RU2637166C1

RU2637166C1 - Device for cylinder gas charging and sealing under pressure

Info

Publication number: RU2637166C1
Application number: RU2016126690A
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Ивашин; Юрий Иванович Михайлов
Original assignee: Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2017-11-30

Abstract

FIELD: machine engineering.

SUBSTANCE: in a device for cylinder charging and sealing under pressure, a sealing of a process opening for cylinder gas charging is provided by welding a conical plug along the end face of a charging union under the pressure of the working medium. The device provides an installation of the conical plug at working medium pressure, welding of the plug in the pressed state and a sealing test both after installation of the plug and after the welding.

EFFECT: enhanced reliability of the object as a whole, and reduced device production cost.

4 dwg

Description

Изобретение относится к испытательной технике в машиностроении и может быть использовано в авиации и ракетостроении при производстве блоков высокого давления негорючего газа в одноразовых устройствах длительного хранения.The invention relates to test equipment in mechanical engineering and can be used in aviation and rocket science in the production of high pressure blocks of non-combustible gas in disposable devices for long-term storage.

Известны баллоны, зарядка которых выполняется от пневматического стенда по известной технологии с герметизацией после зарядки посредством вентиля:Known cylinders, the charging of which is performed from a pneumatic stand according to known technology with sealing after charging by a valve:

- баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа [1. ГОСТ 15860-84 Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа. Технические условия. - С. 4, черт. 1, тип 3, тип 4];- steel welded cylinders for liquefied petroleum gases at a pressure of up to 1.6 MPa [1. GOST 15860-84 Welded steel cylinders for liquefied petroleum gases at a pressure of up to 1.6 MPa. Technical conditions - S. 4, damn. 1, type 3, type 4];

- баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²) [2. ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²). Технические условия. - С. 2, 6, 7, 13].- steel cylinders of small and medium volume for gases at P _p ≤19.6 MPa (200 kgf / cm ² ) [2. GOST 949-73 Steel cylinders of small and medium volume for gases at P _p ≤19.6 MPa (200 kgf / cm ² ). Technical conditions - S. 2, 6, 7, 13].

Недостаток указанных аналогов [1, 2] идентичен: вследствие релаксации напряжений по уплотнительным элементам вентилей и возможностью их возобновления только путем подтяжки уплотнения. Степень герметичности позволяет использовать подобные конструкции только в наземных условиях, где осуществляется постоянный надзор.The disadvantage of these analogues [1, 2] is identical: due to relaxation of stresses on the sealing elements of the valves and the possibility of their renewal only by tightening the seal. The degree of tightness allows the use of such structures only in ground conditions, where constant supervision is carried out.

Известно также устройство для зарядки баллона газом и герметизации под давлением [3. Горловина для зарядки: Сборочный чертеж. САДИ.374583.001СБ / [Б.м.изд.], АО «ВПК «НПО машиностроения». - [2014]. Недостаток следующий: горловина для зарядки баллона обеспечивает длительное хранение без потери герметичности, но для подтверждения надежности при эксплуатации требует в производстве значительных затрат как по изготовлению, так и по автономным испытаниям, что нерентабельно для одноразовых устройств.A device is also known for charging a gas cylinder and sealing under pressure [3. Neck for charging: Assembly drawing. SADI.374583.001SB / [Metro], JSC "VPK" NPO mashinostroyeniya ". - [2014]. The disadvantage is as follows: the neck for charging the cylinder provides long-term storage without loss of tightness, but to confirm reliability during operation it requires significant production costs both in manufacturing and in stand-alone tests, which is unprofitable for disposable devices.

Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, являются устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек [4. ОСТ 1 11209-81 - ОСТ 1 11211-81 Устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек. Отраслевые стандарты]. Недостаток прототипа следующий: указанное устройство уплотнения отверстий предназначено для герметизации их на стадии изготовления деталей, и его при указанной технологии невозможно применить для герметизации системы под давлением.The closest technical solution, selected as a prototype, are devices sealing technological holes using conical plugs [4. OST 1 11209-81 - OST 1 11211-81 Sealing devices for technological holes using conical plugs. Industry Standards]. The disadvantage of the prototype is as follows: the specified device for sealing holes is designed to seal them at the stage of manufacturing parts, and with this technology it is impossible to apply for sealing the system under pressure.

Целью изобретения является создание устройства для зарядки баллона газом и герметизации технологического отверстия с применением конической заглушки под давлением рабочей среды. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для зарядки баллона газом и герметизации под давлением герметизация технологического отверстия для зарядки баллона обеспечивается посредством сварки конической заглушки по торцу зарядного штуцера под давлением рабочей среды. В предлагаемом техническом решении исключаются недостатки аналогов и прототипа.The aim of the invention is to provide a device for charging a cylinder with gas and sealing a technological hole using a conical plug under the pressure of the working medium. This goal is achieved by the fact that in the device for charging the gas and sealing under pressure, the sealing of the technological hole for charging the cylinder is ensured by welding a conical plug at the end of the charging nipple under the pressure of the working medium. The proposed technical solution eliminates the disadvantages of analogues and prototype.

Особенность предлагаемого устройства заключается в замене в одноразовых устройствах специальных вентилей, горловин для зарядки баллонов газом и герметизации под давлением негорючего газа на простое устройство герметизации технологического отверстия штуцера для зарядки баллона с применением конических завариваемых заглушек, устанавливаемых с помощью заявляемого устройства, одновременно обеспечивающего доступ для сварки и проверки на герметичность.A feature of the proposed device is the replacement in disposable devices of special valves, necks for charging cylinders with gas and pressurization of non-combustible gas with a simple device for sealing the technological openings of the nozzle for charging the cylinder using tapered weld plugs installed using the inventive device, while providing access for welding and leak checks.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг. 1 представлено устройство для зарядки баллона и герметизации под давлением в исходном состоянии перед зарядкой баллона газом, состоящее из цилиндра 1, установленного по резьбовому соединению на зарядный штуцер 2 баллона 3, фитинга 4, удерживаемого гайкой 5 при зарядке баллона 3. В цилиндре 1 установлен шток 6, содержащий цанговый держатель 7 конической заглушки 8 по упору 9 и приводную гайку 10, обеспечивающую поступательное движение штока 6 через грибковое соединение 11. Штуцер 2 содержит наконечник 12 с внутренним конусом под запрессовку конической заглушки 8.The invention is illustrated by drawings. In FIG. 1 shows a device for charging the cylinder and sealing under pressure in the initial state before charging the gas, consisting of a cylinder 1 mounted on a threaded connection to the charging nipple 2 of the cylinder 3, fitting 4, held by a nut 5 when charging the cylinder 3. A rod is installed in cylinder 1 6, comprising a collet holder 7 of a conical plug 8 at the stop 9 and a drive nut 10, which ensures the progressive movement of the stem 6 through the fungal connection 11. The fitting 2 contains a tip 12 with an inner cone for pressing second plugs 8.

На фиг. 2 показано положение устройства в состоянии запрессовки конической заглушки 8 в наконечник 12 при давлении зарядки баллона 3 и последующей проверки на герметичность.In FIG. 2 shows the position of the device in the state of pressing the conical plug 8 into the tip 12 at the charging pressure of the cylinder 3 and the subsequent check for leaks.

На фиг. 3 показано положение устройства в состоянии герметизации зарядного штуцера 2 сваркой заглушки 8 по наконечнику 12 через окна 13 в цилиндре 1. Для последующей проверки на герметичность устройство возвращается в состояние, изображенное на фиг. 2.In FIG. 3 shows the position of the device in the state of sealing of the charging nipple 2 by welding the plug 8 along the tip 12 through the windows 13 in the cylinder 1. For a subsequent leak test, the device returns to the state shown in FIG. 2.

На фиг. 4 показан вариант устройства для зарядки баллона газом и герметизации под давлением с применением конической резьбовой заглушки (резьба по ГОСТ 6111-52 [5. ГОСТ 6111-52 Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60°], и последующей сварки, где вместо штока 6, цангового держателя 7 упора 9 и приводной гайки 10 установлена отвертка 14, а вместо конической заглушки 8 - коническая резьбовая заглушка 15, удерживаемая на отвертке 14 разрезной пружинной втулкой 16; наконечник 12, соответственно, содержит коническую резьбу. Герметизация устройства обеспечивается уплотнениями 17, 18, 19. Остальное соответствует положениям, показанным на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.In FIG. 4 shows a variant of a device for charging a gas cylinder and sealing under pressure using a conical threaded plug (thread in accordance with GOST 6111-52 [5. GOST 6111-52 inch conical thread with a profile angle of 60 °], and subsequent welding, where instead of rod 6, a collet holder 7 of the stop 9 and the drive nut 10 is equipped with a screwdriver 14, and instead of a conical plug 8, a conical threaded plug 15 is held on the screwdriver 14 by a split spring sleeve 16; the tip 12, respectively, contains a conical thread. lotneniyami 17, 18, 19. The rest corresponds to the position shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3.

Принцип действия устройства. В исходном положении, соответствующем фиг. 1, от универсального технологического стенда и по известной технологии через фитинг 4 и штуцер зарядный 2 выполняется зарядка баллона 3 газом, предпочтительно с долей пробного газа, например гелия (5-10%), для проверки на герметичность специальным течеискателем по известной технологии.The principle of operation of the device. In the initial position corresponding to FIG. 1, from a universal technological stand and according to known technology, through the fitting 4 and the charging socket 2, the cylinder 3 is charged with gas, preferably with a fraction of the test gas, for example helium (5-10%), for leak testing by a special leak detector using known technology.

На фиг. 2 показано взаимодействие элементов устройства при запрессовке конической заглушки 8 в наконечник 12 штуцера 2: прессование выполняется от поступательного движения штока 6 при вращении гайки 10 (величина хода - по ОСТ 1 11209-81 [4]). В этом же состоянии устройства выполняется и проверка на герметичность по заглушке 8: после запрессовки заглушки 8 от технологического стенда выполняется дренаж полости фитинга 4 и через него же известным методом вакуумирования проводятся испытания на герметичность. При допустимом уровне герметичности по заглушке 8 проводится операция герметизации сваркой.In FIG. 2 shows the interaction of the elements of the device when pressing the conical plug 8 into the nozzle 12 of the nozzle 2: pressing is performed from the translational movement of the rod 6 when the nut 10 is rotated (stroke value - according to OST 1 11209-81 [4]). In the same condition of the device, a leak test is also performed on the plug 8: after pressing the plug 8 from the technological stand, the cavity of the fitting 4 is drained and through it the leak test is carried out using the well-known vacuum method. With an acceptable level of tightness on plug 8, the sealing operation is performed by welding.

Герметизация по заглушке 8 сваркой проводится в состоянии устройства, показанном на фиг. 3, после чего фитинг 4 возвращается в исходное положение и удерживается гайкой 5. Далее выполняется проверка на герметичность, как изложено выше.Sealing of the plug 8 by welding is carried out in the state of the device shown in FIG. 3, after which the fitting 4 returns to its original position and is held by the nut 5. Next, a leak test is performed as described above.

Устройство обеспечивает установку конической заглушки при давлении рабочей среды, сварку заглушки в поджатом состоянии и испытания на герметичность как после установки заглушки, так и после сварки.The device provides the installation of a conical plug at a pressure of the working medium, welding of the plug in the pre-loaded state and leak tests both after installing the plug and after welding.

Технический результат: повышена надежность объекта при длительном хранении и снижены производственные затраты.Effect: increased reliability of the object during long-term storage and reduced production costs.

Устройство может быть выполнено с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленное устройство соответствует критерию «промышленная применимость».The device can be made using standard equipment and materials of domestic production. Thus, the claimed device meets the criterion of "industrial applicability".

Источники информацииInformation sources

1. ГОСТ 15860-84 Баллоны стальные сварные для сжиженных углеводородных газов на давление до 1,6 МПа. Технические условия. - С. 4, черт. 1, тип 3, тип 4.1. GOST 15860-84 Welded steel cylinders for liquefied petroleum gases at pressures up to 1.6 MPa. Technical conditions - S. 4, damn. 1, type 3, type 4.

2. ГОСТ 949-73 Баллоны стальные малого и среднего объема для газов на Р_р≤19,6 МПа (200 кгс/см²). Технические условия. - С. 2, 6, 7, 13.2. GOST 949-73 Steel cylinders of small and medium volume for gases at Р _р ≤19.6 MPa (200 kgf / cm ² ). Technical conditions - S. 2, 6, 7, 13.

3. Горловина для зарядки: Сборочный чертеж. САДИ.374583.001СБ / [Б.м.изд.], АО «ВПК «НПО машиностроения». - [2014].3. Neck for charging: Assembly drawing. SADI.374583.001SB / [Metro], JSC "VPK" NPO mashinostroyeniya ". - [2014].

4. ОСТ 1 11209-81 - ОСТ 1 11211-81 Устройства уплотнительные технологических отверстий с применением конических заглушек. Отраслевые стандарты.4. OST 1 11209-81 - OST 1 11211-81 Sealing devices for technological openings using conical plugs. Industry standards.

5. ГОСТ 6111-52 Резьба коническая дюймовая с углом профиля 60°.5. GOST 6111-52 inch conical thread with a profile angle of 60 °.

6. Анурьев, В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т. 3. / В.И. Анурьев. - 8-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 2001. - С. 489-494.6. Anuryev, V.I. Handbook of the designer-machine builder: In 3 volumes T. 3. / V.I. Anuryev. - 8th ed., Revised. and add. - M.: Mechanical Engineering, 2001 .-- S. 489-494.

Claims

A device for charging a gas cylinder and sealing under pressure, characterized in that the sealing of the technological hole for charging the gas gas is provided by welding a conical plug at the end of the charging nipple under pressure of the working medium.