RU2861663C1 - Резервуар высокого давления - Google Patents

Abstract

Предложена конструкция резервуара высокого давления порядка 1000 бар и более для испытания прочности крупногабаритных деталей с расширенными возможностями уплотнения в сопряжении его котла и крышки, достигнутыми с помощью манжеты П-образной формы в сечении, когда ее внутренняя «ножка», плотно охватывая тело крышки котла, создает предварительный натяг манжеты, внешняя «ножка» под действием снизу составной части крышки в процессе закрытия котла, отжимаясь от первой, создает эффект дополнительного уплотнения между внутренней стенкой котла и тела крышки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к гидравлическим машинам объемного вытеснения и касается устройств получения высокого давления в резервуарах для испытания прочности различных деталей.

Известны устройства с генерацией высокого давления для реализации технологических процессов испытаний различных объектов: реакторные и конденсаторные колонны, сепараторы, теплообменники, скрубберы и др. Насосы высокого давления, например, по патенту SU 1566850 А1, принятому за прототип, содержат корпус с каналом, поршень и электроввод, размещенные в канале, гайки-фиксаторы, установленные в корпусе. Известно, что они при постоянной работе или при эксплуатации с большим объемом рабочего тела не обеспечивают давление в рабочих камерах свыше 500-700 бар. Это ограничение вызвано предельными возможностями уплотнения в сопряжении камеры и крышки испытательного оборудования с помощью манжет различного типа. Среди них наибольшее распространение получили манжеты одноразового или непродолжительно периодического использования, приводящего к их многократной замене в процессе эксплуатации устройств высокого давления. При гидравлических испытаниях изделий с конструктивными элементами в виде острых кромок, резьбовых поверхностей и т.п. уплотнение полостей испытательных камер высокого давления требует специальной оснастки и инструментов, т.е. разработки резервуаров высокого давления с оснащением их специальными манжетами и механизмами. Данная задача актуальна для испытаний крупногабаритных деталей различного назначения с генерацией рабочих давлений порядка 1000 бар и более.

Целью изобретения является совершенствование уплотнения в сопряжении рабочей камеры (котла) и крышки резервуара высокого давления.

Данная цель достигается тем, что резервуар высокого давления, снабженный источником давления, например, в виде насосной станции, для подачи испытательной гидравлической жидкости в котел и приводом перемещения его крышки с уплотнением зазора по контуру ее выступающей части с помощью манжеты, упертой своей верхней частью в свое защитное кольцо, отличающийся тем, что манжета в сечении представлена П-образной формы, размеры «внутренней ножки» которой своей внешней стороной обеспечивают предварительный натяг манжеты на цилиндрическую часть крышки, а «наружной» - уменьшенные, позволяющими свободно помещать крышку с манжетой внутрь испытательного котла, с возможностью ее отжатия движением снизу усеченной круговой кромкой направляющего элемента к внутренней стенке котла, который совместно с пружиной прижат к ее торцу стяжным болтом и по оси которого выполнено сквозное сверление для подачи в котел резервуара под давлением гидравлической жидкости для испытаний, и концевая цилиндрическая часть направляющего элемента снабжена наружной фаской с возможностью ее упора в ответную фаску внутри котла и достижения затем уровня рабочего давления и времени его удержания, регламентируемыми программой действия привода перемещения упомянутой крышки; кроме того, предлагаемая манжета выполнена из полиуретана требуемой твердости.

На чертеже приведен резервуар в исходном состоянии. Рабочее состояние резервуара на этом же чертеже показана вычерченными тонкими линиями верхняя часть котла в режиме удержания полученного давления; кроме того, приведены выноски: чертеж 1а - круговая кромка 13 направляющего элемента 6 позиционирована в исходном состоянии под полостью манжеты с «легким касанием» к внешней правой «ножке» сечения манжеты 4; чертеж 2а - внешняя правая «ножка» сечения манжеты 4 отжата к внутренней стенке котла 1 круговой кромкой 13 направляющего элемента 6 в крайне верхнем его рабочем положении.

Резервуар высокого давления содержит котел 1 с внутренней фаской 2 и крышкой 3, П-образную в сечении манжету 4, плотно посаженную на среднею часть цилиндрического выступа 5 крышки 3, чертеж 1а, т.е. диаметр «внутренней ножки» П-образного сечения своей внешней поверхностью обеспечивает достаточный натяг манжеты 4 на внешнею поверхность цилиндрического выступа 5 крышки 3, при этом диаметр манжеты 4 по наружной «ножке» этого сечения уменьшен, чертеж 1а, что позволяет свободно помещать крышку 3 с манжетой 4 внутрь испытательного котла 3, кроме того, на чертеже показан направляющий элемент 6, агрегатированный снизу через регулируемую прокладку 7 с крышкой 3 и представленный в сечении конфигурацией в виде сопряженных между собой наружного цилиндра 8 и «опрокинутого» внутреннего 9, при этом концевая часть первого снабжена снаружи внизу фаской 10 и в донную его полость изнутри уперт совместно с пружиной 11 цилиндрический выступ 12 крышки 3, и верхний торец внешней стенки направляющего элемента 6 выполнен в виде усеченной круговой кромки 13 с возможностью отжатия правой «ножки» сечения манжеты 4 к внутренней стенке котла 3 при движении вниз крышки 3 (закрытии котла 1), дно «опрокинутого» цилиндра 9 по центру снабжено вставленного в него снизу стяжного болта 14 с головкой 15 под ключ, ввернутого в центральную часть крышки 3 с шайбой 16, по оси которого выполнено сквозное сверление 17 для подачи в котел 1 резервуара под давлением гидравлической жидкости от источника давления 18 при закрытой крышке 3, положения «открыто-закрыто» которой устанавливают с помощью устройства ее силовой фиксации (на чертеже не показано) и привода 19.

Исходное положение предлагаемого устройства - вертикальное, котел 1 с внутренней фаской 2 установлен и закреплен на фундаменте производственного помещения, крышка 3 совместно с направляющим элементом 6 соосно расположены над котлом 1 с необходимым зазором А над его плоской торцевой кромкой с возможностью сопряжения направляющего элемента 6 с внутренней полостью котла 1, при этом упомянутая кромка 13 направляющего элемента 6 позиционирована под полостью манжеты 4 с внутренним касанием к ее внешней «ножке», чертеж 1а, при этом «просматривается» зазор Б между внешней «ножкой» манжеты 4 и внутренней стенкой котла 3, источник давления 18 и привод 19 отключены.

Рабочий режим испытания детали 20, помещенную в котел 1 высокого давления, начинают включением привода 19 на перемещение крышки 3 котла 1 с силовой фиксацией ее, когда фаска 9 направляющего элемента 6 вошла в контакт с внутренней фаской 2 котла 1. Затем включают подачу масла под давлением, значение которого отслеживают манометром. В процессе роста давления на начальной стадии направляющий элемент 6, преодолевая силу сжатия пружины 11 и испытывая силу реакции фаски 10 от взаимодействия с ней фаски 2, начинает перемещаться вверх направляющий элемент 6, отодвигая своей кромкой 13 внешнюю «ножку» манжеты 4 к внутренней стенке котла 1, тем самым уплотняя соединение последнего с крышкой 3, заполняемого маслом от давления в его полости. В результате того, что правая «ножка» манжеты 4 теперь плотно отжата к внутренней стенке котла 1, а левая - уже в исходном состоянии прижата к цилиндрической поверхности крышки 3, чертеж 1б, создан эффект дополнительного уплотнения между внутренней стенкой котла 1 и наружной поверхностью цилиндрического выступа 5 крышки 3. В этом состоянии котел 1 заполняется маслом. При достижении рабочего давления масла, например, 1000 бар, и с выдержкой этого уровня в соответствии с программой испытания источник давления 18 отключают, производят сброс давления, поднятие крышки 3, выем детали 20 из котла 1 и проверку результатов ее испытания.

Таким образом, разработкой предложенных новшеств, а именно манжеты П-образной конфигурации в сечении, адаптированной к конфигурации сочленения крышки и котла резервуара, с оснащением механизма его уплотнения путем создания усилия отжатия внешнего борта («ножки» в сечении) манжеты к внутренней поверхности упомянутого котла, достигнута поставленная цель изобретения.

Claims (2)

1. Резервуар высокого давления для испытаний деталей широкого назначения, снабженный источником давления, например, в виде насосной станции, подачи гидравлической жидкости для испытаний и приводом перемещения крышки с уплотнением зазора по контуру выступающей части последней с помощью манжеты, упертой своей верхней частью в свое защитное кольцо, отличающийся тем, что манжета в сечении представлена П-образной формы, размеры «внутренней ножки» которой своей внешней стороной обеспечивают предварительный натяг манжеты на цилиндрическую часть крышки, а «наружной», позволяющими свободно помещать крышку с манжетой внутрь испытательного котла, с возможностью ее раздвижки при отжатии последней движением снизу круговой кромки направляющего элемента крышки, который совместно с пружиной прижат к ее торцу стяжным болтом, по оси последнего выполнено сквозное сверление для подачи в котел резервуара под давлением гидравлической жидкости для испытаний, и концевая цилиндрическая часть направляющего элемента снаружи снабжена фаской с возможностью ее упора в ответную фаску внутри котла, разрешающего переход последнего в режим повышения давления для испытания детали с достижением рабочего уровня и его удержанием, регламентируемыми программой работы привода перемещения крышки.

2. Резервуар высокого давления по п.1, отличающийся тем, что предлагаемая манжета выполнена из полиуретана требуемой твердости.