Машини для гідравлічного випробування трубопроводів
Для гідравлічного випробування магістральних трубопроводів застосовуються спеціальні машини: наповнюючі та опресовуючі агрегати. Наповнюючи агрегати служать для швидкого закачування води в дільницю трубопроводу, яка випробовується, опресовуючі – для підйому тиску в заповненому водою трубопроводі до величини,що забезпечує випробування на міцність. Існують також наповнюючо – опресувальні агрегати, які проводять обидві операції. Принципова конструктивна схема наповнюючих і опресовуючих агрегатів однакова. Основними їх вузлами є двигун внутрішнього згорання і насос, які разом з іншим додатковим обладнанням монтуються на загальній рамі. Загальна рама, в свою чергу, встановлюється і закріплюється на причіпному візку, тракторі або шассі автомобіля. Істотним недоліком агрегатів, що монтуються на базі тракторів, є їх низька мобільність. На великі віддалі такі агрегати можна перевозити тільки на трейлерах або залізничних платформах. Застосування автомобільної бази наповнюючих і опресувальних агрегатів, підвищуючи мобільність, одночасно погіршує їх техніко-експлуатаційні та економічні показники.
При розміщенні агрегатів на берегах водоймищ необхідно додатково виконати значний об’єм земляних робіт для підготовки під’їздів площадок, щоб автомобіль міг близько підійти до води. Тому базою автомобілів рекомендується застосовувати жорстку раму на санному ходу або причіпний візок на пневмоходу, обладнану дишлом з поворотним механізмом передніх коліс і гальмами-стояночними і ходовими.
Двигун, насос і все додаткове обладнання монтуються на додатковій рами, встановленій на візку, завдяки чому при необхідності можна зняти раму та обладнання з візка і перевозити її в кузові автомобіля або трактора, а також по залізничній дорозі на платформах.
Наповнюючі агрегати повинні забезпечувати високі швидкості наповнювання водою трубопроводу, тому на них встановлюють насоси центробіжного типу, що мають велику подачу при низькому тиску. Опресувальні агрегати повинні забезпечувати високі тиски при малій продуктивності, бо трубопровід уже заповнений водою. На опресувальних агрегатах встановлюються насоси поршневого (плунжерного) типу.
Наповнюючий агрегат складається із двигуна 1, муфти зчеплення 2 і центробіжного насоса 4. Між муфтою зчеплення і центробіжним насосом при необхідності встановлюється редуктор або коробка передач 3 (рис. 1). Центробіжний насос багатосекційного типу складається із п’яти нагнітальних секцій, всмоктувальної і нагнітальної покришок, з’єднаних між собою стяжними шпильками. Всередині секцій і покришок встановлений в підшипниках ротор насоса, який складається із валу і закріплених на ньому робочих коліс і розвантажувального диска. Підшипники обладнані бабітовими вкладками.
Рис.1. Схема наповнюючого агрегату
Для управління валу насоса в покришках встановлені підтискні сальники з набивкою із хлопчатопаперового шнура з жировим насиченням. Кожна секція направляючого апарату складається із кільця і диска з лопатками, які служать для направлення потоку води і перетворення кінетичної енергії робочих коліс в енергію тиску.
Для заповнення насосу водою перед запуском на агрегаті передбачена спеціальна система. Так як при обертанні незаповненого насосу в ньому не утворюється достатнього вакууму для підсмоктування в насос води, такий вакуум одержують з використанням випускних газів двигуна, яких пропускають через сопло інжектора 6, камера якого з’єднана з порожниною насоса. Для заповнення насоса водою на трубу, яка з’єднує його внутрішню порожнину з камерою ежектора відкривають, а випускну трубу закривають засувкою. Таким чином, випускні гази, спрямовані в ежектор, пролітають з великою швидкістю через його сопло і створюють в камері ежектора та у внутрішній порожнині насоса розрідження, достатнє для заповнення його водою.
Опресувальні агрегати відрізняються від наповнюючих тим, що на них встановлений поршневий (плунжерний) насос замість центробіжного (рис.2). Це двопоршневий горизонтальний насос подвійної дії. Його привідна частина розміщена в корпусі-станині і включає привідний горизонтальний вал, що знаходиться в зачепленні з бронзовим вінцем черв’ячного колеса. Воно виконане спільно з корінним двоколінним валом.
Рис. 2. Схема поршневого насосу.
Черв’ячний вал встановлений за допомогою двох радіальних роликопідшипників і двох упорних шарикопідшипників в нижній частині станини, яка одночасно виконує функцію мастильної ванни.
Корінний вал опирається на два сферичні роликопідшипники і встановлені в станині таким чином, що черв’ячне колесо має вертикальне положення. Виникаючі при роботі передачі осьові навантаження сприймаються упорними шарикопідшипниками.
Кожне колесо корінного валу представляє собою ексцентрично розташовані по відношенню до його осі шийки, зсунуті одна відносно іншої на 90?. На шийки одягнуті великі головки шатунів з запресованими в них роликопідшипниками. З’ємність шатунів забезпечується тим, що шийки оснащені з’ємними вкладками, що кріпляться до корінного валу болтами.
Шатуни з’єднані малими головками з повзунами пальців голчастих підшипників. Повзуни мають чавунні накладки і переміщуються по горизонтальних циліндричних направляючих. Кожен повзун з’єднаний штоками з поршнем, що переміщається у втулці, розташованій всередині клапанної коробки. Втулки разом з поршнями є змінним обладнанням. В компекті насоса передбачені втулки чотирьох діаметрів: 90, 100, 115 і 127 мм. З їх перестановкою міняється продуктивність і тиск насоса.
У верхній частині клапанної коробки встановлені чотири всмоктуючі і чотири нагнітальні клапани (по два на кожен циліндр). Їх конструкція та розміри однакові. Клапани протискаються циліндричними пружинами, які упираються у верхні кришки клапанної коробки. Відкриття і закриття їх здійснюється тиском води. Коробка кріпиться до станини болтами.
