Способ заполнения полости изделия смесью пробного газа при контроле герметичности изделий
Использование: изобретение относится к технике приготовления газовых смесей, преимущественно для контроля герметичности изделий, и может быть использовано в машиностроении, химической промышленности и т.п. Повышается точность дозирования концентрации смеси при изменяющихся параметрах смешиваемых компонентов перед дроссельными элементами . Сущность: способ заключается в том, что изменение проходного сечения дросселей осуществляют дискретно, с шагом, обеспечивающим заданную точность приготовления смеси, в процессе заполнения полости изделия, определяют параметры газового потока перед дроссельными элементами , затем, по известным градуировочным характеристикам определяют значения расхода компонентов смеси, соответствующие проходным сечениям дискретных положений дроссельных элементов, рассчитывают отношения расходов и, по их отношениям выбирают значения проходных сечений дроссельных элементов, удовлетворяющие заданной концентрации с требуемой точностью и скорости превышения давления в полости изделия по суммарному расходу компонентов смеси. 1 ил.
СО)ОЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .
РЕСПУБЛИК
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР Г .-".;,", ч . ч " т р, * * -м аа .
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 (21) 4821531/26 (22) 12,02.90 (46) 23.08,92. Бюл. М 31 (71) Омский научно-исследовательский институт технологии машиностроения (72) А.Н. Гончаров (56) Авторское свидетельство СССР
М 615377, кл. G 01 M 3/32, 1975, Авторское свидетельство СССР
М 1272137, кл, G 01 M 3/04, 1985. (54) СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ПОЛОСТИ ИЗДЕЛИЯ СМЕСЬЮ ПРОБНОГО ГАЗА ПРИ
КОНТРОЛЕ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ (57) Использование: изобретение относится к технике приготовления газовых смесей, преимущественно для контроля герметичности изделий, и может быть использовано в ма ши йостроении, химической и рамышленности и т.п. Повышается точность дозирования концентрации смеси при
Изобретение относится к технике пригото ления газовых смесей, преимущественна для контроля герметичности изделий, и может быть использована в машиностроении, химической промышленности и т.п, Известен способ заполнения полости иэделия смесью пробного газа при контроле . герметичности изделий, заключающийся в попеременной подаче компонентов смеси через соответствующие драссельные sneменты, и емкости, соединенные со смесителем и заполняемым объемом.
Недостатком известного способа является большая зависимость концентрации от
„„Я2ÄÄ 1756788 А1
- давлений на входе в дроссельные элемен. ты, и от объемов технологических емкостей (кантрольнога газа, смесителя и т.n.), чта ведет к необходимости обеспечения высокой точности измерения давлений в технологических объемах, процесс также прерывается во времени, Известен способ приготовления и заправки изделия газовой смесью при контроле герметичности, заключающимся в заправке компонентов газовой смеси не посредственна в процессе контроля герметичности путем последовательной подачи доз пробного газа в полость изделия к кан1756788 55 тропиоуемым зонам иэ условия получения заданной концентрации контрольной смеси в изделии после подачи последней дозы. Способ имеет недостаточную точность приготовления смеси газов, которая зависит от точности измерения парциальных давлений компонентов смеси в процессе заполнения изделия, а неравномерная концентрация в процессе заполнения изделия усложняет контроль суммарной негерметичности, особенно при заправке крупногабаритных емкостей сложной конфигурации. Процесс имеет перерывы во времени, что удлиняет цикл. Цель изобретения — повышение точности доэирования концентрации смеси при изменяющихся параметрах смешиваемых компонентов перед дроссельными элементами, расширение диапазона регулирования, упрощение и обеспечение воэможности автоматизации процесса заправки полости изделия смесью пробного газа с заданной концентрацией и изменением концентрации во времени. Поставленная цель достигается тем, что в способе заполнения полости изделия смесью пробного газа при контроле герметичности изделий, заключающемся в попеременной подаче доз компонентов смеси в полость изделия, величину которых задают из условия получения заданной концентрации смеси в изделии по измеренным величинам давлений в каждый очередной интервал времени, дополнительно измеряют температуры компонентов газовой смеси перед смешением и в полости изделия, в каждый очередной интервал времени подают дозы с откорректированным соотношением обьемов компонентов в них, определяют фактическую концентрацию смеси по соотношению фактических обьемов компонентов, поданных в полость изделия, а последующие дозы формируют и подают с учетом отклонения фактичес.кой концентрации от заданного значения. На чертеже изображена принципиальная схема установки для приготовления и заправки в полость изделия смеси пробного газа для контроля герметичности иэделия, ll р и м е р. Производится контроль герметичности полости "Иэделия" на герметичность. Газы подаются в изделие через соответствующие дроссельные элементы: рабочий газ через дроссель Д1, пробный газ через дроссель Д2. Смешение газов производится в смесителе С. Контроль параметров (давление, температуры) газов осуществляется преобразователями: (Р1), (Р2) (РИ) — давление рабочего пробного газов и газовой с леси в изделии (Т1), (Т2), (ТИ) 5 20 — температуры газов: рабочего, пробного и газовой смеси в изделии, Регулирование расходов газов в процессе заполнения изделия осуществляется дросселями Д1 и Д2. Дроссели выбирают дискретного типа, т.е. имеющие пошаговый принцип изменения площади поперечного сечения. Количество шагов изменения площади поперечного сечения дросселей и дискретность шага, т.е. величину приращения площади поперечного сечения эа 1 шаг выбирают исходя из требуемой точности регулирования расходов компонентов смеси. Дроссель Д1 (рабочего газа) имеет I дискретных положений (1,2„„,l); дроссель Д2 (пробного газа) имеет! дискретных положений (1,2„„,!). По принятому технологическому процессу требуется заправить полость изделия (объем V = 101ЛЗ) газовой смесью до давления P (ИСП) = 10 Mila с концентрацией пробного газа (гелия) 15%, с точностью + 4%, при этом скорость повышения давления в полости изделия не должна превышать (DP/DT)<=0,2 МПа/мин,, Способ осуществляют следующим образом: Дроссели предварительно градуируют с помощью образцовых расходомерных устройств при различных значениях параметров давления и температуры газов перед ними, например, в каждом дискретном положении I u J. Градуировочные характеристики получают в виде математических зависимостей, например: Q(1,1) = А(1,1)+В(1,1)Р+С(1,1)T; Q(1,2) = А(1,2)+В(1,2) Р+С(1,2)т; Q(1,1) = A(1, 1)+В(1,1) Р+С(1, 1)т; Q(2,1) = А(2,1)+В(2,1) Р+С(2,1)Т; Q(2,2) = А(2,2)+В(2,2) Р+С(2,2)Т; а(гл) = А(г,!)+в(г,л) Р+с(г,л)т. Их используют для управления процессом заполнения емкости изделия газовой смесью. При этом, давление газов перед дросселями поддерживают из условия обеспечения сверхкритического режима истечеПо измеренным в процессе заполнения параметрам газов на входе в изделие определяют возможные значения расходов газов Q(1,1) и Q(2,J) через соответствующие дроссели Д1 и Д23 для каждого (!-того, J- òîãî) дискретных значений площадей поперечных сечений F(1,1) и Г(гЛ), соответственно Рассчитывают соответствующие им значения концентраций газовых смесей по 1756788 смешиваются в смесителе С и поступают в "изделие" с заданной концентрацией (соотношением расходов) и скоростью наполнения изделия не превышающей заданную, 5 Выбор положений дроссельных элементов осуществляют с учетом соответствия отклонения концентрации смеси в данный интервал времени в противоположную сторону от отклонения суммарной концентра10 ции смеси :" С(СУМ) = 0(1СУМ)/0(2СУМ) . (7) определенного по соотношениям фактических значений количеств компонентов сме(2) си, заправленных в изделие, суммируемых в 15 каждый отдельный N-ый интервал времени Т, соответствующий положениям дроссельных элементов: 0(1СУМ) = СУММА jQ(1 — L)* T(N)); С(1,1) = Q(2,1)/0(1,1); С(1,2) = Q(2,1)/0(1,2); С(2,2) = Q(2,2)/Q(1,2); C(J,1) = 0(2,J)/0(1,1) (8) отношениям расходов (объемов доз) и выбирают из них значения, удовлетворяющйе заданной концентрации (15%) с заданной точность (+ 4%) по формулам: С(1,1) = Q(2,1)/0(1,1); С(2,1) = 0(2,2)/0(1,1); С(1,1) = 0(2,1)/0(1,1); где С(1,1)„,(CJ,1) — концентрации смесей, получаемых при сочетании дросселей в дискретных положениях с открытыми сечениями F(1,1); F(1,2); F(2,J) и F(1,1), соответственно. Выбирают из совокупности значений, рассчитанных по (2), значения концентрации, удовлетворяющих требованию заданной точности, например; C(1) = C(5,7); С(2) = С(9 12)... C(K) =- C(J — M,Н ) (3) где К вЂ” количество концентраций, удовлетворяющих требовани м заданной точности; L,M — числа, указывающие положение дросселей (отсчитываемые) от J и!; Для выбранных (K) значений концентраций определяют суммарные расходы компонентов смеси: 0(CVM) = (Q(1,1) Q(2,J)); (4) Для каждого (К-того) значения концентрации C(K) выбирают такое сочетание дросселей, которое обеспечивает наибольшее значение суммарного расхода 0(сум)МАХ = =(0(1,1 — Lj+Q(2 " M)) не превышающее предельный расход из условия обеспечения скорости нарастания давления в изделии, В данном примере предельный расход может быть определен из выражения Q(CYM)MAX = (0(1,1-L)+Q(2 J — М))<=(0(МАХ)) = = V*(DP/DT) = 2M3/МИН (5) Для выбранного соотношения расходов выбирают соответствующие значения дросселей с соответствующими значениями площадей ДЛЯ ДРОССЕЛЯ Д1: F1=F(1,1 — L); (6) ДЛЯ ДРОССЕЛЯ 112: F2=F(2,J -M); Включают дроссели в дискретные положения (6). выбранные по условиям 1-5, при этом рабочий газ истекает через дроссель Д1 с расходом Q(1,1-L). а пробный гаэ— через дроссель Д2 с расколом Q(2,J-M), 20 0(2СУМ) = СУММА (Q(J — М)* T(N)), где " T(N) — интервал времени, в течение которого дроссели находятся в выбранном положении (Н ) и (J — M), Выбор положений с учетом суммарной 25 погрешности позволяет в значительной мере повысить точность приготовления смеси, соответственно снижается необходимость увеличения количества дискретных положений драссельных элементов, а это в значи30 тельной мере упрощает задачу заправки крупногабаритных емкостей газовой :смесью, Применение данного способа позволяет повысить точность дозирования за счет 35 применения дискретных дросселей регулирования с шагом регулирования, меньшим, чем заданная точность, расширить диапазон регулирования за счет того, что количество заданных значений концентраций 40 определяется числом сочетаний дискретных положений дросселей, а также создавать смеси с переменной во времени концентрацией, упростить способ за счет того, что одновременно с регулированием расхода 45 газа (компонента смеси) осуществляется контроль заданного значения расхода косвенно по параметрам газового потока перед дроссельными элементами, определяемым в технологическом процессе, обеспечить возможность 50 автоматизации процесса, сократить время переходного процесса при" H3MGHcHMH параметров смешиваемых компонентов, а следовательно, и время заполнения изделия, Формула изобретения 55 Способ заполнения полости изделия смесью пробного газа при контроле герметичности изделий, включающий попеременную подачу доз компонентов смеси газов в полость изделия, величину которых задают из условия получения заданной концентра1756788 ции смеси в изделии по измеренным величинам давлений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности дозирования, расширения диапазона регулирования за счет автоматизации процесса заправки полости изделия смесью пробного газа с заданной концентрацией и изменением концентрацией во времени, дополнительно измеряют температуры компонентов газовой смеси перед смешением и в полости Составитель А. Прусковцов Техред М,Моргентал Корректор М, Максимишинец Редактор Н. Гунько -,. 1 Заказ 3084 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул;Гагарина, 101 (sag ГАЗ I 1 I Y X I I 1 = ИлФлие .1 изделия, в каждый очередной интервал времени подают дозы с откорректирован ным соотношением объемов компонентов в них; определяют фактическую концент5 рацию смеси по отношению фактических обьемов компонентов. flop3H Hex в полость изделия, а последующие дозы формируют и подают с учетом отклонения фактической концентрации от заданного значе1Î ния.
