CZ305485B6

CZ305485B6 - Zkušební zařízení pro trubky

Info

Publication number: CZ305485B6
Application number: CZ2007-24A
Authority: CZ
Inventors: GĂłmez Rafael Garcia
Original assignee: Benteler Automobiltechnik Gmbh
Priority date: 2006-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2015-10-29
Also published as: DE102006001425A1; FR2896039A1; FR2896039B1; CZ200724A3; DE102006001425B4; US7647819B2; US20070157707A1

Abstract

Provádění trhacích pokusů na trubkách (6) se uskutečňuje ve zkušebních zařízeních pro trubky s trhacím přípravkem (1). Trhací přípravek (1) má dvě upínací hlavy (7, 8), mezi kterými je trubka (6) držena právě svými konci (11, 12) utěsněná v uchyceních (9, 10). Upínací hlavy (7, 8) jsou spojené centrálním táhlem (15), přičemž táhlo (15) se rozprostírá soustředně skrz trubku (6). Mezi táhlem (15) a trubkou (6) je vytvořen prstencový prostor (20), do kterého ústí přívodní kanál (21), přes který se prstencový prostor (20) nechá zatěžovat kapalinou. Prstencový prostor (20) je dále připojen k odvzdušňovacímu kanálu (24). V adaptérovém členu (40, 41) je vytvořeno uchycení (38, 39), které je drženo axiálně posuvně v upínací hlavě (7, 8), přičemž adaptérový člen (40, 41) má nátrubek (42, 43), který je uložen v uchycení nátrubku (44, 45) upínací hlavy (7, 8).

Description

Oblast techniky

Vynález se týká zkušebního zařízení pro trubky s trhacím přípravkem pro trubku podle znaků v úvodní části nároku 1.

Dosavadní stav techniky

K prokázání dostatečné pevnosti v lomu a/nebo ke kontrole vlastností materiálu se trubky podrobují trhacím zkouškám. Ktomu se trubky v trhacím přípravku uzavírají na koncích pomocí upínacích hlav, které se přiřazují právě jedné traverze. Obě traverzy jsou navzájem spojené přes alespoň dvě táhla. Po naplnění vnitřního prostoru kapalinou se pomocí čerpadla zvyšuje tlak v trubce až do prasknutí. V návaznosti na to se mohou vyhodnocovat obvodová roztažnost, vytvoření lomových ploch a podobně.

U známého trhacího přípravku jsou upínací hlavy provedené dvoudílné. Každá upínací hlava má stojku s kónusem a jako protilehlou opěru kuželovou čelist. Stojka se zavádí kónusem do jednoho konce trubky. K tomu je konec rozšířen na způsob trychtýře. Stojka a kuželové čelisti se proti sobě utahují, aby se vytvořily nutné utěsňující síly. To se uskutečňuje pomocí šroubových spojů nebo pomocí hydraulických válců. Axiální síly způsobené vnitřním tlakem se drží pomocí táhel proti sobě. Známý způsob konstrukce je nákladný jak přístrojově tak i aplikačně.

DE 103 56 143 Al ukazuje zařízení k působení na trubky vnitřním tlakem. Je upraveno upínací zařízení k působení k polohovému fixování a hydraulický zkušební kruh k působení tlakem. Upínací zařízení obsahuje zkušební jádro, které prostupuje vnitřní prostor trubky.

Podstata vynálezu

Vynález má za úkol, vycházeje ze stavu techniky, vytvořit zkušební zařízení pro trubky s trhacím přípravkem, zlepšeným technicky a aplikačně.

Řešení tohoto úkolu spočívá podle vynálezu ve zkušebním zařízení podle znaků nároku 1.

Podstatu vynálezu tvoří opatření, že v adaptérovém členu je vytvořeno uchycení, které je drženo axiálně posuvně v upínací hlavě, přičemž adaptérový člen má nátrubek, který je uložen v uchycení nátrubku upínací hlavy.

Provedením podle vynálezu se nechá trhací přípravek zjednodušit a redukovat v počtu nutných součástí. Další výhodou je, že síly způsobené vnitřním tlakem se zachytávají uvnitř ležícím táhlem. Dosud běžné rozšíření konců trubky, kterou chceme zkoušet, k rozšíření nutného těsnicího kužele, už není potřebné. Také vnější šroubové spoje nebo opěry ve tvaru hydraulických válců a podobně nejsou už potřebné. Dále se tím se může zabraňovat radiálním třecím silám mezi konci trubky a upínacími hlavami.

Přednostní provedení zásadní myšlenky vynálezu jsou předmětem závislých nároků 2 až 8.

Táhlo je přednostně sešroubováno s upínacími hlavami. Tímto způsobem je možné stabilní spojení táhla s upínacími hlavami. Táhlo zajišťuje, že obě upínací hlavy se pří zatěžování trhacího přípravku tlakem netlačí od sebe.

- 1 CZ 305485 B6

Zatěžování prstencového prostoru tlakem se uskutečňuje přes přívodní kanál v jedné z upínacích hlav, přičemž minimálně jeden úsek přívodního kanálu probíhá skrz centrální táhlo.

K odvzdušnění prstencového prostoru při jeho plnění při začátku zkoušky je prstencový prostor připojen k odvzdušňovacímu kanálu.

Uchycení pro konce trubky mohou být vytvořené přímo v upínacích hlavách.

Vnější průměr nátrubku přitom může odpovídat vnějšímu průměru trubky. Tím se dosahuje, že konce trubky se při zatěžování tlakem usazují v uchyceních adaptérových členů a trubka spolu s adaptéry se může bez nepříznivého vlivu třecích sil volně axiálně vtahovat.

Aby se při trhací zkoušce vykonávaly zároveň axiální síly od konců směrem k trubce, může být vnější průměr nátrubků adaptérových členů dimenzován větší než vnější průměr trubky. Při zatěžování tlakem se tak přes větší plochy mezi nátrubkem a upínací hlavou vykonává axiální síla na trubku, kterou chceme zkoušet.

Táhlo může mít stejný vnější průměr, který je vůči vnitřnímu průměru trubky, kterou chceme zkoušet, dimenzován nepatrně menší, takže mezi trubkou a táhlem vzniká prstencový prostor.

V zásadě je ale také možné, že táhlo má v podélném směru úseky s navzájem odlišnými průměry. Táhlo má účelně na koncích vnější průměr, který odpovídá vnitřnímu průměru trubky. Ve středním podélném úseku mezi konci táhla je vnější průměr táhla dimenzován menší, takže mezi táhlem tyče a trubkou vzniká prstencový prostor. Do konců táhla mohou být začleněna těsnění.

Objasnění výkresů

Vynález je v dalším blíže popsán prostřednictvím příkladů provedení znázorněných na výkresech.

Na obrázcích 1 až 4, jakož i na obrázcích 5a a 5b, je vždy schematicky znázorněno pět různých provedení zkušebního zařízení pro trubky s trhacím přípravkem 1 až 5 pro trubku 6.

Příklady uskutečnění vynálezu

Trhací přípravek 1 zkušebního zařízení pro trubky podle znázornění na obrázku 1 má spodní upínací hlavu 7 a horní upínací hlavu 8. V upínacích hlavách 7, 8 jsou upravená válcová uchycení 9, 10, ve kterých je trubka 6 při trhací zkoušce držena utěsněná svými konci 11, 12. Utěsnění mezi uchyceními 9, 10 a konci 11, 12 trubky 6 se uskutečňuje přes těsnění 13, 14 uspořádaná v uchyceních 9, 10.

Upínací hlavy 7, 8 jsou spojené pomocí centrálního táhla 15, přičemž táhlo 15 se rozprostírá soustředně skrz trubku 6. K upevnění táhla 15 ve spodní upínací hlavě 7 a v horní upínací hlavě 8 má toto právě na koncích závitové úseky 16, 17, které se šroubují do příslušných závitových uchycení 18, 19. Závitová uchycení 18, 19 jsou, viděno v rovině obrazu, upravená vždy pod, popř. nad uchyceními 9, 10 v upínacích hlavách 7, 8.

Vnější průměr 1a táhla 15 je trochu menší než vnitřní průměr d, trubky 6, takže mezi táhlem 15 a trubkou 6 je vytvořen prstencový prostor 20. Do prstencového prostoru 20 ústí přívodní kanál 21 pro kapalinu. Přívodní kanál 21 probíhá prvním úsekem 22 skrz spodní upínací hlavu 7 a druhým úsekem 23 skrz táhlo 15. Prstencový prostor 20 je dále připojen na odvzdušňovací kanál 24. Také odvzdušňovací kanál 24 má úsek 25, probíhající skrz táhlo 15 a úsek 26, probíhající skrz horní

-2CZ 305485 B6 upínací hlavu 8. Odvzdušňovací kanál 24 se může otevírat popř. zavírat přes ventil 27. Jako P je na obrázku 1 označen zdroj tlaku.

K provádění trhací zkoušky se nejprve táhlo 15 šroubuje svým spodním závitovým úsekem 16 do závitového uchycení 18 spodní upínací hlavy 7. Následně se trubka 6 nasouvá na táhlo 15 a svým koncem 11 se umísťuje v uchycení 9 ve spodní upínací hlavě 7. Potom se horní upínací hlava 8 nasazuje svým uchycením 10 na horní konec 12 trubky 6 a táhlo 15 se šroubuje svým horním závitovým úsekem 17 do závitového uchycení 19 horní upínací hlavy 8. Těsnění 13, 14, upravená v uchyceních 9, 10, utěsňují prstencový prostor 20.

Poté, co je trubka 6 umístěná a trhací přípravek 1 je namontován, se systém zaplavuje přes přívodní kanál 21 činným médiem na způsob kapaliny. Přitom je otevřený ventil 27, takže vzduch existující v prstencovém prostoru 20 může unikat přes odvzdušňovací kanál 24. Kapalina proudí prakticky bez tlaku zezdola nahoru do prstencového prostoru 20. Poté, co je systém odvzdušněn a naplněn kapalinou, se ventil 27 zavírá a může se provádět trhací proces. Trhací přípravek 1 se přitom zatěžuje tlakem ze zdroje P tlaku přes přívodní kanál 21, až trubka praskne. Táhlo 15 zabraňuje, aby se spodní upínací hlava 7 a horní upínací hlava 8 při zatěžování tlakem neposouvaly od sebe v podélném směru.

Přes snímače měřených hodnot, měřicí, přístroje a vyhodnocovací zařízení zkušebního zařízení pro trubky, na obrázcích neznázorněné, se pokus zaprotokoluje a vyhodnocuje, jakož i dokumentuje.

Musí se ještě poznamenat, že naplnění trhacího přípravku a zatěžování tlakem se může v zásadě uskutečňovat také v obráceném směru, tedy přes odvzdušňovací kanál 24 a přívodní kanál 21, které si v tomto případě mění svou funkci.

Po ukončení trhacího procesu se trhací přípravek 1 demontuje. Pro to se může jen odmontovat horní upínací hlava. Následně se může trubka 6 odstranit z trhacího přípravku 1.

Trhací přípravek 2 zkušebního zařízení, jak je znázorněno na obrázku 2, je v zásadě konstruován stejně jako trhací přípravek i podle obrázku 1. Odtud nesou navzájem odpovídající součásti stejné vztahové značky.

Upevnění táhla 15 ve spodní upínací hlavě 7 a v horní upínací hlavě 8 se uskutečňuje přes upínací šrouby 28, 29, které se rozprostírají v podélném směru táhla 15 skrz upínací hlavy 7, 8 a jsou upevněné v dírách 30, 31 se závitem táhla 15.

Nechá se rozpoznat, že úsek 32 přívodního kanálu 21 a úsek 33 odvzdušňovacího kanálu 24 pobíhají skrz upínací šrouby 28, 29, přičemž i u tohoto příkladu provedení jsou právě úsek 23 přívodního kanálu 21 a úsek 25 odvzdušňovacího kanálu 24 vedené skrz táhlo 1_5. Těsněními 34, 35 na čelní straně jsou hlavy 36, 37 šroubů upínacích šroubů 28, 29 utěsněné vůči spodní upínací hlavě 7 a horní upínací hlavě 8.

Provádění trhacího procesu se uskutečňuje u trhacího přípravku 2 analogicky se způsobem postupu, jak je popsán podle obrázku 1.

U trhacích přípravků 3, resp. 4, jakje znázorněno na obrázcích 3 a 4, jsou vytvořena uchycení 38, 39 pro konce 11, 12 trubky 6 právě v adaptérovém členu 40, 41, který je držen plovoucím způsobem axiálně posuvný v upínací hlavě 7, resp. 8. Adaptérové členy 40, 41 mají právě nátrubek 42, 43, který je uložen v uchycení 44, 45 nátrubku upínací hlavy 7, 8. Jak mezi uchycením 44, 45 nátrubku a nátrubkem 42, 43, tak i mezi trubkou 6 a uchycením 38, 39 v adaptérových členech 40, resp. 41 jsou uspořádána těsnění 46. 47.

-3 CZ 305485 B6

Při zatěžování tlakem během trhacího procesu se může trubka 6 spolu s adaptérovými členy 40, 41 volně axiálně zatahovat. Držením trubky 6 v uchyceních 38, 39 adaptérů 40, 41 a plovoucím uložením adaptérů 40, 41 v upínacích hlavách 7, 8 se může zabraňovat třecím silám v kontaktní oblasti mezi uchyceními 38, 39 a konci 11, 12 trubky 6, nepříznivým pro měření resp. vyhodnocení pokusu.

U trhacího přípravku 3 podle obrázku 3 odpovídá vnější průměr <1asi nátrubku 42 vnějšímu průměru Jar trubky 6. Tím je zajištěno, že při zatěžování tlakem leží konce 11, 12 trubky 6 na válcové ploše uchycení 38, 39. Trubka 6 se může při zatěžování tlakem volně axiálně podélně smršťovat spolu s adaptéry 40.

Jak se nechá rozpoznat podle obrázku 4, je u trhacího přípravku 4 vnější průměr <Jas2 nátrubku 43 dimenzován větší než vnější průměr cUr trubky 6. Při zatěžování tlakem se přes plochu 49 nátrubku na čelní straně, v porovnání k čelní ploše 48 trubky 6 větší, vykonává na trubku 6 axiální síla. Tím se mohou provádět trhací zkoušky se současným zavedením axiálních sil do trubky 6.

Obrázky 5a a 5b ukazují trhací přípravek 5, a sice jednou v demontovaném stavu (obrázek 5a) a jednou ve smontovaném stavu (obrázek 5b). Trhací přípravek 5 zahrnuje jako předtím jako hlavní součásti spodní upínací hlavu 50 a horní upínací hlavu 51 jakož i táhlo 52 spojující upínací hlavy 50, 51, které se nechá upevnit v upínacích hlavách 50, 51. V upínacích hlavách 50, 51 jsou vytvořená uchycení 53, 54, mezi kterými je svými konci 11, 12 držena právě jedna trubka 6. Trubka 6 se polohuje na táhlu 52, takže toho se ve smontovaném stavu soustředně rozprostírá skrz trubku

6.

Táhlo 52 má ve svém středním podélném úseku 55 menší vnější průměr d^ než na svých příslušných koncových úsecích 56, 57. Tím se ve smontovaném stavu vytváří mezi táhlem 52 a trubkou 6 prstencový prostor 58, do kterého ústí přívodní kanál 59. Prstencový prostor 58 je dále připojen na odvzdušňovací kanál 60. K utěsnění jsou mezi koncovými úseky 55, 56 táhla 52 a trubkou 6 upravena těsnění 61. V uchyceních 53, 54 je právě integrován pružný člen 62, aby se konce 1J_, 12 trubky 6 držely v upínacích hlavách 50, 5T

Claims

1. Zkušební zařízení pro trubky s trhacím přípravkem (1 až 5) pro trubku (6), přičemž trhací přípravek (1 až 5) má dvě upínací hlavy (7, 8; 50, 51), mezi kterými je trubka (6) držena právě svými konci (11, 12) v uchyceních (9, 10; 38, 39; 53, 54), a trubka (6) je zatížitelná přes přívodní kanál (21; 59) kapalinou, přičemž upínací hlavy (7, 8; 50, 51) jsou spojené táhlem (15; 52), přičemž táhlo (15; 52) se rozprostírá soustředně skrz trubku (6) a mezi táhlem (15; 52) a trubkou (6) je vytvořen prstencový prostor (20; 58), do kterého ústí přívodní kanál (21; 59), vyznačující se tím, že v adaptérovém členu (40, 41) je vytvořeno uchycení (38, 39), které je drženo axiálně posuvně v upínací hlavě (7, 8), přičemž adaptérový člen (40, 41) má nátrubek (42, 43), který je uložen v uchycení nátrubku (44, 45) upínací hlavy (7, 8).

2. Zkušební zařízení pro trubky podle nároku 1, vyznačující se tím, že táhlo (15) je sešroubováno s upínacími hlavami (7, 8).

3. Zkušební zařízení pro trubky podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že úsek (22, 32) přívodního kanálu (21) probíhá skrz táhlo (15).

4. Zkušební zařízení pro trubky podle některého z nároků laž3, vyznačující se tím, že prstencový prostor (20; 58) je připojen k odvzdušňovacímu kanálu (24; 60).

-4CZ 305485 B6

5. Zkušební zařízení pro trubky podle některého z nároků laž4, vyznačující se tím, že v upínací hlavě (7, 8; 50, 51) je vytvořen uchycení (9,10; 53, 54).

6. Zkušební zařízení pro trubky podle některého z nároků laž5, vyznačující se 5 t í m , že vnější průměr (d_ASi) nátrubku (42) odpovídá vnějšímu průměru (d^) trubky (6).

7. Zkušební zařízení pro trubky podle některého z nároků laž6, vyznačující se tím, že vnější průměr (d_AS2) nátrubku (43) je dimenzován větší než vnější průměr (d^) trubky (6).

io

8. Zkušební zařízení pro trubky podle některého z nároků laž7, vyznačující se tím, že táhlo (52) má v podélném směru úseky (55; 56, 57) s navzájem různými průměry.