Устройство для регулирования потока контрольного газа

 

Изобретение относится к контролю на герметичность с помощью контрольного газа . Цель изобретения - повышение производительности . Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит емкость 5, заполненную рабочей жидкостью . Рабочий орган в виде конической иглы 7закреплен на сильфоне 6 с возможностью перемещения в результате теплового расширения (сжатия) рабочей жидкости. На торце выступающего конца тепловой трубы 8соосно с ней установлен сильфон 20, заполненный инертным газом, а наружной подвижной стенки сильфона 20 касается внутренняя поверхность торца прижимного стакана 21, снабженного механизмом 23 фиксации. Сильфон 20 и стакан 21 служат для регулирования границы жидкость-пар в трубе 8, т.е. регулирования теплоотдачи во внешнюю среду и, как следствие, скорости перемещения иглы 7 1 з.п. ф-лы. 1 ил сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 G 01 М 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4873969/28 (22) 15.10.90 (46) 30,10.92. Бюл, М 40 (72) А.Л.Гусев, И.И.Кудрявцев и А.Е.Цветков (56) Енохович А.С. Справочник по физике.

М,: Просвещение, 1976, с.92.

Львов Б.Г. и Шувалов А.С. Техническое обслуживание новой вакуумной коммутационно-регулирующей аппаратуры. М.: Высшая школа, 1987. с.7 — 8, 77 — 78.

Авторское свидетельство СССР

N 823924, кл. G 01 М 3/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

hL 1647319, кл. G 01 M 3/02, 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПОТОКА КОНТРОЛЪНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к контролю на герметичность с помощью контрольного га„„Я „„1772644 А1 за. Цель изобретения — повышение производительности. Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит емкость 5, заполненную рабочей жидкостью. Рабочий орган в виде конической иглы

7 закреплен на сильфоне 6 с возможностью перемещения в результате теплового расширения (сжатия) рабочей жидкости. На торце выступающего конца тепловой трубы

8 соосно с ней установлен сильфон 20. заполненный инертным газом, а наружной подвижной стенки сильфона 20 касается внутренняя поверхность торца прижимного стакана 21, снабженного механизмом 23 фиксации. Сильфон 20 и стакан 21 служат для регулирования границы жидкость-пар в трубе 8, т.е. регулирования теплоотдачи во внешнюю среду и, как следствие, скорости перемещения иглы 7, 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1772644 низкая производительность регулировки при увеличении натеканий от минимальных значений. Этот факт наблюдается в 45 связи с эффектом "силового гистерезиса натекания". Ври таком узком диапазоне изменения Ь!, а значит и усилия Л Р устройство не способно самостоятельно выйти на первоначальный уровень натеканий.

Последнее вызывает необходимость механической разборки устройства, что существенно снижает производительность регулировки. Недостатком является низкая помехоустойчивость при воздействии температурных возмущений окружающей среды; низкая производительность регулировки, связанная с подготовкой и заменой термостатов, Изобретение относится к испытательной технике, а именно, к устройствам для испытания на герметичность обьектов, находящихся под избыточным давлением контрольного газа, Известно устройство для регулирования потока контрольного газа, содержащее

1 полый корпус со штуцерами, регулируемый дроссель, состоящий из седла и запирающего органа, выполненного в виде конической иглы, которая ввернута ао втулку, жестко соединенную с теплопроводным стержнем, выполненным в виде тепловой трубы, и термастат. В этом устройстве регулирование пропускной способности осуществляется путем плавного перемещения запирающего органа, обусловленного температурной деформацией тепловой трубы.

Недостатками этого устройства являются низкая помехоустойчивость при воздействии динамических возмущающих факторов, TGK как теплопроводный стержень, приводящий в движение запирающий орган, установлен в корпусе не жестко, а с помощью резьбового соединения; узкий диапазон регулирования пропускной способности устройства, так как изменение длины теплопроводного стержня при его нагреве или охлаждении на. величину изменения температуры (иэ эксплуатационных условий наиболее удобный диапазон изменения температу-. ры от 293 до 333 К), даже если он выполнен иэ материала с большим коэффициентом линейного теплового расширения,.например, из цинка, составляет при длине стержня f- 0,05 мм всего Л I = 0.0065 мм =6,5 "10 . м.

Такой диапазон перемещения запирающего органа не всегда может обеспечить пропускную способность, при которой чув ствительность течеискателя максимальна;

Известен щуп-натекатель течеискателя„ содержащий корпус с коническим отверстием, коническую иглу, жестко соединенную с емкостью, заполненную жидким азотом, Пропускная способность щупа-натекателя регулируется с помощью мелкой резьбы, имеющейся на хвостовой части емкости и на регулировочной гайке. Постоянство величины зазора обеспечивается стабилизирующим воздействием емкости с жидким азотом на температуру иглы и конического отверстия.

К недостаткам этого устройства относятся несовершенство резьбовой регулировки при обеспечении максимальной чувствительности течеискателя; низкая помехоустойчивость при воздействии динамических возмущающих факторов; малая продолжительность стабильной работы в связи с быстрой испаряемостью азота; неудобство и опасность эксплуатации щупа-нате кател я, с вяза н н ые .с и риме некием криогенных жидкостей; закупорка зазора придлительной работе вусловияхповышенной влажности,.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство для регулирования потока контрольного газа, содержащее полый теплаизолированный корпус с регулируемым дросселем, запирающий орган которого вы-полнен в виде конической иглы, механизм перемещения иглы, выполненный в виде рабочего тела, соединенного с иглой, и связанного с ним узла нагрева с терморегулятором, причем рабочее тело выполчено в виде емкости с сильфоном, заполненной жидкостью, а узел нагрева размещен в жидкости.

Недостатком этого устройства является низкая точность настройки иглы при охлаждении и, как следствие этого, его малая ïðîизводительйость в этот период.

Цель изобретения — повышение производительности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования потока контрольного газа, содержащем теплоизолированный корпус, запирающий орган, механизм перемещения запирающего органа в виде Рабочего тела с узлом нагрева в виде тепловой трубы, один конец которой выступает за рабочее тело, и которая имеет форму оребренного цилиндра с двойными стенками, образующими кольцевую полость, заполненную жидким теплоносителем, электронагревателя, размещенного в цилиндре, и терморегулятора, согласно изобретению, оно снабжено прижимным стаканом с боковыми

1772644

15

30

50 отверстиями, установленным с возможностью продольно-осевых перемещений, и тороидально-цилиндрическим сильфоном, установленным на торце выступающего конца тепловой трубы соосно ей и стакану, сообщенным с ее полостью и контактирующим своим свободным торцом с внутренней торцевой поверхностью стакана, При этом устройство снабжено механизмом фиксации прижимного стакана.

Сущность изобретения заключается в регулировании величины теплоотвода от рабочего тела в окружающую среду путем сжатия или разжатия тороидально-цилиндрического сильфона, установленного на торце выступающего конца тепловой трубы соосно ей.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для регулирования потока контрольного газа содержит теплоизолированный корпус 1 с отверстием 2 и трубой 3, служащей для отвода контрольного газа к течеискателю. 8 теплоизолированном корпусе 1 с помощью теплоизолированной втулки 4 жестко закреплена емкость 5. снабженная сил ьфоном 6 и заполненная рабочей жидкостью. С подвижной стенкой сильфона

6 жестко соединен запирающий орган 7.

Емкость 5 снабжена тепловой трубой 8, выполненной в виде оребренного цилиндра с двойными стенками с торцевой перемычкой

9, герметично разделяющей внутреннюю полость тепловой трубы 8 от полости емкости 5. Кольцевая полость между двойными стенками тепловой трубы заполнена жидким теплоносителем. Во внутренней полости тепловой трубы 8 размещен электронагреватель 10. Цепь питания электронагревателя 10 (провода не показаны) коммутируется контактной системой 11, смонтированной на поворотном лимбе 12 с возможностью взаимодействия с термочув ствительной биметаллической спиралью 13 через размыкатель 14, закрепленным на ее подвижном конце. Биметаллическая спираль 13 размещена в тороидальном стакане

15, размещенном в емкости 5, коаксиально тепловой трубе 8. Поворотный лимб 12 и его основание 16 выполнены в виде двух сопряженных колец, установленных в корпусе 1 с помощью прижимной гайки 17.

Для защиты устройства от воздействия внешних температурных флюктуаций корпус 1 и запирающий орган 7 выполнены из материала с коэффициентом линейного теплового расширения не более 10 К, например иэ сплава 32НКД, и на корпусе 1 установлен теплоизоляционный кожух 18.

Передняя часть кожуха 18 имеет на входе отверстия 2 цилиндрический раструб 19, На торце выступающего конца тепловой трубы

8 соосно ей установлен тороидально-цилиндрический сильфон 20, заполненный инертным газом, а соосно тепловой трубе 8 и цилиндрическому сильфону 20 установлен прижимной стакан 21 с боковыми отверстиями 22 и с возможностью продольно-осевых перемещений, при этом внутренняя nosepхность торца прижимного стакана 21 касается наружной подвижной стенки сильфона

20. Для фиксации прижимного стакана 21 в заданном положении по оси устройства, оно снабжено механизмом фиксации 23 прижимного стакана 21.

Устройство для регулирования потока контрольного газа работает следующим образом.

Электрическую схему устройства подключают к электрической сети. например

12 В. Из условия обеспечения требуемой величины потока контрольного газа выбирают температуру рабочей жидкости и задают ее с помощью поворотного лимба 12. Тепловой поток от электронагревателя 10 быстро и равномерно распределяется flo поверхности тепловой трубы 8 и, благодаря перфорированному оребрению, передается жидкости, Сильфон 20 и прижимной стакан

21 служат для регулирования границы жидкость-пар в тепловой трубе 8, При включенном устройстве сил ьфон 20 сжимают с помощью прижимного стакана

21, при атом граница жидгость-пар перемещается в сторону теплоизолированного участка корпуса, что уменьшает теплоотдачу во внешнюю среду.

Рабочая жидкость изменяет обьем при изменении температуры, что приводит к деформации сильфона 6 и перемещению запирающего органа 7 вдоль оси отверстия 2, а следовательно, и изменению зазора между ними, что вызывает изменение величины потока контрольного газа. При достижении заданной температуры термочувствительная биметаллическая спираль 13 через размыкатель 14 размыкает контакты 11 цепи питания электронагревателя 10. В течение работы устройства для регулирования потока контрольного газа терморегулирующее устройства и электронагреватель 10 поддерживают заданную температуру рабочей жидкости.

При необходимости осуществить перемещение запирающего органа в сторону открытия регулируемого дросселя размыкают цепь питания электронагревателя 10 и при помощи прижимного стакана 21 перемещают границу жидкость-пар за пределы теплоизолированного участка, При этом в

1772644 сель с учетом более длительного времени теплосъема), Составитель А,Гусев

Техред M,Mîðãåíòàë

Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 3838 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 результате снятия теплового потока от рабочего тела уменьшается обьем рабочей жидкости, что приводит к деформации сильфона 6 и перемещению запирающего органа 7 в сторону открытия регулируемого 5 дросселя. После открытия регулируемого дросселя до заданной величины пропускаемого газового потока осуществляют точную регулировку газового потока при помощи подведения дозированного теплового пото- 10 ка от электронагревателя 10 к рабочему телу с помощью поворотного лимба 12.

Таким образом, предлагаемое техническое решение обеспечивает оперативное снятие теплового потока и. как следствие, 15 сокращение времени на перемещение запирающего органа в сторону открытия регулируемого дросселя; повышение точности по отводу заданного количества теплового потока в окружающую среду при ее опреде- 20 ленной температуре с обеспечением требуемого потока контрольного газа; повышение производительности работы устройства для регулирования потока контрольного газа; обеспечение более вы- 25 сокой технологичности по сравнению с прототипом при отводе тепла (в прототипе необходимо было снять теплоизолирующий колпак и следить за изменением потока кон-. трольного газа через регулируемый дрос- 30

Формула изобретения t, Устройство для регулирования потока контрольного газа, содержащее теплоизолированный корпус, запирающий орган, механизм перемещения запирающего органа в виде рабочего тела с узлом нагрева в виде тепловой трубы, один конец которой выступает за рабочее тело, которая имеет форму оребренного цилиндра с двойными стенками, образующими кольцевую полость, заполненную жидким теплоносителем, электронагревателя, размещенного в цилиндре, и терморегулятора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения производительности, оно снабжено прижимным стаканом с боковыми отверстиями, установленным с возможностью продольно-осевых перемещений, и тороидально-цилиндрическим сильфоном, установленным на торце выступающего конца трубы соосно с ней и стаканом, сообщенным с ее полостью и контактирующим своим свободным торцом с внутренней торцевой поверхностью стакана.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оно снабжено механизмом фиксации прижимного стакана.