DE69202602T2

DE69202602T2 - Vorrichtung zum Prüfen der Innendruckfestigkeit einer Röhre.

Info

Publication number: DE69202602T2
Application number: DE69202602T
Authority: DE
Inventors: Chikashi Ihara; Michio Sekiguchi
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1991-03-20
Filing date: 1992-03-19
Publication date: 1996-01-18
Anticipated expiration: 2012-03-20
Also published as: CA2063354C; EP0505187A3; EP0505187B1; US5255557A; JP2533247B2; JPH04291132A; DE69202602D1; CA2063354A1; EP0505187A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Testen einer Röhre bzw. eines Rohres auf seine Innendruckfestigkeit. In der erfindungsgemäßen Vorrichtung können zwar verschiedene Röhren getestet werden, aber eine β-Tonerderöhre, die als ein Trockenelektrolyt in einer Natrium-Schwefel-Zelle verwendet werden kann, ist besonders zum Testen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung geeignet.
Um die Innendruckfestigkeit einer(s) β-Tonerderöhre bzw. -rohres zu testen, ist ein Verfahren bekannt, bei dem das offene Ende einer(s) Röhre bzw. Rohres dicht mit einem Kopf verbunden wird, der unter Druck stehendes Wasser liefert, und dann wird unter Druck stehendes Wasser in die Röhre bzw. das Rohr eingeleitet; eine Röhre bzw. ein Rohr, die bzw. das einen spezifischen Druck nicht aushält, wird zerstört. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es beträchtlichen Zeit- und Kostenaufwand verursacht, die Röhren bzw. Rohre zu trocknen, die den Test bestehen.
Um diesen Nachteil zu überwinden ist von den Erfindern des vorliegenden Anmeldungsgegenstandes in der offengelegten japanischen Gebrauchsmusteranmeldung Nr. 1-97241 (1989) eine Vorrichtung zum Testen der Festigkeit einer Röhre durch Ausdehnen eines Elastomers in einer zu testenden Röhre bis zu einem spezifischen Druck geoffenbart worden. Bei dieser Vorrichtung ist es notwendig, ein Elastomer einzeln von Hand in die Röhren einzuführen, und sie ist zum kontinuierlichen Testen zahlreicher Röhren in hohem Maße unzweckmäßig. Außerdem wird, wenn ein Elastomer sich in einer zu testenden Röhre in dieser Vorrichtung ausdehnt, die Röhre manchmal nicht gleichmäßig, sondern in eine Richtung geschoben, und eine Fläche nahe dem offenen Ende in der Röhre berührt einen Metallteil außerhalb der Röhre an der Vorrichtung, was zu Kratzern und Beschädigung an der Fläche führt.
Aus der GB-A-1 531 557 ist eine weitere Technik bekannt. Diese offenbart eine Vorrichtung zum Testen der Festigkeit von Röhren aus gesintertem Keramikmaterial, bei der eine kleine Lippe zwischen der zu testenden Röhre und einem Elastomerkörper angeordnet wird. Die kleine Lippe grenzt an die Mündung der Röhre an, und diese Lippe wird verwendet, um einen geschwächten Endabschnitt der Keramikröhre vor dem Testdruck zu schützen.
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Vorrichtung zum Testen einer Röhre auf ihre Innendruckfestigkeit bereitgestellt, umfassend:
einen ausdehnbaren hohlen Elastomerkörper (5) mit einem offenen Ende;
Mittel (8,10), die mit dem ausdehnbaren Elastomerkörper (5) verbunden sind, um den ausdehnbaren Elastomerkörper mit einem unter Druck stehenden Fluidmedium zu versorgen;
Mittel (12) zum Abstützen einer zu testenden Röhre, die zur relativen vertikalen Bewegung der Röhre angeordnet sind, sodaß der ausdehnbare Körper (5) in die Röhre eingeführt wird, gekennzeichnet durch
Mittel (17), um die Mittel (12) zum Abstützen einer Röhre mit einer Röhre aus einem Röhrenspeicher (16) zu beliefern; und eine dünne Lage (11) aus Kunststoffmaterial, die den ausdehnbaren Elastomerkörper (5) in einem Bereich davon umgibt, der einem offenen Ende der zu testenden Röhre in der Testposition benachbart ist, wobei die Lage (11) in der Testposition aufgenommen ist.
Der Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der US-A-3 895 514 bekannt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Vorrichtung weiters einen Drehtisch, der mit zumindest zwei Testköpfen mit ausdehnbaren Elastomeren verbunden ist, wodurch ein Testkopf mit einem ausdehnbaren Elastomer durch einen anderen Testkopf mit einem ausdehnbaren Elastomer ersetzt werden kann.
Weitere Details werden nachstehend anhand der in den beiliegenden Zeichnungen veranschaulichten Beispiele erklärt.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung.
Fig. 2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung.
Fig. 3 ist ein Querschnitt eines Testkopfs mit einem ausdehnbaren Elastomer.
Fig. 4 ist eine Vorderansicht eines Halters und der benachbarten Teile. Der schraffierte Abschnitt zeigt an, daß der Abschnitt einen Querschnitt zeigt.
Fig. 5 ist eine Draufsicht eines Übertragungsmechanismus.
In den Fig. 1 und 2 ist der Rahmen des Hauptkörpers mit 1 bezeichnet; ein Drehtisch 2, der sich um eine vertikale Welle 3 dreht, ist über dem Rahmen 1 angeordnet; und vier Testköpfe sind mit dem Drehtisch 2 verbunden, sodaß sie eine C&sub4;-Symmetrie aufweisen, wobei seine Rotationsachse mit der vertikalen Welle 3 zusammenfällt. In Fig. 1 wird die Position, in der der Testkopf 4 an der rechten Seite des Drehtisches 2 angeordnet ist, als Testposition bezeichnet, und die anderen drei Testköpfe 4 sind in Wartepositionen angeordnet. Bei dieser Konfiguration kann ein Testkopf 4 in einer Warteposition den Testkopf 4 in der Testposition prompt ersetzen, indem der Drehtisch 2 gedreht wird, wenn beispielsweise der Testkopf 4 in der Testposition abgenutzt ist.
Wie in Fig. 3 gezeigt umfaßt ein Testkopf 4 einen Hauptkörper 8, einen Metallteil 6 und ein Metallanschlußstück 7. Der Hauptkörper 8 enthält einen offenen Hohlraum 10, um einen ausdehnbaren Elastomerkörper 5 mit unter Druck stehendem Fluid zu versorgen.
Der ausdehnbare Elastomerkörper 5 der eine hohle Muffe mit einem offenen Ende ist, ist mit dem Metallteil 6 und dem Metallanschlußstück 7 am Hauptkörper 8 befestigt, sodaß der Hohlraum des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5 durch eine nachstehend geoffenbarte starre Röhre mit dem offenen Hohlraum 10 im Hauptkörper 8 verbunden ist. Bei dieser Anwendung hat ein ausdehnbarer Elastomerkörper 5 eine Gestalt wie ein schlanker Ballon oder eine Röhre zum Einführen in eine zu testende Röhre 30. Die Gestalt und Größe des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5 kann jedoch entsprechend einer zu testenden Probe modifiziert werden.
Eine starre Röhre 9 mit zumindest einem Loch ist innerhalb des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5 angeordnet, und das offene Ende der starren Röhre 9 ist mit dem offenen Hohlraum 10 im Hauptkörper 8 verbunden. Nachdem eine in Fig. 3 in strichlierter Linie gezeigte Röhre 30 den ausdehnbaren Elastomerkörper 5 überdeckt, füllt durch den offenen Hohlraum 10 im Hauptkörper 8 gelieferteres unter Druck stehendes Fluid das Innere des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5 durch Löcher der starren Röhre 9, um den ausdehnbaren Elastomerkörper 5 auszudehnen und eine spezifischen Innendruck auf die Röhre 30 auszuüben. Wasser ist das als Medium zum Ausüben von Druck bevorzugte Fluid.
Während eines Tests wird eine Röhre 30 in einem Bereich nahe dem offenen Ende manchmal beschädigt, indem sie aufgrund ungleichmäßiger Ausdehnung eines ausdehnbaren Elastomers 5 in eine Richtung gedrückt wird. Um eine solche Beschädigung zu verhindern, wird die Innenseite des Metallteils 6 in einem gewissen Ausmaß nach unten verlängert, und eine Kunststofflage 11 wird in den Raum zwischen dem verlängerten Teil des Metallteils 6 und dem ausdehnbaren Elastomerkörper 5 eingeführt. Die Kunststofflage 11 bewahrt den mit der Lage bedeckten oberen Teil des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5 vor ungleichmäßiger Ausdehnung, und sie verhindert so mögliche Beschädigung in einem Bereich nahe dem offenen Ende einer Röhre 30.
Wie in Fig. 1 gezeigt, enthält die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung einen vertikal beweglichen Halter 12, der eine Röhre 30 nach oben und unten führt, und auch bewirkt, daß eine Röhre 30 den Testkopf 4 in der Testposition berührt. Dieser Halter 12 wirkt durch eine von einem Motor 13 angetriebene Förderschraube 14. Wie in Fig. 4 gezeigt, enthält der Halter 12 eine Anordnung wie eine Röhre mit einem Gummielement 15 an ihrer Unterseite, und dieses Gummielement 15 stützt die Röhre 30 ab, ohne sie zu beschädigen. Die Struktur eines Halters 12 kann entsprechend der Gestalt und der Größe einer zu testenden Probe modifiziert werden Darüberhinaus hat dieser Halter 12, wenn eine Röhre 30 mit geringer Festigkeit während eines Tests bricht, auch die Funktion, das Ausstreuen von Bruchstücken zu verhindern.
Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist neben einem Halter 12 ein Gestell 16 angeordnet, in dem viele Röhren 30 aufbewahrt werden, sowie ein Übertragungsmechanismus 17, der eine Röhre 30 aufnimmt und den Halter 12 einzeln mit Röhren 30 versorgt. Das Gestell 16 wird von einem Tisch 18 getragen, der sich horizontal bewegen kann. Wie in den Fig. 2 und 5 gezeigt, weist der Übertragungsmechanismus 17 einen Arm 21 auf, der von einem Zylinder 20 um 90 Grad um eine Welle 19 geschwenkt wird. Ein Spannfutter 22 ist am anderen Ende des Arms 21 vorgesehen, und eine Röhre 30 wird vom Spannfutter 22 gehalten. Der Aufbau und die Form des Spannfutters 22 kann frei gewählt werden. Bei dieser Ausführungsform wird ein Gummiteil in das offene Ende einer Röhre 30 eingeführt. und dann wird der Gummiteil durch Druckluft ausgedehnt, sodaß eine Röhre 30 durch die Reibungskraft zwischen dem ausgedehnten Gummiteil und dem berührten Abschnitt der Röhre gehalten wird. Ein Arm 21 wird von einem Hebemechanismus 23 nach oben und unten bewegt.
Nun wird erklärt, wie eine Röhre mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf ihre Innendruckfestigkeit getestet wird.
Zuerst werden viele Röhren 30 im Gestell 16 angeordnet. Dann wird der Arm 21 am Öbertragungsmechanismus 17 über das Gestell 16 bewegt, und eine Röhre 30 wird vom Spannfutter 22 aufgenommen.
Als nächstes wird die Röhre 30 zu einer Stelle genau über dem Halter 12 befördert, indem der Arm 21 um 90 Grad geschwenkt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Halter 12 in einer niedrigen Position angeordnet, wie in Fig. 1 gezeigt. Dann wird der Halter 12 durch Drehung der Förderschraube 14 gehoben, um die Röhre 30 zu halten, wie in Fig. 4 gezeigt. Das Spannfutter 22 am Arm 21 läßt die Röhre 30 los, und der Arm schwingt über das Gestell 16 zurück.
Drittens geht der Halter 12, der die Röhre 30 hält, weiter hoch, sodaß die Röhre 30 den Testkopf 4 in der Testposition erreicht, wie in Fig. 3 gezeigt. Gleichzeitig wird ein ausdehnbarer Elastomerkörper 5 in die Röhre 30 eingeführt. Dann füllt, wie zuvor geoffenbart, über den offenen Hohlraum 10 im Hauptkörper 8 geliefertes Fluid unter einem spezifischen Druck das Innere des ausdehnbaren Elastomers 5 durch Löcher der starren Röhre 9, sodaß der ausdehnbare Elastomerkörper 5 ausgedehnt wird und ein spezifischer Innendruck auf die Röhre 30 ausgeübt wird. Eine Röhre 30, die dem Druck nicht standhält, wird zerstört, und eine Röhre 30, die den Test besteht, bleibt unverändert. Die Kunststofflage 11 verhindert das ungleichmäßige Ausdehnen des oberen Teils des ausdehnbaren Elastomerkörpers 5, wodurch verhindert wird, daß die Röhre 30 in eine Richtung geschoben wird, was zu Beschädigung an einem Teil nahe dem offenen Ende der Röhre 30 führt.
Nach dem Test bewegt sich der Halter 12 in einem gewissen Ausmaß nach unten, sodaß das Spannfutter 22 am Arm 21 des Übertragungsmechanismus die Röhre 30 im Halter 12 hält. Dann bewegt sich der Halter 12 weiter nach unten, und der Arm 21 bringt die Röhre zum Gestell 16 zurück. Dann wird der Tisch 18 so bewegt, daß der Arm 21 eine weitere Röhre 30 aufnehmen kann.
Wenn durch das Testen vieler Röhren ein Testkopf 4 abgenutzt wird oder ein ausdehnbarer Elastomerkörper 5 an Elastizität verliert, kann ein mit unter Druck stehendem Fluid versehener Testkopf 4 in Warteposition den Testkopf 4 in der Testposition prompt ersetzen, indem der Drehtisch 2 gedreht wird. Auf diese Art können Tests mit minimaler Unterbrechung fortgesetzt werden.
Die Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung kann automatisch und kontinuierlich zahlreiche Röhren auf ihre Innendruckfestigkeit testen, wodurch die Nachteile der zuvor geoffenbarten nicht-automatischen, nicht-kontinuierlichen Vorrichtung überwunden werden. Neben diesem Merkmal verhindert die Vorrichtung, wie in Anspruch 2 definiert, die mögliche Beschädigung in einem Bereich nahe dem offenen Ende einer(s) zu testenden Röhre bzw. Rohres durch eine Kunststofflage, die einen oberen Teil eines ausdehnbaren Elastomerkörpers umgibt. Darüberhinaus ermöglicht es die Vorrichtung in Anspruch 3, einen Testkopf 4 mit einem ausdehnbaren Elastomerkörper bei minimaler Unterbrechung des Testvorgangs problemlos durch einen anderen Testkopf 4 mit einem ausdehnbaren Elastomerkörper zu ersetzen.

Claims

1. Vorrichtung zum Prüfen der Innendruckfestigkeit einer Röhre bzw. eines Rohres (30), umfassend:

einen ausdehnbaren hohlen Elastomerkörper (5) mit einem offenen Ende;

Mittel (8,10), die mit dem ausdehnbaren Elastomerkörper (5) verbunden sind, um den ausdehnbaren Elastomerkörper mit einem unter Druck stehenden Fluidmedium zu versorgen;

Mittel (12) zum Abstützen der zu testenden Röhre bzw. des zu testenden Rohres (30), die zur relativen vertikalen Bewegung der Röhre bzw. des Rohres (30) angeordnet sind, so daß der ausdehnbare Körper (5) in die Röhre bzw. das Rohr (30) eingeführt wird, gekennzeichnet durch

Mittel (17), um die Mittel (12) zum Abstützen einer Röhre bzw. eines Rohres (30) mit einer Röhre bzw. einem Rohr (30) aus einem Röhren- bzw. Rohrspeicher (16) zu beliefern; und eine dünne Lage bzw. Platte bzw. Schicht (11) aus Kunststoffmaterial, die den ausdehnbaren Elastomerkörper (5) in einem Bereich davon umgibt, der einem offenen Ende der zu testenden Röhre bzw. des zu testendes Rohres (30) in der Testposition benachbart ist, wobei die Lage (11) in der Röhre bzw. im Rohr (30) in der Testposition aufgenommen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die eine Vielzahl an Haltern (4) für jeweils eine Vielzahl der Elastomerkörper (5) aufweist, wodurch der mit dem Röhren- bzw. Rohrabstützmittel (12) kooperierende Elastomerkörper (5) austauschbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Mittel zum Liefern von unter Druck stehendem Fluid einen Hauptkörper umfassen, der einen mit dem offenen Ende des ausdehnbaren Elastomerkörpers (5) verbundenen Durchgang aufweist und das Röhrenbzw. Rohrabstützmittel (12) Mittel zum vertikalen Bewegen einer Röhre bzw. eines Rohres aufweist, umfassend eine vertikale Zufuhrschraube (14), einen mit der vertikalen Zufuhrschraube (14) beweglich verbundenen Halter (12) zum Halten einer Röhre bzw. eines Rohres und Mittel zum Antrieb der vertikalen Zufuhrschraube (14).