Способ контроля герметичности трубчатых электронагревателей

 

Использование: испытание на герметичность средств электротермии. Сущность изобретения: спрессовывают трубчатый электронагреватель (ТЭН) водой. Удаляют влагу с гермовводов. создают вокруг ТЭН избыточное давление воздуха и нагревают гермовводы до температуры, достаточной для испарения влаги внутри их. Затем охлаждают ТЭН и измеряют электрическое сопротивление изоляции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭН. По результатам измерения осуществляют отбраковку. 1 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 М 3/16

ГРСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4914380/28 (2 ) 25.02.91 (4 ) 15.02.93, Бюл. № 6 (7 ) Нижегородский политехнический инсти ут и Нижегородское производственное об единение "Завод им. В.И.Ульянова" (7 ) С.А,Добротин, А.В.Жаров, С.Г.Митин, В...Мясников, С.Г.Сажин и С.А.Теплицкий (5о) Авторское свидетельство СССР

¹ 1052903, кл. G 01 M 3/02, 1983. ОСТ 5,6123.-78. Электронагреватели трубчатые судовые. Общие технические требования.

Извещение ОСТ5,30 Об изменении ОСТ

5,6123-68. Электронагреватели трубчатые ! суДовые, Общие технические требования.

Изобретение относится к технике испытан и на герметичность средств электротермии и может быть использовано в машиностроительных отраслях промышленности, ,Известен способ контроля герметичности лементов конструкции трубчатых электронагревателей (ТЭНов), при котором с одн и стороны конструкции ТЭНа создают давление гелия, à с другой вакуумируют и подключают к масс-спектрометрическому тече скателю, а о величине течи судят по индйцируемому потоку гелия, недостаток этого способа состоит в том, что при контроле ТЭНа в сборе перед окончательной сборочной операцией требуется под ть внутрь ТЭНа гелий, который нарушает его эксплуатационные характеристики, „, Ы,, 1795326 А1 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕКТРОНАГРЕВАТЕЛЕЙ (57) Использование: испытание на герметичность средств электротермии. Сущность изобретения: опрессовывают трубчатый электронагреватель (ТЭН) водой. Удаляют влагу с гермовводов, создают вокруг ТЭН избыточное давление воздуха и нагревают гермовводы до температуры, достаточной для испарения влаги внутри их. Затем охлаждают ТЭН и измеряют электрическое сопротивление изоляции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭН. По результатам измерения осуществляют отбраковку. 1 ил. так как гелий снижает пробойную изоляцию

ТЭНа.

Известен также способ контроля ТЭНов, состоящий в том, что ТЭН помещают в влагокамеру на 24 сутки, вынимают его и просушивают узлы гермовводов, а затем измеряют сопротивление изоляции. Если в

ТЭНе имеется течь, то влага попадает в его внутреннюю полость, абсорбируется в слое периклаэа, образуя мостики из воды, по которым течет ток утечки.

Этот способ имеет существенный недостаток: он не обеспечивает достаточно высокую производительность контроля и не может быть использован в производстве крупной серии ТЭНов. Низкая производительность контроля обуславливается малым потоком влаги, проходящей через сечение канала течи.

1795326

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ контроля герметичности, согласно которому Т3Н погружают в воду на три часа (опрессовка), после чего ТЭН вынимают, его гермоввод просушивают, а герметичность ТЭНа оценивают по изменению электрического сопротивления изоляции между токоведущей спиралью нагревателя и корпусом ТЭНа.

Такой способ имеет недостаточную надежность контроля, Это обусловливается следующими причинами, Электроизоляционный наполнитель — периклаз — запрессован только в полость ТЭНа, Наиболее вероятным местом течи является сварной шов, поэтому вода, проникшая внутрь гермоввода, будет располагаться на стенке в месте хода течи в форме капли или пятна.

В результате этого исключается элект5

20 рический контакт токоведущего элемента

ТЭНа с его корпусом, а это не позволяет по падению сопротивления изоляции отбраковать ТЭН, имеющий дефект герметичности.

Цель изобретения — повышение надеж- 25 ности контроля герметичности трубчатых электронагревателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе контроля герметичности трубчатых электронагревателей, включающем on- 30 рессовку трубчатого электронагревателя . водой, устранение влаги с наружной поверхности гермовводов, измерение электриче ского сопротивления изоляции между токоведущей спиралью и корпусом трубча- 35 того электронагревателя с последующей отбраковкой его по сопротивлению изоляции, после устранения влаги вокруг трубчатого электронагревателя создают избыточное давление воздуха, нагревают гермовводы, а 40 затем полностью охлаждают трубчатый электронагреватель.

Дополнительные новые операции позволяют обеспечить перенос воды с внутренней поверхности гермоввода в слой 45 . периклаза. При нагреве гермовводов моле: кулы воды переходят в парообразное состояние, в результате чего осуществляется.их диффузионный массоперенос, Поскольку при этой операции в полости гермоввода 50 . повышается давление, то с целью исключения переноса влаги наружу с внешней стороны ТЭНа создается избыточное давление воздуха, препятствующее потоку молекул воды в канале течи. 55

Однако влага в виде пара не понижает .сопротивление изоляции. Для того, чтобы понизить сопротивление, необходимо охладить ТЭХ. В результате этого пар сконден-. сируется в слое периклаза, образуются мостики воды и пойдет ток утечки. Таким образом, влага, поступающая через течь, благодаря предлагаемым операциям, будет перенесена в слой периклаза и снизит сопротивление изоляции. Тем самым исключится недобраковка ТЭНов, т,е, повысится точность контроля.

Способ осуществляется с помощью устройства, схема которого представлена на чертеже.

Устройство содержит камеру 1, внутри которой размещен контролируемый ТЭН 2, устройство для нагрева 3, излучатели 4 нагревателя 3, направленные на гермоввод 5 сопла 6 для удаления влаги с поверхности гермовводов, термометр 7 для измерения сопротивления изоляции между токоведущей спиралью ТЭНа и его корпусом, самопишущий потенциометр 8. Сопла 6 подключены к магистрали с сжатым воздухом через клапан 9, Клапана 10 и 11 служат для соответственно залива и слива воды из камеры 1, клапан 12 — для подачи сжатого воздуха при опрессовке ТЭНов. Величина опрессовочного давления устанавливается задатчиком давления 13 и измеряется манометром 14.

При помощи регулируемого клапана 15 воздух при необходимости из камеры 1 стравливается в атмосферу.

Способ контроля герметичности реализуется следующим образом. Изделие 2 помещают в камеру 1, при этом все клапана должны находиться в закрытом состоянии.

Первый этап состоит в опрессовке ТЭНа водой, для чего открываются клапана 10 и

15. После заливки их закрывают и создают опрессовочное давление в камере путем открытия клапана 12. Опрессовав изделие 2, открывают клапан 11, из камеры сливают воду, после чего клапан 11 закрывают. Затем открывают клапан 9 и с поверхности гермовводов удаляют воду с помощью струй воздуха, вытекающих из сопел б. При этом через клапан 15 воздух частично стравливается в атмосферу так, чтобы в камере 1 постоянно поддерживалось определенное избыточное давление. По окончании сдува влаги клапаны 9, 15 закрывают и осуществляют нагрев гермовводов с помощью излучателей 4, Затем, отключая излучатель 4, осуществляют охлаждение ТЭНа с помощью струй воздуха, открывая клапаны 9 и

15. Последняя операция контроля связана с измерением электрического сопротивления изоляции между токоведущей спиралью и корпусом ТЭНа с помощью тераомметра 7 и самопишущего потенциометра 8, По результатам измерения сопротивления производят отбраковку ТЭНа.

1795326

, точное опрессовочное давление 9,8 . 10 Г)а (0,1 ат).

С помощью тераомметра Е6-13 постоянно измеряли сопротивление изоляции

5 ТЭНа. При нахождении ТЭНа в жидкости в течение 1,5 — 3 часов.в случае течи в гермовводе порядка 10 м Ма/с сопротивление

-б изоляции снижалось незначительно и было всегда более 1000 МОм, что соответствует

10 при контроле годному изделию, Пример 2. ТЭН в камере опрессовывался в ваде аналогично способу, описанному в примере 1. Спустя 1,5-3 часа воду

15 сливали, обдувом устраняли влагу с гермовводов, и, не убирая в камере избыточное давление воздуха, обогревали гермовводы в течение 5 минут. При этом они нагревались до температуры 150 С. Затем прекращали

20 нагрев и охлаждали ТЭН потоком сжатого воздуха, Спустя 5 мин температура наружной поверхности гермоввода не превышала

70 С, а в нижней части ТЭНа — 30 — 35 С.

Электрическое сопротивление изоляции

25 между токоведущей спиралью и корпусом

ТЭНа составляло не более 1 МОм.

Способ контроля герметичности трубчатых электронагревателей путем опрессовки электронагревателя водой, устранения вла-, ги с гермовводов, измерения электрического сопротивления изоляции между токрведущей спиралью и корпусом электронагревателя и отбраковки его по измеренДостижение поставленной цели подтверждается результатами двух серий. экспериментов. Первая серия экспериментов (пример 1) реализует способ, принятый за прототип, вторая серия (пример 2) воспроизведена согласно заявляемому способу.

Испытания проводились на ТЭНах, у которых в области гермоввода с помощью лазерной установки "Квант-15" пробивалось отверстие диаметром 0,4 мм и менее, имитирующее печь. Для получения в ТЭНах малых течей полученное отверстие зачеканивалось. После проведения экспериментов корпус ТЭНа отрезался вблизи м ста расположения течи, периклаз удалялся и часть ТЭНа, содержащая течь, опрессовцвалась пробным газом с целью калибровки течи. Калибровку производили пузырьковым способом, галогенным или масс-спектрометрическим в зависимости от величины полученной течи.

fl р и м е р 1, ТЭН устанавливали в каМеру и заливали воду таким образом, чтобь ее уровень был выше места расположения течи, но ниже токоведущих частей гермоввода, После этого создавали избыФормула изобретения ному сопротивлению изоляции, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности, после устранения влаги с гермовводов вокруг электронагревателя создают избыточное давление воздуха, нагревают гермовводы до температуры, достаточной для испарения влаги внутри них, а затем охлаждают весь трубчатый электронагреватель.

1795326

Составитель Л.Пилишкина

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Коляда

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 424 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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