Спосіб створення надлишкового тиску в трубопроводах і пристрій для його здійснення

Використання: в області гідравліки, зокрема, при проведенні випробувань трубопроводів або ємностей. Суть винаходу: в герметично закритий і заповнений рідиною трубопровід поміщають попередньо заповнену розширюється матеріалом еластичну, герметично закриту ємність, причому збільшення обсягу матеріалу в еластичною ємності забезпечують за рахунок незворотної хімічної реакції компонентів розширюється матеріалу. 2 с. п., 1 з. п. ф-ли, 1 табл., 2 мул.

Винахід відноситься до області гідравліки, переважно до проведення випробувань трубопроводів або ємностей для утримання рідини на герметичність і міцність.

Відомі способи створення внутрішнього надлишкового гідравлічного тиску в трубопроводах (1), які полягають в установці торцевих герметичних заглушок, заповнення трубопроводу водою з попередніми монтажем приладів для реєстрації тиску і арматури для його регулювання. Як пристрій для створення внутрішнього тиску використовуються гідравлічні насоси або пневматичні компресори. Силовими органами насосів або компресорів створюється надлишковий тиск води або повітря, яке передається в замкнутий об'єм рідини, що знаходиться в трубопроводі. Найбільш близьким до описуваного є спосіб створення надлишкового тиску в трубопроводах, що включає установку герметичних заглушок по торцях трубопроводу, монтаж приладів для реєстрації та видалення повітря з трубопроводу при заповненні його рідиною, розміщення еластичною ємності в замкнутому просторі трубопроводу, заповнення еластичною ємності розширюється матеріалом і герметичне закриття еластичною ємності (2). У зазначеній вище заявці описано також пристрій для створення надлишкового внутрішнього тиску, що містить трубопровід з герметичними торцовими заглушками, прилади реєстрації тиску, запірну арматуру і герметичну еластичну ємність, розміщену в трубопроводі і заповнену розширюється матеріалом. Недоліком відомих способів і пристроїв для його здійснення є велика трудомісткість робіт з гідравлічних випробувань, необхідність електроенергії для забезпечення роботи гідравлічного насоса або наявність компресорної станції для створення надлишкового тиску в трубопроводі. Крім того, необхідність підтримки надлишкового тиску в трубопроводі протягом заданого проміжку часу значно здорожує проведення гідравлічних випробувань трубопроводів або ємностей для зберігання рідин. Завданням винаходу є зниження трудомісткості і вартості проведення гідравлічних випробувань ємностей і трубопроводів за рахунок створення надлишкового тиску в трубопроводі. Зазначена задача досягається тим, що в способі створення внутрішнього надлишкового тиску в трубопроводах, що включає установку торцевих герметичних кришок в трубопроводі, монтаж приладів для реєстрації тиску і запірної арматури для його регулювання, заповнення водою відчуває ділянки труби і розміщення в трубопроводі еластичною ємності з розширюється матеріалом, спочатку еластичну ємність заповнюють розширюється матеріалом і герметизують, а потім одну або кілька ємностей автономно розміщують в замкнутому просторі трубо дроти. Зазначена задача також можливою завдяки тому, що в пристрої для створення надлишкового тиску, що містить трубопровід з герметичними торцовими заглушками, прилади реєстрації тиску, запірну арматуру і герметичну еластичну ємність, остання виконана з тонкої гуми, заповнена водним розчином невибухового руйнівного засобу (НРС-1), виконаного по ТУ 21-58-22-86 і після її герметизації автономно розміщена в обсязі трубопроводу. НРС-1 суміш речовин, хімічна реакція яких призводить до виникнення збільшення початкового об'єму суміші і створення механічної напруги без горіння і вибуху (2). Основним компонентом НРС-1 є окис кальцію. Її зміст досягає 60-90% від загальної маси НРС-1, решта відходи целюлозно-паперової промисловості до 100% Робоча суміш виготовлялася на воді, кількість якої становить 28-30% від маси НРС-1 (2). Робоча суміш заливалася в еластичну ємність, герметично закривалася і встановлювалася на дно випробовується трубопроводу, заповненого водою. В результаті реакції гідратації водний розчин НРС-1 розширюється, збільшуючись в обсязі. При цьому розширюється і герметична еластична оболонка і стискає навколишнє її рідина. Відповідно до закону Паскаля тиск передається однаково по всьому об'єму води, що знаходиться в трубопроводі або іншої ємності. При цьому встановлено, що збільшення обсягу еластичною ємності в результаті розширення НРС-1 впливає на створюване в замкнутому об'ємі рідини тиск. де V- збільшення в обсязі еластичною ємності, м3; P- надлишковий тиск, що виникає в замкнутому об'ємі рідини випробуваного трубопроводу, н / м2; коефіцієнт об'ємного стиснення рідини, що знаходиться в трубопроводі, 1 / Па; Vo обсяг рідини, що знаходиться в трубопроводі, м3; K коефіцієнт поглинання тиску еластичною оболонкою, який залежить від виду оболонки і визначається експериментально (K Початкового добового розширення НРС-1 досить для створення надлишкового тиску в замкнутому об'ємі рідини. Поступове дорасшіреніе НРС-1 дозволяє підтримувати надлишковий тиск протягом певного проміжку часу, що регламентує випробування . Порівняння заявлених технічних рішень з прототипом дозволило встановити відповідність їх критерію "новизна" і критерію "винахідницький рівень". На фіг. 1 схематично представлено пристрій, в якому реалізований описуваний спосіб створення внутрішнього надлишкового тиску, на фіг. 2 - еластична ємність з розширюється матеріалом. Пристрій для здійснення способу створення внутрішнього надлишкового тиску містить трубопровід 1 з герметичними торцевими заглушками 2, прилади 3 реєстрації тиску , запірну арматуру 4 і герметичну еластичну ємність 6, розміщену в трубопроводі 1 та заповнену розширюється матеріалом 7. Після заповнення розширюється матеріалом 7 еластична я ємність 6 герметично закривається за допомогою зав'язки 8. Пристрій працює наступним чином. Трубопровід 1 герметично закривається заглушками 2, які спираються на спеціальні опори. На трубопроводі 1 монтується запірна арматура 4 і вимірювальні прилади 3 (манометри). Трубопровід 1 повністю заповнюється водою 5. Наявність повітря в трубопроводі 1 виключається за рахунок його скидання за допомогою запірної арматури 4 (кран для подачі та скидання води). На дно трубопроводу 1 встановлюється еластична ємність 6, заповнена водним розчином НРС-1 (відношення води до маси НРС-1 становила 30%). Як еластичною ємності використовувалися кулі-зонди, що застосовуються в метеорології. В результаті реакції гідратації відбувається розширення водного розчину НРС-1 в герметичній ємності 6, через яку тиск передається навколишній рідині 5. Відповідно до закону Паскаля тиск передається по всьому об'єму води в усі сторони однаково. Тиск реєструється манометрами 3 і регулюється запірною арматурою 4. Результати перевірки даного способу на стенді при температурі води 20oС зведені в таблицю. Використання даного способу створення надлишкового тиску в замкнутому об'ємі рідини дозволяє різко знизити трудомісткість і вартість робіт з гідравлічних випробувань трубопроводів або ємностей для зберігання рідин в порівнянні з існуючими методами гідравлічних випробувань. Перевагою даного способу є можливість підтримки надлишкового тиску в замкнутих обсягах рідини протягом тривалого проміжку часу без додаткових витрат на цей процес. Використання куль-зондів, заповнених розширюється матеріалом, в якості пристроїв для створення тиску в замкнутих обсягах рідини спрощує ведення подібних робіт, так як в цьому випадку відсутні машини для створення тиску (гідравлічні насоси, компресори і т. П.).

формула винаходу

1. Спосіб створення надлишкового тиску в трубопроводах, що включає установку герметичних торцевих заглушок по торцях трубопроводу, монтаж приладів для реєстрації тиску і запірної арматури для його реєстрації і видалення повітря з трубопроводу при заповненні його рідиною, розміщення еластичною ємності в замкнутому просторі трубопроводу, заповнення еластичною ємності розширюється матеріалом і герметичне закриття еластичною ємності, що відрізняється тим, що еластичну ємність спочатку заповнюють розширюється матеріалом і герметизують затишок, а потім автономно розміщують в замкнутому просторі трубопроводу, при цьому збільшення обсягу матеріалу в еластичною ємності забезпечують за рахунок незворотної хімічної реакції компонентів розширюється матеріалу. 2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості розширюється матеріалу, що знаходиться в еластичною оболонці, використаний водний розчин НРС-1, а надлишковий тиск, що розвивається в замкнутому об'ємі рідини, визначається за формулою де P надлишковий тиск, що виникає в замкнутому об'ємі рідини, заповненої розширюється матеріалом, н / м2; коефіцієнт об'ємного стиснення рідини, що знаходиться в трубопроводі, 1 / Па;
DV збільшення в обсязі еластичною ємності, заповненої розширюється матеріалом, м3;
Vо об'єм рідини, що знаходиться в трубопроводі, м3;
До коефіцієнт поглинання тиску еластичною оболонкою (К

МАЛЮНКИ

, малюнок 2 , малюнок 3