Устройство для испытания котельных труб на прочность под внутренним давлением

 

Изобретение относится к испытаниям котельных труб на прочность под внутренним давлением с одновременным изгибом при высокотемпературных испытаниях . Целью изобретения является повышение надежности путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет расширения диапазона и оперативной смены режимов теплового (Л с О5 00 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 N 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОбРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 l ) 3963621/25-28 (22) 14. 10. 85 (46) 15,05,87. Бюл. )1-* 18 (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э. Дзержинского (72) И,А. Пермитин, А.П. Лысов, Г,А, Гребцова, P.Е, Бараз, И.С, Бронфман и А.В. Майер (53) 620.172.251(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 162992, кл. G 01 N 3/00, 1962. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИС1П!ТАНИЯ КОТЕЛЬНЫХ ТРУБ НА ПРОЧНОСТЬ ПОД ВНУТРЕННИМ

ДАВЛЕНИЕМ (57) Изобретение относится к испытаниям котельных труб на прочность под внутренним давлением с одновременным изгибом при высокотемпературных испытаниях. Целью изобретения является повышение надежности путем приближения условий испытаний к- эксплуатационным за счет расширения диапазона и оперативной смены режимов теплового

131 и механического нагружения. На раме ! вертикально установлена многосекционная нагревательная установка 2

Ф включающая нагревательную камеру 3, в которой размещена испытуемая труба 4, закрепленная в пассивном захвате 5 и активном захвате 6, и нагревательные секции 8-!О с установленными в них парогенераторами 11 - 13 номинального, высокого и низкого давления. Механизм для создания изгиба выполнен в виде системы шарнирно связанных друг с другом рычагов 32, гибкой тяги 33, грузов 34 автоматического управления. Последовательность и режимы испытания котельной трубы 4 обеспечивается с помощью элементов

0682 системы автоматического управления.

Пар, например из парогенератора II подают в полость испытуемой трубы 4.

Механизмом для создания изгиба нагружают трубу 4 с помощью грузов 34 заданной величиной изгибающей нагрузки, затем с помощью механизма поворота поворачивают механизм изгиба на 180 относительно оси неподвижной трубы 4 и вновь нагружают трубу 4, В другом варианте выполнение регулятора нагрузки в виде гидроцилиндра обеспечивает автоматизацию процесса изменения механической нагрузки на переменных режимах испытаний котельных труб под внутренним давлением ° з з.п.ф-лы.

6 ил, Изобретение относится к испытательной технике, а именно к устройствам для длительных испытаний котельных труб на прочность под внутренним давлением с одновременным изгибом, и может быть использовано в теплоэнергетике и металлургической промышленности и для высокотемпературных испытаний котельных труб под внутренним давлением.

Целью изобретения является повышение надежности путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет расширения диапазона и оперативной смены режимов теплового и механического нагружения.

На фиг.l изображено устройство с выполнением регулятора нагрузки в виде кассеты с набором грузов, общий вид; на фиг ° 2 — вид по стрелке А на фиг.l; на фиг.3 — принципиальная

-схема автоматического управления устройства по фиг,l; на фиг,4 — устройство с выполнением регулятора нагрузки в виде гидроцилиндра, общий вид; на фиг,5 — вид по стрелке Б на фиг,4; на фиг.б - принципиальная схема автоматического управления по фиг.4.

Устройство для испытания котельных труб на прочность под внутренним давлением содержит раму 1, вертикально установленную на раме многосекционкую нагревательную установку 2, включающую нагревательную камеру 3, в которой размещена испытуемая труба 4, закрепленная, например, сваркой в верхнем неподвижном захвате 5 выполненном в виде многоканального насадка 6 и фиксированной цилиндрической втулки 7. Первая, вторая и третья нагревательные секции 8 — 10 с установленными в них парогенераторами Il — 13 номинального, высокого

f0 и низкого давления и нагревательная секция 14 с размещенным в ней пароприемником 15 размещены радиально по отношению к трубе 4. Парогенераf5 торы !! — 13, пароприемник 15 соединены трубопроводами 16 — 19 через отсечные клапаны 20 — 23 с многоканальным насадком 6, каналы 24 которого сообщаются с полостью 25 трубы

4, в которой размещен балласт 26

20 для уменьшения массы пара.

Камера 3 размещена в центре уста— новки 2 по геометрической оси, а секции 8 — 10 и 14 размещены ради25 ально на равных расстояниях от геометрической оси по периметру камеры 3..

Нижний активный захват 27 выполЗГ нен в виде стакана 28 с установленным на наружной стороне его дна роликом

29, установленным на стойке 30, двухрядных шариковых направляющих

3), установленных в стакане 28.

Механизм для создания изгиба состоиТ

10!

50

3 13 из системы шарнирно связанных друг с другом рычагов 32, которые с одной стороны шарнирно связаны со стаканом

28, а с другой — с одним концом гибкой тяги 33, другой конец которой связан регулятором нагрузки, выполненным в виде кассеты с набором грузов 34 (AHI,I ), механизма нагружения в виде диска 35, закрепленного на штоке 36 с продольным пазом 37, в котором размещен направляющий упор

38, закрепленный на несущем диске

39 ° Шток 36 соединен с ходовым винтом 40, введенным в резьбовую втулку 41 ведомой шестерни 42., установленной в подшипнике 43, кинематически связанной с ведущей шестерней 44 и через электромагнитную муфту 45— с электроприводом 46. Механизм поворота выполнен в виде второй электромагнитной муфты 47, связанной с электроприводом 46 и со стойкой 30, на которой закреплен несущий диск 39, имеющий направляющую втулку 48, в которой с зазором установлен шток 36 и подшипник 43. Ось второй электромагнитной муфты .47 параллельна оси несущего диска 39. Стойка 30 кинематически связана с муфтой 47 и шарнирно — с системой рычагов 32 с воэможностью взаимодействия своей опорной площадкой с роликом 29 стакана

28, На втулке 48 установлен указатель 49 положения несущего диска 39.

Система автоматического управления включает первый и второй датчики 50 и 51 положения грузов 34,.первый и второй датчики 52 и 53 положения штока 36, указатель 54 положения грузов 34, указатель 55 положения штока 36, первый и второй датчики

56 и 57 положения несущего диска 39, задатчик 58 продолжительности режима, задатчик 59 режимов нагружения, пусковой блок 60, сигнальный блок

61, первый блок 62 задержки времени, первую логическую схему 63 И, первый блок 64 включения, первый блок 65 отключения, блок 66 включения поворота, блок 67 отключения поворота, второй блок 68 задержки времени, вторую логическую схему 69 И, счетчик 70 импульсов и блокиратор 71 сигналов, Первый датчик 50 положения грузов 34 соединен с вторым входом блокиратора 71 сигналов, с четвертым входом первой логической схемы И 63 и с третьим входом второй логической

10682 4 схемы И 69, а второй датчик 51 положения грузов 34 — с третьим входом первого блока 64 включения. Первый выход пускового блока 60 соединен с сигнальным блоком 61, первый вход— с задатчиком 59 режимов нагружения, второй вход — с задатчиком 58 продолжительности режима. Второй выход пускового блока 60 соединен с входом первого блока 62 задержки времени, третий выход — с отсечным клапаном

22, четвертый выход с отсечным клапаном 23, пятый выход — с отсечным клапаном 20, а шестой выход - с отсечнйм клапаном 21. Выход блока 62 задержки времени соединен с первым входом первой логической схема И 63, второй вход которой соединен с первым датчиком 56 положения несущего диска 39, третий вход †. с первым датчиком 52 положения штока 36, а выход — с первым входом первого блока

64 включения. Второй вход первого блока 64 включения соединен с выходом второго блока 68 задержки време; ни, первый выход — с первой электромагнитной муфтой 45, а второй выход— с электроприводом 46. Первый выход первого блока 65 отключения соединен с первой электромагнитной муфтой 45, второй — с электроприводом 46, первый вход — с вторым датчиком 53 положения штока 36, а второй вход — с выходом, блокиратора 71 сигналов. Первый вход блокиратора 71 сигналов соединен с первым датчиком 52 положения штока. Второй вход второй логической схемы И соединен с первым датчиком 56 положения несущего диска

39, выход второй логической схемы

И 69 соединен со счетчиком 70 импульЪ сов. Выход счетчика 70 импульсов соединен с входом блока 66 включение поворота, первый выход которого соединен с электроприводом 46, второй выход — с второй электромагнитной муфтой 47, которая соединена с выходом блока 67 отключения поворота и с электроприводом 46, а вход — с вторым датчиком 57 положения несущего диска 39 и с входом второго блока

68 задержки времени, Устройство по другому варианту (фиг,4) содержит все перечисленные элементы устройства (фиг.1), кроме грузов 34, подъемного диска 35, указатель 54 положения грузов 34, указателя 55 положения штока 36, датчиков 50 — 53. В этом устройстве pery1310682 лятор нагрузки выполнен в виде гидроцилиндра 72, закрепленного на несущем диске 39 механизма поворота и имеющего поршень 73 с первым штоком

74 и вторым штоком 75„ первого перепускного трубопровода 76 с регулирующим клапаном 77, второго перепускного трубопровода 78 с отсечным клапаном 79. Второй датчик 80 силы закреплен на гидроцилиндре 72 и связан с первым штоком 74 поршня 73. Указатель

81 положения штока 36 закреплен на штоке гидроцилиндра 72, Система автоматического управления дополнительно включает первый и второй блоки 82 и 83 программного управления, первый и второй блоки 84 и 85 регулирования, первый и второй коммутаторы 86 и 87, третий и четвертый блоки 88 и 89 задержки времени, второй блок 90 включения, второй блок

91 отключения, блок 92 переключения, первый и второй датчики 93 и 94 положения поршня 73, первый датчик 95 силы, связанный с вторым штоком 75 поршня 73, и второй датчик 80 силы, связанный с первым штоком 74 поршня 73.

Первый вход первого блока 84 регулирования соединен с первым датчиком .

93 положения поршня 73, второй вход— с первым датчиком 95 силы, третий вход — с первым блоком 82 программного управления, первый выход — с первым коммутатором 86. Выход коммутатора 86 соединен с регулирующим клапаном 77, Второй выход блока 84 соединен с входом третьего блока 88 задержки времени, выход которого соединен с первым входом второго блока

90 включения, первый выход которого соединен с первой электромагнитной муфтой 45, а второй выход — с электроприводом 46.

Первый вход второго блока 85 регулирования соединен с вторым датчиком

80 силы, второй вход — с вторым блоком 83 программного управления, а выход - с первым входом второго блока 91 отключения, второй вход которого соединен с вторым датчиком 94 положения поршня.

Первый выход второго блока 91 отключения соединен с первой электромагнитной муфтой 45, второй выход с электроприводом 46, третий выход — с входом четвертого блока 89 задержки времени, первый выход которого сое5

55 динен с первым входом второго коммутатора 87, выход которого соединен с отсечным клапаном 79. Второй выход четвертого блока 89 задержки времени соединен с вторым входом второго блока 90 включения.

Второй вход второго коммутатора

87 соединен с первым выходом блока

92 переключения, второй выход которого соединен с третьим входом второго блока 91 отключения, а вход бло ка 92 переключения соединен с третьим выходом первого блока 84 регули-, рования °

Устройство по фиг,1 работает следующим образом, Для испытания трубы 4 внутренним давлением и температурой с воздействием механической нагрузки задатчиком 59 режимов нагружения выбирается парогенератор, например парогенератор 11 номинального давления, и включается пусковой блок 60, который выдает сигнал с пятого выхода на открытие отсечного клапана 20. При открытом клапане 20 пар номинального давления из парогенератора 11 по трубопроводу 16 через многоканальный насадок 6, канал 24 верхнего захвата

5 поступает в полость 25 трубы 4, в которой размещен балласт 26 для уменьшения массы пара в полости трубы 4.

В результате поступления пара в полость 25 трубы 4 последняя нагружается внутренним давлением, при этом пусковой блок 60 выдает с первого выхода сигнал в сигнальный блок 61.

Одновременно с второго выхода блока

60 поступает сигнал на вход первого блока 62 задержки времени, который по истечении заданного времени выдает сигнал на первый вход первой логической схемы И 63, на второй вход которой поступает сигнал с первого датчика 56 положения несущего диска

39, на четвертый вход — сигнал с первого датчика 50 положения грузов 34, на третий вход — сигнал с первого датчика 52 положения штока 36 ° В результате поступления сигналов первая логическая схема И 63 формирует и выдает сигнал на первый вход блока 64 включения, последний с второго выхода выдает сигнал на включение электропривода 46 и с первого выхода на включение первой электромагнитной муфты 45, 82 8 . дает сигнал на второй вход блока 64, который выдает с второго выхода сигнал на реверс электропривода 46 и с первого выхода на включение первой электромагнитной муфты 45. Шестерни

44 и 42 и резьбовая втулка 41 получают вращение в обратную сторону, и винт 40 вместе со штоком 36 и несущим диском 35 перемещаются в осевом направлении вверх, соприкасаясь с грузами 34 и возвращают их в начальное положение. Одновременно указате ли 55 и 54 положения устанавливаются соосно с датчиками 52 и 50.

Датчики 52 и 50 срабатывют и выдают сигналы на первый и второй вход блокиратора 71 сигналов, последний срабатывает и выдает сигнал на второй вход первого блока 65 отключения, который срабатывает и выдает с первого и второго выходов сигналы на отключение муфты 45 и электропривода

46. Подъемный диск 35 останавливается в начальном положении, а грузы 34 ложатся на диск 35, в результате цикл нагружения и снятия нагрузки в первом положении механизма для создания изгиба заканчивается, Так как при этом с датчиков 56, 50 и 52 поступают сигналы на первый, второй и третий входы второй логической схемы И 69, последняя через счетчик 70 импульсов, считывающий циклы нагружения в первом и втором положениях механизма изгиба, выдает сигнал на вход блока 66 ° Блок 66 срабатывает и с первого и второго выходов выдает сигналы

1 на включение электропривода 46 и второй электромагнитной муфты 47, При включении муфты 47 получают враща.тельное движение стойка 30, несущий диск 39, подшипник 43, втулка 48, которая захватывает шток 36 и повоf рачивает его вокруг оси стойки 30, выводит из первого положения, Вместе с несущим диском 39 поворачивается указатель 49 положения, который отходит от датчика 56, движется по периферии вместе с несущим диском 39 и подходит к датчику 57.

В момент, когда указатель 49 становится соосно с датчиком 57, последний срабатывает и выдает сигнал на вход блока 67, который с выхода выдает сигнал на отключение второй электромагнитной муфты 47 и электропривода 46, в результате стойка 30 отключается от электропривода 46 и останавливается. Одновременно оста7 13106

В результате включения электропривода 46 и муфты 45 получает вращательное движение ведущая шестерня

44 и находящаяся с ней в зацеплении ведомая шестерня 42 с резьбовой втулкой 41, установленная в подшипнике 43. Вращательное движение резьбовой втулки 41 передается ходовому винту 40, соединенному со штоком 36, Благодаря наличию направляющего упо- 10 ра 38, входящего в продольный паз

37 штока 36, винт 40 получает вращательное движение в осевом направлении. Вместе с винтом 40 и штоком

36 перемещается в осевом направлении .15 диск 35. При этом диск 35 опускается и отходит от грузов 34, а указатель

55 перемещается от датчика 52 к датчику 53, При этом срабатывает датчик 53 и выдает сигнал на первый вход 20 первого блока 65 отключения, последний выдает сигнал с первого выхода на отключение муфты 45, а с второго выхода — на отключение электропривода 46. При этом шестерни 42 и 44 отключаются от электропривода 46. Останавливается резьбовая втулка 41 шестерни 42, ходовой винт 40, шток 36 и диск 35. При перемещении вниз диска

35 грузы 34 освобождаются и создают ме- 30 ханическую нагрузку через тягу 33, систему нагружающих рычагов 32 на активный захват 27, Захват 27 через двухрядные шариковые направляющие 31 создает механическую нагрузку на тру- 35 бу 4, Так как труба 4 верхним концом закреплена в неподвижном захвате 5, грузы 34 через захват 27 вызывают консольный изгиб трубы 4, В период, когда грузы 34 находят- 40 ся в свободном состоянии, труба 4 находится под воздействием внутреннего номинального давления пара, температуры и изгибающей нагрузки. Когда грузы 34 изгибают трубу 4, стакан 28 45 захвата 27 перемещается в сторону от продольной оси трубы 4, при этом ниж-. ний конец трубы 4 в захвате 27 перемещается в сторону и вверх, а захват

27 благодаря наличию шариковых нап- 50 равляющих 31 перемещается в сторону и вниз и с помощью ролика 29 перемещается по стойке 30 в сторону первого положения несущего диска 39 и грузов 34 ° При движении грузов 34 вмес- 55 те с ними перемещается вниз указатель 54 от датчика к датчику 5.1.

При достижении указателем 54 датчика 51 последний срабатывает и вы131068 навливается во втором положении диск

39 и шток 36. В момент поворота грузы 34, лежащие .на диске 35, также поворачиваются вокруг оси стойки 30 и устанавливаются во втором положении, . Аналогично вокруг оси трубы 4 поворачивается в шариковых направляющих

31 захват 27 вместе с системой нагружающих рычагов 32, грузами 34 и диском 35 и выставляется во втором 10 положении (второе положение механизма изгиба показано пунктиром на фиг.1). При .повороте шестерня 42, находящаяся в зацеплении с шестерней

44, при выключенной муфте 45 поворачивается вокруг оси стойки 30 до тех пор, пока шестерня 42 не выйдет во второе положение. При установке механизма изгиба во второе положение с датчика 57 поступает сигнал на 20 вход второго блока 68 задержки времени, который с выдержкой времени выдает сигнал на второй вход блока

64 включения, последний формирует и вьщает сигналы с второго и первого выходов на включение электропривода

46 и первой электромагнитной муфты

45. Нагружение трубы 4 изгибающим усилием во втором положении производится в порядке и очередности операций, как и в первом положении, Режим теплового и механического нагружения трубы 4 как в первом, так и во втором положениях устанавливается задатчиком 58 продолжительнос- 35 ти режимов.

Переход с одного режима тепловой нагрузки и нагрузки внутренним дав40 лением, например с номинального давления на пониженное давление, производится следующим образом. По сигналу с пятого выхода пускового блока

60 закрывается отсчетный клапан 20

45 и одновременно по сигналу с четвертого выхода открь1вается отсечной клапан 23, в результате чего парогенератор 11 номинального давления отключается от трубы 4, а полость 25 трубы 4 через многоканальный насадок 6 верхнего захвата 5 трубопровод 19 и клапан 23 соединяется с пароприемником 15. Так как пароприемник )5 находится в холодном состоянии, давление среды в нем отсутствует, поэтому пар из полости 25 трубы 4 поступает в пароприемник 15 и давление пара в трубе 4 падает.

2 10

Задатчиком 59 режимов нагружения задается следующий режим пониженного давления, соответствующий давлению нара в парогенераторе 12. По сигналу с задатчика 59 пусковой блок

60 с четвертого выхода выдает сигнал на закрытие клапана 23, отключающего пароприемник 15 от трубы 4, с шестого выхода выдает сигнал на открытие клапана 21, соединяющего парогенератор 12 низкого давления с полостью 25 трубы 4„ при этом пар из парогенератора 12 через многоканальный насадок 6, трубопровод 17 и клапан 21 поступает в полость 25 трубы 4, . в результате чего труба 4 оказывается под действием низкого давления пара и нового значения тепловой нагрузки, соответствующей температуре пара в парогенераторе 12.

Устройство по фиг,4 работает следующим образом.

При испытании трубы 4 íà номинальном давлении пара при включенном парогенераторе 11 (фиг.1) с пускового блока 60 поступает сигнал на четвертый вход первого блока 84 регулирова-. ния, одновременно на его первый, второй и третий входы поступает сигнал с первого датчика 93 положения поршня 73, датчика 95 силы и первого блока 82 программного управления, последним задается величина изгибающего усилия на трубу 4, контролируется датчиком 95 силы.

Блок 84 формирует и выдает с первого выхода сигнал через первый коммутатор 86 на открытие регулирующего клапана 77 на первом перепускном трубопроводе 76, причем степень открытия клапана 77 соответствует величи-. .не изгибающего усилия, заданного первым блоком 82 программного управления. Одновременно с второго выхода блока 84 поступает сигнал на первый блок 88 задержки времени, который с выдержкой времени формирует и выдает сигнал на первый вход блока 90 включения, последний формирует и выдает сигналы на включение электропривода 46 и первой электромагнитной муфты 45. При открытии регулирующего клапана 77, при включенном электроприводе 46 и при включении первой электромагнитной муфты 45 получает поступательное движение вниз кинематически связанный с муфтой 45 шток

36. При движении вниз шток 36 через

11 13106 датчик 80 воздействует на шток 74 поршня 73. Под действием силы со стороны штока 36 шток 74 и поршень

73 перемещается вниз, при этом жидкость из полости гидроцилиндра 72 под поршнем 73 по первому перепускному трубопроводу 76 через открытий регулирующий клапан 77 перетекает в полость гидроцилиндра 72 над поршнем. При движении штока 74 вниз вме- !О сте с.ним перемещается указатель 81 положения, который удаляется от датчика 93 в направлении датчика 94.

Одновременно вместе с поршнем 73 движется вниз шток 75, воздействую- 15 щий на датчик 95 силы и связанную с ним гибкую тягу 33, Шток 75 создает механическую нагрузку на тягу 33, Механическая нагрузка через гибкую тягу 33, систему рычагов 32 и актив- 2{) ный захват 27 передается на трубу

4, изгибая ее в плоскости в сторону действия рычагов 32, Действие изгибающего момента.на трубу 4 продолжается до тех пор, пока указатель 81 25 положения на шток 74,не переместится вниз до совмещения с датчиком 94 °

Как только указатель 81 займет положение соосно с датчиком 94, последний срабатывает и выдает сигнал на 30

1 второй вход блока 91 отключения, Блок

91 формирует и с первого и второго выходов выдает сигналы на отключение первой электромагнитной муфты 45 и электропривода 46, Муфта 45 и элект- 35 ропривод 46 отключаются при этом одновременно останавливаются кинематически связанный с муфтой 45 шток

36 (фиг.1), шток 74, поршень 73, шток 75, гибкая тяга 33, рычаги 32, активный захват 27 и действие изгибающей нагрузки на трубу 4 прекращается. Одновременно с третьего выхода блока 91 отключения поступает сигнал на первый вход четвертого блока

89 задержки времени, последний срабатывает и с выдержкой времени через второй коммутатор 87 выдает сигнал на открытие отсечного клапана 79 на втором перепускном трубопроводе 78. . Клапан -79, имеющий большое проходное сечение, открывается и соединяет полости гидроцилиндра 72 над и под поршнем 73, С выдержкой времени с второго выхода четвертого блока 89 задержки времени поступает сигнал на второй вход блока 90 включения, который формирует и выдает сигнал на ре82 l2 верс электропривода 46 и на включение муфты 45, При включении реверса электропривода 46 и муфты 45 перемещается вверх кинематически связанный с муфтой 45 шток 36, вместе с ним вверх перемещается шток 74, указатель 81, поршень 73 и шток 75. Под действием усилия со стороны штока

36 поршень 73, поднимаясь вверх, вы тесняет жидкость из полости гидроцилиндра 72 над поршнем 73 по трубопроводам 76 и 78 через открытый регулирующий клапан 77 и открытий отсечной клапан 79 в полость гидроцилиндра 72 под йоршнем 73.

Так как регулирующий клапан 77 имеет малую степень открытия, жидкость по трубопроводу 76 при возвращении поршня 73 в начальное положение перетекала бы из одной полости гидроцилиндра 72 в другую медленно, а полностью открывать клапан 77 для перетока жидкости из-за возможного нарушения регулировки нецелесообразно, поэтому ускорение перетока жидкости из одной полости гидроцилиндра

72 в другую при возвращении поршня

73 в первоначальное положение обеспечивается в результате полного открытия отсечного клапана 79, имеюще.— го большое проходное сечение. При открытых отсечном и регулирующем клапанах 79 и 77 сопротивление перетоку жидкости в гидроцилиндре 72 снижается, вследствие чего ускоряется движение поршня 73 из конечного в начальное положение. При совмещении указателя 81 с датчиком 93 с последнего .поступает сигнал на первый вход первого блока 84 регулирования, последний формирует и с третьего выхода выдает сигнал через блок 92 переключения на второй вход второго коммутатора 86, который выдает сигнал на закрытие клапана 79, последний закрьвается. Одновременно с второго выхода блока 92 переключения поступает сигнал на третий вход блока 91 отключения, который формирует и выдает сигналы на отключение муфты 45 и электропривода 46, Муфта 45 отключается, шток 36 останавливается, Одновременно останавливается шток 74, поршень 73, шток 75. Благодаря гиб" кой тяге 33, которая свободно провисает и не передает перемещений и усилий рычагу 32 при движении штока

75 вверх, нагрузка на трубе 4 отсут13. 1310682 14

40

55 ствует, схема автоматического управления подготовлена для повторения цикла механического нагружения, После поворота гидромеханического регулятора нагрузки на 180 во второе положение нагружение трубы 4 изгибающим моментом производится в той же последовательности операций, что и в первом положении, работа которого описана выше.

Введенный в устройство датчик 80 контролирует нагрузку на первой электромагнитной муфте 45. В случае возможных отключений перетока жидкости из одной полости гидроцилиндра 72 в другую по трубопроводам 76 и 78, а также в процессе регулирования нагрузки на трубу 4, при низком возрастании сопротивления движению поршня

73 нагрузка со стороны электропривода 46 через первую электромагнитную муфту 45 на шток 74 также возрастает и превышает допустимую величину крутящего момента, передаваемого первой электромагнитной муфтой 45, В результате перегрузок, пробуксовки дисков и перегрева возможно разрушение деталей электромагнитной муфты 45, Для ее защиты от перегрузок.с датчика 80 в момент возрастания нагрузки выше допустимой, предельное значение которой задается вторым блоком 83 программного управления, поступает сигнал на первый вход второго блока 85 регулирования. В результате поступления сигналов с датчика 80 и второго блока 83 программного управления на второй блок 85 регулирования последний формирует и выдает сигнал на первый вход блока 91 отключения, который формирует и с первого и второro выходов выдает сигналы на отключение первой .электромагнитной муфты 45 и электропривода 46. Электропривод

46 и муфта 45 отключается, нагрузка со штока 36, датчика 80, штока 74, поршня 73 и штока ?5 снимается. Как только нагрузка станет ниже или рав.ной допустимым значениям, выход сигнала с второго блока 85 регулирова" ния на блок 91 отключения прекращается, схема автоматики обеспечивает прохождение испытаний трубы 4 в прежнем порядке °

При переходе с режима испытаний на номинальном давлении пара на режим испытаний с пониженным давлением с первого блока 82 программного уп5

Ф равления поступает сигнал на первый блок 84 регулирования одновременно с сигналом пускового блока 60, при этом изменяется задание на величину изгибающего усилия, схема автоматического управления обеспечивает работу устройства в порядке и последовательности операций, как и в режиме испытаний на номинальном давлении пара, Принцип создания механических воздействий изгибающим моментом на испытуемую трубу 4 для каждого варианта выполнения регулятора нагрузки одинаков, так как грузы 34 (по перво-, му варианту) и гидроцилиндр 72 (по второму варианту) соединены с трубой

4 через активный захват 27, нагружающий механизм и гибкую тягу 33 с одной и той же стороны и линии действия сил от грузов 34 и гидроцилиндра 72 совпадают,, В устройство с грузами 34 (фиг,1), например, при переходе с номинального давления на низкое давление в полости трубы 4 механическая нагрузка на изгиб возрастает, поэтому к имеющемуся пакету грузов 34 необходимо установить дополнительный тарированный груз, после чего продолжать испытания, При высокой точности нагружения тарированными грузами установка грузов 34 производится ручным способом, что снижает производитель" ность испытаний. B устройстве с гидроцилиндром 74 (фиг,4) при переходе с номинального давления в полости трубы 4 на пониженное давление при том же увеличении изгибающего усилия способ изменения механической нагрузки заключается в том, что новое значение изгибающей силы задается автоматически с помощью блока 82 программного управления, контролируется датчиком 95 силы и регулируется клапаном 77 на перепускном трубопроводе

76. Это различие в способе изменения механической нагрузки и обусловило создание второго варианта выполнения регулятора нагрузки.

Преимущество устройства по второму варианту выполнения регулятора нагрузки по сравнению с устройством по .первому варианту заключается в том, что гидромеханический регулятор нагрузки обеспечивает автоматизацию процесса Изменения механической нагрузки на переменных режимах испытаний котельных труб внутренним давлением.

1310682 16

Формула изобретения

35

50

1. Устройство для испытания ко-тельных труб на прочность под внутренним давлением, содержащее нагревательную камеру для размещения испытуемой трубы, активный и пассивный захваты, механизм для создания изгиба и источник пара, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повыше-, ния надежности путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, активный захват выполнен в виде стакана с установленным на наружной стороне его дна роликом и с установленными в нем двухрядными шариковыми направляющими, механизм для создания изгиба выполнен в виде регулятора нагрузки, гибкой тяги, системы шарнирно связанных друг с другом рычагов, которая с одной стороны шарнирно связана со стаканом, а с другой— с одним концом гибкой тяги, другой конец которой свяэан с регулятором нагрузки, механизм нагружения, выполненного в виде штока с продольньм пазом, размещенного в нем направляющего упора, ходового винта, соединенного со штоком, ведомой шестерни с .резьбовой втулкой, в которой размещен ходовой винт, первой электромагнитной муфты, кинематически. связанной с ведомой шестерней, и электропривода, связанного с первой электромагнитной муфтой, а устройство снабжено механизмом поворота, выполненным в виде второй электромагнитной муфты, связанной с электроприводом, несущего диска с направляющей втулкой, ось которой параллельна оси диска и в которой размещен шток механизма нагружения, и закрепленной на диске с опорной площадкой, параллельной дну стакана, соосно с ним.стойки, которая кинематически связана с второй электромагнитной муфтой и шарнирно связана с системой рычагов с возможностью взаимодействия своей опорной площадкой с роликом стакана, и системой автоматического управления, включающей задатчик продолжительности режима, задатчик режимов нагружения, пусковой блок, сигнальный блок, первый и второй блоки задержки времени, первую и вторую логическую схемы И, первый . блок включения, первый блок отключения, блок включения поворота, блок отключения поворота, счетчик импульсов и блокиратор сигналов, первый и второй датчики положения несущего диска, первый и второй датчики положения штока, первый выход пускового блока соединен с сигнальным блоком, первый вход — с задатчиком режимов нагружения, второй вход - с задатчиком продолжительности режима, второй выход пускового блока соединен с входом первого блока задержки времени, выход которого соединен с первым вхо-. дом первой логической схемы И, второй вход которой соединен с первым датчиком положения несущего диска, третий вход — с первым датчиком положения штока, а выход — с первым входом первого блока включения, второй вход которого соединен с выходом второго блока задержки времени, первый выход — с первой электромагнитной муфтой, а второй выход — с электроприводом, первый выход первого блока отключения соединен с первой электромагнитной муфтой, второй выход — с электроприводом, первый вход — с вторым датчиком положения штока, а вто" рой вход — с выходом блокиратора сигналов, первый вход которого соединен с первым датчиком положения штока, первый вход второй логической схемы

И соединен с первым датчиком положения несущего диска, выход второй логической схемы И соединен со счетчиком импульсов, а выход последнего— с входом блока включения поворота, первый выход которого соединен с электроприводом, второй выход — с второй электромагнитной муфтой, которая соединена с выходом первого блока отключения поворота и с электроприводом, а вход — с вторым датчиком положения несущего диска и с входом второго блока задержки времени, третий вход второй логической схемы И соединен с первым датчиком положения штока.

2. Устройство по и.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что регулятор нагрузки выполнен в виде кассеты с набором грузов, первого и второго датчи- ков положения грузов, первый из кото-. рых соединен с вторым входом блокиратора сигналов, с четвертым входом первой логической схемы И и с вторым входом второй логической схемы И, а второй — с третьим входом первого блока включения.

3. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что регулятор наг1310682

17 рузки выполнен в виде гидроцилиндра, закрепленного на несущем диске механизма поворота и имеющего поршень с двумя штоками, первого перепускного .трубопровода с регулирующим клапаном, второго перепускного трубопровода с отсечным клапаном и. датчика силы, соединенного с первым штоком поршня, а система автоматического управления включает первый и второй блоки прог- 10 раммного управления, первый и второй блоки регулирования, первый и второй коммутаторы, третий и четвертый блоки задержки времени, второй блок включения, второй блок отключения, блок переключения, первый и второй датчики положения поршня, первый датчик силы, связанный с вторым штоком поршня, а второй датчик силы, связанный с первым штоком поршня, первый 20 вход первого. блока регулирования соединен с первым датчиком положения поршня, второй вход — с первым датчиком силы, третий вход — с входом первого блока программного управления, первый выход — с входом первого коммутатора, выход которого соединен с регулирующим клапаном, второй выход — с входом третьего блока задержки времени, выход которого соединен с первым входом второго блока включения, первый выход которого соединен с первой электромагнитной муфтой, а второй выход — с электроприводом, первый вход второго блока 35 регулирования соединен с вторым датчиком силы, второй вход — с вторым блоком программного управления, а

18 выход — с первым входом второго блока отключения, второй вход которого соединен с вторым датчиком положения поршня, первый выход второго блока отключения соединен с первой электромагнитной муфтой, второй выход— с электроприводом, третий выход — с входом четвертого блока задержки времени, первый выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, выход которого соединен с отсечным клапаном, а второй выход четвертого блока задержки времени соединен с вторым входом второго блока включения, второй вход второго коммутатора соединен с первым выходом блока переключения, второй выход которого соединен с третьим входом второго блока отключения, а вход блока переключения соединен с третьим выходом первого блока регулирования .

4. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что источник пара выполнен в виде многосекционной нагревательной установки, секции которой образованы парогенераторами высокого, номинального и низкого давления, и пароприемником, соединенными трубопроводами через отсечные клапаны с неподвижным захватом, секции с установленными в них парогенераторами и пароприемником размещены радиально по периметру нагревательной камеры, а третий, четвертый, пя тый и шестой выходы пускового блока связаны с отсечными клапанами.

1310682

1310682

)3)0682

Составитель О. Ланко

Редактор К. Волощук Техред А.Кравчук Корректор Г. Ренетник

Заказ 1882/38 Тираж 777 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4