Устройство для испытания полых изделий на прочность

Устройство для испытания полых изделий на прочность

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к испытаниям полых изделий, например трубопроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением. Цель изобретения состоит в повышении надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет создания сквозного принудительного движения пара в испытуемом трубопроводе, а также за счет возможности регулирования периода воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода по замкнутой тепловой схеме. Устройство содержит двухкамерный парогенератор, в котором камера давления поддерживает заданное давление в испытуемом трубопроводе, а камера расхода обеспечивает сквозное движение пара. С одной стороны с парогенератором через клапан соединена накопительная емкость, а с другой - испытуемый трубопровод. Выход из испытуемого трубопровода через клапан соединен с входом в до полнительный регулятор расхода, выход которого через клапан соединен с накопительной емкостью. В первом варианте дополнительный регулятор расхода выполнен в виде термостатированного многовиткового спирального трубопровода , во втором - в виде магнитного многопластинчатого проходного коллектора, в третьем - в виде сосуда с регулируемой температурой. В многовитковом трубопроводе состояние движения пара зависит от его конечной длины, в магнитном коллекторе - от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через него, а в сосуде с регулируемой температурой - от степени противодавления пароводяной смеси. 3 3. п. ф-лы, 4 ил. ю (Л ю СП 05

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3848173/25-28 (22) 29.01.85 (46) 07.03.87. Бюл. № 9 (71) Уральский филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф. Э. Дзержинского (72) И. А, Пермитин, Г. Н. Малышев и Г. А. Бологов (53) 620.175 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1252697, кл G 01 N 3/12, 09.01.85. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ

ПОЛЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ПРОЧНОСТЬ (57) Изобретение относится к испытаниям полых изделий, например трубопроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением. Цель изобретения состоит в повышении надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет создания сквозного принудительного движения пара в испытуемом трубопроводе, а также за счет возможности регулирования периода воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода по замкнутой тепловой

„„SU„„1295276 А1 дц4 G01 ИЗ/12 схеме. Устройство содержит двухкамерный парогенератор, в котором камера давления поддерживает заданное давление в испытуемом трубопроводе, а камера расхода обеспечивает сквозное движение пара. С одной стороны с парогенератором через клапан соединена накопительная емкость, а с другой — испытуемый трубопровод. Выход из испытуемого трубопровода через клапан соединен с входом в дополнительный регулятор расхода, выход которого через клапан соединен с накопительной емкостью. В первом варианте дополнительный регулятор расхода выполнен в виде термостатированного многовиткового спирального трубопровода, во втором — - в виде магнитного многопластинчатого проходного коллектора, в третьем — в виде сосуда с регулируемой температурой. В многовитковом трубопроводе состояние движения пара зависит от его конечной длины, в магнитном коллекторе от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через него, а в сосуде с регулируемой температурой— от степени противодавления пароводяной смеси. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1295276

1

Изобретение относится к технике испытаний на прочность давления, а именно к испытаниям полых изделий, например трубопроводов нагревательных систем, на прочность под внутренним давлением и может быть использовано в теплоэнергетике и металлургической промышленности для высокотемпературных испытаний полых изделий на работоспособность.

Цель изобретения — повышение надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным за счет создания сквозного принудительного движения пара в испытуемом трубопроводе, а также за счет возможности регулирования периода воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода по замкнутой тепловой схеме.

На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 и 3 — то же, с различными вариантами выполнения дополнительного регулятора расхода; на фиг. 4 — сечение

А-А на фиг. 2.

Устройство для испытания полых изделий на прочность содержит нагревательную камеру 1 с испытуемым трубопроводом 2, который через трубопровод 3 и клапан 4 соединен с камерой 5 давления парогенератора, а через дополнительный клапан 6, трубопровод 7 и клапан 8 — с камерой 9 расхода парогенератора.

Внутри испытуемого трубопровода 2 установлен замкнутый патрубок 10 ромбоидной формы (балластное тело) с зазором а между патрубком 10 и стенкой испытуемого трубопровода 2. На поверхности испытуемого трубопровода 2 установлен датчик 11 температуры и датчик 12 давления пара, а внутри нагревательной камеры 1 — датчик 13 температуры.

Камера 5 давления парогенератора установлена внутри нагревательной камеры 14, а внутри камеры 5 давления установлены датчик 15 температуры и датчик 16 давления.

Внутри нагревательной камеры 14 между ее внутренней поверхностью и наружной»оверхностью камеры 5 давления установлен датчик 17 температуры.

Камера 9 расхода установлена внутри нагревательной камеры 18, а внутри камеры 9 расхода установлены датчик 19 температуры и датчики 20 и 21 давления.

Внутри нагревательной камеры 18 между ее внутренней поверхностью и наружной поверхностью камеры 9 расхода установлен датчик 22 температуры.

Трубопровод 23 с клапаном 24 с одной стороны соединен с выходом из испытуемого трубопровода 2, а с другой стороны — с входом в дополнительный регулятор расхода лара, выполненный в виде многовиткового спирального трубопровода 25, который размещен в полости нагревательной камеры 26 (фиг. 1).

10 !

Внутри нагревательной камеры 26 установлен датчик 27 температуры. Выход дополнительного регулятора расхода через клапан 28 и патрубок 29 соединен с накопительной емкостью 30, в которой установлены датчик 31 температуры и датчики 32 и 33 давления.

Накопительная емкость 30 установлена внутри нагревательной камеры 34, а между внутренней стенкой нагревательной камеры 34 и наружной поверхностью накопительной емкости 30 размещен датчик 35 температуры.

Выход из накопительной емкости 30 через трубопровод 36, клапан 37, дроссельную шайбу 38, трубопровод 39 соединен с камерой 5 давления парогенератора, а через трубопровод 40, клапан 41, дроссельную шайбу 42, трубопровод 43 — с камерой 9 расхода парогенератора.

Система автоматического регулирования при испытании полых изделий на прочность с использованием дополнительного регулятора расхода, выполненного в виде многовиткового спирального трубопровода (фиг. 1), включает первую логическую схему И 44, вход которой соединен с датчиком 16 давления. Вход второй логической схемы И 45 соединен с датчиком 15 температуры, а выход — с клапаном 4.

Входы третьей логической схемы И 46 соединены с датчиком 22 давления, с датчиком 32 давления, с выходом первой логической схемы И 44. Датчик 16 давления соединен с входом четвертой логической схемы И 47.

Входы пятой логической схемы И 48 соединены с датчиком 19 температуры и датчиком 20 давления.

Датчик 15 температуры и датчик 16 давления соединены с входами шестой логической схемы И 49.

Один вход первой логической схемы

HE 50 соединен с выходом третьей логической схемы И 46, а другой ее вход соединен с выходом второй логической схемы НЕ 51.

Вход второй логической схемы HE 51 соединен с датчиком 11 температуры. Выход третьей логической схемы НЕ 52 соединен с выходом четвертой логической схемы И 47, а выход третьей логической схемы НЕ 52— с входом третьей логической схемы И 46.

Один вход электронного регулятора 53 расхода пара соединен с задатчиком 54 расхода, а другой — с исполнительным механизмом 55.

Выход электронного регулятора 53 расхода соединен с входом исполнительного механизма 55.

Вход блока 56 задержки времени соединен с датчиком 21 давления, а выход — с входом четвертой логической схемы И 47.

Клапан 37 соединен с выходом первого генератора 57 частоты включения.!

295276

Выход второго генератора 58 частоты включения соединен с клапаном 41, а вход— с выходом пятой логической схемы И 48.

Один вход первого блокиратора 59 сигналов соединен с датчиком 20 давления, а другой — — с вторым входом второго блокиратора 60 сигналов и датчиком 33 давлен<<я.

Первый вход второго блокиратора 60 сигналов соединен с выходом шестой логической схемы И 49, а выход второго блокиратора 60 сигналов соединен с входом первого генератора 57 частоты включения.

Один вход коммутатора 6! сигналов ñoединен с выходом регулятора 62 температуры, а входы регулятора 62 температуры соединены с задатчиком 63 и датчиком 35 температуры.

Другой вход коммутатора 6 сигналов соединен с выходом четвертон ..:>гической схемы НЕ 64, а вход последней (<>cдинен с выходом третьей логической схемы HI= 52 и ". входом третьей логической сx(",:B! И 46>.

Первый вход седьмой логнч(.ской < хемы

И 65 соединен с первым входом второго блокиратора 60 сигналов и с выходом шестой логической схемы И 49. Второй Bx(!: седьмой логической схемы И 65 соединен с Bыходом первого блокиратор;.: 59 сигналов. Выход седьмой логической схемы И (>5 . оединен с входом второго ген< рат:>р: 58 частоты включения.

Устройство может .о.>.:рж;. гь зарядные камеры в виде однополяр :-.!x электродов 66, 67 и 68, 69. устзновленнь х соответственн;> в камере 5 давления и ка;и. ре 9 расхода парогенератора, а также:опол <ительного регулятора расхода, выполнен;,о<О при этом в виде м ногопластинчатого коллектора 70 с радиальными пластинами 71, входным патрубком 72, выходным патрубком 73 (фиг. 2 н 4).

Однополярные электроды 66 и 67 электрически соединены между собой, с корпусом 5 камеры давления и с плюсовым выводом блока 74 электропитания.

Нагревательная камера 14 вместе с установленной в ней камерой 5 давления парогенератора заключена в электрический экран 75,,ыполненный в виде «клетки Фарадея». Электрический экран 75 соединен с минусовым выводом блока 74 электропитания и заземлен.

Однополярные электроды 68 и 69 электрически соединены между собой, с корпусом камеры 9 расхода н с нлюсовь<м выводом блока 76 электропитания.

Нагревательная камера 18 вместе с установленной в ней камсрой 9 расхода парогенератора заключен,: в электрический экран 77, выполненнь<и:;: виде «клетки Фарадея». Электриче»кий экран 77 соединен с мину coBblM I

4(>

Многопластинчатый проходной коллектор 70 с радиальными пластинами 71 размещен в электромагнитной катушке 78.

Выходной патрубок 73 многопластинчатого коллектора 70 через патрубок 79 соединен с входом в клапан 28, а выход клапана 28 через трубопровод 29 i оединен с накопитсл ьной емкостью, Й1.

Внутри выходного патрубка 73 ус-ановлен датчик 80 ско. Ости .<ара.

Выход силового блока 8! включения соединен с входом б !0>;В 74 -лектропитания и с входом блока 6 э. ектропитания.

Один выход блока 82 автоматического управления соеди1<ен вход« г силового блока 81 включения, дру <>й выход — с блоком 83 программно о :1pBвления.

Вход электрон ри вода 84;оеди нен с Bhlходом блока 83,<роатомного управления.

Выход электропривода 84 механически соединен с входом задатчика 85.

Один вход регулятора 86 скорости пара соединен с Bblx(>;LQM задатчика 85 к >р»cT . пара, другой — датчиком 80 скорост пара. Выход магни ного усилите„я 8 <оединен с электромагнитной катушкой 78, а вход, р(гулятором 86 скорости пара.. «по.! .нтельный рег ля ор р;,схода и;.ра мож(п»ь> .ь выполнен в виде сосуда 88, разме I (нного внутри нагреватс:ьной камеры 89 с рсгулируемой темпсрат: рой.

; нуп ри сосуда 88 установлень: датчик 90 (мнературы, датчик 91 давления и цили><д ри н ский патрубок 92 с cTBHQBëå <ным в нем датчиком 93 скорости пара.

Датчик 93 скорости пара соединен с измерительным прибором 94 скорости .:ара.

Патрубки 95 и 96 соединяют сосуд 88 с клапанами 24 и 28.

Псрек.<ючатель 97 режимов работы соединен с входом восьмой логической,хемы

И 98, выход которой соединен с клапаном 24

Выход регулятора 99 давления пар, . с задатчиком 100 соединен с входом регулятора 101 температуры пара с задатчиком 1 .>2.

Вход регулятора 99 давления п.ра соединен с датчиком 91 давления, а вход регулятора 101 температуры соединен i датчиком 90 температуры Выход регуля-:ора

101 температуры соединен с на:.рева<ельной камерой 89.

Устройство с многовитковым с<.иральнь<|. трубопроводом 25 pa6orae(<лсдующим образом.

В исходном состоянии до;.>ачала работы в камеру 5 давления и камеру 9 р;;сх;да парогенератора вводят конде::сат в количестве, необходимом для поддержания заданных рабочих значений давления и температуры пара, а в пол, сть испытуемого трубопровода 2 конденса; вводят в коли честве, необходимом толь-,о для создания начального внутреннег» д;:вления а; а нрн нагреве трубопровода 2, при этом в на-.,1295276

Б пительной емкости 30 находится конденсат в необходимом количестве.

Перед началом работы клапаны 4, 8, 24, 28, 37 и 41 закрыты, дополнительный клапан 6 открыт на заданную величину расхода задатчиком 54 через электронный регулятор 53 расхода пара и исполнительный механизм 55.

Из холодной накопительной емкости 30 с датчиком 31 поступает сигнал (логическая единица) на первый вход третьей логической схемы И 46. Нагревательная камера 34 отключена, а нагревательные камеры 14 и 18 парогенератора, нагревательная камера 1 испытуемого трубопровода 2 и нагревательная камера 26 многовиткового спирального трубопровода 25 включены через типовые схемы регуляторов температуры (не показаны) и контролируются соответствующими датчиками 17, 22, 13 и 27 температуры.

В процессе нагрева при достижении заданной температуры пара в камере 5 давления парогенератора с датчиком !5 температуры поступает сигнал на первый вход второй логической схемы И 45 и на второй вход шестой логической схемы И 49.

При достижении заданной температуры пара в полости испытуемого трубопровода 2 с датчиком 11 температуры поступает сигнал на вход второй логической схемы 51 НЕ, последняя инвертирует и снимает на выходе сигнал (логический ноль) с первого входа первой логической схемы HF. 50, последняя инвертирует и выдает на выходе сигнал на второй вход второй логической схемы И 45.

В результате поступления двух входных сигналов вторая логическая схема И 45 формирует и выдает с выхода сигнал на открытие первого клапана 4, в результате чего камера 5 давления парогенератора через трубопровод 3 соединяется с испытуемым трубопроводом 2, и пар из камеры 5 давления парогенератора поступает в испытуемый трубопровод 2, прн этом в них происходит выравнивание давления пара до заданных значений, и с датчика 16 давления одновременно поступает сигнал на первый вход первой логической схемы И 44, на первый вход четвертой логической схемы И 47, на первый вход шестой логической схемы И 49.

В результате поступления двух входных сигналов на шестую схему И 49 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго блокиратора 60 сигналов и первый вход седьмой логической схемы И 65.

Г1ри достижении давления пара в испытуемом трубопроводе 2, равного давлению пара в камере 5 давления парогенератора, с датчика 12 давления поступает сигнал на второй вход первой логической схемы

И 44, последняя формирует и выдает сигнал на четвертый вход третьей логической схемы

И 46. Одновременно с нагревом камеры 5 давления происходит нагрев камеры 9 расхода парогенератора, при этом рабочее давление пара в камере 9 расхода должно быть выше, чем давление пара в камере 5 давления.

В процессе нагрева давление пара в камере 9 расхода постоянно растет, и как только достигает значения, равного значению давления пара в камере 5, с датчика 21 давления поступает сигнал на вход блока 56, который обеспечивает задержку времени

1О выходного сигнала до достижения заданного давления в камере 9 расхода.

В результате задержки времени блоком

56 с его выхода на втором входе четвертой логической схемы И 47 сигнал отсутствует, в результате отсутствует сигнал на выходе схемы И 47 и входе третьей логической схемы

НЕ 52, последняя инвертирует и выдает одновременно сигнал на третий вход третьей логической схемы И 46 и вход четвертой логической схемы НЕ 64, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с входа коммутатора 61 сигналов.

При достижении заданных значений температуры и рабочего давления пара в камере 9 расхода парогенератора с датчика 19 температуры поступает сигнал на второй

25 вход пятой логической схемы И 48, датчик 21 давления снимает сигнал на входе блока 56 задержки времени, а датчик 20 давления выдает сигнал на первый вход пятой логической схемы И 48. В результате поступления двух сигналов на входы пятой логической схемы И 48 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго генератора 58 часготы включения, в результате чего генератор 58 будет отключен на период присутствия данного сигнала.

Одновременно с датчика 20 давления поступает сигнал на второй вход первого блокиратора 59, который деблокируется, снимает с выхода сигнал на втором входе седьмой логической схемы И 65. Одновременно с датчика 20 давления поступает сигнал на второй

40 вход третьей логической схемы И 46.

В результате поступления четыре» входных сигналов на третью логическую схему

И 46, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на второй вход первой логической схемы НЕ 50, последняя инвертирует

45 и снимает с выхода сигнал на втором входе второй логической схемы И 45, последняя формирует и снимает на выходе сигнал с первого клапана 4, который закрывается и отсекает камеру 5 давления от испытуемого трубопровода 2. Одновременно с третьей

50 логической схемы И 46 поступает сигнал на открытие клапанов 8, 24 и 28 и последние открываются.

В результате открытия клапана 8 камеры 9 расхода парогенератора через трубопровод 7, открытый дополнительный клапан 6 трубопровода 3 соединяется с испытуемым трубопроводом 2, в результате открытия клапана 24 испытуемый трубопро1295276 вод 2 соединяется с многовитковым спиральным трубопроводом 25, а в результате открытия клапана 28 многовитковый спиральный трубопровод 25 соединяется с накопительной емкостью 30.

Пар, выходящий из камеры 9 давления, поступает в испытуемый трубопровод 2 в зазор а между стенкой трубопровода 2 и патр уб ко м 10.

Пар на входе в испытуемый трубопровод 2 плавно обтекает патрубок 10 и двигается в зазоре а с постоянной скоростью, соответствующей степени открытия дополнительного клапана 6.

Так как зазор а между патрубком 10 и стенкой испытуемого трубопровода 2 мал, движущийся в зазоре а пар воздействует непосредственно на стенку трубопровода 2.

Период воздействия кинетики пара на стенку испытуемого трубопровода 2 возрастает в результате выхода пара из испытуемого трубопровода 2 в многовитковый спиральный трубопровод 25, обеспечивающий увеличение длины пути движения пара на основе зависимости

S = v.t.

/ где S — путь движения пара;

v — скорость движения пара;

t — время.

При v = const и увеличении длины S пути время t воздействия пара на стенки испытуемого трубопровода возрастает.

Во избежание конденсации в многовитковом спиральном трубопроводе 25, в результате чего может происходить искажение скорости пара в полости испытуемого трубопровода 2, многовитковый спиральный трубопровод 25 выполнен обогреваемым с помощью нагревательной камеры 26, которая в момент пропуска пара через него включена.

В многовитковом спиральном трубопроводе 25 поддерживается заданная температура пара с помощью типовой схемы регулирования и контролируется датчиком 27 температуры.

Пар, выходящий из полости испытуемого трубопровода 2, через открытый клапан 24, многовитковой спиральный трубопровод 25 и открытый клапан 28 поступает в накопительную емкость 30, в которой находится

«холодный» конденсат с температурой и давлением ниже, чем температура и давление выхлопного пара, поэтому поступающий в накопительную емкость 30 пар смешивается с «холодным» конденсатом, охлаждается и конденсируется.

Процесс движения пара из камеры 9 расхода парогенератора в испытуемый трубопровод 2, в многовитковый спиральный трубопровод 25 и в накопительную емкость

30 продолжается до падения величины давления пара в камере 9, контролируемой датчиком 21 давления, равной величине давле5

55 ния пара в камере 5 парогенератора, контролируемой датчиком 16 давления.

При выходе парогенератора на равное давление в камерах 5 и 9 с датчика 21 давления поступает сигнал на вход блока 56 задержки времени, а датчик 20 давления снимает выходной сигнал второго входа первого блокиратора 59 сигналов с первого входа пятой логической схемы И 48, последняя формирует и снимает выходной сигнал с первого входа второго генератора 58 частоты включения. Одновременно датчик 20 давления снимает выходной сигнал с второго входа третьей логической схемы И 46, последняя формирует и снимает выходной сигнал с клапанов 8, 24 и 28, которые закрываются, при этом отсекается испытуемый трубопровод 2 от камеры 9 расхода и от многовиткового спирального трубопровода 25, а последний — от накопительной емкости 30.

Одновременно логическая схема И 46 снимает выходной сигнал с второго входа первой логической схемы HE 50, последняя инвертирует и выдает с выхода сигнал на второй вход второй логической схемы И 45.

При наличии сигнала от датчика 15 температуры в камере 5 давления на первом входе второй логической схемы И 45 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на открытие клапана 4, который открывается и соединяет испытуемый трубопровод 2 с камерой 5 давления парогенератора, в результате чего испытуемый трубопровод будет снова находиться под действием внутреннего давления пара.

По истечении времени задержки блок 56 формирует и выдает сигнал на второй вход четвертой логической схемы И 47. В результате присутствия двух сигналов на входах схема И 47 формирует и выдает с выхода сигнал на вход третьей логической схемы

НЕ 52, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с третьего входа третьей логической схемы И 46 и с входа четвертой логической схемы НЕ 64, последняя инвертирует и выдает с выхода сигнал на вход коммутатора 61 сигналов, который срабатывает и своим контактом замыкает цепь питания нагревательной камеры 34 с выходом регулятора 62 температуры, который обеспечивает автоматический нагрев камеры 34 до заданной температуры задатчиком 63, контролируемой датчиком 35 температуры.

В процессе нагрева при достижении давления пароводяной смеси в накопительной емкости 30 до величины, контролируемой датчиком 33 давления, датчик 32 давления снимает свой выходной сигнал с первого входа третьей логической схемы И 46, а датчик 33 давления выдает с выхода сигнал на второй вход второго блокиратора 60 сигналов и на первый вход первого блокиратора 59 сигналов, в результате чего блокираторы 59 и 60 сигналов блокируют выход129527

5р

9 ной сипгал и выдают с выхода: блокиратор 59 — сигнал на второй вход седьмой логической схемы И 65, блокиратор 60 сигнал на вход первого генератора 57 частоты включения, который с выхода через заданные интервалы времени генерирует сигналы на открытие и закрытие пятого клапана 37 для подпитки пароводяной смесью и возмещение потерь пара в камере 5 давления парогенератора.

При открытом клапане 37 накопительная !ð емкость 30 через трубопровод 36, открытый клапан 37 и дроссельную шайбу 38 соединяется с камерой 5 давления парогенератора, при этом пароводяная смесь в микроколичествах, ограниченных дроссельной шайбой 38, поступает из накопительной емкости 30 в камеру 5 давления парогенератора до тех пор, пока температура и давление в ней не достигнут заданных значений, причем давление пароводяной смеси в накопительной емкости 30 выше, чем в камерах 5 . и 9 парогенератора. Температура пароводяной смеси в накопительной емкости 30 контролируется датчиком 31 температуры.

Блокирование сигналов блокиратором 60 будет осуществляться только при отсутствии на его первом входе сигнала с выхода шес- 25 той логической схемы И 49 и одновременного отсутствия этого же сигнала на первом входе седьмой логической схемы И 65.

Отсутствие выходного сигнала с шестой логической схемы И 49 свидетельствует о несоответствии параметров пара в камере 5 давления парогенератора заданным значениям, в результате чего датчик !6 давления или датчик 15 температуры снимает выходные сигналы с входа логической схемы И 49.

При достижении заданных параметров пара в камере 5 давления парогенератора с датчика 15 температуры и датчика !6 давления поступают сигналы на соответствующие первый и второй вход шестой логической схемы И 49, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго 4р блокиратора 60 сигналов. Последний деблокируется и снимает выходной сигнал с входа первого генератора 57 частоты включения, который отключается, снимает сигнал с клапана 37 и последний закрывается, в результате чего прекращается поступление наро- 45 водяной смеси из накопительной емкости 30 в камеру 5 давления парогенератора.

Одновременно с выхода шестой логической схемы И 49 поступает сигнал на первый вход седьмой логической схемы И 65. В результате поступления двух сигналов на входы схемы И 65 последняя формирует и выдает с выхода сигнал на второй вход второго генератора 58 частоты включения. В результате отсутствия сигнала на его первом входе с выхода схемы И 48 включается генератор 58, который с выхода через заданные интервалы ьремени генерирует сигналы на открытие и закрытие четвертого клапана 41

6 !

О для подпитки пароводяной смесью и возмещения потерь пара в камере 9 расхода парогенератора.

При открытом клапане 41 накопительная емкость 30 через трубопровод 40, открытый клапан 41 и дроссельную шайбу 42 соединяется с камерой 9 расхода парогенератора, при этом пароводяная смесь высокого давления в микооколичествах, ограниченных дроссельной шайбой 42, поступает из накопительной емкости 30 в камеру 9 расхода парогенератора до тех пор, пока температура и давление в ней не достигнут заданных значений.

В процессе стабилизации параметров пара в камере 9 расхода парогенератора при достижении давления пара выше контролируемого датчиком 2! давления, последний снимает сигнал с входа блока 56 задержки вре.хенн, последний формирует и снимает выходной сигнал с второго входа четвертой логической схемы И 47, последняя формирует и Снимает выходной сигнал с входа третьей логической схемы HE 52, которая инвертирует и выдает с выхода сигнал на третий вход третьей логической схемы И 46 и одновременно выдает выходйой сигнал на вход четвертой логической схемы HE 64, последняя инвертирует и снимает выходной сигнал с входа коммутатора 6! <игналов, который отключается и своим контактом разрывает цепь питания нагревательной камеры 34 накопительной емкости 30 с выходом регулятора 62 температуры, в результате чего при отключенной нагревательной камере 34 накопительная емкость 30 охлаждается.

При достижении в камере 9 расхода давления пара, значение которого контролируе ся датчиком 20 давления, последний выдает с выхода сигнал на второй вход первого блокиратора 59, который деблокируется и снимает выходной сигнал с второго входа седьмой логической схемы 65 И, последняя формирует и снимает выходной сигнал с второго входа второго генератора 58 частоты включения, который отключается и закрывает клапан 41, в результате чего камера 9 расхода парогенератора отсекается от накопительной емкости 30.

Одновременно выходной сигнал с датчика 20 давления поступает на первый вход пятой логической схемы И 48 и с датчика 19 температуры поступает выходной сигнал на второй вход схемы И 48, последняя формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход второго генератора 58 частоты включения на отключение его до момента снятия последнего сигнала.

Одновременно с выхода датчика 20 давления поступает сигнал на второй вход третьей логической схемы И 46. По мере охлаждения теплосодержа щей среды в накопительной емкости 30 и падения давления !о значения, контролируемого датчиком 32

1295276

10

15 давления, с его выхода поступает сигнал на первый вход третьей логической схемы

И 46, после чего процесс испытаний повторяется в прежней последовательности, как изложено выше.

Благодаря наличию накопительной емкости 30 устройство работает по замкнутой тепловой схеме с безотходной технологией, при которой »е требуется вводить добавки конденсата.

В устройстве пар из камеры 5 давления и камеры 9 расхода проходит в полость испытуемого трубопровода 2, откуда поступает в термостатируемый многовитковый спиральный трубопровод 25, и из него — в накопительную емкость 30, в которой пар охлаждается, конденсируется, образуемая в нем пароводяная смесь вновь нагревается, доводится до заданного давления и по соединительным трубопроводам 36 и 40 вновь подается в камеры 5 и 9 парогенератора.

Устройство с магнитным многопластинчатым проходным коллектором работает следующим образом.

При открытых клапанах 24 и 28 молекулы пара, заряженные в камерах 5 и 9 парогенератора потенциалом одной полярности, проходя магнитный многопластинчатый коллектор 70, попадают в магнитное поле противоположной полярности, которое взаимодействует с заряженными молекулами на притяжение, при этом чем больше величина магнитного поля, создаваемого электромагнитной катушкой 78, тем больше сила торможения молекул пара за счет увеличения аутогезии заряженных молекул пара с противоположными зарядами магнитного поля.

Радиальные пластины 71 в результате разделения потока пара и увеличения площади поверхности соприкосновения потока заряженных молекул пара с пластинами, за счет увеличения адгезии молекул с пластинами усиливают эффект электромагнитного торможения. Изменение величины магнитного поля для изменения скорости пара в испытуемом трубопроводе 2 осуществляется с помощью блока 83 программного управления, который через заданные интервалы времени выдает сигнал на включение электропривода 84 задатчика 85. Электропривод 87 разворачивает задатчик 85 на угол поворота, соответствующий заданной величине силы электромагнитного торможения. В результате с задатчика 85 поступает сигнал на второй вход регулятора 86 скорости пара, который формирует и выдает с выхода сигнал через магнитный усилитель 87 на вход электромагнитной катушки 78, величина магнитного поля которой изменяется пропорционально заданной задатчиком 85 и контролируется через обратную связь датчиком 80 скорости пара, выходной сигнал с которого поступает на регулятор 86 скорости пара.

При движении пара во входной патрубок 72, представляющий собой диффузор, поток пара расширяется, прижимается к стенкам и пластинам 71 коллектора 70, проходит по коллектору вдоль пластин, поступает в выходной патрубок 73, имеющий цилиндрическое сечение, и через патрубок 79, клапан 28 — в накопительную емкость 30.

Отличие работы устройства с магнитным многопластинчатым проходным коллектором 70 заключается в способе удержания потока пара в состоянии движения.

Если в устройстве с многовитковым спиральным трубопроводом 25 состояние движения пара зависит от конечной длины, то в устройстве с магнитным коллектором 70 состояние движения пара зависит от степени торможения заряженных молекул пара в момент прохождения через многопластинчатый коллектор в электромагнитном поле.

Преимущество устройства по второму варианту по сравнению с устройством I10 первому варианту состоит в том, что при одинаковых объемах камер парогенератора и одинаковых значениях массы пара в камере расхода парогенератора, время движения пара в испытуемом трубопроводе при электрическом торможении заряженных молекул возрастает.

Устройство работает следук)щим образом.

В сосуде 88 с IloMQILLhlo регулятора 101 температуры нара, нагревательной камеры 89 температура и давление пара устанавливаются равными значению температуры и давлению пара в камере 9 расхода парогенератора, после чего с помощью переключателя 97 режимов работы открывается клапан 24 при закрытом клапане 28. При равенстве параметров пара в камере 9 расхода и в сосуде 88 движение пара в полость испытуемого трубоп ровода 2 отсутствует, при этом стенка трубопровода 2 не подвергается воздействию потока нара.

Для создания потока пара и его движения в испытуемом трубопроводе 2 в сосуде 88 снижается величина давления пара до значений ниже давления пара в камере 9 расхода парогенератора. Для этого задатчиком 100 устанавливается заданное уменьшенное значение давления пара, в результате чего регулятор 99 давления формирует и выдает с выхода сигнал на первый вход регулятора 101 температуры пара, последний в результате рассогласования сигналов входного и заданного задатчиком 102 формирует и выдает с выхода сигнал на уменьшение напряжения на нагревательной камере 89, в результате чего ток нагрузки в ней снижается и температура в нагревательной камере 89 уменьшается.

Одновременно снижается температура пара в сосуде 88, вследствие чего в нем происходит снижение давления пара. Снижение давления пара в сосуде 88 до заданного значения задатчп ком 1ОО регулятора

1295276

Формула изобретения!

01 через регулятор 99 происходит до тех пор, пока величина выходного сигнала с датчика 90 температуры пара, поступающего на третий вход регулятора 101, не становится равной величине сигнала, поступающего на первый вход регулятора 101.

При равенстве двух входных сигналов на регуляторе 101 изменение напряжения на нагревательной камере 89 сигналом с выхода регулятора 101 прекращается.

В результате снижения давления в сосуде 88, а следовательно, в результате созданного перепада давления в сосуде 88 и в камере 9 расхода парогенератора происходит движение пара в полости испытуемого трубопровода 2, при этом пар из камеры 9 расхода через испытуемый трубопровод, клапан 4, патрубок 95 поступает в сосуд 88 через второй цилиндрический патрубок 92, в, котором установлен датчик 93 скорости пара, с которого поступает сигнал на измерительный прибор 94 скорости пара, последний обеспечивает визуальный контроль движения пара. Движение пара в устройстве происходит до момента равенства давлений пара в камерах 5 и 9 парогенератора, при этом с выхода логической схемы И 46 поступает сигнал на второй вход восьмой логической схемы И 98, клапан 4 закрывается.

Отличие устройства с третьим вариантом исполнения дополнительного регулятора расхода от первого варианта заключается в способе удержания потока пара в состоянии движения.

Если в первом варианте состояние движения пара зависит от конечной длины многовиткового спирального трубопровода, то в третьем варианте состояние движения пара зависит от степени противодавления пароводяной смеси в сосуде с регулируемой температурой.

Преимущество третьего варианта устройства по сравнению с вторым вариантом заключается в том, что если в многопластинчатом проходном коллекторе пар при электрическом торможении движется при открытых клапанах на входе и выходе при сквозном проскоке части пара, то при нали10

40 чии сосуда с регулируемой температурой, в который пар поступает при открытом клапане на входе и закрытом клапане на выходе, сквозной проскок нара исключается и время движения пара в испытуемой трубе увеличивается.

1. Устройство для испытания полых изделий на прочность, содержащее нагревательную камеру для размегцения изделия, парогенератор, соединенные с ним трубопроводы с клапаном для подачи пара в изделие, трубопровод с клапаном для вывода пара из изделия, соединенную с ним и с парогенератором через клапаны накопительную емкость и систему автоматического регулирования, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности испытаний путем приближения условий испытаний к эксплуатационным, парогенератор выполнен двухкамерным, в котором камера давления установлена параллельно камере расхода, клапан установлен на трубопроводе для подачи пара, соединяющем камеру давления с изделием, а