ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

При создании, освоении производства и сертификации уплотнительных устройств, специальных и крупногабаритных манжет, резинометаллических уплотнителей, пневмогидроаккумуляторов с крупногабаритными эластичными разделителями сред, комплексов устьевого и противовыбросового оборудования с их многочисленными резинометаллическими плашками, универсальными уплотнителями и т.п., нефтепромысловых насосных агрегатов с резинометаллическими поршнями, специальных гидравлических испытаний объектов и для других целей требуется огромное количество пневмогидравлического стендово-испытательного оборудования с давлением на выходе 16-105 МПа разнообразных рабочих сред (минеральные масла, специальные гидрожидкости на водно-гликолевой основе, вода, нефть, сжатый воздух, газ, газовый конденсат, буровой и цементный растворы, абразивосодержащие и агрессивные жидкости) при температуре от -40°С до 100°С. В условиях индивидуального и мелкосерийного производства эту сложную научно-техническую проблему наиболее эффективно можно решать путем блочно-модульного построения стендов. Этим целям служат представленная на рисунке часть пневмогидравлических унифицированных модулей.

Модуль М1 (рис. а) - пневмоприводная станция на рабочее давление 25 МПа и производительность 5 л/мин. Гидравлическое давление в этой станции создается пневмоприводным насосом ПН. Необходимое давление рабочей жидкости на выходе из насоса достигается за счет коэффициента мультипликации К _М - соотношения эффективных площадей пневмопривода и насоса и давления в пневмосети (0,35-0,80 МПа, расчетное давление - 0,63 МПа). В системе питания пневмопривода предусмотрены: вентиль ВН, фильтр-влагоотделитель Ф, регулятор давления Р, манометр МН и другие элементы. С внешней гидросистемой насос связан через гидрораспределитель ГР с электромагнитным управлением. К достоинствам пневмоприводных насосов (по сравнению с электроприводными насосами) относятся: высокая приспособляемость к внешней нагрузке - по мере возрастания гидравлического давления насос уменьшает производительность и наоборот; при отсутствии расхода жидкости насос поддерживает заданное давление, пропорциональное давлению воздуха на входе, при этом насос не потребляет энергию. Пневмоприводные насосы отличаются простотой конструкции, незначительными габаритами и массой, экологичностью и безопасностью в работе.

Модуль М2 (рис. б) - пневмоприводная станция на рабочее давление 70 МПа и производительность 1 л/мин. Здесь при том же давлении воздуха в пневмоприводе - до 0,8 МПа - за счет высокого коэффициента мультипликации (пневмоприводы модулей М1 и М2 могут быть унифицированы между собой) достигается кратковременная работа пневмоприводного насоса ПН при давлении на выходе до 105 МПа. Такое давление превышает рабочее (номинальное) Р _Н=70 МПа в 1,5 раза и является пробным при гидравлических испытаниях на прочность. На выходе из модуля установлены два вентиля ВН1 и ВН2, с помощью которых пневмоприводной насос соединяется с гидросистемой или сбрасывается давление из гидросистемы.

Модуль М3 (рис. в) - гидропневматическая установка для получения сжатого воздуха давлением до 16 МПа. Источником сжатого воздуха является поршневой пневмогидроаккумулятор ПГА вместимостью 20 л, который также несет функции разделителя сред. Гидравлическая полость аккумулятора посредством вентилей ВН1 и ВН2 и размещенного между ними обратного клапана ОК соединена с насосом, например модуля М1. Пневматическая полость через систему вентилей ВН - ВН6 может сообщаться с компрессором К низкого давления и с испытываемыми уплотнениями. Под действием сжатого воздуха от компрессора поршень ПГА опускается вниз, при этом жидкость вытесняется в бак. После этого вентили ВН2 и ВН3 закрывают и отключают компрессор, а вентиль ВН1 открывают и включают источник гидравлического давления, который, нагнетая жидкость в ПГА, сжимает газ до требуемого давления. Открытием вентиля ВН4 аккумулятор соединяют с уплотнением, работающим на сжатом воздухе.

Модуль М4 (рис. г) - гидромультипликатор для создания сверхвысокого давления (до 105 МПа) абразивосодержащих и агрессивных флюидов. Мультипликатор содержит глухой стакан С, шток Ш и приводной гидроцилиндр Ц. Шток уплотняется пакетом специальных резинотканевых манжет М, предусмотрена возможность регулирования степени предварительного поджатия манжет. Рабочие среды в стакане и в цилиндре, как правило, различные. Коэффициент мультипликации между поршнем цилиндра и штоком К _М=5. Цилиндр соединяют, например, с модулем М1, создавая давление не ниже 21 МПа, в стакан заливают буровой раствор или иной рабочий флюид. За счет коэффициента К _М на манжеты М длительное время воздействует сверхвысокое давление.

Модули М5 и М6 (рис. д) - насосно-аккумуляторные станции выполнены по единой схеме, но с различными характеристиками. Гидронасос ГН приводится в действие от электродвигателя ЭД и через обратный клапан подает жидкость в ПГА или в блок ПГА (при закрытом входе в гидросистему), возможна одновременная подача жидкости в ПГА и в гидросистему. Настройка давления осуществляется электроконтактным манометром ЭКМ, который вместе с ЭД электрически связан с блоком автоматики БА (модуль М8). В модуле М5 предусмотрен шестерённый насос на давление 16 МПа, рабочая среда - индустриальное масло, вместимость ПГА - 20 л. В модуле М6 насос плунжерный на давление 25 МПа, рабочая среда - вода или спецжидкости, вместимость блока ПГА - 120 л. Модуль М7 (на рисунке не показан) включает лопастной насос на давление 6,3 МПа, его производительность - 18 л/мин. Разработаны также модули М8 - М10, которые относятся к средствам автоматики; применяются и другие устройства, не включенные в состав модулей.

На основе описанных модулей и известных элементов производится блочно-модульное построение гаммы пневмогидравлических, переналаживаемых адаптивных испытательных стендов на широкий диапазон давлений при различных рабочих средах.