Устройство для испытания полых изделий внутренним давлением
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнн
Социапнстнческнн
Республик
01 К 3/12 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий Опубликовано 30. 10. 82; Бюллетень pg 40 (53) ДК 620.179 - (088, 8) Дата опубликования описания 30. 10. 82 В. А. Усов, В. Я. Ермохин, 6. В. Вино О. Н. Винклер, И. Н. Альбов и М. П. А t (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ ВНУТРЕННИМ ДАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к исследованиям прочностных свойств, 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 $1 ). Недостатком этого устройства является полная потеря энергии 1еформации 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 сушности и достигаемому результату является устройство для испытания полых изделий внутренним давлением, содержащее систему гидравлического питания, гид-равлический мультипликатор с полостью управления и полостями низкого и высокого давления, последняя из которых предназначена для подсоединения полости испытуемого изделия, и управляющую гидравлическую систему, соединенную с полостью низкого давления гидравлического мультипликатора (2 ). Недостатком данного устройства является небольшая производительность, испытывается только один полый об15 разец, это вызвано тем, что в процессе испытания образца не используется его энергия деформации, а безвозвратно теряется при сбросе давлего ния до минимального сливом части .жидкости из внутренней полости испытываемого образца. ljenb изобретения - повышение производительности. 3 97018 Цель 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- qy му,.соединенную с полостями низкого давления гидравлического мультипликатора, снабжено дополнительным гидравлическим мультипликатором с полостями управления, высокого и низ- кого давлений, трехпозиционным четырехходовым золотником и регулятором 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- щ 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. Устрсйство 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 мультипликаторов 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, li) 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 муль7 ф типликатора 1, полости 20, 21 высокого давления. Управляющая гидравлическая система включает резервуар 22, насос 23 и пневмоаккумулятор 24, соединенные трубопроводами 25, 26 и 27 через двухпоэиционный (имеющий фиксированные положения О,j) четырехходовой золотник 28 и золотник 9 с полостями 5 и 6 низкого давления мультипликаторов 1 и 2. Трубопроводы 29 и 30 высокого давления соединяют полости 20 и 21 высокого давления мультипликаторов 1 и 2 с внутренними полостями 31 и 32 испытываемых труб 33 и 34 через вентили 35 и 36. На трубопроводах 29 и 30 высокого давления установлены вентили 37 и 38, предназначенные для выпуска воздуха иэ внутренних полостей 31 и 32 труб 33 и 34 при заполнении их водой и для контроля полного заполнения труб водой. Система гидравлического питания включает 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 29 и 30 высокого давления через обратные клапаны 40 и 41 трубопроводами 43 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 гидравлической системе установлен предохранительный клапан 49, который по манометру 50 настраивается на давление, кратное максимальному испытательному, и через который при выключенном электромагните 51 трубопровод 25 от насоса 23 соединяется с резервуаром 22. Обратный клапан 52, установленный на трубопроводе 25, препятствует падению давления в управляющей системе при работе насоса 23 на слив через клапан 49 при выключенном электромагните 5 1. К трубопроводу " 26, соединяющему пневмоаккумулятор 24 с золотником 28, подключен электроконтактный манометр 53 и контакты манометра 53 установлены один на давление, кратное максимальному испытательному, а другой на 22. 3 кгс/см меньше давления, кратного ! максимальному испытательному. 5 9701 Устройство 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 41 по трубопроводам 42 и 43 через открытые вентили 35 и 36 поступает во внутренние полости 31 и 32 труб 33 и 34, а по трубопроводам 29 и 30 высокого давления - в полости 20 и 21 высокого давления мультипликаторов 1 и 2. Воздух из труб 33 и 34 выходит через вентили 37 и 38. Во время наполнения водой включают насос 23, а предохранительный клапан 49 с учетом увеличения давления мультипликаторами 1 и 2 настраивается на давление, кратное максимальному испытательному. На период настройки предохранительного клапана 49 и наполнения труб 33 и 34 и полостей 20 и 21 высокого давления водой включают электромагнит. 54 золотника 28, при этом oïoTH>K 28 ус ов с Bâ положение 1 и насос 23 трубопроводом 25 и трубопроводом 26 соединяется с пневмоаккумулятором 24. Пневмоаккумулятор 24 заряжается и при достижении давления, кратного максимальному испытательному, электроконтактный манометр 53 выключает электромагнит 51 предохранительного клапана 49, таким образом обеспечивая разгрузку насоса 23 в резерву- . и ар 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 I 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 ?3 по трубопроводу 25 через обратный клапан 52 поступает к золотнику 28, где объ- единяется с потоком масла от пневмо$0 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 87 Ь из 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 устанавливается регулятором 18 потока. Из полости 20 высокого давления мультипликатора 1 вода по трубопроводу 29 через вентиль 35 поступает во внутреннюю полость 31 трубы 33, давление в трубе повышается до максимального испытательного. Насос 23 в конце операции повышения давления s 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 I, 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, поршень 3 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 мультипликатора 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, поступа9701 7 ющего к полости 6 мультипликатора 2 по трубопроводу lj через регулятор 18 потока по трÄ 14 подпйтывает полость 12 управления мультипликатора l. Вода из полости и 21 по трубопроводу 30 высокого давления через вентиль 36 поступает в полость 32 трубы 34, таким образом, давление во внутренней полости 32 трубы 34 повышается, а во внутрен- 6 ней полости 31 трубы 33 - понижается и происходит процесс выравнивания давлений в испытываемых трубах 33 и 34, как только давление выравняется, реле 10 давления, наст- 15 роенное на давление выравнивания, одновременно дает сигналы на включение электромагнита 56 золотника 9, золотник 9 устанавливается в положе- ние П, выключает электромагнит 54 зо- 2Q лотника 28, золотник 28 устанавливается в положение 0 и включается электромагнит 51 клапана .49. Общий поток масла от насоса 23 и пневмоаккумулятора 24 по трубопроводу 27, через 2s золотник 9 по трубопроводу 8 поступает в полость 6 мультипликатора 2 и продолжает перемещать поршень 4 мультипликатора 2 вверх (см. чертеж), а из полости 13 управления по трубо- зр проводу 15, через регулятор 19 потока, по трубопроводам 16 и 7, через золотник 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 опускаться вниз (см. чертеж), масло из полости низкого давления мультипликатора 1 по трубопроводу 7, через золотник 9, по трубопроводу 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 8 мультипликатор 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 Х, и включает электро- . магнит 54 золотника 28, золотник 28 устанавливается в положение I, 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 по тока 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 дав-! ления в испытываемых трубах 33 и 34. 970187 Как только давление выравнивается, реле 11 давления, настроенное на давление выравнивания, одновременно дает сигналы на включение электромагнита 57 золотника 9 (золотник 9 . s устанавливается в положение I) на включение электромагнита 51 предохранительного клапана 49 и выключение электромагнита 54 золотника 28.3олотник 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 переме- 1 щает поршень 3. Давление в трубе 32повышается до максимального испытательного, а часть масла, поступающего к полости 5, по трубопроводу 16 через регулятор потока 19, трубопро- 20 воду 15 поступает в полость 13 управления мультипликатора 2, поршень 4 опускается вниз (по чертежу). Масло из полости 6 по трубопроводу 8, через золотник 9, по трубопроводу 467$ через регулятор 47 потока, фильтр 48 сливается в резервуар 22. Давление в трубе 34 понижается до минимального. Скорость понижения давления устанавливается регулятором 30 47 потока, а мультипликатор 2 подготавливается для работы в следующем цикле нагружения и т.д. Использование предлагаемого устройства для испытания полых изделий внутренним давлением позволит сократить время испытания, устройст. во имеет повышенный КПД за счет использования энергии упругой деформации испытываемых труб. Формула изобретения Устройство для испытания полых изделий внутренним давлением, содер: жащее систему гидравлического питания, гидравлический мультипликатор с полостью управления и полостями Низкого и высокого давления, пос-! ледняя из которых предназначена для подсоединения полости испытуемого из" делия и управляющую гидравлическую систему, соединенную с полостью низкого давления гидравлического мультипликатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено дополнительным гидравлическим мультипликатором с полостями управления, высокого и низкого давлений, трехпозиционным четыоехходовым золотником и оегулятооом 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 мультипликатора соединена с системой гидравлического питания, при этом полость управления каждого мультипликатора связана с полостью низкого давления другого мультипликатора через регулятор потока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 317954, кл. G 01 N 3/12, 1971. Авторское свидетельство СССР У 741061, кл. G 01 N 3700, 1980 (прототип). 970187 Составитель В. Макаров Техред К.Мыцьо Корректор М. Демчик Редактор М. Янович Тираж 887 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Заказ 8376/51 Филиал ППП ".Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 
