Патент на изобретение №2300047

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТРУБ

(57) Реферат:

Изобретение может быть использовано для проведения гидро- и пневмоиспытаний любых оболочек вращения в заводских и полевых условиях. Изобретение направлено на уменьшение трудоемкости и длительности испытаний, повышение надежности и безопасности их проведения. Установка для испытания труб, содержащая устройство для укладки труб, раму, опоры, системы привода и создания испытательного давления, подвижную и неподвижную заглушки, причем по обе стороны рамы жестко закреплены боковые несущие плиты и установлены нижние рейки передачи с осями под зубья приводно-стопорных звездочек, обеспечивающие перемещения подвижной заглушки вместе с оправой и испытываемой трубой, на верху боковых плит установлены верхние рейки стопорения подвижной заглушки со сквозными отверстиями под стопоры, расположенными так, что стопоры проходят между зубьями звездочек и закреплены на тележке подвижной опоры с системой привода, передвигающейся по рельсам вдоль установки, оправа снабжена роликами из упругого материала, а уплотнительные элементы подвижной и неподвижной заглушек установлены в хомутовых затворах. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к устройствам для гидро- и пневмоиспытаний труб больших диаметров на прочность, герметичность и другие прочностные испытания.

Известна установка для гидравлического испытания труб (патент РФ 2150683, МКИ G01M 3/08, F17D 5/02, заявл. 23.03.1998, опубл. 10.06.2000, БИ №16), содержащая устройство с ложементами для укладки труб, раму, опоры, подвижную и неподвижную заглушки с уплотнительными элементами, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, привод подвижной заглушки установлен на другой опоре, подвижная заглушка установлена с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, причем устройство с ложементами выполнено в виде горизонтально расположенной цилиндрической емкости с прямоугольным вырезом в верхней части, обеспечивающим возможность опускания и подъема испытываемой трубы, плоские днища емкости по обоим торцам являются опорными и снабжены усилительными элементами, привод подвижной заглушки выполнен в виде трех винтовых пар с шаровыми прижимами, гидравлическая система, связанная с одной из заглушек, содержит коллектор, пресс для создания давления и контрольную арматуру.

Недостатками установки являются невозможность испытания труб большого диаметра из-за возникновения чрезмерно больших усилий на заглушках и прижимах, сложность конструкции, ненадежность винтового привода, большие энергозатраты.

Кроме того, установка не предназначена для проведения пневмоиспытаний.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является «Установка для испытания труб» (патент РФ 2247957, МКИ G01M 3/08, заявл. 27.11.2002, опубл. 10.03.05, БИ №7), содержащая устройство для укладки труб, раму, опоры, системы привода и создания испытательного давления, подвижную и неподвижную заглушки, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на другой с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, подвижная заглушка снабжена оправой для оболочек вращения, опирающейся на призму, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытываемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между испытываемой трубой и оправой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в неподвижной и подвижной заглушках.

Недостатками известной установки являются сложность испытания труб большого диаметра из-за ненадежности работы установки вследствие возможного отката оправы с подвижной опорой из-за удлинения канатов от усилий, возникающих при испытаниях, и изгиба установки при больших усилиях, повышенная опасность эксплуатации установки за счет проведения испытаний в открытом объеме, трудоемкость обслуживания.

Изобретение решает задачу обеспечения возможности испытания труб любого диаметра, повышение надежности работы, снижение трудоемкости обслуживания и повышение безопасности эксплуатации установки.

Указанная задача решается тем, что в установке для испытания труб, содержащей устройство для укладки труб, раму, опоры, системы привода и создания испытательного давления, подвижную и неподвижную заглушки, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на подвижной опоре с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, подвижная заглушка снабжена оправой для оболочек вращения, опирающейся на опоры-призмы, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытываемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между испытываемой трубой и оправой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в неподвижной и подвижной заглушках, согласно изобретению по обе стороны рамы жестко закреплены боковые несущие плиты и установлены нижние рейки передачи с осями под зубья приводно-стопорных звездочек, обеспечивающие перемещения подвижной заглушки вместе с оправой и испытываемой трубой, на верху боковых плит установлены верхние рейки стопорения подвижной заглушки со сквозными отверстиями под стопоры, расположенными так, что стопоры проходят между зубьями звездочек и закреплены на тележке подвижной опоры с системой привода, передвигающейся по рельсам вдоль установки, оправа снабжена роликами из упругого материала, а уплотнительные элементы подвижной и неподвижной заглушек установлены в хомутовых затворах. Установка содержит станции заполнения и создания испытательного давления в замкнутой полости между оправой, испытываемой трубой и заглушками со средствами контроля, причем в качестве рабочей среды используют газ, подаваемый компрессором, либо жидкость, подаваемую насосом или прессом. Заглушки, оправа, уплотнительные элементы, роликоопоры под испытываемую трубу и оправу выполнены сменными. Оправа выполнена гибкой и удерживающейся роликами, обеспечивающими ее перемещение с возможностью повторения изгибов трубы без заеданий, наклепа и задиров ее стенки, причем шарнир расположен так, что не доходит при перемещении оправы до уплотнения подвижной заглушки.

Установка установлена с уклоном в сторону неподвижной заглушки (подвижная – выше) для выпуска воздуха из системы при заполнении полости между испытываемой трубой и оправой жидкой рабочей средой.

На фиг.1 представлен общий вид установки (элементы обеспечения гибкости не показаны), на фиг.2 – вид А фиг.1 (вариант гидравлического стопорения), на фиг.3 – разрез Б-Б фиг.2, на фиг.4 – разрез по В-В фиг.1, на фиг.5 – вид А фиг.1 (вариант стопорения винтовым приводом), на фиг.6 – разрез Г-Г фиг.1 (узел уплотнения с хомутовым затвором подвижной заглушки), на фиг.7 – разрез Д-Д фиг.6 (узел уплотнения неподвижной заглушки), на фиг.8 – схема гидроиспытания.

Установка содержит раму 1 (фиг.1, 2) с нижним основанием 2, верхним основанием 3 и боковыми несущими плитами 4, подвижную опору 5 с подвижной заглушкой 6; оправу 7 для испытываемой трубы 8, опирающуюся на опору-призму 9 с подвижной роликовой опорой 10; неподвижную опору 11 с неподвижной заглушкой 12 со сквозным отверстием с уплотнительными элементами 13 (фиг.7); систему привода 14 (фиг.1, 2) для запасовки, удержания и вытаскивания трубы 8 после испытания, которая содержит передачу с нижними рейками 15 с осями 16 и приводно-стопорными звездочками 17, отвод 18 подвижной роликовой опоры 10, на верху боковых несущих плит 4 закреплены верхние рейки 19 (фиг.2, 3) со сквозными отверстиями 20 под стопоры 21 (фиг.3), закрепленные на тележке 22, на которой установлена подвижная опора 5, передвигающейся по рельсам 23 (фиг.4, 5) вдоль установки. Оправа 7 снабжена блоком роликоопор 24 (фиг.4) из упругого материала, узлом установки роликоопоры 25, опорой 26 для поддержания оправы после выхода ее из неподвижной заглушки, подвижная заглушка 6 и неподвижная заглушка 12 с уплотнительными элементами 13 установлены в хомутовых затворах 27 (фиг.1, 6). Система создания испытательного давления (фиг.8) в кольцевой полости 28 между оправой 7, испытываемой трубой 8, подвижной 6 и неподвижной 12 заглушками с уплотнениями содержит насос 29, коллектор 30 подачи рабочей среды, пресс 31, манометры 32, задвижку 33. При пневоиспытаниях система содержит компрессор и средства обеспечения безопасности проведения работ (не показаны).

Установка работает следующим образом.

При помощи грузоподъемного механизма испытываемую трубу 8 укладывают вдоль установки на опоры-призмы 9 так, чтобы наружная поверхность испытываемой трубы 8 с одного конца была соосна сквозному отверстию неподвижной заглушки 12, а с другого конца внутренняя поверхность трубы 8 соосна с наружной поверхностью оправы 7 подвижной заглушки 6. Затем при помощи передачи 14 подвижную заглушку 6 с оправой 7, установленных на тележке 22, перемещают по рельсам 23 в сторону испытываемой трубы при помощи нижних реек 15, осей 16 и звездочек 17. При этом оправа 7 входит в испытываемую трубу 8. При дальнейшем перемещении оправы 7 последняя проходит через сквозное отверстие неподвижной заглушки 12 с уплотнительными элементами 13, вложенными в хомутовые затворы 27, ложится на опору 26 и движется до упора испытываемой трубы 8 в подвижную заглушку 6 и неподвижную заглушку 12 с уплотнительными элементами 13, плотно облегающими концы испытываемой трубы 8 с образованием кольцевой полости 28 между оправой 7, испытываемой трубой 8, подвижной и неподвижной заглушками. Затем стопоры 21 входят между зубьями звездочек 17 и застопоривают тележку 22 с подвижной опорой.

При гидравлических испытаниях жидкую рабочую среду насосом 29 по коллектору 30 подают в полость 28 до ее заполнения, что фиксируется выходом воды из вентиля 34. Затем включают пресс 31 (насос и пресс могут быть совмещены) и создают заданное давление гидроиспытаний, которое выдерживают установленное время, что контролируется манометрами. При пневматических испытаниях газ (воздух) закачивают компрессором в полость 28 между оправой 7, испытываемой трубой 8, подвижной и неподвижной заглушками до заданного давления испытаний, которое также выдерживают установленное время. Гидравлические и пневматические испытания проводят в замкнутом с трех сторон объеме рамы, что повышает безопасность проведения работ.

По окончании испытаний стравливают давление, вытаскивают испытываемую трубу 8 путем отвода подвижной заглушки 6 с оправой 7 из нее. При помощи грузоподъемного механизма трубу убирают с установки.

Предлагаемая установка более надежна в работе при испытании труб большого диаметра за счет исключения отката подвижной опоры с оправой, предотвращения изгиба установки при больших усилиях за счет установления боковых несущих, одновременно защитных, плит и выполнения установки с ребрами жесткости.

Оправа снабжена роликами, обеспечивающими ее перемещение по образующей трубы без механических повреждений и прохода через уплотнение без его повреждения. Выполнение уплотнений неподвижной и подвижной опор быстросъемными, с использованием хомутового затвора, ускоряет проведение работ по замене уплотнений и подготовке установки к испытаниям и снижает ее трудоемкость.

Снижение трудоемкости обслуживания также достигается за счет уменьшения работ вследствие исключения тросового привода, требующего регулярного его натяжения вследствие удлинения троса.

Установка выполнена со сменными заглушками, оправой, опорами, призмами, уплотнительными манжетами, что позволяет использовать ее для испытаний труб различных диаметров.

Установка применима для проведения испытаний на прочность, герметичность и на другие виды гидравлических и пневматических испытаний любых оболочек вращения в заводских и полевых условиях.

Предлагаемое изобретение может быть использовано для проведения испытаний на местах скопления труб, их отбраковки, испытании барабанов и обечаек.

Формула изобретения

1. Установка для испытания труб, содержащая устройство для укладки труб, раму, опоры, системы привода и создания испытательного давления, подвижную и неподвижную заглушки, неподвижная заглушка установлена на одной из опор, подвижная заглушка установлена на подвижной опоре с возможностью перемещения в направлении неподвижной заглушки, подвижная заглушка снабжена оправой для оболочек вращения, опирающейся на опоры-призмы, один конец оправы выполнен сужающимся, другой конец жестко соединен с подвижной заглушкой, причем оправа имеет размеры, обеспечивающие свободное прохождение ее через испытуемую трубу и сквозное отверстие неподвижной заглушки с образованием замкнутой полости между оправой и испытуемой трубой при помощи уплотнительных элементов, расположенных в неподвижной и подвижной заглушках, отличающаяся тем, что по обе стороны рамы жестко закреплены боковые несущие плиты и установлены нижние рейки передачи с осями под зубья приводно-стопорных звездочек, обеспечивающие перемещения подвижной заглушки вместе с оправой и испытуемой трубой, наверху боковых плит установлены верхние рейки стопорения подвижной заглушки со сквозными отверстиями под стопоры, расположенными так, что стопоры проходят между зубьями звездочек и закреплены на тележке подвижной опоры с системой привода, передвигающейся по рельсам вдоль установки, оправа снабжена роликами из упругого материала, а уплотнительные элементы подвижной и неподвижной заглушек установлены в хомутовых затворах.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что заглушки, оправа, уплотнительные элементы, роликоопоры под испытуемую трубу и оправу выполнены сменными.

3. Установка по п.1, отличающаяся тем, что она содержит станции заполнения и создания испытательного давления в замкнутой полости между оправой, испытуемой трубой и заглушками со средствами контроля, причем в качестве рабочей среды используют газ, подаваемый компрессором, либо жидкость, подаваемую насосом или прессом.

4. Установка по п.1, отличающаяся тем, что оправа выполнена гибкой и удерживается роликами, обеспечивающими ее перемещение с возможностью повторения изгиба трубы без заеданий, наклепа и задиров ее стенки, причем шарнир расположен так, что не доходит при перемещении до уплотнения подвижной заглушки.

РИСУНКИ