ES2683089B1

ES2683089B1 - Dispositivo para ensayo de componentes sometidos a alta presion en una maquina de traccion-compresion

Info

Publication number: ES2683089B1
Application number: ES201730409A
Authority: ES
Inventors: Segura Isidoro Iván Cuesta; Calderón Jesús Manuel Alegre; Poza Ricardo Villalba; Juez Daniel Ballorca
Original assignee: Universidad de Burgos
Current assignee: Universidad de Burgos
Priority date: 2017-03-23
Filing date: 2017-03-23
Publication date: 2019-07-05
Anticipated expiration: 2037-03-23
Also published as: ES2683089A1

Description

DISPOSITIVO PARA ENSAYO DE COMPONENTES SOMETIDOS A ALTA PRESIÓN

EN UNA MÁQUINA DE TRACCIÓN-COMPRESIÓN

DESCRIPCIÓN

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se engloba en el campo de los componentes de equipos sometidos a alta presión, en concreto los sometidos a una alta presión generada por un intensificador de presión.

INDICACIÓN DEL ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR DE LA INVENCIÓN

El inventor conoce de la existencia de equipos que trabajan con fluidos a alta presión, incluso a muy alta presión, llamándose a veces ultra alta presión, considerándose normalmente como tal la presión a partir de 1.000 bares.

Los componentes para equipos que trabajan a alta presión, como intensificadores o conducciones, están sometidos a esfuerzos extremadamente exigentes que le transmiten los fluidos que albergan, tanto de manera estática, normalmente a compresión, como cíclica, según ciclos de fatiga. Habitualmente, la mayoría de estos componentes únicamente pasan pruebas estáticas de presión para su validación, en la que la presión se eleva hasta 1.5 veces la presión de trabajo.

El inventor desconoce que anteriormente se hayan definido ensayos normalizados a fatiga que tengan que superar estos componentes, con lo que queda claro la necesidad de poder tener alguna manera de poder diseñar dichos componentes para sufrir tales esfuerzos y que aguanten durante su vida de servicio.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es un dispositivo para ensayo de componentes sometidos a alta presión en una máquina de tracción-compresión que permita evaluar la integridad tanto a esfuerzos estáticos como a fatiga de dichos componentes, siendo el dispositivo acoplable a cualquier máquina de tracción-compresión. El problema técnico a resolver es configurar el dispositivo para alcanzar el objeto citado.

Con alta presión se quiere dar a entender la habitual en intensificadores de presión, denominándose también como muy alta presión o ultra alta presión, considerándose normalmente como tal la presión a partir de 1.000 bares.

Con máquina de tracción-compresión se quiere referir a las máquinas de ensayo estándar o universales conocidas desde hace tiempo para tal efecto que constan de dos platos opuestos con sus correspondientes mordazas, dispuesto uno por encima del otro en orientación vertical, siendo uno de ellos el que se mueve en movimiento alternativo vertical, como las del fabricante Instron® entre otros.

A la vista de lo anteriormente enunciado, la presente invención se refiere a un dispositivo para ensayo de componentes sometidos a alta presión en una máquina de tracción-compresión, que comprende un intensificador de presión de los conocidos, el cual comprende un cilindro por cuyo interior discurre un vástago, en un primer extremo del cilindro se dispone una primera brida atravesada por el vástago, a continuación de un segundo extremo del cilindro se dispone una válvula con un pasaje interior que comunica con una cámara creada entre el extremo del vástago y el interior del cilindro, en el segundo extremo del cilindro y la válvula se dispone una segunda brida, una tercera brida alberga el extremo libre del vástago; la máquina de tracción-compresión comprende dos mordazas, una inferior y una superior. En resumen, tal y como se conoce en el estado de la técnica, el dispositivo comprende un intensificador de presión de simple efecto y también comprende la máquina de tracción-compresión con sus habituales mordazas.

Caracteriza al dispositivo el que comprende unos primeros medios de sujeción que se fijan por una parte a la tercera brida y por otra parte se fijan a una de las mordazas de manera que dicha mordaza puede imprimir su movimiento al vástago a través de la tercera brida y los primeros medios de sujeción, el dispositivo comprende un tubo portante que alberga en su interior el intensificador de presión , el dispositivo comprende unos segundos medios de sujeción dispuestos en el extremo del tubo portante opuesto a los primeros medios de sujeción y se fijan a la otra mordaza. El dispositivo así expuesto se dispone entre las mordazas de la máquina de traccióncompresión, con posibilidad de orientarse de las dos maneras posibles según lo que elija el usuario y la configuración de la máquina, es decir, con el vástago hacia la mordaza superior, o con el vástago hacia la mordaza inferior como se expone aquí en la realización de la invención.

También caracteriza al dispositivo el que comprende un tubo probeta dispuesto a continuación de la válvula de manera que el pasaje de la misma desemboca en el interior de dicho tubo probeta, con lo que un fluido dispuesto en la cámara puede ser comprimido mediante el movimiento del vástago en el interior del tubo probeta. Es dicho tubo probeta el que hace las veces de componente sometido a alta presión, por lo tanto tendrá las características en cuanto a material y dimensiones, tanto reales como escaladas, correspondientes al componente real del cual se quiera conocer mediante el ensayo sus valores de esfuerzos tanto estáticos como a fatiga.

En la manera de proceder con el dispositivo es conveniente que antes de comprimir el fluido se extraiga todo el aire de la cámara. Para ello lo más habitual es disponer una llave o similar, no representada en la figura de la realización de la invención, que permita alternar entre un suministro de vacío y un suministro del fluido. Así, con la llave en posición de suministro de vacío se extrae el aire de la cámara, posteriormente la llave pasa a posición de suministro de fluido y se introduce fluido en la cámara, con la cámara llena de fluido se transmite movimiento al vástago para llevar a cabo los ensayos pretendidos.

Una ventaja de la invención en consonancia con el objeto de la misma es que permite verificar y validar de manera rápida y sencilla nuevos componentes sometidos a alta presión, pudiendo conocer los esfuerzos máximos que soportan y sus correspondientes vidas a fatiga, con lo que es también posible realizar un mantenimiento preventivo de los equipos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Se complementa la presente memoria descriptiva, con un juego de figuras, ilustrativas del ejemplo preferente, y nunca limitativas de la invención.

La figura 1 representa una vista de una sección longitudinal del dispositivo.

EXPOSICIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

A continuación se expone la realización preferida de la invención con apoyo en la figura.

En la figura 1 se muestra un dispositivo para ensayo de componentes sometidos a alta presión en una máquina de tracción-compresión, de la cual sólo se representan las mordazas (2,3) por facilidad de representación. El dispositivo comprende un intensificador de presión (1), representado dentro de un cuadrado de línea de punto y raya, que comprende un cilindro (1.1) por cuyo interior discurre un vástago (1.2), en un primer extremo (1.3) del cilindro (1.1) se dispone una primera brida (1.4) atravesada por el vástago (1.2), a continuación de un segundo extremo (1.5) del cilindro (1.1) se dispone una válvula (1.6) con un pasaje (1.61) interior que comunica con una cámara (1.11) creada entre el extremo del vástago (1.2) y el interior del cilindro (1.1), en el segundo extremo (1.5) del cilindro (1.1) y la válvula (1.6) se dispone una segunda brida (1.7), una tercera brida (1.8) alberga el extremo libre del vástago (1.2).

La máquina de tracción-compresión comprende dos mordazas, una inferior (2) y una superior (3), como es habitual y se observa en la figura 1.

El dispositivo comprende unos primeros medios de sujeción (4) que se fijan por una parte a la tercera brida (1.8) y por otra parte se fijan a una de las mordazas (2), en la realización de la figura 1 es la mordaza inferior aunque igualmente podría ser la superior, de manera que dicha mordaza (2) puede imprimir su movimiento al vástago (1.2) a través de la tercera brida (1.8) y los primeros medios de sujeción (4).

El dispositivo comprende un tubo portante (5) que alberga en su interior el intensificador de presión (1), una opción como la representada en la figura 1 es que el exterior de la primera (1.4) y segunda (1.7) bridas se ajuste al interior del tubo portante (5), de esta manera se aprovechan dichas bridas para conseguir un ajuste sólido y sencillo.

El dispositivo comprende unos segundos medios de sujeción (6) dispuestos en el extremo del tubo portante (5) opuesto a los primeros medios de sujeción (4) y se fijan a la otra mordaza (3), en la realización de la figura 1 es la mordaza superior aunque igualmente podría ser la inferior.

El dispositivo comprende un tubo probeta (7) dispuesto a continuación de la válvula (1.6) de manera que el pasaje (1.61) de la misma desemboca en el interior de dicho tubo probeta (7), con lo que un fluido dispuesto en la cámara (1.11) puede ser comprimido mediante el movimiento del vástago (1.2) en el interior del tubo probeta (7).

Opcionalmente, dentro de esta misma realización, el tubo probeta (7) está configurado para estar cerrado por uno de sus extremos, bien mediante su propia configuración, como un tubo de ensayo, o bien mediante un tapón (7.1), como se representa en la figura 1. Ambas configuraciones tienen sus ventajas, si su propia configuración es cerrada su fabricación aunque más compleja evita fugas, mientras que cuando lleva un tapón (7.1) la fabricación es más sencilla, sin embargo, hay que asegurarse que no hay fugas entre el tapón (7.1) y el tubo probeta (7). Por otra parte, aunque no representado una manera de unir el tubo probeta (7) a la válvula (1.6) es mediante una rosca cónica, estando el macho en el tubo probeta (7).

También, aunque no representado, el mismo tubo probeta (7) puede estar provisto de una camisa de agua que le permite tener una refrigeración cuando el ensayo, normalmente ciclos de fatiga de cierta duración, se extiende en el tiempo de tal manera que eleva la temperatura del fluido por encima de un valor predeterminado. Dentro de esta misma realización, opcionalmente, la misma camisa de agua u otra similar se puede extender a parte o la totalidad del intensificador de presión (1) con el mismo fin que el mencionado de mantener el fluido dentro un rango temperatura óptimo para la validación del ensayo.

Otra opción, dentro de esta misma realización, es que los primeros medios de sujeción (4) comprendan una cuarta brida (4.1) atravesada por un primer tornillo (4.2) el cual se inserta en una primera cuña (4.3) que se alberga en el correspondiente alojamiento de una de las mordazas (2), como se representa en la figura 1.

Otra opción, dentro de esta misma realización, es que los segundos medios de sujeción (6) comprenden una quinta brida (6.1) dispuesta en el extremo libre del tubo portante (5) opuesto al extremo por donde sale el vástago (1.2), un segundo tornillo (6.2) que atraviesa la quinta brida (6.1) y que se inserta en una segunda cuña (6.3) que se alberga en el correspondiente alojamiento de una de las mordazas (3), como se representa en la figura 1.

Otra opción, dentro de esta misma realización, representada en la figura 1 es que cuando los primeros medios de sujeción (4) se fijan a la mordaza inferior (2) y los segundos medios de sujeción (6) se fijan a la mordaza superior (3), es decir en la orientación en la que el vástago (1.2) está hacia la mordaza inferior (2), el dispositivo comprende una vasija (8) dispuesta apoyada en la tercera brida (1.8) para recogida de cualquier fluido vertido del dispositivo.

Por sencillez de representación en las bridas (1.4,1.7,1.8,4.1,6.1) se han omitido los tornillos o bulones que las atraviesan.

Claims

REIVINDICACIONES

1. -Dispositivo para ensayo de componentes sometidos a alta presión en una máquina de tracción-compresión, que cuenta con al menos un intensificador de presión (1) que tiene al menos un cilindro (1.1) por cuyo interior discurre un vástago (1.2), en un primer extremo (1.3) del cilindro (1.1) se dispone una primera brida (1.4) atravesada por el vástago (1.2), a continuación de un segundo extremo (1.5) del cilindro (1.1) se dispone una válvula (1.6) con un pasaje (1.61) interior que comunica con una cámara (1.11) creada entre el extremo del vástago (1.2) y el interior del cilindro (1.1), en el segundo extremo (1.5) del cilindro (1.1) y la válvula (1.6) se dispone una segunda brida (1.7), una tercera brida (1.8) alberga el extremo libre del vástago (1.2); la máquina de tracción-compresión cuenta con dos mordazas, una inferior (2) y una superior (3), caracterizado por que el dispositivo tiene unos primeros medios de sujeción (4) que se fijan por una parte a la tercera brida (1.8) y por otra parte se fijan a una de las mordazas (2) de manera que dicha mordaza (2) puede imprimir su movimiento al vástago (1.2) a través de la tercera brida (1.8) y los primeros medios de sujeción (4), el dispositivo tiene al menos un tubo portante (5) que alberga en su interior el intensificador de presión (1), el dispositivo tiene unos segundos medios de sujeción (6) dispuestos en el extremo del tubo portante (5) opuesto a los primeros medios de sujeción (4) y se fijan a la otra mordaza (3), el dispositivo tiene al menos un tubo probeta (7) dispuesto a continuación de la válvula (1.6) de manera que el pasaje (1.61) de la misma desemboca en el interior de dicho tubo probeta (7), con lo que un fluido dispuesto en la cámara (1.11) puede ser comprimido mediante el movimiento del vástago (1.2) en el interior del tubo probeta (7).

2. -Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que el exterior de la primera (1.4) y segunda (1.7) bridas se ajusta al interior del tubo portante (5).

3. -Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que el tubo probeta (7) está configurado para estar cerrado por uno de sus extremos, bien mediante su propia configuración o bien mediante un tapón (7.1).

4. -Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que los primeros medios de sujeción (4) tienen una cuarta brida (4.1) atravesada por un primer tomillo (4.2) el cual se inserta en una primera cuña (4.3) que se alberga en el correspondiente alojamiento de una de las mordazas (2).

5. -Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que los segundos medios de sujeción (6) tienen una quinta brida (6.1) dispuesta en el extremo libre del tubo portante (5) opuesto al extremo por donde sale el vástago (1.2), un segundo tornillo (6.2) que atraviesa la quinta brida (6.1) y que se inserta en una segunda cuña (6.3) que se alberga en el correspondiente alojamiento de una de las mordazas (3).

6. -Dispositivo según la reivindicación 1 caracterizado por que, cuando los primeros medios de sujeción (4) se fijan a la mordaza inferior (2) y los segundos medios de sujeción (6) se fijan a la mordaza superior (3), el dispositivo tiene una vasija (8) dispuesta apoyada en la tercera brida (1.8) para recogida de cualquier fluido vertido del dispositivo.