САМОЗАПИРАЮЩАЯСЯ ЗАГЛУШКА

Предполагаемая полезная модель относится к области машиностроения и испытательной техники и может быть использована для испытания трубопроводной арматуры бесфланцевого исполнении: задвижек, кранов шаровых и другой трубопроводной арматуры с большими диаметрами условных проходов и давлений испытательной среды (DN500-1200 мм, PN≥4,0 MПa).
Целью полезной модели является совершенствование техники испытания трубопроводной арматуры бесфланцевого исполнения.
Известна самоуплотняющая заглушка (а.с. №314031, опубликовано 07.09.1971) в которой для уплотнения заглушки и фланца резервуара с помощью эластичного кольца применен золотник с отверстиями для прохода рабочей среды и полым поршнем, снабженным пружиной возврата, которая опираетсяна гайку.
Недостатком известного решения является невозможность использования заглушки для испытания изделий с большим условным проходом и давлением из-за неэффективности механизма возврата, нецелесообразности изготовления пружин возврата и гаек большого диаметра.
Известно приспособление для испытания полых изделий (а.с. RU 2358251 С1, опубликовано 10.06.2009), содержащее установленные на станине неподвижную и подвижную планшайбы, в выемки которых размещаются отцентрированные предварительно заглушки вместе с изделием. При этом каждая заглушка предварительно вставлена в изделие и с помощью поджима, упругодеформированного кольца и винтов, пропущенных через заглушку поджата к внутреннему диаметру изделия, создавая предварительно уплотнение между заглушкой и изделием, необходимое для испытания.
Существенным недостатком приспособления является необходимость центрирования изделия вместе с заглушками в приспособлении, неприемлемое для тяжелых изделий с большими диаметрами условных проходов (к примеру с DN1000, 1200 мм). Также невозможно применить приспособление для уплотнения по коническому или плоскому торцу патрубка изделия.
Известен способ герметизации патрубков и испытательный стенд для трубопроводной арматуры бесфланцевого исполнения (а.с. RU 2297610 С2, опубликовано 20.04.2007) - прототип, который содержит подвижную и неподвижную планшайбы с закрепленными в них проставочными элементами, две заглушки, присоединенных к патрубкам испытуемого изделия и поджатых к торцу патрубка изделия нормируемым усилием от планшайбы; при этом каждая заглушка содержит поршень с эластичными кольцами для герметизации заглушки по внутреннему диаметру патрубка. При испытании заглушки вставляются и закрепляются на патрубках испытуемого изделия, затем вместе с изделием центрируются и вставляются в стенд через проставочные элементы, поджимаются уплотнительными кольцами к торцам патрубков нормированным усилием от планшайбы, полость изделия заполняется испытательной средой, подается испытательное давление в полость изделия, поршни под давлением среды деформируют уплотнительные кольца, создавая надежное уплотнение между заглушкой и внутренним диаметром изделия. После испытания давление сбрасывается и испытательная среда сливается.
Существенным недостатком известного метода герметизации патрубков является наличие стенда, с опорой заглушек на который создается герметизирующее уплотнение испытуемого изделия, неприемлемое для крупногабаритных и многотонных изделий с большим испытательным давлением (к примеру, DN1200 мм, РN10 МПа) из-за своей громоздкости и неудобства установки в него изделий. Другим недостатком, технически трудно осуществимым, является центрирование изделий, имеющих большие габариты и массу, с заглушками и проставочными элементами в стенде перед испытаниями.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является упрощение процесса испытания трубопроводной арматуры бесфланцевого исполнения путем установки и центрирования самозапирающейся заглушки по наружному диаметру патрубка испытуемого изделия, создания надежного уплотнения по торцу испытуемого изделия.
Для достижения технического результата заглушка 3 с размещенным в ней поршнем 9, уплотнительным поршнем 4, эластичными уплотнительными элементами 6, 8, 10, 12, 14 закреплена неподвижно в полухомуте 1, имеющим внутренний диаметр, равный наружному диаметру патрубка 13, с возможностью осевого перемещения для создания предварительного поджима уплотнительного поршня к торцу патрубка 13 путем подачи сжатого воздуха в левую полость «д» поршня и создания гарантированной герметичности по торцу при испытании изделия давлением испытательной среды за счет большей площади по наружному диаметру уплотнительного поршня и площадью торцевого уплотнения. На полухомуте 1 закреплены на осях 19 сектора 17 с кулачками 15 с возможностью поворота секторов при опускании заглушки на патрубок изделия за счет обкатки кулачков по наружному диаметру патрубка 13 изделия и образования при этом замкнутого кольца вместе с полухомутом, опирающегося на бурт патрубка изделия.
Работа самозапирающейся заглушки.
Заглушка 3 (фиг.1, 2) вместе с размещенными в ней поршнем 9, уплотнительным поршнем 4, эластичными элементами 6, 8, 10, 12, 14 и полухомутом 1, с закрепленными на нем с помощью серьг 18, 20 и осей 19 секторами 17, кулачками 15, прикрепленными к секторам болтами 16, опускается на патрубок 13 испытуемого изделия. За счет кулачков 15 сектора 17 охватывают патрубок 13, поворачиваясь на осях 19 вокруг патрубка 13, создавая замкнутое кольцо, опирающееся на бурт патрубка 13. Замыкание кольца производится: откидным болтом 24, гайкой 26, осью 22 и проушинами 21 и 25. Через двухходовой кран (на черт, не показан) подается сжатый воздух давлением 0,63 МПа через входной канал «в» в полость «д». Поршень 9, уплотненный по цилиндру заглушки 3 кольцом 8, по торцу фланцем 7, кольцом 6 и болтами 5, перемещается под действием сжатого воздуха вправо и перемещает уплотнительный поршень 4, связанный с поршнем 9 гайкой 11, вместе с уплотнительными кольцом 12 в сторону торца патрубка испытуемого изделия, а полухомут с сегментами перемещается влево, опираясь на бурт патрубка, создавая тем самым предварительный натяг и герметичность уплотнения 12 по торцу изделия. Сжатый воздух двухходовым краном перекрывается. Изделие заполняется испытуемой средой через канал «а», соединяющий входной канал с полостью испытуемого изделия, сжатый воздух из изделия вытесняется через сальниковую камеру или пробку в крышке изделия (на черт. не показаны); давление «Р» испытания создается в изделии после его заполнения от отдельной гидростанции. Надежность герметичности уплотнения 12 по торцу парубка 13 обеспечивается за счет большего усилия от давления среды, создаваемой по цилиндру уплотнительного кольца 14, имеющего больший диаметр, чем уплотнительное кольцо 12. После сброса давления испытательной среды сжатый воздух переключением двухходового крана через канал «с» (показан условно) подается в полость «е» поршня, уплотненную кольцами 8, 10, при этом поршень вместе с уплотнительным поршнем перемещается влево, происходит слив испытательной среды, сегменты освобождаются за счет ослабления откидного болта 24, заглушка за ушки поднимается вверх.
На предприятии изготовлен и испытан опытный образец самозапирающейся заглушки для гидравлических испытаний шиберной задвижки DN 1000 мм, PN 10 МПа. Имеются рабочие чертежи.
Перечень позиций к Фиг.1, 2
1. Полухомут
2. Болт
3. Заглушка
4. Уплотнительный поршень
5. Болт
6. Кольцо уплотнительное
7. Фланец
8. Кольцо уплотнительное
9. Поршень
10. Кольцо уплотнительное
11. Гайка
12. Кольцо уплотнительное
13. Патрубок изделия
14. Кольцо уплотнительное
15. Кулачок
16. Болт
17. Сектор
18. Серьга
19. Ось
20. Серьга
21. Проушина
22. Ось
24. Откидной болт
25. Проушина
26. Гайка