведения гидравлических испытаний на герметичность и прочность различных подводных объектов, работающих на больших глубинах.
Известен, гидравлический стенд для испытания глубоководных модулей по патенту РФ на изобретение №2025705, МПК G01N 3/10, 1994, содержащий камеру с герметичной крышкой для размещения испытуемого изделия, средства для подачи среды в камеру и средства регистрации параметров. При этом крышка выполнена с осевым отверстием, соосно с которым со стороны камеры размещен фланец для установки модуля, по окружности фланца выполнен ряд равномерно расположенных отверстий, а стенд снабжен средством герметизации модуля относительно крышки камеры в виде двух скрепленных между собой полуколец, предназначенных для схватывания модуля, по наружной поверхности которых равномерно установлены ребра, и набором шпилек, одни концы которых закреплены в отверстиях фланца, а другие шарнирно связаны с ребрами полуколец.
Недостатком подобного решения является то, что стенд позволяет испытывать только изделия, имеющие возможность свободного доступа к внутреннему объему.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели, и принятым в качестве прототипа, является гидравлический стенд для испытаний корпусов глубоководных аппаратов по патенту РФ на полезную модель №91431, МПК G01N 3/10, G01M 3/02, G01M 3/20, 2010. Стенд содержит герметичный резервуар с крышкой и уплотнением, фланец с уплотнением для герметизации торца испытуемого изделия, средства для подачи рабочей жидкости в резервуар и средства контроля параметров, при этом стенд снабжен вторым фланцем с уплотнением для герметизации второго торца испытуемого изделия, центральной стойкой между упомянутыми фланцами и заглушками для герметизации боковых отверстий испытуемого изделия. Также предполагается, что рабочая жидкость в резервуаре подкрашена, например перманганатом калия.
Главным недостатком такой конструкции стенда является наличие фланцевых соединений, что предполагает испытания только в области малых давлений. К недостаткам стенда также относятся большая трудоемкость подготовки испытаний, а также использование в резервуаре и в средстве создания давления (насосе) одной и той же рабочей жидкости.
Технической задачей настоящей полезной модели является разработка конструкции гидравлического стенда для испытаний на герметичность и прочность подводных объектов, работающих на больших глубинах.
Техническими результатами полезной модели являются:
- обеспечение проведения испытаний изделий на сверхвысокие давления;
- сокращение времени подготовки стенда к испытаниям;
- обеспечение высокой степени безопасности проведения испытаний на гидравлику;
- использование при испытаниях в качестве рабочих жидкостей реальную среду в резервуаре, в которой работает объект, и специальную - в средстве создания давления.
Указанные результаты достигаются за счет того, что резервуар стенда размещен между основанием и установленной над ним на стойках траверсой с возможностью его перемещения вдоль стоек и поворота относительно одной из них. Силовой гидроцилиндр средства создания давления в резервуаре, взаимодействующий с нижней крышкой (дном) резервуара, размещен в основании стенда и соединен каналом подачи специальной рабочей жидкости через трубопровод с насосом и емкостью средства. Верхняя крышка резервуара выполнена легкосъемной с возможностью ее перемещения внутри резервуара параллельно стойкам. В предлагаемом стенде использованы две рабочие жидкости: реальная жидкость, в которой работает испытуемый объект, для заполнения резервуара и специальная - для достижения высоких величин давления в гидроцилиндре.
Сущность настоящей полезной модели отражена на Фиг.1.
Гидравлический стенд для испытаний глубоководных изделий содержит герметичный резервуар 1, состоящий из корпуса 2, верхней 3 и нижней 4 крышек, имеющих уплотнительные узлы 5, полностью заполненный рабочей жидкостью 6, расположенный между основанием 7 и установленной над ним на стойках 8 траверсой 9 с возможностью перемещения вдоль стоек и поворота относительно одной из них с помощью расположенных на корпусе 2 и нижней крышке 4 проушин 10. В основании 7 установлен силовой гидроцилиндр, состоящий из поршня 11 с уплотнительным узлом У2, взаимодействующего с нижней крышкой 4 резервуара, и полости 13 с рабочей жидкостью 14. Минимальный объем полости 13 обеспечивается наличием проставки 15. В основании 7 выполнен канал 16, соединяющий полость 13 с трубопроводом 17, к которому подсоединен насос 18, обеспечивающий подачу специальной рабочей жидкости 14 из емкости 19. Трубопровод 17 содержит также средства контроля давления 20, перепускной клапан 21 и сливной клапан 22, обеспечивающий слив специальной рабочей жидкости 14 из трубопровода 17, канала 16 и полости 13. Траверса 9 закреплена на стойках 8 с помощью разъемных соединений 23 (например, гаек). Стойки 8 также закреплены в основании 7 с помощью разъемных соединений 24 (например, стойки имеют прессовую посадку в отверстиях основания до упорных выступов). Крышка 4 может быть выполнена как одно целое с корпусом 2.
Гидравлический стенд для испытаний глубоководных объектов работает следующим образом.
Перед началом работы все клапаны стенда закрыты, все полости стенда находятся под атмосферным давлением, полость резервуара 1 полностью заполнена рабочей жидкостью 6, полость 13 заполнена специальной рабочей жидкостью 14. Необходимые вентиляционные отверстия и клапаны не показаны. Резервуар 1 с помощью проушин 10 разворачивается относительно одной из стоек 8 таким образом, чтобы обеспечить доступ к его внутреннему объему. Верхняя крышка 3 снимается и внутрь корпуса 2 укладывается объект, подлежащий испытаниям. Затем верхняя крышка 3 возвращается на место, резервуар 1 поворачивается в исходное положение. Стенд подготовлен к работе.
Далее открывается перепускной клапан 21 и, с помощью насоса 18, рабочая жидкость 14 подается из емкости 19 в полость 13, создавая внутри последней давление, величина которого контролируется с помощью средств контроля давления 20. При этом поршень 15 начинает двигаться вверх, поджимая резервуар 1 к неподвижно закрепленной траверсе 9 и вынуждая подвижную верхнюю крышку 3 двигаться вниз, сжимая рабочую жидкость 6 и, тем самым, создавая в ней избыточное давление, которое может быть вычислено исходя из давления в полости 13 и соотношения площадей поршня 15 и верхней крышки 3. По достижении давления, необходимого для проведения испытаний, насос 18 останавливается, перепускной клапан 21 закрывается и производится выдержка объекта испытаний под избыточным давлением в течение времени, предусмотренного программой испытаний. Затем с помощью сливного клапана 22 рабочая жидкость 14 из полости 13 стравливается и объект испытаний с помощью описанного ранее способа может быть извлечен из резервуара 1. Заявленная возможность проведения с помощью стенда испытаний на сверхвысокие давления обеспечивается наличием в верхней 3 и нижней 4 крышках уплотнительных узлов 5 и отсутствием в конструкции фланцевых и сварных соединений, что одновременно обеспечивает быструю подготовку к испытаниям и высокую безопасность их проведения. Разделение объемов резервуара 1, в котором создается давление, и полости 13, обеспечивающей создание давления в резервуаре 1 и связанной с насосом 18, позволяет использовать внутри резервуара 1 реальную жидкость (например, морскую воду, не желательную для использования в качестве рабочей жидкости в насосах).
Таким образом, предлагаемое устройство гидравлического стенда для испытаний глубоководных объектов позволяет решить техническую задачу проведения испытаний подводных объектов на герметичность и прочность при сверхвысоких давлениях, обеспечивает возможность быстрой подготовки стенда к испытаниям с обеспечением высокой безопасности их проведения и использование в стенде любой реальной жидкости, в которой работает подводный объект.