DE3338733A1

DE3338733A1 - Hydrostatisches pruefgeraet

Info

Publication number: DE3338733A1
Application number: DE19833338733
Authority: DE
Inventors: Darwin Adrian 70360 Houma La. Miller
Original assignee: Damco Testers Inc
Current assignee: Damco Testers Inc
Priority date: 1982-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1984-06-07
Also published as: GB2130734A; GB2130734B; GB8328429D0; DE3338733C2; US4480462A; CA1197996A

Description

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DAMCO TESTERS, INC. Houma, Louisiana (\I. St. A.)

Hydrostatisches Prüfgerät

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Beaufschlagen von Fluid enthaltenden Systemen mit hydrostatischem Druck zum Zweck der Prüfung des Systems auf Unversehrtheit und Dichtheit. Insbesondere betrifft die Erfindung ein vereinfachtes hydrostatisches Prüfgerät mit einem Hydrauliksystem zum Betätigen eines Kolbentriebes, mit dem ein Fluid enthaltendes Svstem dadurch mit einem gewünschten Prüfdruck beaufschlagt wird, daß das System mit Wasser gefüllt und das mit Wasser gefüllte System mit dem gewünschten Prüfdruck beaufschlagt uird.

Häufig soll ein Fluid enthaltendes System, das sich in einem entlegenen Gebiet befindet, auf Unversehrtheit und Dichtheit geprüft werden. Ein transportierbarer Druckerzeuger für diesen Zweck ist beispielsweise aus der am 14. Mai 1974 ausgegebenen US-PS 3 81o 383 (Carrol 3. Matherne) bekannt. Dort ist ein transportables Rohrprüfgerät angegeben, dessen Teile an einem Gestell befestigt sind, das ohne weiteres von einem Ort zum anderen transportiert werden kann»

Es ist nicht nur erwünscht, Abdrückmaßnahmen

an entlegenen Stellen durchführen zu können, sondern es soll für diesen Zweck auch ein in sich geschJ ossenes Gerät geschaffen werden, das schnell und zuverlässig mit dem ein Fluid enthaltenden System verbindbar int und bei seiner Uerwendung nicht mit Wasser gefüllt zu sein braucht. Infolgedessen

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kann das Gerät auch bei seiner Verwendung in einer kalten Umgebung nicht einfrieren. In der am 6. Oktober 1964 ausgegebenen US-PS 3 151 478 (A. P. Heldenbrand) ist ein derartiges Gerät gezeigt, das zum Druckbeaufschlagen eines mit Uasser gefüllten Systems mit Hilfe einer Druckflüssigkeit dient. Das in der genannten Patentschrift angegebene Gerät ist jedoch nicht leicht transportierbar und besitzt zwei Druckübertragungskammern, in der beide Flüssigkeiten gleichzeitig vorhanden sind und eine Grenzfläche Öl-Uasser bilden. Infolgedessen kann das Gerät nach dieser Patentschrift bei kaltem Uetter im Freien nur begrenzt verwendet werden.

Ein Gerät der vorliegenden Art soll nicht nur

leicht transportierbar und für niedrige Umgebungstemperaturen geeignet, sondern auch einfach aufgebaut sein und daher nicht zahlreiche Ventile, Verbindungsstücke und -leitungen und dergleichen besitzen. In dieser Hinsicht besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Schaffung eines hydrostatischen Prüfgeräts, das kompakt und leicht transportierbar ist.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines verbesserten hydrostatischen Prüfgeräts, das zur Erhöhung seiner Zuverlässigkeit weniger Ventile und Verbindungsteile besitzt als die bekannten Geräte dieser Art.

Außerdem ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes hydrostatisches Prüfgerät zu schaffen, das so ausgebildet ist, daß die darin vorgesehenen Ventile leicht ausgeuchselt werden können.

Ein hydrostatisches-^PrUf gejfät mit einem Rahmen, einem auf dem Rahmen montierten, in sich geschlossenen Flüssigkeitsdruckerzeuger mit einer verbrennungsmotorgetriebenen Pumpe zum Unterdrucksetzen einer Druckflüssigkeit und mit einer Ventileinrichtujng zum wahlweisen Verbinden

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der Pumpe mit einer hydrostatischen Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Beaufschlagen eines Teils eines mit dem Ortickerzeuger verbundenen hydrostatischen Systems mit einem gewünschten Druck besitzt gemäß der Erfindung eine pneumatisch betätigte Steuereinrichtung zum Verändern der Stellung eines federbelasteten Hydro-Uegeventils des Druckerzeugers, eine Druckluftquelle, ein händbatätigbares Pneumatik-Dreiwegeventil, das drei Schaltstellungen besitzt und pneumatisch mit einer Drehzahlsteuerung für den Verbrennungsmotor und mit einer Seite des Hydro-Uegeventils verbunden ist, und in zuei Stellungen zum Zuführen von Energie zu dem Verbrennungsmotor und nur in einer Stellung zum Betätigen des Hydro-Uegeventils geeignet ist.

In den Zeichnungen zeigt

Figur 1 in Seitenansicht ein hydrostatisches Prüfgerät nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Figur 2 schematisch den Flüssigkeitsdruckerzeuger eines hydrostatischen Prüfgeräts gemäß der Erfindung mit den Uirkungsbeziehungen zwischen den Teilen des Geräts,

Figur 3 ein Schaltschema des Flüssigkeitsdruckerzeugers gemäß der Figur 1 und

Figur 4 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Sperrventils, das zusammen mit dem hydrostatischen Prüfgerät gemäß den Figuren 1 und 2 verwendet werden kann.

Das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Ausführungsbeispiel des hydrostatischen Prüfgeräts gemäß der Erfindung besitzt ein starres Gestell 1o, das aus acht in der Längsund Querrichtung angeordneten Gestellhauptteilen besteht, von denen in der Figur 1 nur vier, und zwar die Teile 11, 12, 13 und 14, gezeigt sind und die eine allgemein parallel-

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epiped-förmige Anordnung bilden« Die Gestellteile können aus Rohren, Uinkeleisen, U-Profilen oder dergleichen bestehen. Am unteren Teil des Gestells 1o befindet sich eine Grundplatte 15, auf der mehrere wesentliche Teile des Geräts montiert sind. Auf der einen Seite des Gestells 1o ist ein Druckflüssigkeitsbehälter 16 vorgesehen, der die Druckflüssigkeit enthält, die in dem Druckerzeuger des erfindungsgemäßen Geräts verwendet wird. Der Behälter 16 ist durch eine Leitung 17 mit der Saugseite einer geeigneten Hydropumpe 18 verbunden, die über eine nicht gezeigte _; Kraftübertragung von einem Benzin- oder Dieselmotor 19 angetrieben wird.

Auf der Grundplatte 15 des Gestells 10 ist ein Verbindungskörper 2a montiert, in dessen Innern eine Kanalanordnung ausgebildet ist, die nachstehend ausführlicher beschrieben uird. Auf der oberen Fläche 21 des Verbindungskörpers 2o sind drei Hydroventile montiert, und zwar ein hydraulisches Sicherheitsventil 22, ein Uege- und Absperrventil 23 und ein Wegeventil 24. Diese Ventile steuern gemeinsam die Strömung von der Druckseite der Hydropumpe durch das Hydrauliksystem, das die unter Druck stehende Druckflüssigkeit enthält. Auf der Grundplatte 15 des Gestells 1o befindet sich ferner ein Hydrozylinder 25 zum Druckbeaufschlagen des zu prüfenden Systems, Man erkennt, daß Teile und Verbindungen zwischen Teilen nur in minimaler Anzahl vorhanden sind, so daß Lecks vermieden werden und eine stwa erforderliche Uartung erleichtert wird.

Die Figur 3 ist das Schaltschema des in den Figuren 1 und 2 gezeigten hydrostatischen Prüfgeräts. Die Hydropumpe 18 ist auf ihrer Saugseite 26 mit dem Druckflüssigkeitsbahälter 16 und auf ihrer Druckseite 27 mit dem Verbindungskörper 2o verbunden. Die Drosselklappe des die Pumpe 18 antreibenden Verbrennungsmotors wird durch

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einen Pneumatikzylinder 28 gesteuert. Die pneumatische Steuerung umfaßt eine nicht gezeigte Druckluftquelle, die mit einem handbetätigbaren Pn®umatik~Uegeventil 29a verbunden ist. Diese hat beispielsweise drei Schaltstellungen, in denen es die Druckluftquelle mit der einen oder anderen der pneumatischen Vorsteuerleitungen 3o, 31 oder mit keiner dieser beiden Leitungen verbindet· Die erste pneumatische Vorsteuerleitung 3o führt zur einen Seite eines pneumatischen Pendelventils 32· Die zweite pneumatische Vorsteuerleitung 31 führt zu der anderen Seite dieses Pendelventils 32· Die von der einen oder anderen Seite in das Pendelventil 32 eintretende Luft gelangt durch eine geeignete Leitung 33 zu dem die Drosselklappe steuernden Hydrozylinder 28, Die zueite pneumatische Vorsteuerleitung 31 ist ferner mit der einen Seite des pneumatisch betätigten Hy.dro-Uegeventils 23 verbunden·

Die Druckseite 27 der Hydropumpe 18 ist mit

der einen Seite des pneumatisch betätigten Hydro-Uegeventils 23 und über ein Druckminder- und Sicherheitsventil 22 mit dem Behälter 16 verbunden· Das Ventil 22 kann auf jeden beliebigen Druck eingestellt werden und verhindert einen Überdruck in dem Hydrauliksystem· Das Ventil 22 kann beispielsweise aus einem federbelasteten Sicherheitsventil mit zwei Schaltstellungen bestehen. Das pneumatisch betätigte Hydro-Uegeventil 23 kann ein vorqesteuertes Vierwegeventil mit drei Schaltstellungen und vier Anschlüssen sein, das durch eine Rückstellfeder 35 vorbelastet ist, die das Ventil in die in der Figur 3 gezeigte Schließstellung zu bewegen trachtet, bis die Kraft der in der Vorsteuerleitung 31 befindlichen Druckluft die Federkraft überwindet· Bei offenem Hydro-Uegeventil 23 gestattet dieses eine Strömung der Druckflüssigkeit über die Leitung 23a und einen Rücklauf über die Leitung 23b,

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Das Hydro-Uegeventil 24 ist stromabwärts van dem Hydro-Ueqeventil 23 angeordnet und wird mittels eines handbetätigbaren Hydro-Uegeventil 29 hydraulisch derart betätigt, daß das Hydro-Uegeventil 24 eine Strömung in einer solchen Richtung gestattet, daß der mit dem Hydro-Uegeventil 24 verbundene Hydrozylinder 25 an seinem Einlaß 36 oder 3? druckbeaufschlagt wird. Der Hydrozylinder 25 besitzt einen Zylinderkörper 4o und einen darin verschiebbar gelagerten, im wesentlichen zentral angeordneten, doppeltwirkenden Kolben 39. Mit entgegengesetzten Enden des Kolbens 39 sind zwei Kolbenstangen 41, 42 verbunden, die in je einem der Kolben 43, 44 enden, die einen kleineren Durchmesser haben als der Kolben 39 und in je einem kleineren Zylinderkörper 45 bzw· 46 angeordnet sind. Diese sind an entgegengesetzten Enden des Zylinderkörpers 4o vorgesehen«

Das Hydro-Uegeventil 29 besitzt drei Schalt- · Stellungen und ermöglicht eine Strömung von einer mit der Druckseite der Hydraulikpumpe 18 verbundenen Leitung über eine, der beiden die Ventile 23 und 24 verbindenden Leitungen 23a, 23b_# Durch manuelle Betätigung des Hydro-Uegeventils kann daher das hydraulisch betätigte Hydro-Uegeventil 24 in die gewünschte Schaltstellung gebracht werden.

flit den kleineren Hydrozylindern 45, 46, die auch als hydrostatische Druckübersetzer bezeichnet werden, sind je ein saugseitiges hydrostatisches Sperrventil 47 und je ein druckseitiges hydrostatisches Sperrventil 48 verbunden. Der Aufbau jedes der saig- oder druckseitig angeordneten, hydrostatischen Sperrventile ist am besten in der Figur 4 gezeigt. Danach besitzt jedes Sperrventil ein Ventilgehäuse 49, das zylindrisch sein kann in dem zwei zueinander rechtwinklige Kanäle ausgebildet sind, und zwar ein Einlaßkanal 5o und ein Auslaßkanal 51, von denen jeder

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in einen zylindrischen, zentralen Strömungskanal 52 mündet. In dem Strömungskanal 52 befindet sich ein Ventilelement 53 mit einem allgemein konisch ausgebildeten Ventilkörper 54, der in einen zu ihm komplementären, konischen Übergangsteil 55 zusammenwirkt, der zwischen dem Einlaßkanal 5o und dem zentralen Strömungskanal 52 ausgebildet ist. Der Ventilkorper 54 ist mit einem O-Ring 54a versehen, der ein Sickern von Fluid um den in dem Übergangsteil 55 sitzenden Ventilkörper herum verhindert. Von dem konischen Übergangsteil 55 und dem zentralen Strömungskanal 52 aufwärts erstreckt sich eine mit einem Innengewinde versehene, zylindrische Bohrung 56, die an ihrem obersten Ende in einer Öffnung an dem dem Kanal 5o entgegengesetzten Ende des Ventilgehäuses 49 mündet,

Das Ventilelement 53 besitzt eine aufwärtsgerichtete zylindrische Stange 57, die in einer entsprechenden zylindrischen Öffnung 58 eines Stopfens 59 verschiebbar gelagert ist, der einen zylindrischen Führungsansatz 6o besitzt, der in den zylindrischen zentralen Strömungskanal 52 einschiebbar ist. Der Stopfen 59 ist an seinem Umfang von zwei im Abstand voneinander angeordneten O-Ringen 61, 62 umgeben, die ein Lecken von dem Ventilelement 53 durch den zentralen Strömungskanal 52 verhindern. Der Stopfen 59 kann ferner einen Kopfflansch 63 besitzen, der die Einwärtsbeuegung des Stopfens in das Ventilgehäuse 49 begrenzt.

Im Betrieb wird zur Steuerung des Verbrennungsmotors 19 das Pneumatik-Uegeventil 29a in die eine oder andere Endstellung bewegt, so daß die Vorsteuerluft durch dieses Ventil und eine der pneumatischen Vorsteuerleitungsn 3o und 31 zu dem Pendelventil 32 und von dort zu dem Zylinder 28 zur Steuerung der Drosselklappe strömen kann. Mittels dieses Zylinders 28 wird der Verbrennungsmotor 19 gesteuert, der die Hydropumpe 18 antreibt, die Druckflüssigkeit aus dem Behälter 16 zu dem Verbindungskörper 2o fordert. Durch

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einen im Innern des VeEbindungakDrpifs 2ö ausgebildeten Kanal gelangt dia Dsruekflüssigkeit zu dem Dfuekminder- und Sicherheitsventil 22« Wenn de? Dtuek nieht se hoch ist, daß. dieses Ventil anspricht und die Druckflüssigkeit in den Behälter 16 zufußkgeleitet uifd, strömt die ÖrUekflüssigkeit durch die Leitung 2? zu dem pneumatisch gesteuerten Wegeventil 23 und gleichzeitig 2U dein Hydfö-Uefeventil 29.

Das pneumatisch gesteuerte Hydra^Uegeventil

23 dient als Abspetfüentil und ist in ieiile erste oder Schließstellung, die in der Zeichnung dargestellt ist» federbelastet. In Abhängigkeit van dee Stellung des Pneumatik-Uegeuentils 29a kann das Hydro«Ueg@v/@ntil 23 in seine Offensitellung bewegt werden, in der Dfuekflö§si-§keit Vorn Auslaß des Hydra-lJegeuentiis 23 übet die Leitüfig 23ä zu dem Hydro-Uegeventil 24 strömt«

3θ naeh def Stellung d§§ handbetätigten Hydrö-Uegeventils 29 nlfflmt das hydraulisch betMtifte Uegeventil

24 seine eine ödet ändere EndsteÜUnf §in# Dadurch uird bestifflflit, ueleher¹ Seite des Hydfozyiifidefs" 21 Unter Druck sttshende Druckflüssigkeit 2U§öfühft wird* Bei Dfuckbeäufschlagung des Kolbens 39 bewegt sieh dieser in der einen oder anderen axialen Riehtürig* Öädufßh werden die an beiden Enden des Hydfo^yiindefs 2B t/off@gehgn@n_# hvdfestatischen Dfüdkuböf&etzgf betati§t# diä äüf ein night ffezeigtesy Uässer enthaltende© Sygte© einwirken Und es mit dem höheren Prüfdruck beauf sehlagen, aetmit das l/efhändensei-ri ©der- Mich tvornssein? eirtss Lecks festgögteilt· ygfösn kann*

öäB äiß E'ffifiöUng ein v/erbesseftes hydrostatisches PfÖfgefat besitzt-, äää §ίά§ fefirifere Anzahl von Hydtov&ntil@(Ti eothMlt itna in ä§m di§se Väfttile durch in dem UBtUt ititt&gwlutkä Kanal® i-Ft eiriäm §in§tuGki§en \/§r&i-n=äyngs- fccfpew υ &t bunde ti &ifiä_f mit däts äig tf§ötiie v/e"f§ef>r'äubt- sind.

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Infolgedessen sind keine starren oder flexiblen Verbindungsleitungen erforderlich, die undicht werden können und die bei der rauhen Behandlung, der das Gerät im Gebrauch ausgesetzt wird, leicht beschädigt werden»

Vorstehend wurde ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben« das jedoch im Reahmen des Erfindungr· gedankens vom Fachmann abgeändert werden kann, so daß Erfindung auf dieses Ausführungsbeispiel nicht eingeschränkt ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

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1-/Transportiarbares hydrostatisches Prüfgerät mit einem Rahmen, einem auf dem Rahmen montierten, in sich geschlossenen Flüssigkeitsdruckerzeuger mit einer verbrennungsmotorgetriebenen Pumpe zum Unterdrucksetzen einer Druckflüssigkeit und mit einer Ventileinrichtung zum uahlueisen Verbinden der Pumpe mit einer hydrostatischen Druckbeaufschlagungseinrichtung zum Beaufschlagen eines Teils eines mit dem Druckerzeuger verbundenen hydrostatischen Systems mit einem gewünschten Druck, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerät eine pneumatisch betätigbare Steuereinrichtung zum Verändern der Stellung eines federbelasteten Hydro-Uegeventils des Druckerzeugers besitzt und diese Steuereinrichtung eine Druckluftquelle aufweist, ferner ein Pneumatik-Wegeventil, das drei Schaltstellungen besitzt und pneumatisch mit einer Drehzahlsteuerung für den Verbrennungsmotor und mit einer Seite des Hydro-Uegeventils verbunden ist und in zuei Stellungen zum Zuführen von Energie zu dem Verbrennungsmotor und mit in einer Stellung zum Betätigen des Hydro-Uegeventils geeignet ist.
2. Hydrostatisches Prüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsdruckerzeuger einen Verbindungskörper besitzt, der mit innen angeordneten Verbindungskanälen zwischen einem Sicherheitsventil, einem pneumatisch betätigten Uegeventil und einem hydraulisch betätigten Uegeventil ausgebildet ist.

3·.· Hydrostatisches Prüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Ventile des Flüssigkeitsdruckerzeugers außen auf dem Verbindungskörper montiert sind.

4· Hydrostatisches Prüfgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile des Flüssigkeits-

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druckerzeugers je einen Einlaß und einen Auslaß besitzen, die mit den Kanälen im Innern des Uerbindungskörpers in Verbindung stehen·

5, Hydrostatisches Prüfsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem hydrostatischen Flüssig— keitsdruckerzeuger mindestens ein Sperrventil angeordnet ist, das ein bewegbares l/entilelement besitzt, das verschiebbar in einem Stopfen gelagert ist, der im Bereich des genannten Ventilelements einen zylindrischen Teil besitzt, der Dichtmittel trägt, die mit einem entsprechenden zylindrischen Strömungskanal derart zusammenwirken, daß eine Strömung durch das Sperrventil von einem Einlaß zu einem Auslaß desselben begrenzt uird.

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