Гидравлический стенд для испытания глубоководных модулей

 

Область использования: в испытательной технике, при испытании гидравлическим давлением. Сущность: в полости испытуемого модуля устанавливают датчики, модуль устанавливают на фланец с помощью крепежных элементов, затем устанавливают корпус. Стенд заполняют водой и осуществляют испытания внешним давлением. Установка датчиков на внутренней поверхности модуля позволила уменьшить трудоемкость при одновременном испытании на герметичность и измерении перемещения силовой стенки модуля и крышки корпуса. 3 ил.

Изобретение относится к глубоководной технике, а именно к оснастке для испытаний глубоководных модулей, предназначенных для эксплуатации на больших глубинах при научных исследованиях и в народном хозяйстве.

Известен гидравлический стенд для тензометрического измерения напряженно-деформированного состояния стеклопластиковых модулей при нагружении их внутренним давлением [1].

Однако напряженно-деформированные состояния при нагружении внутренним и внешним давлением существенно различаются, вследствие чего данный стенд для испытаний глубоководных модулей не подходит.

Известен гидравлический стенд для испытаний глубоководных модулей внешним давлением [2]. Конструкция стенда включает корпус, крышку, герметично устанавливаемую на корпус с помощью затворной системы, гидравлические насосы высокого давления и пульт управления.

Испытания глубоководного модуля проходят следующим образом.

Испытуемый модуль опускают в корпус стенда, устанавливают и закрепляют герметично крышку, наполняют стенд водой и проводят испытания внешним давлением.

С пульта управления осуществляется контроль режимов испытаний с одновременной записью на диаграмму зависимости давления водной среды от давления.

Однако использование данного стенда возможно только для испытаний на прочность глубоководных изделий при действии внешнего давления. Стенд не позволяет контролировать перемещения и деформации элементов глубоководных модулей при вариации уровня внешнего давления, а также его герметичности, вследствие чего испытания имеют низкую информативность.

Целью изобретения является повышение информативности испытаний и надежности работы стенда.

Это достигается тем, что крышка стенда выполнена с осевым отверстием, соосно которому со стороны камеры выполнен фланец для установки модуля, по окружности фланца выполнен ряд равномерно расположенных отверстие, а стенд снабжен средством герметизации модуля относительно крышки камеры в виде двух скрепленных между собой полуколец, предназначенных для охватывания 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.

Такое выполнение стенда позволяет проводить испытания глубоководных модулей в условиях, максимально приближенных к рабочим условиям, совмещать испытания на герметичность с исследованиями напряженно-деформированного состояния испытуемого модуля, использовать стандартные средства измерения параметров. Кроме того, для контроля герметичности можно использовать фото- и киноаппаратуру и другие средства визуализации процесса, что исключает необходимость разработки и использования герморазъемов высокого давления, а следовательно, повышает надежность стенда.

На фиг. 1 изображен стенд, общий вид; на фиг.2 - узел крепления испытуемого модуля к стенду; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.1.

Гидравлический стенд содержит корпус 1 с подсоединенной к нему крышкой 2 с уплотнительными элементами 3, системой подачи рабочей среды 4, пультом управления 5 и регистрационно-измерительной системой 6, снабженной датчиками 7, подключенными к ней посредством кабелей 8. Крышка выполнена с осевым отверстием 13, соосно которому со стороны камеры выполнен фланец 9 с уплотнительным 10 и крепежным 11 элементами для установки корпуса испытуемого модуля 12,. Крепежный элемент выполнен в виде двух скрепленных между собой полуколец 14, охватывающих испытуемый модуль, по наружной поверхности которых равномерно установлены ребра 16, за которые шарнирно закреплены шпильки 17. Шпильки свободными концами закреплены в отверстиях фланца 18.

Испытания глубоководного модуля 12 в предлагаемом гидравлическом стенде проводятся в следующем порядке: во внутреннюю полость испытуемого модуля устанавливают датчики перемещений 10, модуль устанавливают вертикально открытым торцом на фланец 9, предварительно пропустив через отверстие 13 кабели 8 и установив уплотнительный элемент 10 на фланце 9. Модуль 12 закрепляют на фланце 9 с помощью крепежных элементов 11, затем герметично устанавливают на крышке 2 корпус 1. Кабель 8 подсоединяют к информационно-измерительной системе 6, стенд заполняют водой и проводят испытания глубоководного модуля внешним давлением.

Наличие сквозного отверстия в центре крышки стенда и торцевой площадки, выполненной аналогично стыковочной поверхности штатной крышки глубоководного модуля, позволило разместить датчики перемещений на внутренней поверхности модуля, вследствие чего обеспечивается возможность проведения совмещенных (одновременных) испытаний глубоководного модуля на герметичность с непрерывным измерением перемещений силовой стенки корпуса и крышки модуля в зависимости от величины внешнего давления. Это позволило снизить затраты на испытания на 30-40% за счет исключения затрат на изготовление специальных гермовводов, сокращения трудозатрат на процесс сборки стенда.

Испытания стенда, изготовленного в условиях опытного производства показали высокую надежность разработанной конструкции гидравлического стенда и подтвердили принципиальную возможность проведения совмещенных испытаний внешним давлением на герметичность, прочность и деформативность глубоководных модулей.

Предполагаемая конструкция гидравлического стенда может использоваться как при испытаниях опытных (единичных) образцов вновь разработанных глубоководных модулей, так и при серийном изготовлении.

Формула изобретения

ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ СТЕНД ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ГЛУБОКОВОДНЫХ МОДУЛЕЙ, содержащий камеру с герметичной крышкой для размещения испытуемого изделия, средства для подачи среды в камеру и средства регистрации параметров, отличающийся тем, что крышка выполнена с осевым отверстием, соосно с которым со стороны камеры выполнен 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 охватывания 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.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3