RU2621779C1 - Барокамера - Google Patents
Барокамера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2621779C1 RU2621779C1 RU2016125820A RU2016125820A RU2621779C1 RU 2621779 C1 RU2621779 C1 RU 2621779C1 RU 2016125820 A RU2016125820 A RU 2016125820A RU 2016125820 A RU2016125820 A RU 2016125820A RU 2621779 C1 RU2621779 C1 RU 2621779C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure chamber
- shell
- housing
- cavity
- power frame
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
- G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure
- G01N3/12—Pressure testing
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний элементов глубоководной техники при давлениях, соответствующих предельным глубинам Мирового океана – более 100 МПа. Заявлена барокамера, содержащая корпус, крышку с уплотнительными элементами, средства подвода-отвода рабочего тела, а также средства измерения и контроля давления в полости корпуса. Корпус выполнен в виде обечайки, снабженной ребрами жесткости, которые с натягом установлены на внешней поверхности обечайки, в ее поперечной плоскости. Причем торцы обечайки снабжены крышками, выполненными в виде пластин с цилиндрическими выступами, сечение которых соответствует сечению обечайки. При этом цилиндрические выступы установлены в полости обечайки с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса и снабжены уплотнительными элементами. Корпус барокамеры установлен в полости замкнутой силовой рамы с образованием между ними зазора, для чего замкнутая силовая рама установлена в продольной плоскости корпуса барокамеры, а ее полость образована сквозным отверстием, размер которого превышает размер корпуса вдоль его продольной оси. Торцевые грани сквозного отверстия имеют округлую форму, а в зазоре между пластинами крышек и торцевыми гранями сквозного отверстия замкнутой силовой рамы установлены, с обеспечением плотного контактирования с обращенными к ним поверхностями, опорные элементы. Технический результат - повышение прочности корпуса барокамеры за счет перераспределения напряжений в его стенках, снижение массогабаритных характеристик и снижение трудоемкости изготовления барокамеры. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для испытаний элементов глубоководной техники при давлениях, соответствующих предельным глубинам Мирового океана – более 100 МПа.
Известна барокамера для испытаний глубоководной техники, содержащая цилиндрический корпус, торцевую крышку с уплотнительными элементами и запирающими средствами, средства подвода-отвода рабочего тела, а также средства изменения и контроля давления в полости корпуса (http://incseatech.ru/index.php/novoe-v-morskoj-tekhnike/135-barokamera-dlya-ispytanij-glubokovodnoj-tekhniki.html).
Недостатком данного технического решения является выполнение запирающих средств в виде шпилек, расположенных по периметру сопряженных фланцев торцевой крышки и цилиндрического корпуса, что обуславливает повышенную трудоемкость эксплуатации из-за необходимости при каждом испытании закручивать большое количество гаек с требованием равномерной затяжки с последующей их отдачей.
В качестве ближайшего аналога принята барокамера, содержащая цилиндрический корпус, торцевую крышку с уплотнительными элементами, средства подвода-отвода рабочего тела, а также средства изменения и контроля давления в полости корпуса (см. Г.Хаукс, «Подводная техника». - Ленинград, Судостроение, 1979, стр.25-26).
Недостатком ближайшего аналога являются значительные массогабаритные характеристики корпуса из-за необходимости обеспечения его прочности при действии радиальных и окружных напряжений в стенках, обусловленных давлением на их внутреннюю поверхность, а также усилия, возникающего вдоль продольной оси барокамеры (продольные напряжения) под действием давления на внутренние торцевые поверхности крышек. Следствием этого является необходимость увеличения толщины стенок корпуса и торцевой крышки, что также ведет к повышению трудоемкости изготовления барокамеры.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является разработка прочной, простой в изготовлении барокамеры с низкими массогабаритными характеристиками.
Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении прочности корпуса барокамеры за счет перераспределения действующих на него усилий, снижении массогабаритных характеристик и снижении трудоемкости изготовления барокамеры.
Поставленная задача решается тем, что в барокамере, содержащей корпус, крышку с уплотнительными элементами, средства подвода-отвода рабочего тела, а также средства измерения и контроля давления в полости корпуса, корпус выполнен в виде обечайки, снабженной ребрами жесткости, которые с натягом установлены на внешней поверхности обечайки, в ее поперечной плоскости, причем торцы обечайки снабжены крышками, выполненными в виде пластин с цилиндрическими выступами, сечение которых соответствует сечению обечайки, при этом цилиндрические выступы установлены в полости обечайки с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса и снабжены уплотнительными элементами, кроме того, корпус барокамеры установлен в полости замкнутой силовой рамы с образованием между ними зазора, для чего замкнутая силовая рама установлена в продольной плоскости корпуса барокамеры, а ее полость образована сквозным отверстием, размер которого превышает размер корпуса вдоль его продольной оси, при этом торцевые грани сквозного отверстия имеют округлую форму, кроме того, в зазоре между пластинами крышек и торцевыми гранями сквозного отверстия замкнутой силовой рамы установлены, с обеспечением плотного контактирования с обращенными к ним поверхностями, опорные элементы.
Кроме того, замкнутая силовая рама набрана из пластин.
Кроме того, боковые грани сквозного отверстия выполнены прямолинейными.
Кроме того, ребра жесткости выполнены в форме дисков одинакового диаметра со сквозными отверстиями.
Кроме того, ребра жесткости выполнены в форме дисков различного диаметра со сквозными отверстиями.
Кроме того, ребра жесткости равномерно установлены по длине обечайки.
Кроме того, ребра жесткости различного диаметра установлены с их чередованием по длине обечайки.
Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».
При этом отличительные признаки формулы изобретения решают следующие функциональные задачи.
Признаки «корпус выполнен в виде обечайки, снабженной… ребрами жесткости, которые с натягом установлены на внешней поверхности обечайки, в ее поперечной плоскости» повышают прочность обечайки при действии радиальных и окружных напряжений, обусловленных давлением на внутреннюю поверхность обечайки.
Признаки «обечайка снабжена… ребрами жесткости», а также зависимых пунктов формулы с третьего по шестой обеспечивают возможность подбора размеров и размещения ребер жесткости по длине обечайки в зависимости от толщины и диаметра обечайки и рабочего давления в ее полости.
Признаки «торцы обечайки снабжены крышками, выполненными в виде пластин с цилиндрическими выступами, сечение которых соответствует сечению обечайки, при этом цилиндрические выступы установлены в полости обечайки с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса» исключают возникновение в стенках обечайки продольных напряжений под действием давления на торцевые поверхности цилиндрических выступов.
Признак «цилиндрические выступы… снабжены уплотнительными элементами» обеспечивает герметичность обечайки.
Признаки «корпус барокамеры установлен в полости замкнутой силовой рамы с образованием между ними зазора, для чего замкнутая силовая рама установлена в продольной плоскости корпуса барокамеры, а ее полость образована сквозным отверстием, размер которого превышает размер корпуса вдоль его продольной оси, кроме того, в зазоре между пластинами крышек и торцевыми гранями сквозного отверстия замкнутой силовой рамы установлены опорные элементы» обеспечивают передачу усилия, возникающего вдоль продольной оси корпуса под действием давления на торцевые поверхности цилиндрических выступов, через опорные элементы на замкнутую силовую раму.
В результате продольное усилие воспринимается боковыми частями замкнутой силовой рамы, работающими на растяжение.
Признаки «торцевые грани сквозного отверстия имеют округлую форму» и «опорные элементы установлены… с обеспечением контактирования с обращенными к ним поверхностями» обеспечивают увеличение площади контактирования и более равномерную передачу продольного усилия.
Признаки первого и второго зависимых пунктов формулы обеспечивают низкую трудоемкость изготовления замкнутой силовой рамы.
На чертеже изображен общий вид барокамеры с ребрами жесткости различного диаметра.
На чертеже показаны корпус в виде обечайки 1, снабженной ребрами жесткости меньшего 2 и большего диаметра 3, крышки в виде пластин 4 с цилиндрическими выступами 5, снабженными уплотнительными элементами 6, средства подвода-отвода рабочего тела 7, средства измерения и контроля давления 8, продольная ось 9 корпуса, замкнутая силовая рама 10, сквозное отверстие 11 замкнутой силовой рамы 10 и его торцевые 12 и боковые 13 грани, опорные элементы 14.
Корпус выполнен в виде обечайки 1, снабженной ребрами жесткости меньшего 2 и большего диаметра 3, изготовленными в форме дисков со сквозными отверстиями. Ребра жесткости 2 и 3 установлены с натягом на внешней поверхности обечайки 1, в ее поперечной плоскости, с их чередованием по длине обечайки. При этом ребра жесткости 2 и 3 могут иметь как монолитную, так и съемную конструкцию.
Торцы обечайки 1 снабжены крышками, выполненными в виде пластин 4 с цилиндрическими выступами 5, сечение которых соответствует сечению обечайки 1. При этом к одной из крышек подключены средства подвода-отвода рабочего тела 7 и средства измерения и контроля давления 8.
Цилиндрические выступы 5 снабжены уплотнительными элементами 6 и установлены в полости обечайки 1 с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса 9.
Замкнутая силовая рама 10 установлена в продольной плоскости корпуса барокамеры и ее полость образована сквозным отверстием 11, размер которого превышает размер корпуса вдоль его продольной оси 9, при этом торцевые грани 12 сквозного отверстия 11 имеют округлую форму, а боковые грани 13 выполнены прямолинейными.
Корпус барокамеры установлен внутри сквозного отверстия 11 замкнутой силовой рамы 10 с образованием между ними зазора, при этом в зазоре между пластинами крышек 4 и торцевыми гранями 12 сквозного отверстия 11 замкнутой силовой рамы 10 установлены, с обеспечением плотного контактирования с обращенными к ним поверхностями, опорные элементы 14.
Заявляемое устройство работает следующим образом.
На предварительном этапе на внешней поверхности обечайки 1 устанавливают ребра жесткости 2 и 3. Для этого монолитные ребра жесткости напрессовывают в нагретом состоянии на этапе изготовлении корпуса барокамеры, а съемные ребра жесткости с натягом установливают на внешней поверхности обечайки, в ее поперечной плоскости.
Количество, соотношение диаметров и толщин, а также порядок чередования ребер жесткости 2 и 3 различного диаметра зависят от максимальной величины рабочего давления в камере, от соотношения толщины стенки и диаметра обечайки 1, прочностных характеристик материала и определяется расчетом.
Испытываемый элемент (на чертеже не показан) устанавливают в полости обечайки 1, по ее торцам располагают крышки, при этом цилиндрические выступы 5 полностью размещены в полости обечайки 1.
Далее устанавливают замкнутую силовую раму 10, в ее сквозном отверстии 11 располагают корпус барокамеры с образованием зазора, а в зазоре между пластинами крышек 4 и торцевыми гранями 12 сквозного отверстия 11 замкнутой силовой рамы 10 размещают опорные элементы 14.
После этого проводят испытания, для этого в полость обечайки 1 с помощью средств подвода-отвода 7 подают рабочее тело, в качестве которого используют масло или воду, и создают необходимое давление с помощью средств измерения и контроля давления 8.
В процессе испытаний усилие, возникающее вдоль продольной оси 9 корпуса, обусловленное давлением на торцевые поверхности цилиндрических выступов 5, передается через опорные элементы 14 на замкнутую силовую раму 10 и воспринимается ее боковыми частями, работающими на растяжение.
Свободное перемещение цилиндрических выступов 5 крышек вдоль продольной оси 9 корпуса исключает возникновение продольных напряжений в стенках обечайки 1.
При этом ребра жесткости 2 и 3 обеспечивают прочность обечайки 1 при действии радиальных и окружных напряжений, обусловленных давлением на ее внутреннюю поверхность.
По окончании испытаний сбрасывают давление в полости обечайки 1, убирают опорные элементы 14, достают корпус из сквозного отверстия 11 замкнутой силовой рамы 10, из полости обечайки 1 удаляют с помощью средств подвода-отвода 7 рабочее тело, открывают крышки и извлекают испытываемый элемент. Далее процесс повторяется.
При отсутствии усилия, возникающего вдоль продольной оси 9 корпуса, обечайка 1 может быть выполнена тонкостенной, т.к. в этом случае она используется только для обеспечения герметичности и прочность корпуса при действии радиальных и окружных напряжений обеспечивается посредством ребер жесткости 2 и 3.
При определенном соотношении толщины стенок и диаметра обечайки 1 и расстояния между ребрами жесткости большего диаметра 3 ребра жесткости меньшего диаметра 2 могут вообще отсутствовать.
При этом необходимо обеспечить несмещаемость ребер жесткости большего диаметра 3, установленных с зазорами вдоль продольной оси 9 корпуса.
В этом случае ребра жесткости меньшего диаметра 2 могут быть изготовлены из малопрочного материала (например, из полимера) и минимального наружного диаметра, если будут играть роль только распорных колец для обеспечения несмещаемости несущих ребер большего диаметра 3.
Изготовление наиболее металлоемких элементов барокамеры (обечайки и замкнутой силовой рамы) из листового проката упрощает технологию ее изготовления, которая легко реализуется в условиях судостроительного или судоремонтного предприятия.
Claims (7)
1. Барокамера, содержащая корпус, крышку с уплотнительными элементами, средства подвода-отвода рабочего тела, а также средства измерения и контроля давления в полости корпуса, отличающаяся тем, что корпус выполнен в виде обечайки, снабженной ребрами жесткости, которые с натягом установлены на внешней поверхности обечайки, в ее поперечной плоскости, причем торцы обечайки снабжены крышками, выполненными в виде пластин с цилиндрическими выступами, сечение которых соответствует сечению обечайки, при этом цилиндрические выступы установлены в полости обечайки с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса и снабжены уплотнительными элементами, кроме того, корпус барокамеры установлен в полости замкнутой силовой рамы с образованием между ними зазора, для чего замкнутая силовая рама установлена в продольной плоскости корпуса барокамеры, а ее полость образована сквозным отверстием, размер которого превышает размер корпуса вдоль его продольной оси, при этом торцевые грани сквозного отверстия имеют округлую форму, кроме того, в зазоре между пластинами крышек и торцевыми гранями сквозного отверстия замкнутой силовой рамы установлены, с обеспечением плотного контактирования с обращенными к ним поверхностями, опорные элементы.
2. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что замкнутая силовая рама набрана из пластин.
3. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что боковые грани сквозного отверстия выполнены прямолинейными.
4. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что ребра жесткости выполнены в форме дисков одинакового диаметра со сквозными отверстиями.
5. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что ребра жесткости выполнены в форме дисков различного диаметра со сквозными отверстиями.
6. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что ребра жесткости равномерно установлены по длине обечайки.
7. Барокамера по п.1, отличающаяся тем, что ребра жесткости различного диаметра установлены с их чередованием по длине обечайки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125820A RU2621779C1 (ru) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Барокамера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016125820A RU2621779C1 (ru) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Барокамера |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2621779C1 true RU2621779C1 (ru) | 2017-06-07 |
Family
ID=59032184
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016125820A RU2621779C1 (ru) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | Барокамера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2621779C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2242739C2 (ru) * | 2003-01-21 | 2004-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления |
CN101975698A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-02-16 | 浙江大学 | 一种模拟深海高压环境的试验容器 |
CN103616292A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-05 | 成都欧迅海洋工程装备科技有限公司 | 深水模拟高压舱 |
CN103926099A (zh) * | 2013-04-26 | 2014-07-16 | 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 | 深海超高压环境模拟与检测装置 |
CN104043489A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-17 | 中国海洋石油总公司 | 立式深水环境模拟测试装置 |
-
2016
- 2016-06-29 RU RU2016125820A patent/RU2621779C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2242739C2 (ru) * | 2003-01-21 | 2004-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тюменский государственный нефтегазовый университет | Способ испытания оболочек и устройство для его осуществления |
CN101975698A (zh) * | 2010-10-28 | 2011-02-16 | 浙江大学 | 一种模拟深海高压环境的试验容器 |
CN103926099A (zh) * | 2013-04-26 | 2014-07-16 | 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 | 深海超高压环境模拟与检测装置 |
CN103616292A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-03-05 | 成都欧迅海洋工程装备科技有限公司 | 深水模拟高压舱 |
CN104043489A (zh) * | 2014-06-19 | 2014-09-17 | 中国海洋石油总公司 | 立式深水环境模拟测试装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11478888B2 (en) | Clamping mechanism for hydraulic work support | |
JP5409787B2 (ja) | 均一な内圧をチューブに加える試験機 | |
RU2621779C1 (ru) | Барокамера | |
RU166136U1 (ru) | Барокамера | |
EP2757291B1 (en) | Gasket and sealing structure | |
RU166139U1 (ru) | Корпус барокамеры | |
KR100855895B1 (ko) | 케이블 통로, 파이프 관통구용 슬리브 | |
CN105473876A (zh) | 螺栓紧固结构及使用螺栓紧固结构的涡轮机 | |
KR102357245B1 (ko) | 인서트 절반부 및 두 개의 상기 인서트 절반부를 포함하는 인서트 블록 | |
CN103394983B (zh) | 用于超大口径光学加工的静压支撑装置 | |
RU2334144C1 (ru) | Узел уплотнения | |
RU157048U1 (ru) | Силовой элемент | |
TW201641179A (zh) | 形成管體之方法,彎曲之管體及其使用 | |
US7997892B2 (en) | Moulding device and method of generating a cast of an inner surface of a tubular member | |
RU2345343C1 (ru) | Устройство для испытания элементов трубопроводов внутренним давлением | |
ITVR20110171A1 (it) | Molla a fluido | |
RU2560149C1 (ru) | Устройство для испытания грунтов на трехосное сжатие | |
RU173788U1 (ru) | Заглушка фланца | |
CN105043692A (zh) | 一种框架式毛坯铸件型腔压力检测装置 | |
JP2011133323A (ja) | 圧力漏れ検出方法及び圧力漏れ検出装置 | |
JP2021505884A5 (ru) | ||
US20030026867A1 (en) | Device for automatically producing an opening or cavity in the side of a ceramic product during molding in a mould | |
RU196454U1 (ru) | Заглушка для укупоривания патрубков большого диаметра | |
RU182832U1 (ru) | Быстросъемная крышка для трубопроводов и аппаратов, работающих под давлением | |
KR101376746B1 (ko) | 쉬링크 디스크 테스트 장치 |