Устройство для испытания полых изделий внутренним давлением

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциапнстнческннРеспублик 11970187(23) Приоритет(51)М. Кл. 01 К 3/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийДата опубликования описания 30. 10. 82 В. А. Усов, В. Я. Ермохин, О, В. Вино О. Н, Винклер, И, Н, Альбов и М, П. А(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ оиства яв тельност полый об в происпольз и, а бе с ч сти испы шение пр Изобретение относится к иссле ваниям прочностных своиств, в частности для испытания на прочность полых изделий внутренним давлением.Известно устройство для испытания полых изделий внутренним давлением, содержащее систему гидравлического питания, гидравлический мультипликатор, клапанную коробку с нагнетательной полостью, соединяемой с испытуемым изделием, и гидравлический выключатель клапанов 11.Недостатком этого устройства является полная потеря энергии 1 ефор мации испытываемого изделия при его разгрузке, это вызвано тем, что внутренняя полость изделия соединена со сливом, а перед каждым из последующих циклов испытаний необходимо заполнять иэделие водой.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для испытания полых изделий внутренним давлением, содержащее систему гидравлического питания, гидравлический мультипликатор с полостью управления и полостями низкогои высокого давления, последняя изкоторых предназначена для подсоединения полости испытуемого изделия,и управляющую гидравлическую систему, соединенную с полостью низкогодавления гидравлического мультипликатора2 ,Недостатком данного устляется небольшая производииспытывается только одинразец, это вызвано тем, чтцессе испытания образца неется его энергия деформацвозвратно теряется при сброния до минимального сливом.жидкости из внутренней полтываемого образца.ель изобретения - повыизводительности.3 97018Цель достигается тем, что устройство для испытания полых иэделий внутренним давлением, содержащее систему гидравлического питания, гидравлическйй мультипликатор с полостью управления и полостями низкого и высокого давления, последняя из которых предназначена для подсоединения полости испытуемого иэделия и управляющую гидравлическую систе му,.соединенную с полостями низкого давления гидравлического мультипликатора, снабжено дополнительным гидравлическим мультипликатором с полостями управления, высокого и низ-кого давлений , трехпозиционным цетырехходовым золотником и регулято" ром потока, полость низкого давления дополнительного мультипликатора через трехпозиционный четырехходовой золотник соединена с управляющей гидравлической системой и с полостью низкого давления основного мультипликатора, а полость высокого давления дополнительного мультипликато- д ра соединена с системой гидравлического питания, при этом полость управления каждого мультипликатора связана с полостью низкого давления .другого мультипликатора через регулятор потока. На чертеже схематично изображено устройство для испытания полых изделий .внутренним давлением.Устройство для испытания полых изделий внутренним давлением состоит из двух мультипликаторов 1 и 2, основного и дополнительного, являющихся одновременно разделителями двух сред: воды и масла. Каждый из муль- фо типликаторов 1 и 2 содержит поршни 3 и 4, полости 5 и 6 низкого давления, которые трубопроводами 7 и 8 или через один трехпозиционный четырехходовой золотник 9 (имеющий три фиксированных положения О, 1 11) при его положении О соединены между . собой, и на каждом из трубопроводов 7 и 8 установлены реле 10 и 11 давления, полости 12 и 13 управления, ко- о тс рые трубопроводами 14-17 через регуляторы 18 и 19 потока соединены с полостями 5 и 6 низкого давления мультипликаторов 1 и 2, причем полость управления 12 мультипликатора 1 соединена с полостью 6 мультипликатора 2 а полость 13 мультипликатора 2 соединена с полостью 5 муль 7 фтипликатора 1, полости 20, 21 высокого давления,Управляющая гидравлическая системавключает резервуар 22, насос 23 ипневмоаккумулятор 24, соединенныетрубопроводами 25, 26 и 27 через двухпоэиционный (имеющий фиксированныеположения О 1) четырехходовой золотник 28 и золотник 9 с полостями 5 и6 низкого давления мультипликаторов1 и 2.Трубопроводы 29 и 30 высокого давления соединяют полости 20 и 21 высокого давления мультипликаторов 1и 2 с внутренними полостями 31 и32 испытываемых труб 33 и 34 черезвентили 35 и 36. На трубопроводах29 и 30 высокого давления установлены вентили 37 и 38, предназначенныедля выпуска воздуха иэ внутреннихполостей 31 и 32 труб 33 и 34 при заполнении их водой и для контроля полного заполнения труб водой.Система гидравлического питаниявключает трубопровод 39 для наполнения испытываемых труб 33 и 34 и полостей 20 и 21 высокого давления мультипликаторов 1 и 2 водой. Трубопровод 39 подключен к трубопроводам 29и 30 высокого давления через обратные клапаны 40 и 41 трубопроводами43 и 42, на которых установлены манометры 44 и 45.Слив золотника 9 соединен трубопроводом 46 через регулятор 47 потока и фильтр 48 с резервуаром 22.Для настройки испытательного давления в управляющей гидравлическойсистеме установлен предохранительный клапан 49, который по манометру 50 настраивается на давление,кратное максимальному испытательному,и через который при выключенномэлектромагните 51 трубопровод 25 отнасоса 23 соединяется с резервуаром22. Обратный клапан 52, установленный на трубопроводе 25, препятствует падению давления в управляющей системе при работе насоса 23 на сливчерез клапан 49 при выключенномэлектромагните 5 1, К трубопроводу "26, соединяющему пневмоаккумулятор 24 с золотником 28, подключенэлектроконтактный манометр 53 и контакты манометра 53 установлены одинна давление, кратное максимальномуиспытательному, а другой на 23 кгс/см меньше давления, кратногомаксимальному испытательному,5 9701Устройство работает следующим об-,разом,В режиме заполнения испытываемых труб 33 и 34 водой открыты вентили 37 и 38 и вода по трубопроводу %39 через обратные клапаны 40 и 41по трубопроводам 42 и 43 через открытые вентили 35 и 36 поступает вовнутренние полости 31 и 32 труб 33и 34, а по трубопроводам 29 и 30 высокого давления - в полости 20 и 21высокого давления мультипликаторов1 и 2. Воздух из труб 33 и 34 выходитчерез вентили 37 и 38. Во время наполнения водой включают насос 23, апредохранительный клапан 49 с учетомувеличения давления мультипликаторами 1 и 2 настраивается на давление, кратное максимальному испытательному. На период настройки пре- Одохранительного клапана 49 и наполнения труб 33 и 34 и полостей20и 21 высокого давления водой включают электромагнит. 54 золотника 28,при этом золотник 28 установится в И3положение 1 и насос 23 трубопроводом 25 и трубопроводом 26 соединяется с пневмоаккумулятором 24, Пневмоаккумулятор 24 заряжается и придостижении давления, кратного макси- Зомальному испытательному, электроконтактный манометр 53 выключаетэлектромагнит 51 предохранительногоклапана 49, таким образом обеспечивая разгрузку насоса 23 в резерву- . ззар 22,Наполнение труб 33 и 34 определяют по наличию воды на выходе из, вентилей 37 и 38, после чего вентили 37 и 38. закрывают, электромагнитом 57 устанавливают в положение 1 золотник 9 или включают электромагнит 51 предохранительного клапана 49 и выключают электромагнит 54 золотника 28. Золотник 28 пружиной 55 устанавливается в положение 0 и поток масла от насоса 23 по трубопроводу 25 через обратный клапан 52 поступает к золотнику 28, где объ-единяется с потоком масла от пневмоЯ аккумулятора 24, поступающего к золотнику 28 по трубопроводу 26, и далее объединенный поток масла по трубопроводу 27 через золотник 9 в положении 1 поступает в полость 5 высокого давления мультипликатора 1.Поршень 3 мультипликатора 1 перемещается вверх (см. чертеж), масло 87Ьиз полости 12 управления мультипли-, катора 1 по трубопроводу 14 через регулятор 18 патока, по трубопрово-., дам 17 и 8, через золотник 9 по трубопроводу 46 через регулятор 47 потока и фильтр 48 сливается в резервуар 22. Постоянная скорость пере мещения поршня 3, а следовательно,скорость повышения давления в испытываемой трубе 33 устанавливаетсярегулятором 18 потока. Из полости 20 высокого давления мультипликатора 1 вода по трубопроводу 29через вентиль 35 поступает во внутреннюю полость 31 трубы 33 давление в трубе повышается до максимального испытательного. Насос 23 в конце операции повышения давления в испытуемой трубе 33 заряжает пневмоаккумулятор 24 и при достижении давления, кратного максимальному испытательному, электроконтактный манометр 53 отключает электромагнит 51 предохранительного клапана 49, давление в трубе 33 поддерж вается пневмоаккумулятором.24, а насос 23 разгружается в резерваур 22 через предохранительный клапан 49. Время поддержания давления задается реле времени (не показано), которое после окончания заданной выдержки дает сигнал на выключение электромагнита 57 золотника 9, золотник 9 устанавливается в положение 0 и включает электромагнит 54 золотника 28. Золотник 28 устанавливается в положение 1, когда насос 23 соеди" нен с пневмоаккумулятором 24. Вода из внутренней полости 31 трубы 33 за счет энергии деформации трубы 33 через вентиль 35 по трубопроводу 29 поступает в полость 20 высокого давления мультипликатора 1 с давлением, в первоначальный момент равным максимальному испытательному, поршень3 мультипликатора 1 перемещается вниз (см, чертеж), масло из полости 5 низкого давления мультипликатора 1 по трубопроводу 7, через золотник 9 по трубопроводу 8 поступает в полость 6 низкого давления мульти" пликатора 2, перемещает поршень 4 вверх, масло из полости 13 управления мультипликатора 2 по трубопроводу 15 через регулятор 19 потока, .трубопровод 16 добавляется к маслу, вытесняемому из полости 5 мультипликатора 1 (дифференциальная схема подключения),а часть масла, поступа 97017ющего к полости 6 мультипликатора2 по трубопроводу 17, через регулятор 18 потока по трубопроводу 14подпйтывает полость 12 управлениямультипликатора 1. Вода из полости й21 по трубопроводу 30 высокого давления через вентиль 36 поступаетв полость 32 трубы 34, таким образом, давление во внутренней полости32 трубы 34 повышается, а во внутренней полости 31 трубы 33 - понижается и происходит процесс выравнивания давлений в испытываемых трубах 33 и 34, как только давление выравняется, реле 10 давления, настроенное на давление выравнивания, одновременно дает сигналы на включение электромагнита 56 золотника 9,золотник 9 устанавливается в положение П, выключает электромагнит 54 зо- млотника 28, золотник 28 устанавливается в положение 0 и включаетсяэлектромагнит 51 клапана .49. Общий поток масла от насоса 23 и пневмоаккумулятора 24 по трубопроводу 27, через 2 юзолотник 9 по трубопроводу 8 поступает в полость 6 мультипликатора2 и продолжает перемещать поршень 4мультипликатора 2 вверх (см. чертеж),а из полости 13 управления по трубо- зопроводу 15, через регулятор 19 потока, по трубопроводам 16 и 7, череззолотник 9 в положении П, по трубопроводу 46, через регулятор 47 потока и фильтр 48 сливается в резервуар 22. Постоянная скорость перемещения поршня 4, а следовательно, скорость повышения давления в испытываемой трубе 34 устанавливается регулятором 19 потока, из полости 21 высокого давления мультипликатора 2 вода по трубопроводу 30 поступает во внутреннюю полость 32 трубы 34, повышая в ней давление, а часть масла, поступающего к полости 6 низкого давления мультипликатора 2, по , трубопроводу 17, через регулятор 18 потока; трубопроводу 14 поступает в полость 12 управления мультипликатора 1, поршень 3 продолжает опускатьсявниз (см. чертеж), масло из полости 5 низкого давления мультипликаторапо трубопроводу 7, через золотник 9, по трубопррводу 46, через регулятор 47 потока, фильтр 48 сливается в резервуар 22. Давление в трубе 33 поИ нижается до минимального, постоянная скорость понижения давления устанавливается регулятором 47 потока, а 87 8мультипликатор 1 подготавливается для работы в следующем цикле нагружения.В конце операции повышения давле-. ния до максимального в испытываемой трубе 34 насос 23 заряжает пневмоаккумулятор 24 и при достижении давления, кратного максимальному испытательному, электроконтактный манометр 53 выключает электромагнит 51 предохранительного клапана 49. Давление в трубе 34 поддерживается пневмоаккумулятором 24, а насос 23 разгружается через клапан 49 в резервуар 22. Время поддержания давления задается реле времени (не показано), которое после заданного промежутка времени поддержания давления в испытываемой трубе 34 дает сигнал на выключение электромагнита 56 золотника 9, золотник 9 устанавливается в среднее положение 0 на выключение электромагнита 56 и включение электромагнита 57, устанавливая золотник 9 в положение 1, и включает электро- . магнит 54 золотника 28, золотник 28 устанавливается в положение 1, ког-. да насос 23 соединен с пневмоаккумулятором 24, Вода из внутренней полости 32 трубы 34 за счет энергии деформации трубы 34 через вентиль 36 по трубопроводу 30 поступает в полость 21 мультипликатора 2 с давлением в первоначальный момент, равным максимальному испытательному, Поршень 4 перемещается вниз, Масло иэ полости 6 мультипликатора 2 по трубопроводу 8, через золотник 9 по трубопроводу 7 поступает в полость 5 мультипликатора 1, перемещает поршень 3 вверх, Масло из полости 12 управления мультипликатора 1 по трубопроводу 14, через регулятор 18 потока по трубопроводу 17 добавляется к маслу, вытесняемому из полости 6 мультипликатора 2, а часть масла, поступающего к полости 5 мультипликатора 1, по трубопроводу 16, через регулятор потока 19, по трубопроводу 15 подпитывает полость 13 управления мультипликатора 2, Вода из полости 20 мультипликатора 1 по трубопроводу 29, через вентиль 5 поступает в полость 31 трубы 33. Давление во внутренней полости 31 трубы 33 повышается, а во внутренней полости 32 трубы 34 понижается, происходит опять процесс выравнивания давления в испытываемых трубах 33 и 34,970187 ЭЮ Как только давление выравнивается,реле 11 давления, настроенное надавление выравнивания, одновременнодает сигналы на включение электромагнита 57 золотника 9 (золотник 9 . зустанавливается в положение 1) навключение электромагнита 51 предохранительного клапана 49 и выключениеэлектромагнита 54 золотника 28.Золотник 28 устанавливается в положение О. Общий поток масла от пневмоаккумулятора 24 и насоса 23 по трубопроводу 27, через золотник 9.по трубопроводу 7 поступает в полость 5 мультипликатора 1 и перемещает поршень 3. Давление в трубе 32.повышается до максимального испытательного, а часть масла, поступающего к полости 5, по трубопроводу 16через регулятор потока 19, трубопроводу 15 поступает в полость 13 управления мультипликатора 2, поршень4 опускается вниз (по чертежу). Масло из полости 6 по трубопроводу 8,через золотник 9, по трубопроводу 463через регулятор 47 потока, фильтр48 сливается в резервуар 22. Давление в трубе 34 понижается до минимального. Скорость понижения давления устанавливается регулятором ЗО47 потока, а мультипликатор 2 подготавливается для работы в следующем цикле нагружения и т.д. Использование предлагаемого устройства для испытания полых изделий внутренним давлениемпозволит сократить время испытания, устройст во имеет повышенный КПД за сцет использования энергии упругой деформации испытываемых труб. формула изобретения Устройство для испытания полыхизделий внутренним давлением , содер:жащее систему гидравлического питания, гидравлический мультипликаторс полостью управления и полостямиНизкого и высокого давления, последняя из которых предназначена дляподсоединения полости испытуемого из"делия и управляющую гидравлическуюсистему, соединенную с полостью низкого давления гидравлического мультипликатора, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено дополнительным гидравлическим мультипликатором с полостями управления, высокого и низкого давлений, трехпозиционным цетыоеххоаовым золотникам и оегулятоопм потока полость низкогодавления дополнительного мультипликатора через трехпозиционный четырехходовой золотник соединена с управляющей гидравлической системой и сполостью низкого давления основногомультипликатора, а полость высокогодавления дополнительного мультипликатора соединена с системой гидравлического питания, при этом полостьуправления каждого мультипликаторасвязана с полостью низкого давлениядругого мультипликатора через регулятор потока.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 317954, кл. С 01 й 3/12,1971,Авторское свидетельство СССРМ 741061, кл. С 01 Н 3/00, 1980970187 Составитель В. МТехред К.Мыцьо орректор Редактор М. Янови емцик Заказ 8376/51 илиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 887 Подпис НИИПИ Государственного комитетпо делам изобретений и откр 13035, Москва, Ж, Раущская СССРийб., д.