DD210120A5 - Einrichtung zur festigkeitspruefung von kunststoffrohren unter wasserdruck - Google Patents

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in der Bereitstellung einer wirtschaftlicher einsetzbaren und hoeheren Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Einrichtung zur Festigkeitspruefung von Kunststoffrohren mittels Wasserdruck liegt, besteht die Aufgabe darin, in den vorgegebenen engen Toleranzen einen konstanten Druck im Inneren des Pruefkoerpers sowie konstante Temperaturen waehrend der Pruefung zu gewaehrleisten. Als Loesung ist nunmehr vorgesehen, dass jeder in einer Erwaermungskammer untergebrachte Pruefkoerper mit einem oder mehreren pneumatisch-hydraulischen Systemen in Wirkverbindung steht, die alle als Grundeinheit einen pneumatisch-hydraulischen Druckumformer aufweisen, dessen Kolben mit dem kleineren Druckmesser einerseits ueber ein Rueckschlagventil, ein Manometer, vorteilhaft Kontrollmanometer, ein Kontaktmanometer Ventile und eine Heizvorrichtung mit dem Pruefkoerper in der Erwaermungskammer und andererseits ueber ein zweites Rueckschlagventil, ein Ventil,vorteilhafterweise ein elektromagnetisches Ventil, mit dem Wassernetz verbunden ist und der Kolben mit dem groesseren Durchmesser ueber das zweite,vorteilhaft elektromagnetische Ventil einen Ausgleichbehaelter und Gasreduktor mit Gas-, vorteilhafterweise mit dem Luftversorgungsnetz verbunden ist.

Description

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Einrichtung zur Festigkeitsprüfung von Kunststoffrohren mittels Wasserdruck

Anwendungsgebiet der Erfindung

Gegenstand dieser Erfindung ist eine Einrichtung zur Festigkeitsprüfung von Iiunststoffrohren mittels Wasserdruck bei erhöhter Temoeratur.

Der Zweck der Festigkeitsprüfung von Kunststoffrohren ist die ilutzungsparameter dieser Rohre, d, h. zulässige Temperatur, Druck und Arbeitsdauer zu bestimmen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bisher bekannte Methoden zur Bestimmung dieser Parameter bestehen in der Durchführung von Druckprüfungen. Für diesen Zweck sind spezielle Einrichtungen erforderlich, um die Durchführung dieser Prüfungen zu ermöglichen. Um die Prüfung in solchen Einrichtungen durchführen au können, müssen konstanter Druck im Inneren des Prüfkörpers (z. B. durch Füllen mit Wasser) mit bestimmter Genauigkeit (in der Regel i 2 %), konstante Temperatur mit einer Toleranz von - 1 % sowie die Möglichkeit, die Prüfungsdauer zu registrieren, gesichert werden.

So zum Beispiel besteht die nach der PO-PS 89 754 bekannte Rohrprüfeinrichtung aus zwei Grundsystemen - einem Erwärmungssystem, das die konstante Temperatur des Prüfkörpers während der Prüfung sichert und einem hydraulischen System, das die Entlüftung der Prüfkörper, deren Fällung mit Wasser mit einer bestimmten Temperatur sowie die Erzeugung und Haltung des erwünschten Druckes im Inneren der Prüfkörper bis zum Zerreißen steuert.

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Das Erwärmungssystem ist gewöhnlich eine thermostatische Kammer mit einer Flüssigkeit,in die die Prüfkörper allein oder in Haltern angebracht werden. Die Prüfkörper werden dann direkt oder indirekt mit Hilfe eines Erwärmungsmediums erwärmt»

Bekannte hydraulische Systeme, die in solchen Einrichtungen angewendet werden, enthalten als Hauptbestandteile spezielle gas-hydraulische Druckakkumulatoren oder Waaserdruckpumpen*

Die obengenannten technischen Lösungen haben aber gewisse lachteile. Jede von ihnen verlangt z. B. die Anwendung von Druckbehältern, was eine Gefahr, besonders bei Anwendung von höherem Druck, darstellt. Der Druck in einem hydraulischen System ohne Druckpumpe muß periodisch aus einer äußeren Druckquelle (z. 3» Druckflasche) manuell ergänzt werden, was sehr lästig für die Bedienung ist und was viel wichtiger ist, das Einhalten der erwünschten Druckgenauigkeit von - 2 % oft unmöglich macht. Das Überschreiten dieser Toleranz ist mit dem Unterbrechen der Prüfung gleichbedeutend, wodurch diese Prüfung wiederholt werden muß»

Ein hydraulisches System, bei dem eine Druckpumpe benutzt wird, ist durch große Ausmaße durch ein kompliziertes Steuerungssystem, hohe Selbstkosten und die Notwendigkeit, hydraulische Kondensatoren gegen den stoßartigen Druckzuwachs beim Pumpeneinschalten anzuwenden, gekennzeichnet«. Steuerung und Zontrolle betreffen nämlich den effektiven Druck, d. h. den Wasserdruck,der oft sehr hohe Werte (S MPa und mehr) erreicht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer wirtschaftlichen einsetzbaren und höhere Gebrauchswerteigenschaften aufweisenden Einrichtung zur Festigkeitsprüfung von Kunststoff rohren mittels Wasserdruck,

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Festigkeitsprüfung von Kunststoffrohren mittels Wasserdruck zu schaffen, welche unter Vermeidung von stoßartigen Druckänderungen bei einfacher Bedienung und unkompliziertem Aufbau mit geringen Selbstkosten in den vorgegebenen engen Toleranzen einen konstanten Druck im Innern des Prüfkörpers sowie konstante Temperaturen während der Prüfung gewährleistet und gleichzeitig die Registrierung der Prüfungsdauer ermöglicht.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Einrichtung, bestehend, aus zwei Grundsystemen - einem Erwärmungssystem, das die Temperaturkonstanz der zu prüfenden Prüflinge sichert und eine thermostatische Erwännungskammer mit einem flüssigen Erwärmungsmedium, vorteilhaft Wasser, mit Hilfselementen, wie elektrische Heizelemente, Tragarme für die im Erwärmungsmedium eingetauchten Prüfkörper, Anschlußstücke für die Hintereinanderschaltung von Prüfkörper usw· aufweist und einem pneumatisch-hydraulischen System, das den Druck im Inneren der Prüfkörper erzeugt und kontrolliert, wobei nunmehr erfindungsgemäß vorgesehen ist, daß jeder einzelne in der Erwärmungskammer untergebrachte Prüfkörper mit einem oder mit mehreren pneumatisch-hydraulischen Systemen in Wirkverbindung steht, die alle als Grundteil einen, pneumatisch-hydraulischen Druckumformer aufweisen, dessen Kolben mit dem kleineren Durchmesser einerseits über ein Rückschlagventil, ein Manometer, vorteilhaft Kontrollmanometer, ein Kontaktmanometer, Ventile und eine Heizvorrichtung mit dem Prüfkörper in der Erwärmungskammer und andererseits über ein zweites Rückschlagventil, ein Ventil, vorteilhafter?/eise ein elektromagnetisches Ventil, mit dem Wassernetz verbunden ist und der Kolben mit dem größeren Durchmesser über das zweite, vorteilhaft elektromagnetische

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Ventil, einen Ausgleichbehälter und Gasreduktor mit Gaa-, vorteilhafterweise mit dem Luftversorgungsnetz, verbunden ist,

Vorteilhaft erweise ist dabei die Erwärmungskammer mit ..einer mit dem Prüfkörper verbundenen und in den 7/as se ruinlauf des Prüfkörpers eingeschalteten Heizvorrichtung ausgestattet. Zweckmäßigerweise ist weiterhin, daß das hydraulische System mit einem Anschlußstück versehen ist, das eine Hintereinanderschaltung von Prüfkörpers an das hydraulische System ermöglicht.

Vorzugsweise hat der pneumatisch-hydraulische Druckumformer ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 bis 1:50»

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind darin begründet, daß nunmehr der erwünschte Prüfdruck sanft erreicht und mit erwünschter Genauigkeit während beliebiger Zeitdauer gehalten werden kann, die durch die Formänderung verursachten Medium-Verluste in den Prüfkörpern werden dabei ergänzt ohne den eingestellten Druck ändern zu müssen, und im Moment des Zerreißens des Prüfkörpers wird das ganze System ausgeschaltet.

Kleine Ausmaße des hydraulischen Systems ermöglichen darüber hinaus jede einzelne Meßstelle mit einem unabhängigen System auszustatten, wodurch die Möglichkeit geschaffen ?;ird, mehrere Prüfungen unter verschiedenen Belastungen gleichzeitig durchzuführen»

Gegenüber den bisherigen Einrichtungen kann das hydraulische System gemäß dieser Erfindung alle hintereinandergeschaltet en Prüfkörper bedienen oder jeder Prüfkörper kann sein eigenes hydraulisches System haben, was die Anwendung verschiedener Prüfparameter in verschiedenen Meßstellen möglich macht«

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In der erfindungsgemäßen Einrichtung wird nicht der hohe Wasserdruck sondern der Luftdruck im Bereich von 0 bis 0,25 MPa geregelt. Der Druck der ankommenden Luft kann 0,3 -1,0 SIPa betragen, d, h. das Gerät kann vom Betriebsdruckluftnetz oder von einem tragbaren Luftkompressor gespeist werden.

Aus führungsbe is pi el

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zuegehörigen Zeichnung zeigen;

Pig« 1: das Verbindungsschema des Prüfkörpers in der Srwärmungskammer mit dem pneumatisch-hydraulischen System;

Fig. 2: einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Einrichtung.

Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einer Srwärmungskammer 2 und einem hydraulischen System 1, das an der Erwärmungskammer 2 befestigt ist. Die Srwärmungs kamin er 2 besteht aus einer Wanne 18, welche mit einem Medium 21, vorteilhaft Wasser, gefüllt ist, worin die Prüfkörper 12 eingetaucht werden. Die Anzahl der Prüfkörper 12 hängt von ihrem Rohrdurchmesser ab. Die Srwärmungskammer 2 ist mit elektrischen Heizelementen 19 ausgestattet. Die konstante Temperatur des Wassers im Bereich von Raumtemperatur bis 95°G wird durch einen zusätzlich in der Erwärmungskammer 2 montierten und mit einem Temperaturgeber gekoppelten Thermoregulator gehalten (in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Srwärmungskammer 2 ist auch mit Tragarmen zum Aufhängen der Prüfkörper 12, die direkt im Medium 21 eingetaucht werden, ausgerüstet. Darüber hinaus sind hier Anschlußstücke 15 vorgesehen, die eine Hintereinanderschaltung der Prüfkörper 12 ermöglichen« Jeder Prüfkörper 12 in der Wanne 18 ist mit

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einein separaten hydraulischen Systein 1 verbunden· Die hintereinandergeschalteten Prüfkörper 12 werden- dabei alle mit einem hydraulischen System verbunden. In der Srwärmungskaimner 2 ist darüber hinaus eine Heiavorrichtung montiert, die die Zuführung des Wassers mit- einer Temperatur, die der Prüfkörpertemperatur nahe liegt, in die Prüfkörper ermöglicht, wodurch die Dauer der Konditionierung wesentlich verkürzt

Integraler Teil des hydraulischen Systems 1 ist ein pneumatisch-hydraulischer Multiplikator 3 mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:18 bis 1:50 (je nach Bedarf). Der Multiplikator 3 steuert das Entlüften der Prüfkörper 12, deren Pullen mit Wasser, das Belasten mit dem erwünschten Druck, das Aufrechterhalten dieses Druckes und das Ausschalten des hydraulischen Systems im Moment des Zerreißens des Prüfkörpers 12. Der Multiplikator 3 ist mit einem System von Sndumscha.ltem (in der Zeichnung nicht dargestellt) ausgestattet., die durch Sndstellungen von Kolben gesteuert werden.. Der Multiplikatorkolben mit dem kleineren Durchmesser ist einerseits im ITiederdruckleitungssystem 14 mit einem Rückschlagventil 6, mit einem elektromagnetischen Ventil 8 und mit dem Wasserneta verbunden..Andererseits ist dieser Kolben im Hochdruckleitungssystem 13, mit einem zweiten Rückschlagventil 6, mit einem Kontrollmanometer 10, mit einem Kontaktmanometer -20, mit zwei handgesteuerten Ventilen 9,. mit der Heizvorrichtung 7 und mit dem Prüfkörper 12 verbunden»

Im Moment des Zerreißens des Prüfkörpers 12 gibt der Kontaktmanometer 20 einen Impuls an einen Zeitzähler 11, der die Dauer der Prüfung registriert.

Der Multiplikatorkolben mit dem größeren Durchmesser ist im Hiederdruckleitungssystem 14 mit dem zweiten elektro-

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magnetischen Ventil 8, mit dem Hederdruckausgleichsbehälter 4, mit dem Gasreduktor 5 und mit der Druckluftquelle verbunden· ' .

Die Durchführung der Prüfung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung besteht in der ersten Phase im Unterbringen von Prüfkörpern 12 in der Srwärmungskammer 2. Die Prüfkörper 12 werden dann entlüftet und mit Wasser gefüllt, v/obei das aus dem Wassernetz kommende Wasser durch das elektromagnetische Ventil 8, das Rückschlagventil 6 fließt, den hydraulischen Teil des Multiplikators 3 fällt und dann durch das zweite Rückschlagventil 6 beim geöffneten handgesteuerten Ventil 9 durch die Heizvorrichtung 7 fließt, wonach der Prüfkörper gefüllt wird, wobei die Luft aus dem Prüfkörper 12 über das handgesteuerte Ventil 9 entweicht· Wenn durch dieses Ventil 9 Wasser fließt wird es geschlossen, wodurch die Phase des Füllens und des Entlüftens beendet wird.

Die zweite Phase, d. h. die Erzeugung des erwünschten Druckes im Inneren des Prüfkörpers 12, besteht in der Dosierung von Luft mit einem Druck,der mit Hilfe der Multiplikator-Übersetzung den Prüfdruck erzeugen kann« Dieser Prüfdruck kann an dem Kontrollmanometer 10 abgelesen werden. Gleichzeitig wird der Prüfkörper 12 mit dem Druck belastet. Der Vorteil dieses Systems liegt darin, daß der Prüfkörper 12 in einer sehr milden Weise belastet wird, d. h. ohne schlagartigen Druckzuwachs, was bei solchen Prüfungen von großer Bedeutung ist. Obwohl -während der Prüfung die Deformation und damit das Volumen des Prüfkörpers immer größer wird, ändert sich der auf einen "bestimmten Wert eingestellte Druck in beliebig langer Zeit nicht» Das System in der erfindüngsgemäßen Einrichtung ist gekennzeichnet dadurch, daß es unabhängig von der Menge des Wassers, das sich unter einem bestimmten Druck befindet, dieses Wasser in jeden geschlossenen Raum in jeder beliebigen Menge drücken kann, ohne den

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eingestellten Anfangsdruck zu ändern.

Die letzte Phase, d. h. das Ausschalten des gesamten Systems im Moment des Zerreißens des Prüfkörpers wird durch den Impuls, der von dem Kontaktmanometer 20 an die elektromagnetischenVentile 8 gegeben wird, verursacht» Die elektromagnetischen Ventile 8 sperren den Wasser- und Luftzufluß ab und das ganze hydraulische System wird damit stillgelegt,

Die Arbeit des hydraulischen Systems kann mit der Hand oder automatisch gesteuert werden. Handgesteuert wird beim Pullen und Entlüften der Prüfkörper sowie beim Einstellen des erwünschten Druckes, lach Beendigung dieser Operationen wird das System auf die automatische Arbeit umgeschaltet. In diesem Zustand werden alle Operationen, wie nachfüllen des Wassers in die durch den früher eingestellten Druck belasteten Prüfkörper, die Bewegungen des Multiplikators, Entlüften des Multiplikators und Schöpfen einer neuen Menge Wasser vom Wassernetz, automatisch durchgeführt, ohne dabei den hohen Druck im Prüfkörper zu ändern.

Auch das Ausschalten des hydraulischen Systems wird automatisch durchgeführt wie oben beschrieben wurde. Es muß hier betont werden, daß durch Ausschalten des hydraulischen Systems einer Meßstelle die Arbeit anderer Meßstellen keineswegs gestört wird.

In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Wanne drei Meßsuellen auf, an die die Prüfkörper 12 in speziellen 7erschlußstücken befestigt, angeschlossen werden (oberes Verschlußstück 16, unteres Verschlußstück 17). Rohre mit großem Durchmesser werden einzeln an jedes hydraulische System der Einrichtung angeschlossen. Beim Prüfen von Rohren mit kleinerem Durchmesser können an jeder Meßstelle spezielle Anschlußstücke 15 benutzt werden, die ein gleich-

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zeitiges Prüfen mehrerer Prüfkörper ermöglichen. Damit wird wesentlich der. Gebrauchswert der erfindungsgemäßen Einrichtung erhöht, da eine Merhzahl der produzierten Kunststoffrohre Rohre mit kleinerem Durchmesser sind. Alle Prüfkörper werden hintereinander an einer Meßstelle mit Hilfe des Anschlußstückes 15 angeschlossen und mit demselben Innendruck beaufschlagt.

Als Pestigkeitskriterium beim Druckprüfen von Kunststoffrohren wird ein Zeitminimum bis zum Zerreißen des Rohres angenommen· Für jeden standardisierten Punkt müssen mindestens drei Muster aus der zu untersuchenden Serie geprüft werden« Wenn mehrere Prüfkörper mit dem Anschlußstück gekoppelt werden, ist die Zeitdauer bis zum Zerreißen des ersten Prüfkörpers das Festigkeitskriterium für alle anderen*

Claims (4)

- 10 - 62 569 27 AP G 01 L / 252 012 0 Berlin, 22. 11, 83 Erfindungsanspruch

1. Einrichtung zur Festigkeitsprüfung von Kunststoffrohren mittels Wasserdruck, bestehend aus zwei Grundsystemen - einem Erwärmungs syst era,, das die Temp eraturkons tanz der zu prüfenden Prüflinge sichert und eine thermostatische Erwärmungskammer mit einem flüssigen Erwärmungsmedium, vorteilhaft Wasser, mit Hilfselementen, wie elektrische Heizelemente, Tragarme für die im Erwärmungsmedium eingetauchte Prüfkörper, Anschlußstücke für die Hintereinanderschaltung von Prüfkörper usw. aufweist und einem pneumatisch-hydraulischen System, das den Druck im Inneren der Prüfkörper erzeugt und kontrolliert, gekennzeichnet dadurch, daß jeder einzelne in der Erwärmungskammer (2) untergebrachte Prüfkörper (12) mit einem oder mit mehreren pneumatisch-hydraulischen Systemen in Wirkverbindung steht, die alle als Grundteil einen pneumatisch-hydraulischen Druckumformer aufweisen, dessen Kolben mit dem kleineren Durchmesser einerseits über ein Rückschlagventil (6), ein Manometer, vorteilhaft Kontrollmanometer (10), ein Kontaktmanometer (20), Ventile (9) und eine Heizvorrichtung (7) mit dem Prüfkörper (12) in der Erwärmungskammer (2) und andererseits über ein zweites Rückschlagventil (6), ein Ventil (S), vorteilhaft erweise ein elektromagnetisches Yentil, mit dem Wassernetz verbunden ist» und der Kolben mit dem größeren Durchmesser über das zweite, vorteilhaft elektromagnetische Yentil (8), einen Ausgleichbehälter (4) und Gasreduktor (5) mit Gas-, ν or teilhaft er⁵« eise mit dem Luftversorgungsnetz verbunden ist·

2· Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Erv/ärmungskammer (2) mit einer mit dem Prüfkörper (12) verbundenen und in den Wasserumlauf des Prüfkörpers (12)

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eingeschalteten Heizvorrichtung (7) ausgestattet ist.

3· Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das hydraulische System (1) mit einem Anschlußstück (15) versehen ist, das eine Hintereinanderschaltung von Prüfkörpern (12) an das hydraulische System ermöglicht.

4» Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der pneumatisch-hydraulische Druckumformer ein Übersetzungsverhältnis von 1:10 bis 1:50 hat.

Hierzu 2 Seiten Zeichnungen