Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов



Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов
Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов
Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов
Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов

 


Владельцы патента RU 2540004:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)

Изобретение относится к измерительной технике. Предназначено для исследования способов восстановления трубопроводов преимущественно внутренними рукавными (трубчатыми) покрытиями, наносимыми пневматическим или гидравлическим давлением. Заявленный стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов включает установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления на рукав и динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, установленных съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, при этом источник давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, смонтированную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава посредством сменной насадки, а также оборудованную соединенным с компрессором пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму, кроме того, компрессионная камера оборудована укрепленными неподвижно на центральном валу, перпендикулярном центральной оси исследуемой трубы, намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава его внутренней кромкой, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма. Технический результат заключается в обеспечении многовариантного определения напора и средней скорости течения воды, потери напора, поправочного коэффициента Кориолиса, коэффициента гидравлического трения при различных сочетаниях нагрузок на различных моделях труб и рукавов. 9 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к измерительной технике. Предназначено для исследования способов восстановления трубопроводов, преимущественно внутренними рукавными (трубчатыми) покрытиями, наносимыми пневматическим или гидравлическим давлением. Может быть использовано для моделирования и исследования эксплуатационных процессов, для проектирования технологий ремонта трубопроводов в строительной и нефтегазовой отраслях промышленности, в коммунальном хозяйстве.

К аналогичным техническим решениям относится гидравлический стенд [Орлов В.А. Гидравлические исследования и расчет напорных трубопроводов, выполненных из различных материалов. Москва, Вестник МГСУ, 2009, №1. С.177-180], [http://vestnikmgsu.ru/files/archive/ru/issues/2009/Vestnik_1-09.pdf]. Известный гидравлический стенд состоит из трех параллельных трубопроводов длиной по 18 м для нанесения и исследования внутренних покрытий - полимерного рукава, полиэтиленовой трубы, цементно-песчаного покрытия. Трубопроводы закреплены на эстакаде и соединены с замкнутой рециркуляционной системой в виде накопительной емкости для воды, насосной установки, компьютера для регулирования. Стенд оборудован приборами для измерения параметров воды в трубопроводах с покрытиями - статического и динамического давлений, объема, скоростного напора, скорости течения, потери напора, поправочного коэффициента Кориолиса, коэффициента гидравлического трения.

Недостатком известного гидравлического стенда является возможность исследования только конечного продукта рукавной технологии в виде покрытия, а именно его гидравлических характеристик, что является причиной ограничения технологических (исследовательских) возможностей.

Прототипом изобретения является стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов [Патент РФ на изобретение 2473068; заявлено 27.09.2011]. Известный стенд представляет собой установленное на основании испытательное и исследуемое оборудование. Испытательное оборудование состоит из вакуумного насоса или пылесоса, вакуумметра, груза с трособлоковым узлом, динамометра. Исследуемое оборудование - труба и гибкий рукав - смонтированы с возможностью моделирования исследований при различных параметрах, в т.ч. размеров и формы трубы, материала рукава, его толщины, количества слоев. Рукав сложен вдвое выворотом и присоединен одним концом - внешним - к трубе, другим - внутренним - к подвижному грузу или к динамометру посредством троса.

Прототип имеет недостаточные технологические, конкретно-исследовательские возможности вследствие ограничения диапазона давления, видов рукавов, стадий моделирования рукавной технологии ремонта трубопроводов и видов оборудования для ввода рукава.

Задачей изобретения является расширение исследовательских и в целом технологических возможностей стенда.

Задача решается тем, что в стенде для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов, включающем установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления, а также динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, каждый из которых установлен съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, согласно изобретению система создания давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, выполненную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава. Исследуемая труба и расположенный в ней исследуемый рукав соединены с компрессионной камерой герметично посредством сменной насадки. Компрессионная камера соединена с пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения расположенного в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму. Пневматический затвор соединен с компрессором. Компрессионная камера оборудована центральным валом и укрепленными неподвижно на этом валу намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма. Центральный вал компрессионной камеры установлен перпендикулярно центральной оси исследуемой трубы. Компрессионная камера выполнена с двумя тангенциальными патрубками, один из которых соединен с исследуемой трубой, второй - с пневматическим затвором. Исследуемая труба и тангенциальные патрубки компрессионной камеры закреплены на основании стенда соосно. Горизонтальные оси трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба колеса блока расположены на одном уровне от основания стенда.

Исследуемые трубы представляют собой комплект моделей труб, каждая из которых установлена на основании стенда, выполнена с дифференциальными характеристиками и снабжена сменной насадкой. Набор сменных насадок предназначен для герметичного соединения с компрессионной камерой. Набор содержит насадки различных диаметров, в т.ч. насадки, диаметр которых равен диаметру труб, и насадки, диаметр которых выполнен с возможностью телескопического присоединения к трубе. Дифференциальными характеристиками труб являются материал, размеры и форма трубы, характер и размер дефектов трубы.

Исследуемые рукава представляют собой комплект образцов рукавов, каждый из которых выполнен с дифференциальными характеристиками по диаметру, длине рукава, материалу, толщине материала, количеству слоев, внутреннему плакирующему или армирующему гидроизоляционному материалу, внешнему клеевому покрытию.

Гидравлическая рециркуляционная система (ГРС) выполнена в виде накопительного бака, соединенного в цикл с компрессионной камерой и оборудованного насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, компьютером.

Стенд оборудован КИП для измерения расхода, давления, тяговых усилий, скоростного напора, скорости течения, потери напора, времени (продолжительности), температуры воздуха и воды, геометрических размеров исследуемых моделей.

Компрессионная камера, сменные насадки трубы, корпус пневматического затвора выполнены стальными или из армированного стеклопластика.

Техническим результатом изобретения является расширение исследовательских и в целом технологических возможностей стенда вследствие, во-первых, оборудования стенда источником давления на рукав в виде компрессионной камеры, выполненной с возможностью автономного соединения с компрессором и с ГРС и образования пневматической магистрали и гидравлического цикла, во-вторых, оборудования камеры двумя неподвижно установленными на общем валу катушками - внутренней, для закрепления кромки рукава и создания герметичного пространства во внутренней полости рукава, и внешней, для передачи на этот же рукав динамической нагрузки (растяжения), создаваемой подвижным грузом; в-третьих, оборудования стенда пневматическим затвором, выполненным с возможностью регулируемого растяжения и перемещения рукава внутри манжеты под действием подвижного груза. Указанное выполнение стенда обусловливает исследование моделей труб и рукавов в пневмо-динамических и гидродинамических режимах пневматическим или гидравлическим давлением с одновременным динамическим растяжением рукава.

Техническим результатом изобретения также является оборудование исследуемых моделей труб сменными насадками различных диаметров, что способствует расширению диапазона исследования рукавов с разной толщиной стенок.

Техническим результатом изобретения также является возможность точного горизонтального расположения модели рукава вследствие, во-первых, соосного закрепления на основании стенда исследуемой трубы и тангенциальных патрубков компрессионной камеры; во-вторых, расположения на одном уровне от основания стенда осей трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба блока, что способствует повышению корректности моделирования эксперимента (исследования).

Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов представлен на чертежах при разных режимах работы: фиг.1, фиг.2, фиг.4 во фронтальной плоскости, фиг.3 - в плане.

Стенд состоит из комплекта моделей труб, комплекта образцов рукавов, системы создания давления на рукав в виде пневматической магистрали и гидравлического цикла, динамического механизма, основания 1 стенда (фиг.1-4).

Комплект моделей труб состоит из труб со следующими различными характеристиками: материал - чугун, бетон, металл, пластмасса, стекло; размеры - диаметр, длина, толщина стенки; форма - конфигурация изгибов и отводов; характер и размер дефектов - сквозные, несквозные, отсутствие дефектов. На внешнюю стенку труб нанесена шкала длины, например, в сантиметрах.

Исследуемая труба 2 (фиг.1-4), выбранная из комплекта, укреплена на основании 1 стенда при помощи поворотной пластины 3 и фиксирующих опор 4 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Комплект моделей труб снабжен набором сменных насадок 5 (фиг.1-4). Один из торцов каждой из насадок 5 выполнен с возможностью присоединения к трубе 2, например, встык или телескопически, второй торец насадки 5 выполнен в виде фланца (не обозначен) с отверстием.

Комплект образцов рукавов состоит из рукавов с различными характеристиками. Характеристики рукавов включают, по крайней мере, диаметр, длину рукава, материал (тканевые, полимерные, композитные и др.), толщину материала, количество слоев, внутренний плакирующий слой, внешний клеевой слой, армирующий гидроизоляционный слой, например, из синтетических смол.

Исследуемый рукав 6 (фиг.1-4), выбранный из комплекта, расположен внутри трубы 2. Рукав 6 сложен вдвое выворотом и имеет две кромки (два конца) - внешнюю и внутреннюю. Конец рукава с внешней кромкой укреплен неподвижно, например, хомутами (не обозначены) на сменной насадке 5 трубы 2.

Система создания давления на рукав состоит из компрессионной камеры, пневматического затвора, шлангов, запорной арматуры, измерительных приборов, компрессора, гидронасоса, ГРС.

Компрессионная камера представляет собой цилиндрический корпус 7 (фиг.1-4) с центральным валом 8 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и двумя тангенциальными диаметральными соосными патрубками - выходным 9 и входным 10 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Ось (на чертеже не обозначена) патрубков 9, 10 перпендикулярна центральному валу 8. Торцы патрубков 9, 10 оборудованы фланцами (не обозначены) с отверстиями. Один из концов вала 8 расположен снаружи корпуса 7. В корпусе 7 на валу 8 установлена внутренняя намоточная катушка 11 (фиг.1, фиг.2, фиг.4), на конце вала снаружи корпуса установлена внешняя намоточная катушка 12 (фиг.3). Катушка 11 предназначена для наматывания конца рукава 6 (внутренней кромки). Катушка 12 предназначена для соединения с элементами динамического механизма (см. далее подробно). Торец наружного конца вала оборудован штурвалом с вращательной рукояткой и стопором (на чертеже не обозначены).

Пневматический затвор представляет собой корпус 13 (фиг.1-4), например, цилиндрического или эллиптического сечения с двумя торцевыми фланцами (не обозначены) с соосными отверстиями. Внутри корпуса 13 расположена эластичная пневматическая манжета 14 (фиг.1, фиг.2). Пневматический затвор предназначен для регулирования давления на рукав 6, создаваемого внутри манжеты 14 с возможностью одновременного нагружения рукава под действием подвижного груза (см. далее подробно).

Корпус 7 компрессионной камеры оборудован штуцером 15 (фиг.1, фиг.2, фиг.4). Корпус 13 пневматического затвора оборудован шлангом 16 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и предохранительным клапаном (не обозначен). Штуцер 15 и шланг 16 объединены и соединены с магистральным шлангом 17 (фиг.1, фиг.3), например, посредством штуцера (не обозначен). Магистральный шланг 17 соединен с компрессором и с гидронасосом, например, также посредством штуцера с возможностью автономного соединения с компрессором или с гидронасосом. В нижней части корпуса 7 смонтирован сливной патрубок с краном. Компрессор, гидронасос, штуцер магистрального шланга, сливной патрубок с краном на чертеже не изображены. Шланги 15, 16, магистральный шланг 17 оборудованы кранами (не обозначены). На штуцере 15 корпуса компрессионной камеры смонтирован манометр 18 (фиг.1, фиг.2, фиг.4), на корпусе пневматического затвора смонтирован манометр 19 (фиг.1, фиг.2, фиг.4) и понижающий редуктор давления (не обозначен).

Система создания давления на рукав предназначена для создания пневматического или гидравлического давления в пневматической магистрали и гидравлическом цикле соответственно. Корпус 7 компрессионной камеры, шланг 15, магистральный шланг 17, запорная арматура, измерительные приборы входят в состав пневматической магистрали и гидравлического цикла. Кроме того, пневматическая магистраль включает компрессор, пневматический затвор, а гидравлический цикл - гидронасос, ГРС.

ГРС (на чертеже не представлена) представляет собой накопительный бак, оборудованный насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, и, например, компьютером. Накопительный бак соединен с корпусом 7 компрессионной камеры с одной стороны через магистральный шланг 17 (подающий), с другой - со сливным патрубком, образуя замкнутый цикл. Кроме того, ГРС оборудована шлангом и фланцем, выполненными с возможностью герметичного присоединения к свободному торцу трубы 2 (противоположно соединенению с компрессионной камерой), предназначенными для слива воды при работе стенда в режиме 10 (см. далее).

Динамический механизм включает съемный трос 20 (фиг.1, фиг.2, фиг.3), блок 21 (фиг.1-4), съемный груз 22 (фиг.1, фиг.2) из набора грузов разного веса, съемный динамометр растяжения 23 (фиг.2, фиг.3). Динамометр растяжения 23 закреплен на кронштейне 24 (фиг.1-4) основания 1. Съемный трос 20 выполнен с возможностью, во-первых, соединения конца рукава 6 (внутренней кромки), вывернутому и протянутому по трубе 2, далее по входному патрубку 9, корпусу 7, выходному патрубку 10 компрессионной камеры со свободно висящим через блок 21 грузом 22 (фиг.1); во-вторых, соединения конца рукава 6 (внутренней кромки), вывернутому и протянутому по трубе 2, далее по входному патрубку 9, корпусу 7, выходному патрубку 10 компрессионной камеры с динамометром растяжения 23; в-третьих, закрепления троса 20 на внешней катушке 12 и соединения, таким образом, вала 8 с динамометром растяжения 23 (фиг.2, фиг.3).

Расположение оборудования на основании стенда выполнено с учетом двух условий, во-первых, труба 2 и компрессионная камера закреплены с возможностью образования соосности входного 9 и выходного 10 патрубков и трубы 2; во-вторых, горизонтальные оси трубы 2, патрубков 9 и 10, манжеты 14 пневматического затвора, динамометра растяжения 23, верхнего уровня желоба колеса блока 21 установлены на основании 1 стенда на постоянном уровне с возможностью горизонтального расположения рукава 6.

Стенд работает в следующих режимах.

Режимы исследования тяговых свойств рукава при его движении по внутренней поверхности трубы под действием давления:

1 - режим пневматического давления в герметичном объеме рукава;

2 - режим пневматического давления в герметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

3 - режим пневматического давления в негерметичном объеме рукава;

4 - режим пневматического давления в негерметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

5 - режим гидравлического давления в герметичном объеме рукава;

6 - режим гидравлического давления в герметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава;

7 - режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава;

8 - режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава. Кроме того, стенд работает в следующих режимах:

9 - режим ручного введения рукава в трубу (исследование процесса отверждения клеевого слоя - конечной стадии рукавной технологии ремонта трубопроводов);

10 - режим нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб (исследование гидравлических характеристик внутритрубных покрытий и труб из различных материалов).

В каждом из указанных режимов готовят стенд, выбирают модель трубы, выбирают образец рукава, подбирают сменную насадку на трубу. Намечают параметры исследования, в т.ч. диапазон пневматического или гидравлического давления, динамическую нагрузку, количество испытаний, в соответствии с нормативными документами и нормами по планированию экспериментов.

Описание работы стенда в разных режимах.

1. Режим пневматического давления в герметичном объеме рукава (фиг.3, 4). Выбирают модель трубы 2. Например, выбирают модель пластмассовой трубы с внутренним диаметром ⌀100 мм с отводом 45°, со сквозным дефектом ⌀50 мм. Размечают трубу с помощью линейки или рулетки, отмечают углы отводов, измеряют и маркируют дефекты. Выбирают модель рукава 6. Например, выбирают однослойный сшитый рукав из капроновой ткани, сшитой под диаметр ⌀100 мм, длиной 2 м. Выбирают сменную насадку 5. Фланец сменной насадки 5 закрепляют на входном патрубке 9 корпуса 7 компрессионной камеры, например, при помощи болтов. Фланец пневматического затвора закрывают герметично крышкой. Рукав 6 складывают вдвое выворотом. Получают рукав с двумя кромками (концами) - внешней и внутренней, и глухим торцом в месте сгиба. Глухой торец рукава 6 вводят в трубу 2, внешнюю кромку рукава закрепляют на сменной насадке 5 трубы 2, например хомутами, внутреннюю кромку (второй конец) вводят в корпус 7 компрессионной камеры через фланец входного патрубка 9, наматывают на внутреннюю катушку 8 вращением штурвала. Штурвал фиксируют стопором. При этом внутри компрессионной камеры и рукава образуется герметичное пространство. Внешнюю катушку 12 тросом 22 соединяют с динамометром 23. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление, например, в диапазоне 0,01-0,3 МПа при помощи вентилей. При достижении давления, например, 0,3 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - измеряют избыточное давление манометрами и тяговые усилия - динамометром.

2. Режим пневматического давления в герметичном объеме с дифференцированным усилием сопротивления вывороту рукава (фиг.3). Выбирают модель трубы 2, сменную насадку 5, образец рукава 6 в порядке, указанном в предыдущем режиме 1. Выбирают груз весом, например, 10 кг. Присоединяют трубу 2 к входному патрубку 9 посредством сменной насадки 5 и на ней закрепляют внешнюю кромку рукава 6, сложенного вдвое выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу 2, как указано в описании предыдущего режима 1. Второй конец рукава 6 наматывают на внутреннюю катушку 11 компрессионной камеры, закрепляют, как указано в описании режима 1. При этом внутри компрессионной камеры и рукава образуется герметичное пространство. Конец съемного троса 20 наматывают на внешнюю катушку 12, ко второму концу подвешивают груз 22. Штурвал фиксируют стопором. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление, например, в диапазоне 0,01-0,15 МПа при помощи вентилей. При достижении давления, например, 0,15 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - измеряют избыточное давление манометрами, время движения рукава - секундомером, регистрируют расстояние продвижения рукава в трубе по шкале трубы.

3. Режим пневматического давления в негерметичном объеме рукава (фиг.2). Выбирают модель трубы со сменной насадкой, модель рукава, монтируют внешнюю кромку рукава, сложенного вдвое, выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу, как указано в описании режима 1. Второй конец рукава пропускают через патрубки 9 и 10 компрессионной камеры насквозь, далее через манжету 14 пневматического затвора. Внутреннюю кромку рукава 6 соединяют со съемным тросом 20 и присоединяют к динамометру растяжения 23. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15, шланг 16 в корпус 13 пневматического затвора, в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление в компрессионной камере 7, например, в диапазоне 0,01-0,5 МПа при помощи вентиля. Регулируют избыточное давление внутри манжеты 14 редукционным клапаном. По достижении давления в компрессионной камере 7, например, -0,5 МПа стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2. Ведут исследования - регистрируют перепад избыточного давления в компрессионной камере 7 и давление в манжете 14 с помощью манометров, тяговые усилия регистрируют по динамометру 23.

4. Режим пневматического давления в негерметичном объеме с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава (фиг.1). Выбирают модель трубы со сменной насадкой, модель рукава, монтируют внешнюю кромку рукава, сложенного вдвое, выворотом, глухой торец рукава вводят в трубу, как указано в описании режима 1. Второй конец рукава пропускают через входной и выходной патрубки 9 и 10 компрессионной камеры насквозь, далее через манжету 14 пневматического затвора. Кромку рукава 6 соединяют со съемным тросом 20, проводят через блок 21 и подвешивают груз 22. Подают воздух от компрессора через магистральный шланг 17, штуцер 15, шланг 16 в корпус 13 пневматического затвора, в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют избыточное давление при помощи вентилей так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления стопор из штурвала вынимают. Рукав 6 глухим торцом продвигается по трубе 2 и одновременно натягивается под действием подвижного груза 22, перемещаясь внутри манжеты 14. Ведут исследования - регистрируют перепад избыточного давления в компрессионной камере 7 и давление в манжете 14 с помощью манометров, время движения рукава - секундомером, расстояние продвижения рукава по трубе по шкале трубы.

5. Режим гидравлического давления в герметичном объеме рукава (фиг.4). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 1. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют состав и температуру рабочей среды. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления, например, 0,3 МПа, стопор из штурвала вынимают. Измеряют температуру рабочей среды термометром, избыточное гидростатическое давление манометром и пьезометрами, производительность насоса - с использованием компьютера, объем проходящей воды - расходомерами, мерной трубкой, тяговые усилия регистрируют по динамометру. По окончании исследования воду из корпуса 7 компрессионной камеры и рукава 6 сливают в накопительный бак ГРС через сливной патрубок.

6. Режим гидравлического давления в герметичном объеме с дифференцированным усилием сопротивления вывороту рукава (фиг.3). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 2. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Регулируют состав и температуру рабочей среды в ГРС. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении максимального давления, например, 0,2 МПа стопор из штурвала вынимают. Ведут измерения, как указано в описании режима 5, регистрируют время движения рукава секундомером, расстояние продвижения рукава по трубе по шкале трубы. По окончании исследования воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

7. Режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава (фиг.2). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 3. Подключают ГРС. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Создают избыточное давление в манжете 14, регулируют редукционным клапаном. Регулируют состав и температуру рабочей среды ГРС. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. По достижении давления, например, 0,1 МПа, стопор из штурвала вынимают. Измеряют объем проходящей воды, температуру рабочей среды, производительность насоса, как указано в описании режима 5. Перепад избыточного гидростатического давления в компрессионной камере 7 и избыточное давление в манжете 14 измеряют манометрами. По окончании исследования воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

8. Режим гидравлического давления в негерметичном объеме рукава с дифференцированными усилиями сопротивления вывороту рукава (фиг.1). Стенд и исследуемое оборудование готовят так, как указано в описании режима 4. Подают воду от гидронасоса через магистральный шланг 17, штуцер 15 в корпус 7 компрессионной камеры и в рукав 6. Подключают ГРС. Подают воздух в манжету 14, избыточное давление регулируют редукционным клапаном. Регулируют параметры и ведут измерения так, как указано в описании режима 7.

9. Режим ручного введения рукава в трубу. Вводят рукав 6, пропитанный, например, эпоксидной смолой, в трубу 2, состоящую из двух половин, полученных из цельной трубы разрезанием в продольном направлении в осевой плоскости. Обе половины трубы 2 скреплены хомутами. Подключают ГРС, подают воду. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. Ведут исследования - измеряют температуру рабочей среды термометром. Время проведения опыта регистрируют секундомером. По окончании эксперимента разъединяют половины трубы 2, полученный образец покрытия извлекают и исследуют его физико-механические свойства одним из известных способов на другом стенде или установке. Воду возвращают в ГРС так, как указано в описании режима 5.

10. Режим нанесения покрытия на внутреннюю поверхность труб. Выбирают модель трубы 2. Выбирают, например, прямолинейную металлическую трубу с внутренним диаметром ⌀100 мм. Выбирают один из следующих материалов покрытия: рукавное покрытие, краску, цементно-песчаное покрытие, эмаль и др. На внутреннюю поверхность трубы 2 ручным или механизированным способом наносят покрытие, например цементно-песчаное. Покрытие наносят на всю поверхность, частями или несколькими слоями. Сушат при нормальных условиях. Трубу 2 соединяют с компрессионной камерой посредством сменной насадки 5 телескопически. С противоположной стороны трубу 2 соединяют с ГРС посредством шланга с фланцем герметично. Подают воду в корпус 7 компрессионной камеры. Регулируют состав и температуру рабочей среды. Регулируют избыточное гидростатическое давление так, как указано в описании режимов 1-3. Подают в трубу 2 рабочие агенты при различной температуре, например пар, полученный при нагревании накопительной емкости ГРС, водные растворы солей или других веществ. Регулируют состав и температуру рабочей среды, производительность насоса. Регулируют параметры и ведут измерения. По окончании измерений воду, растворы сливают в накопительный бак ГРС из трубы 2 посредством шланга. Исследуют гидравлическое сопротивление покрытия, в т.ч. частей покрытия.

На основании полученных измерений определяют величины напоров и средних скоростей течения воды, выполняют расчет величин поправочного коэффициента Кориолиса для каждого сечения и находят его среднее значение. Определяют потери напора на экспериментальном участке модели трубопровода, а также коэффициенты гидравлического трения.

1. Стенд для исследования оборудования и процессов бестраншейного ремонта трубопроводов, включающий установленные на основании исследуемую трубу, в которой расположен исследуемый гибкий сложенный вдвое выворотом рукав, внешняя кромка которого закреплена на трубе, систему создания давления на рукав и динамический механизм в виде подвижного груза на блоке и динамометра растяжения, установленных съемно с возможностью автономного соединения с внутренней кромкой рукава, отличающийся тем, что источник давления на рукав представляет собой компрессионную цилиндрическую камеру, смонтированную с возможностью автономного соединения с компрессором и с гидравлической рециркуляционной системой и соединенную с исследуемой трубой в месте крепления внешней кромки рукава посредством сменной насадки, а также оборудованную соединенным с компрессором пневматическим затвором, состоящим из корпуса и внутренней эластичной манжеты с возможностью перемещения в ней рукава, внутренняя кромка которого присоединена к динамическому механизму, кроме того, компрессионная камера оборудована укрепленными неподвижно на центральном валу, перпендикулярном центральной оси исследуемой трубы, намоточными катушками - внутренней, с возможностью намотки рукава его внутренней кромкой, и внешней, с возможностью автономного соединения с подвижным грузом или с динамометром растяжения динамического механизма.

2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что компрессионная камера выполнена с двумя тангенциальными патрубками, один из которых соединен с исследуемой трубой, второй - с пневматическим затвором.

3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что содержит комплект моделей исследуемых труб, каждая из которых выполнена с дифференциальными характеристиками и установлена на основании с возможностью исследования, при этом дифференциальными характеристиками являются материал, размеры и форма трубы, характер и размер дефектов трубы.

4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что содержит комплект образцов исследуемых рукавов, каждый из которых выполнен с дифференциальными характеристиками по диаметру, длине рукава, материалу, толщине материала, количеству слоев, плакирующих и армирующих материалов и веществ.

5. Стенд по п.2, отличающийся тем, что исследуемая труба и тангенциальные патрубки компрессионной камеры закреплены на основании стенда соосно, а горизонтальные оси трубы, тангенциальных патрубков, манжеты пневматического затвора, динамометра растяжения, верхнего уровня желоба колеса блока расположены на одном уровне от основания стенда.

6. Стенд по п.4, отличающийся тем, что комплект моделей исследуемых труб снабжен набором сменных насадок, выполненных с возможностью герметичного соединения трубы и рукава с компрессионной камерой.

7. Стенд по п.6, отличающийся тем, что комплект моделей исследуемых труб снабжен набором сменных насадок, выполненных с возможностью герметичного соединения трубы с компрессионной камерой телескопически.

8. Стенд по п.1, отличающийся тем, что гидравлическая рециркуляционная система выполнена в виде накопительного бака, оборудованного шлангами, насосной установкой, запорной арматурой, подогревателем, КИП, компьютером.

9. Стенд по пп.1, 6, отличающийся тем, что компрессионная камера, сменные насадки, корпус пневматического затвора выполнены стальными.

10. Стенд по пп.1, 6, отличающийся тем, что компрессионная камера, сменные насадки, корпус пневматического затвора выполнены из армированного стеклопластика.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газодобывающей промышленности. Техническим результатом является упрощение контроля герметичности, что приводит к повышению надежности и безопасности эксплуатации подземных хранилищ газа (ПХГ).

Изобретение относится к способам теплового контроля герметичности и может быть использовано для контроля герметичности крупногабаритных сосудов, например котлов железнодорожных цистерн.

Изобретение относится к области тестирования на герметичность и может быть использовано для тестирования на герметичность фильтрованного устройства (2) для сепарации аэрозолей и пылей из объемного потока газа.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике, и позволяет выполнять полный комплекс испытания изделий на герметичность. Изобретение расширяет технологические возможности испытания за счет использования различных контрольных газовых и жидких сред, а также повысить чувствительность и надежность контроля изделий с особо высокими требованиями по герметичности.

Изобретение относится к области диагностической техники и может быть использовано для систематического дистанционного контроля состояния магистральных газопроводов и хранилищ, а именно для раннего обнаружения нарушений герметичности, повреждений и утечки в газопроводе, и направлено на обеспечение улучшение условий выполнения мониторинга, повышение оперативности и достоверности измерения параметров состояния газовых трубопроводов, обеспечение возможности для мягкой посадки дистанционно-пилотируемого летательного аппарата путем автономного определения его модуля вектора скорости и угла сноса, что обеспечивается за счет того, что согласно изобретению дистанционно-пилотируемый летательный аппарат снабжен корреляционным измерителем скорости, подключенным к радиостанции радиотелеметрической системы, связанным с блоком управления бортовыми системами и выполненным в виде передатчика с передающей антенной и трех приемников с приемными антеннами, причем к выходу первого приемника последовательно подключены первый перемножитель, второй вход которого через первый блок регулируемой задержки соединен с выходом второго приемника, первый фильтр нижних частот и первый экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом первого блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен первый индикатор скорости, к выходу первого приемника послендовательно подключены второй перемножитель, второй вход которого через второй блок регулируемой задержки соединен с выходом третьего приемника, второй фильтр нижних частот, и второй экстремальный регулятор, выход которого соединен с вторым входом второго блока регулируемой задержки, к второму выходу которого подключен второй индикатор скорости, передающая и приемные антенны выполнены рупорными, диаграмма направленности передающей рупорной антенны направлена вертикально вниз, диаграммы направленности приемных рупорных антенн несколько смещены, для того, чтобы все антенны освещали один и тот же участок на земной поверхности, вдоль продольной базы на борту размещены на расстоянии d0/2 первая приемная антенна и передающая антенна, где d0 - длина продольной базы, первой и второй приемными антеннами образована первая приемная база, первой и третьей приемными антеннами образована вторая приемная база, приемные базы развернуты на угол 2α, где α - угол между продольной базой и приемной базой, вторая и третья приемные антенны размещены на расстоянии b, где b - поперечная база.

Изобретение относится к области контроля герметичности изделий и направлено на повышение стабильности калибровки газоаналитических течеискателей за счет использования частотных методов управления молекулярным расходом, что обеспечивается за счет того, что измерительный объем заполняют пробным газом под испытательным давлением и соединяют с камерой сброса давления.

Изобретение относится к области применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и может быть использовано для систематического дистанционного контроля состояния нефте- и газопроводов, хранилищ, высоковольтных ЛЭП и других протяженных объектов.

Изобретение относится к области испытаний ракетно-космической техники, может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата и поиска места течи из отсеков космического аппарата в условиях орбитального полета или в процессе вакуумных испытаний и направлено на упрощение диагностики негерметичности корпуса космического аппарата, повышение ее точности и сокращение времени поиска места течи, что обеспечивается за счет того, что создают давление воздуха внутри корпуса космического аппарата и вывод о наличии локальной негерметичности делают с использованием чувствительной среды, в качестве чувствительной среды применяют индикаторные дискретные частицы, запускаемые с заданным шагом вдоль поверхности его корпуса и меняющие свои траектории под воздействием газового потока из течи, производят измерение отклонения положения мест ударов этих частиц о чувствительный экран-мишень, устанавливаемый под заданным углом для отражения их в ловушку, и регулируют чувствительность измерений изменением начальных скоростей индикаторных дискретных частиц и расстояния между источником, запускающим индикаторные дискретные частицы, и экраном-мишенью.

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано в наземных испытаниях изделий на прочность и герметичность, а также в качестве контрольной операции подтверждения качества изготовления крупногабаритных криогенных емкостных конструкций, преимущественно топливных баков ракет-носителей, спроектированных с учетом криогенного упрочнения и нагруженных внутренним давлением в условиях криогенного захолаживания.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники.

Изобретение относится к газодобывающей промышленности. Техническим результатом является упрощение контроля герметичности, что приводит к повышению надежности и безопасности эксплуатации ПХГ, созданных в водоносных пластах. В предлагаемом способе осуществляют циклическое воздействие на пласт, при котором каждый цикл включает закачку газа в пласт с последующим отбором газа. Воздействие на пласт осуществляют, по меньшей мере, в течение 10 циклов. В каждом цикле периодически одновременно измеряют текущее пластовое давление в газовой ( P t ф ) и водоносной ( P t ф в ) зоне хранилища, а также объем отбора (или закачки) газа, затем с учетом измеренных параметров определяют расчетное давление в ПХГ ( P t P ) для режима эксплуатации хранилища без утечек газа и для режима эксплуатации хранилища с утечками газа. Затем определяют функцию (F), как среднеарифметическое значение отклонений ( P t P ) от ( P t ф ) , полученных при каждом i-м измерении, для режима эксплуатации хранилища без утечек газа и функцию (Fy) для режима эксплуатации хранилища с утечками газа и при выполнении неравенства Fy<F делают вывод о наличии утечек газа в хранилище. 1 табл.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для контроля герметичности корпуса космического аппарата (КА) и поиска места течи из его отсеков в условиях орбитального полета или в процессе вакуумных испытаний. Сущность: создают давление воздуха внутри корпуса КА. Обдувают части корпуса КА пробным мелкодисперсным веществом с малым временем полной сублимации в условиях испытаний (например, углекислым газом в твердой форме). Обнаруживают локальную негерметичность корпуса КА посредством регистрации изменения линий тока полностью испаряющегося после испытаний пробного мелкодисперсного вещества под воздействием выходящего из корпуса газа. Технический результат: повышение точности и оперативности поиска места течи. 1 ил.

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для определения герметичности работающих под внешним давлением изделий, в частности изделий космической техники. Сущность: вакуумируют внутреннюю полость изделия через испытательную систему до установившегося равновесного давления в изделии и испытательной системе. Отсоединяют изделие от испытательной системы, продолжая вакуумировать испытательную систему. Измеряют первое установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы. Подсоединяют к испытательной системе калиброванную течь. Измеряют установившееся равновесное давление в испытательной системе, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы и потока газа от калиброванной течи. Отсоединяют от испытательной системы калиброванную течь. Соединяют изделие с испытательной системой. Измеряют установившееся равновесное давление, соответствующее поступлению в испытательную систему потока от негерметичности изделия и собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы. Отсоединяют изделие от испытательной системы. Измеряют второе установившееся равновесное давление, соответствующее поступлению в испытательную систему собственного потока газоотделения и натекания испытательной системы. Определяют величину негерметичности изделия на основании величины потока газа от калиброванной течи и величин упомянутых давлений. При этом после вакуумирования внутренней полости изделия через испытательную систему до установившегося равновесного давления в изделии и испытательной системе и отсоединения изделия от испытательной системы отсоединяют от средств вакуумирования сообщающийся с калиброванной течью участок испытательной системы известного объема. Причем калиброванную течь подсоединяют к участку испытательной системы известного объема. Измеряют поток газа от калиброванной течи по создаваемой им скорости нарастания давления в участке испытательной системы известного объема. Отсоединяют калиброванную течь от участка испытательной системы известного объема. После этого подсоединяют к средствам вакуумирования участок испытательной системы известного объема и захолаживают охлаждаемую ловушку средств вакуумирования. При этом измерения всех установившихся равновесных давлений, подсоединение и отсоединение калиброванной течи и изделия осуществляют после захолаживания охлаждаемой ловушки средств вакуумирования. Причем температура охлаждаемой ловушки средств вакуумирования должна быть равной температуре на рабочем месте. Технический результат: повышение точности определения герметичности изделий, повышение долговечности изделий при эксплуатации. 1 ил.

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно к статическим магнитным масс- спектрометрическим анализаторам со 180-градусным поворотом и двойной магнитной фокусировкой, и может быть использовано в газовых течеискателях, в том числе гелиевых, предназначенных для испытания на герметичность различных систем и объектов, допускающих откачку внутренней полости до глубокого вакуума или заполнение ее гелийсодержащей смесью или другим пробным газом под избыточным давлением. Технический результат - повышение надежности и увеличение срока службы масс-спектрометрического анализатора; снижение вакуумных требований. Масс-спектрометрический анализатор газового течеискателя содержит вакуумную камеру с присоединительными фланцами, внутри которой размещены: источник ионов пробного газового вещества, состоящий из источника электронов и камеры ионизации; магнитная система, обеспечивающая разделение ионов по массам; приемник ионов. При этом в качестве источника электронов использован плазменный катод на основе плазмы тлеющего разряда, представляющий собой помещенную в аксиальное магнитное поле ячейку Пеннинга с эмиттером электронов, выполненным в виде щели для формирования ленточного электронного пучка в антикатоде ячейки, со стороны камеры ионизации. Предпочтительно, чтобы в центральной части анода ячейки Пеннинга были выполнены отверстия для «подкачки» остаточного газа из вакуумной камеры. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники, а также в других областях техники. Сущность: устройство содержит корпус (1) с расточкой (3), сообщенной с внутренней полостью (4) корпуса (1). В уплотнительных канавках (8, 9) расточки (3) размещен палец (5), два радиальных уплотнительных кольца (6, 7) из эластомерного материала. На корпусе (1) размещен штуцер (11) подвода текучей среды с каналом (12), выходящим во внутреннюю полость расточки (3) на участке между уплотнительными канавками (8, 9). Палец (5) установлен с возможностью осевого перемещения относительно корпуса (1) и фиксации в двух положениях: в исходном - при котором канал (12) штуцера (11) сообщен с внутренней полостью (4) корпуса (1), и конечном - при котором канал (12) штуцера (11) изолирован от внутренней полости (4). Устройство содержит также упор (15) для ограничения осевого перемещения пальца (5) в его конечном положении. Вся наружная поверхность (10) пальца (5) выполнена цилиндрической. Упор (15) для ограничения осевого перемещения пальца (5) в его конечном положении выполнен в расточке (3) и размещен между первой (8) уплотнительной канавкой и внутренней полостью (4). Дальний от внутренней полости (4) конец (16) пальца (5) выполнен плоским и перпендикулярным цилиндрической поверхности (16) пальца (5). Технический результат: упрощение конструкции, уменьшение ее габаритов и массы. 2 ил.

Заявленное изобретение относится к аэрокосмической технике и, в частности, к современным летательным аппаратам, в которых используется поток горячего сжатого воздуха, отбираемого из двигателей для использования на борту в разных целях. Устройство обнаружения утечек для изолированного трубопровода, по которому проходит горячий воздух под давлением, причем устройство содержит: кожух, закрепленный над круговым вырезом в изоляции трубопровода или над соединением секций трубопровода, в результате чего формируется камера для газов, выходящих из трубопровода или из соединения; коллектор, в котором сформирован канал, сообщающийся с камерой, содержащей горячий воздух; и крышку для фиксации термочувствительных проволок на конце канала коллектора, так что горячий воздух, выходящий из камеры, попадает непосредственно на эти проволоки. Устройство обнаружение утечек содержит также механизм управления потоком в корпусе коллектора для предотвращения ложных тревог, которые могут возникать в результате допустимой утечки при штатной работе трубопровода. Технический результат - повышение достоверности определения утечек через трещину. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 16 ил.

Изобретение относится к течеискателю для обнаружения газового компонента во всосанном газе. Течеискатель имеет первый датчик для обнаружения газового компонента (гелия) во всосанном газе. Так как датчик является чувствительным к насыщению или же загрязнению, предусмотрен датчик теплопроводности. Датчик теплопроводности имеет меньшую чувствительность обнаружения, однако при высоких концентрациях он не подвержен опасности загрязнения. За счет обоих датчиков вместе может быть зарегистрирован больший диапазон от экстремально высокой чувствительности измерений до больших концентраций газового компонента, какие могут выступать при больших утечках. Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности устройства. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к способу машинного зрения для определения утечки из содержащей состав одноразовой капсулы в ходе производственного процесса, а также к устройству, используемому для этого. Устройство и способ для обнаружения утечки из содержащей состав одноразовой капсулы в ходе высокопроизводительного производственного процесса. Устройство содержит: плиту, содержащую полость одноразовой капсулы и множество граничных зон плиты, смежных с данной полостью; модуль фиксации изображений; модуль обработки изображений; и источник испускания ультрафиолетового излучения. Сам состав содержит флуоресцентное отбеливающее соединение. Источник испускания ультрафиолетового излучения расположен таким образом, что он освещает полость и множество граничных зон плиты. Модуль фиксации изображений расположен таким образом, что он фиксирует изображение освещаемой полости и множества граничных зон плиты. Модуль фиксации изображений коммуникативно подключен к модулю обработки изображений. Техническим результатом является обеспечение возможности эффективного, быстрого и досконального способа и устройства для контроля одноразовых капсул стандартной дозы для гарантии качества по мере того, как они изготавливаются вдоль высокопроизводительной производственной линии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области измерительной и испытательной техники и направлено на мониторинг наличия протечек в бассейнах выдержки атомных электростанций. Система мониторинга протечек бассейна выдержки содержит датчик расхода воды, поступающей по трубопроводу устройства очистки, датчик уровня жидкости, установленного на штатных гнездах водозамещающих изделий, два датчика температуры и влажности, размещенных на входе и выходе вентиляции реакторного зала. При этом все выходы перечисленных датчиков электрически соединены через устройство ввода с контроллером, связанным выходом с входом сигнализатора превышения допустимого уровня утечек радиационной воды и соединенным с компьютером, причем контроллер имеет блок ввода информации о количестве обслуживающего персонала и водозамещающих изделий, а для обеспечения функционирования системы она снабжена блоком бесперебойного питания. Технический результат заключается в снижении громоздкости системы, в проведении расчета утечек бассейна, т.е. в обеспечении постоянного мониторинга с помощью современных средств автоматизации. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение представляет собой клапан и поверхности управления потоком для продвижения ламинарного потока через клапан и предназначено для проведения испытаний труб. Первый клапанный элемент имеет ось и первую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вниз по потоку. Второй клапанный элемент имеет вторую поверхность седла с сужающимся контуром, обращенным аксиально вверх по потоку. Второй клапанный элемент имеет закрытое положение, в котором вторая поверхность седла упирается в первую поверхность седла, и имеет открытое положение, в котором вторая поверхность седла расположена на расстоянии аксиально ниже по потоку от первой поверхности седла. Второй клапанный элемент дополнительно имеет терминальный концевой участок, выполненный в виде носового конуса. Носовой конус может быть расположен полностью ниже по потоку от второй поверхности седла и может иметь полость с дренажным отверстием. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 12 ил.
Наверх