Устройство для испытания на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов

Изобретение относится к средствам для испытания на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов. Сущность: устройство содержит корпус (1), с расположенной внутри вакуумной камерой (11), которая посредством канала соединена с измерительной трубкой, закрепленной одним концом в корпусе (1). На торцевой поверхности корпуса (1) закреплен уплотнительный элемент (2), который обеспечивает герметичное прилегание корпуса (1) к трубной решетке (12) и с одной стороны герметизирует испытываемую трубу, а также место ее соединения с трубной решеткой (12). На наружной поверхности другого конца измерительной трубки закреплена цилиндрическая насадка, с выходным отверстием, обеспечивающим свободное перемещение штока и ограничивающим максимальное перемещение его внутри измерительной трубки. На наружной поверхности штока имеется выемка, в которую установлено уплотнительное кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью полой измерительной трубки. Этим обеспечивается герметизация внутреннего пространства измерительной трубки от внешней среды. На другом конце штока закреплен рабочий конус, на который надета упругая вставка из эластичного материала с наружной поверхностью в виде усеченного овала, боковая поверхность которой взаимодействует с цилиндрической насадкой. Технический результат: расширение эксплуатационных возможностей. 2 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при испытаниях на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов.

Известно устройство для испытания на герметичность соединений труб в трубных решетках, содержащее корпус в виде плиты, предназначенный для размещения между плоскостью корпуса и торцом трубной решетки уплотнительный элемент, средство для поджатая корпуса к торцу решетки в виде двух гидроцилиндров со штоками, предназначенными для соосного размещения в трубах решетки, смежных с испытуемой, и средство фиксации положения штоков гидроцилиндров в виде упоров, размещенных на штоках, и охватывающих штоки эластичных втулок, размещенных в полостях труб, смежных с испытуемой, между упорами и торцевой поверхностью корпуса, который выполнен разъемным в виде двух сопрягающихся одна с другой деталей, предназначенных для установки с возможностью поворота вокруг оси трубы, а корпус каждого гидроцилиндра размещен в соответствующей детали (см. патент RU 2017105 C1, G01M 3/08, опубл. 30.07.1994).

Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности из-за сложности и громоздкости конструкции, невозможность проведения измерений при изменении диаметра трубы и шага между ними. Отсутствует экспрессность базовых замеров из-за конструктивных особенностей и направленности устройства. Устройство имеет различные испытательные и рабочие среды, что также усложняет конструкцию и работу с устройством. Точность определения местоположения дефекта трубы и ее соединения с трубной решеткой отсутствует, так как измерения проводятся по всей длине трубы и одновременно по двум соединениям с трубной решеткой. Для проведения испытаний одной трубы и ее соединений с трубными решетками необходимо иметь еще не менее двух труб, расположенных слева и справа от испытываемой. Устройство не позволяет определять место расположения дефектов трубы по длине.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению по технической сущности и достигаемому техническому результату является контрольно-измерительное устройство для испытания на герметичность труб в трубных решетках теплообменных аппаратов, содержащее корпус для соосной установки на испытуемой трубе, уплотнительный элемент, предназначенный для размещения между торцами корпуса и решетки, средство для поджатия корпуса к торцу решетки в виде двух гидроцилиндров, штоки которых со средствами их фиксации предназначены для соосного размещения в трубах решетки, смежных с испытуемой, снабженное двумя головками, установленными в направляющих, перпендикулярных к оси корпуса с возможностью перемещения вдоль последних, корпус каждого гидроцилиндра размещен в соответствующей головке, а средство фиксации выполнено в виде установленных на каждом штоке гидроцилиндра пары манжет из эластичного материала в виде усеченных конусов, обращенных большими основаниями в каждой паре навстречу друг другу (см. патент RU 2017106 C1, G01M 3/08, опубл. 30.07.1994). Описанный способ принят за прототип изобретения, однако он имеет ряд недостатков.

Устройство прототипа имеет ограниченные функциональные возможности из-за сложности и громоздкости конструкции. Отсутствует экспрессность базовых замеров из-за конструктивных особенностей и направленности устройства. Для проведения испытаний необходимо трубу герметизировать с обоих торцов, что приводит к трудоемкости проведения измерений. Устройство имеет различные испытательные и рабочие среды, что также усложняет конструкцию и работу с устройством. Точность определения местоположения дефекта трубы и ее соединения отсутствует, так как измерения проводятся одновременно по всей длине трубы и по двум соединениям с трубной решеткой. Для проведения испытаний одной трубы и ее соединений с трубными решетками необходимо иметь еще не менее двух труб, расположенных слева и справа от испытываемой. Устройство не позволяет определять место расположения дефектов трубы по длине.

В основу настоящего изобретения положено решение задачи расширения функциональных возможностей при высокой экспрессности измерений, как соединений труб с трубной решеткой, так и самой трубы, вне зависимости от количества труб, закрепленных на трубной решетке и шага между трубами.

Поставленная задача решена следующим образом.

Устройство содержит корпус, уплотнительный элемент, предназначенный для размещения между торцами корпуса и решетки, средство для поджатая корпуса к торцу решетки и средство фиксации, устанавливается в испытываемую трубу и выполнено в виде полой измерительной трубки, один конец которой закреплен в корпусе устройства и посредством канала, соединенного с вакуумной камерой, на наружной поверхности другого конца закреплена цилиндрическая насадка, с выходным отверстием меньшего диаметра, обеспечивающим свободное перемещение штока и ограничивающим максимальное перемещение его внутри трубки, причем на наружной поверхности штока имеется выемка, в которую установлено уплотнительное кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью полой трубки, на другом конце штока закреплен рабочий конус, на который надета упругая вставка из эластичного материала с наружной поверхностью в виде усеченного овала, боковая поверхность которой взаимодействует с цилиндрической насадкой.

На фиг. 1 изображена схема устройства для испытаний на герметичность труб и соединений труб с трубной решеткой; на фиг. 2 - вид А фиг. 1.

Сущность изобретения.

Устройство для испытаний на герметичность труб и соединений труб с трубной решеткой содержит корпус 1, с расположенной внутри вакуумной камерой 11, которая посредством канала соединена с измерительной трубкой 3, закрепленной одним концом в корпусе 1. На торцевой поверхности корпуса 1 закреплен уплотнительный элемент 2, который обеспечивает герметичное прилегание корпуса 1 к трубной решетке 12 и с одной стороны герметизирует испытываемую трубу 13, а также место ее соединения с трубной решеткой 12. На наружной поверхности другого конца измерительной трубки 3 закреплена цилиндрическая насадка 4, с выходным отверстием меньшего диаметра, обеспечивающим свободное перемещение штока 8 и ограничивающим максимальное перемещение его внутри измерительной трубки 3. На наружной поверхности штока 8 имеется выемка, в которую установлено уплотнительное кольцо 7, взаимодействующее с внутренней поверхностью полой измерительной трубки 3. Этим обеспечивается герметизация внутреннего пространства измерительной трубки 3 от внешней среды. На другом конце штока 8 закреплен, с помощью гайки 9, рабочий конус 5, на который надета упругая вставка 6 из эластичного материала с наружной поверхностью в виде усеченного овала, боковая поверхность которой взаимодействует с цилиндрической насадкой 4. Упругая вставка 6 плотно, без зазоров, размещается внутри испытываемой трубы 13. В стенке измерительной трубки 3 имеется отверстие, предназначенное для создания вакуума в контролируемой зоне. Давление внутри вакуумной камеры контролируется вакуумметром 10.

Пример осуществления изобретения

Устройство для испытаний на герметичность труб и соединений труб с трубной решеткой работает следующим образом.

Измерительная трубка 3, вместе со штоком 8 и закрепленным на нем рабочим конусом 5 с упругим элементом 6, вставляется в испытуемую трубу 13. Уплотнительный элемент 2 плотно прижимается к поверхности трубной решетки 12. В вакуумной камере 11 создается разряжение. Это достигается с помощью насоса или другого устройства, способного создать разряжение внутри вакуумной камеры. Падение давления внутри вакуумной камеры 11 заставляет шток 8 перемещаться в направлении вакуумной камеры 11.

Двигаясь вместе со штоком 8, конус разжимает эластичную втулку 6, которая в свою очередь боковой поверхностью упирается в цилиндрическую насадку 4, что приводит к дополнительному осевому сжатию эластичной втулки 6, которая, прижимаясь к внутренней поверхности испытываемой трубы 13, фиксирует в ней устройство. Одновременно корпус 1 устройства поджимается к трубной решетке 12, сжимая уплотнительный элемент 2. Происходит герметизация контролируемой области. Давление в вакуумной камере 11 и в контролируемой области выравнивается. С помощью вакуумметра 10 определяют герметичность трубы 13 и ее соединения с трубной решеткой 12.

Предложенное устройство может быть изготовлено промышленным способом, что подтверждается испытанием опытного образца, и это обуславливает его соответствие критерию «промышленная применимость».

Техническим результатом является создание легкого, компактного устройства с расширенными функциональными возможностями, позволяющего проводить экспресс-измерения, как соединения труб с трубной решеткой, так и самой трубы, вне зависимости от количества труб, закрепленных на трубной решетке и шага между трубами.

Изобретение позволяет:

- расширить функциональные возможности устройства;

- осуществлять проведение измерений при высокой экпрессивности, за счет простоты конструкции, использования одной рабочей среды для герметизации контролируемой области и испытания;

- улучшить условия проведения испытаний за счет компактности устройства, удобства ее транспортировки, возможность осуществления замеров конкретного соединения трубы с трубной решеткой;

- контролировать герметичность каждого соединения трубы с трубной решеткой в отдельности, вне зависимости от места расположения и от количества закрепленных труб на трубной решетке;

- при использовании сменных измерительных трубок (различной длины) определять точное место разгерметизации трубы по ее длине;

- проводить измерения на герметичность труб и соединения труб с трубными решетками, как совместно, так и раздельно, на любой стадии изготовления и ремонта испытываемого объекта;

- устройство имеет малое количество подвижных частей, расположенных в одном корпусе;

- легкость и простота проведения испытаний;

- сокращение времени на проведение испытаний;

- сокращение обслуживающего персонала;

- в качестве рабочей и испытательной среды используется один носитель, что упрощает и удешевляет испытания;

- простота и легкость конструкции.

Устройство для испытания на герметичность труб и их соединений в трубных решетках теплообменных аппаратов, содержащее корпус, уплотнительный элемент, предназначенный для размещения между торцами корпуса и решетки, средство для поджатия корпуса к торцу решетки и фиксации, отличающееся тем, что с целью расширения эксплуатационных возможностей средство для поджатия корпуса к торцу решетки и фиксации устанавливается в испытываемую трубу и выполнено в виде полой измерительной трубки, посредством канала соединенной с вакуумной камерой, один конец полой измерительной трубки закреплен в корпусе устройства, на наружной поверхности другого конца закреплена цилиндрическая насадка с выходным отверстием меньшего диаметра, обеспечивающим свободное перемещение штока и ограничивающим максимальное перемещение его внутри трубки, причем на наружной поверхности штока имеется выемка, в которую установлено уплотнительное кольцо, взаимодействующее с внутренней поверхностью полой трубки, на другом конце штока закреплен рабочий конус, на который надета упругая вставка из эластичного материала с наружной поверхностью в виде усеченного овала, боковая поверхность которой взаимодействует с цилиндрической насадкой.