стенд для испытания уплотнительных узлов на криогенных жидкостях

Формула изобретения

Стенд для испытания уплотнительных узлов на криогенных жидкостях, включающий испытуемый объект с дренажной полостью, источник газа высокого давления, расходную и приемную емкости, трубопроводный тракт, агрегаты автоматики, средства управления и измерения параметров рабочей среды, образующие баллонную систему прокачки рабочей среды через испытуемый объект, отличающийся тем, что стенд дополнительно снабжен устройством для экспресс-контроля утечек криогенной жидкости через дренажную полость испытуемого объекта, выполненным в виде эжектора, эжектирующая полость которого сообщена с регулируемым источником газа высокого давления, в качестве которого использована рабочая среда в газообразной фазе, а эжектируемая полость сообщена с дренажной полостью испытуемого объекта, причем на входе в эжектирующую полость и на выходе из эжектора установлены газовые расходомеры.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидравлического машиностроения и может быть использовано в стендах для испытания уплотнительных узлов на криогенных жидкостях.

Из анализа уровня техники известны стенды для испытания уплотнительных узлов (см., например, Bollina Eurico, Macchi Ennio. Risultati dell"indagine sperimentale su di una tenuta meccanica per alta velocita. "Riv. mecc.", 1978, 29, N 659 a, 73 - 80, 61).

Наиболее близким по существенным признакам и технической сущности (прототипом изобретения) к заявляемому является испытательный стенд (см.: Г. А. Голубев, Г.М.Кукин, "Проектирование стендов для испытаний гидравлических машин", "Вестник машиностроения", 1373, N 11, с. 30-33), включающий испытуемый объект с дренажной полостью, источник газа высокого давления, расходно-приемные емкости, трубопроводный тракт, агрегаты автоматики, средства управления и измерения параметров рабочей среды, образующие баллонную систему прокачки рабочей среды через испытуемый объект.

Данный стенд не обеспечивает возможности контроля утечек в процессе испытания уплотнительных узлов, работающих в среде криогенных жидкостей, вследствие наличия газожидкостной фазы рабочей среды с неизвестным процентным соотношением газа и жидкости в дренажной полости испытуемого объекта и несовершенства средств измерения для двухфазных сред.

Технической задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка конструкции испытательного стенда, позволяющего устранить указанные выше недостатки.

Технический результат от использования предлагаемого решения состоит в расширении функциональных возможностей стенда, заключающихся в обеспечении экспресс-контроля утечек криогенной жидкости через дренажную полость испытуемого объекта в процессе испытания путем газификации утечки рабочей среды, измерения расхода эжектирующего газа и газа на выходе из эжектора, а также оперативного сравнения этих расходов средствами измерения.

Средство достижения указанного технического результата состоит в том, что известное устройство, включающее испытуемый объект с дренажной полостью, источник газа высокого давления, расходную и приемную емкости, трубопроводный тракт, агрегаты автоматики, средства управления и измерения параметров рабочей среды, образующие баллонную систему прокачки рабочей среды через испытуемый объект, дополнительно снабжено устройством для экспресс-контроля утечек криогенной жидкости через дренажную полость испытуемого объекта, выполненным в виде эжектора, эжектирующая полость которого сообщена с регулируемым источником газа высокого давления, в качестве которого использована рабочая среда в газообразной фазе, а эжектируемая полость сообщена с дренажной полостью испытуемого объекта, причем на входе в эжектирующую полость и на выходе из эжектора установлены газовые расходомеры.

Доказательство достижения технического результата будет рассмотрено ниже.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фиг. 1, где изображен стенд для испытания уплотнительных узлов на криогенных жидкостях, и фиг. 2 - устройство для экспресс-контроля утечек криогенной жидкости через дренажную полость испытуемого объекта.

Баллонная система прокачки рабочей среды через испытуемый объект 1, состоящая из источника газа высокого давления 2, расходной 3 и приемной 4 емкостей, трубопроводного тракта 5, агрегатов автоматики 6 со средствами управления (на фиг. 1 не показаны) и средств измерения 7 параметров рабочей среды, дополнительно снабжена устройством (см. фиг. 2) для экспресс-контроля утечек криогенной жидкости через дренажную полость 8 испытуемого объекта 1. Устройство выполнено в виде эжектора 9, эжектирующая полость 10 которого сообщена с источником газа высокого давления 2 трубопроводом 11. В качестве газа высокого давления используется рабочая среда в газообразной фазе, расход которой регулируется с помощью редуктора 12 и измеряется расходомером 13, установленным в трубопроводе 11. Эжектируемая полость 14 сообщена с дренажной полостью 8 испытуемого объекта 1, т.е. с зоной утечки рабочей среды, находящейся в газожидкостной фазе, трубопроводом 15. В камере смешения 16 эжектора 9 происходит смешивание обоих потоков, эжектирующего (от источника газа высокого давления 2) и эжектируемого (из дренажной полости 8). За камерой смешения 16 расположен отводящий трубопровод 17 с газовым расходомером 18 для замера суммарного расхода эжектирующей и эжектируемой сред.

Работает устройство следующим образом.

Утечка в виде газожидкостной фазы криогенного вещества из дренажной полости 8 испытуемого объекта 1 направляется в эжектор 9, в котором происходит смешение двух потоков: газа от источника высокого давления 2 и утечки в газожидкостной фазе из полости 8. Расход газа от источника высокого давления 2 подбирается предварительно по своим параметрам (температура, давление) таким образом, чтобы энергии эжектирующего газа было достаточно для полной газификации рабочей среды - утечки внутри эректора 9 в камере смешения 16. В результате на выходе из эжектора 9 имеет место рабочая среда в газообразном состоянии. Величина утечки через уплотнение определяется как разность показаний расходомера 18 на выходе из эжектора 9 и расходомера 13 на входе в эжектор 9, причем эта операция может быть автоматизирована известными средствами измерения, например, коммутация двух сигналов с выводом на показывающий прибор).

Предложенное техническое решение позволяет производить экспресс-контроль величины утечки при испытаниях уплотнительных узлов на криогенных жидкостях в течение всего хода испытаний, а применение в качестве эжектирующего вещества газообразной фазы криогенной среды (утечки) исключает трудности градуировки расходомера 18 по смеси разнородных газов и упрощает анализ результатов.