Способ определения герметичности при испытаниях на прочность

Авторы патента:

G01M3/26 - измерением степени утечки или увеличения количества жидкости, например с помощью устройств, чувствительных к давлению или расходомеров

Владельцы патента RU 2562151:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный аэрогидродинамический институт имени профессора Н.Е. Жуковского" (ФГУП "ЦАГИ") (RU)

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения степени герметичности, т.е. утечек из полых изделий при испытании их на прочность внутренним избыточным давлением, например, фюзеляжей летательных аппаратов. В заявленном способе определения герметичности полых изделий при испытании их на прочность, в испытуемое изделие от источника питания подают испытательную среду под давлением и за заданный промежуток времени определяют массу испытательной среды, вытекшей из испытуемого изделия, для чего измеряют температуру и давление перед регулирующим клапаном, подающим испытательную среду в изделие, а также давление за этим же клапаном, измеряют положение затворного органа регулирующего клапана, по измеренному положению затворного органа определяют коэффициент пропускной способности, измеряют перепад давлений на клапане, делят перепад на величину давления перед клапаном, по результату деления судят о характере истечения газа из клапана, после чего вычисляют мгновенные расходы испытательной среды по формуле:

- для докритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана и по формуле:

- для закритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана, где

G - мгновенный расход испытательной среды через регулирующий клапан;

K_V - коэффициент пропускной способности регулирующего клапана, зависящий от положения затворного органа K_v=f(x);

x - положение затворного органа регулирующего клапана;

P - давление перед регулирующим клапаном;

ΔP - перепад давлений на регулирующем клапане;

T - температура испытательной среды;

R - газовая постоянная.

За заданный промежуток времени усредняют мгновенные расходы и получают величину течи, характеризующую герметичность испытуемого изделия. Технический результат заключается в возможности определения герметичности объектов в каждом цикле испытаний без искажения программ нагружения, при конструктивной компактности технических средств, необходимых для его реализации, что значительно расширяет область применения предлагаемого способа, особенно при прочностных испытаниях авиационных гермоотсеков различных типов. 2 ил.

Известен способ определения герметичности полых изделий при циклических прочностных испытаниях избыточным давлением, основанный на временном отключении изделия от источника испытательной среды и подключении к контрольной емкости известного объема, также заполненной испытательной средой под давлением, превышающим давление в испытуемом изделии. Величина утечек в известном способе вычисляется по изменению давления и температуры испытательной среды в контрольной емкости. Патент РФ №485336, G01M 3/26 «Способ испытания изделий на герметичность» опубликован 25.09.75 г., бюл. №35.

Недостатком известного способа является искажение программы нагружения при переходе с подачи испытательной среды от штатного источника питания на подачу питания от контрольной емкости и наоборот. Кроме того, при больших испытуемых изделиях, например, фюзеляжах летательных аппаратов, объем контрольной емкости достигает больших размеров (нескольких кубических метров и более), что загромождает помещения испытательных залов и требует выполнения условий «котлонадзора».

Наиболее близким к предлагаемому способу определения степени герметичности изделий является способ, положенный в основу изобретения Патент РФ 1305546, G01M 3/26 «Устройство для определения герметичности изделий при испытании их на прочность», опубликовано 23.04.87 г., бюл. №15.

В указанном патенте контрольная емкость располагается между источником питания испытательной средой (далее по тексту - источник питания) и испытуемым изделием. Герметичность испытуемого изделия, т.е. массу испытательной среды, вытекшей из испытуемого изделия за заданный промежуток времени в известном устройстве, определяют следующим образом. Контрольную емкость на указанное выше время отключают от источника питания. Измеряют изменение давления и температуры в ней, а затем по результатам измерений, известным объему контрольной емкости и времени вычисляют величину утечек.

Достоинством описанного способа является сохранение программы испытаний и более высокая по сравнению с аналогами точность определения утечки, т.е. степени герметичности изделия (объяснения приведены выше).

Недостатком известного способа являются большие габаритные размеры контрольных емкостей при его реализации в промышленных установках, что ограничивает область его применения.

Техническим результатом предлагаемого способа является возможность определения герметичности объектов в каждом цикле испытаний без искажения программ нагружения, при конструктивной компактности технических средств, необходимых для его реализации, что значительно расширяет область применения предлагаемого способа, особенно при прочностных испытаниях авиационных гермоотсеков различных типов.

Данный технический результат достигают тем, что в предлагаемом способе определения герметичности полых изделий при испытании их на прочность, в испытуемое изделие от источника питания подают испытательную среду под давлением и за заданный промежуток времени определяют массу испытательной среды, вытекшей из испытуемого изделия, для чего измеряют температуру и давление перед регулирующим клапаном, подающим испытательную среду в изделие, а также давление за этим же клапаном, измеряют положение затворного органа регулирующего клапана, по измеренному положению затворного органа определяют коэффициент пропускной способности, измеряют перепад давлений на клапане, делят перепад на величину давления перед клапаном, по результату деления судят о характере истечения газа из клапана, после чего вычисляют мгновенные расходы испытательной среды по формуле:

- для докритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана и по формуле:

- для закритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана, где

G - мгновенный расход испытательной среды через регулирующий клапан;

x - положение затворного органа регулирующего клапана;

P - давление перед регулирующим клапаном;

ΔP - перепад давлений на регулирующем клапане;

T - температура испытательной среды;

R - газовая постоянная.

За заданный промежуток времени усредняют мгновенные расходы и получают величину течи, характеризующую герметичность испытуемого изделия.

Для пояснения изобретения на фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего предлагаемый способ. На фиг. 2 приведена программа испытаний полых изделий на прочность посредством приложения внутреннего избыточного давления, которая позволяет пояснить последовательность операций, необходимых для определения герметичности испытуемых изделий.

Устройство содержит испытуемое изделие (фюзеляж) 1, источник питания (испытательной среды) 2, регулирующий клапан 3 с датчиком положения его затворного органа, программный регулятор 4, второй регулирующий клапан 5, вычислитель 6, датчик температуры 7, датчики давления 8, 9, 10.

Испытуемое изделие 1 связано с источником испытательной среды 2 посредством трубопровода, на котором расположен первый регулирующий клапан 3 с встроенным в его привод датчиком положения затворного органа. Регулирующий клапан 3 своим входом управления связан с управляющим выходом программного регулятора 4. Вход обратной связи регулятора 4 связан с выходом датчика давления 10 в фюзеляже. Давление в фюзеляже обозначим Р_Ф. Другой управляющий выход программного регулятора соединен с входом управления второго регулирующего клапана 5, находящегося в линии сброса воздуха из фюзеляжа 1. Выход позиционного сигнала с регулятора 4 связан с входом включения вычислительного блока 6. Другие входы вычислительного блока 6 соединены с датчиком температуры 7 и датчиками давления 8, 9, а также с выходом датчика положения затворного органа, встроенного в регулирующий клапан 3. Датчики 7, 8 располагают перед клапаном 3, а датчик 9 за ним.

Способ осуществляют следующим образом. В испытуемое изделие 1 подают испытательную среду под давлением из источника питания 2 через регулирующий клапан 3. Обеспечивают заданную программу (фиг. 2) испытания на прочность автоматическим регулированием давления Р_Ф с помощью датчика давления 10 в фюзеляже и программного регулятора 4, управляющего положением затворных органов регулирующих клапанов 3 и 5. Позиционным сигналом регулятора 4 управляют вычислительным блоком 6, на вход которого подают измерительные сигналы от датчиков температуры и давления 7, 8, 9 и датчика положения затворного органа, вмонтированного в привод регулирующего клапана 3 (датчик положения затворного органа на фиг. 1 не показан).

На первом восходящем участке программы (фиг. 2) по сигналу от программного регулятора 4 включают в работу регулирующий клапан 3, клапан 5 держат в закрытом состоянии. Герметичность изделия определяют на горизонтальном участке программы. При выходе на горизонтальный участок 2 посредством программного регулятора 4 и регулирующего клапана 3 стабилизируют давление, т.е. компенсируют утечки испытательной среды из испытуемого изделия 1. В это же время включают вычислитель 6, который функционирует в течение всего участка 2 программы (фиг. 2). За время функционирования вычислителя 6 датчиками 7, 8, 9 измеряют температуру и давление соответственно перед регулирующим клапаном 3 и после него, а также измеряют положение его затворного органа (см. фиг. 1).

Используя измеренные параметры и определив по отношению режим истечения вычислителем 6, вычисляют мгновенные расходы газа по формулам: и соответственно для докритического или закритического режимов истечения испытательной среды из регулирующего клапана 3.

Далее на этом же вычислителе 6 осредняют мгновенные расходы (утечки из фюзеляжа) испытательной среды за заданный промежуток времени, например, за время горизонтального участка программы, тем самым определяют утечки, т.е. герметичность испытуемого изделия.

Способ определения герметичности при испытаниях на прочность, заключающийся в том, что в испытуемое изделие от источника питания в автоматическом режиме по трапециевидной программе подают испытательную среду под давлением и на горизонтальном участке программы за заданный промежуток времени определяют массу испытательной среды, вытекшей из испытуемого изделия, отличающийся тем, что измеряют температуру и давление перед регулирующим клапаном, подающим испытательную среду в изделие, а также давление за этим же клапаном, измеряют положение затворного органа регулирующего клапана, по измеренному положению определяют коэффициент пропускной способности, измеряют перепад давлений на клапане, делят этот перепад на величину давления перед клапаном, по результату деления судят о характере истечения газа из клапана, после чего вычисляют мгновенные расходы испытательной среды по формуле:
- для докритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана и по формуле:
- для закритического режима истечения испытательной среды из регулирующего клапана, где
G - мгновенный расход испытательной среды через регулирующий клапан;
K_V - коэффициент пропускной способности регулирующего клапана, зависящий от положения затворного органа K_ν=f(x);
x - положение затворного органа регулирующего клапана,
P - давление перед регулирующим клапаном,
ΔP - перепад давлений на регулирующем клапане,
T - температура испытательной среды,
R - газовая постоянная,
осредняют мгновенные расходы испытательной среды за заданный промежуток времени и получают величину течи, характеризующую герметичность испытуемого изделия.

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложен способ обнаружения блокировки клапана продувки (4) адсорбера паров бензина (3) для двигателя внутреннего сгорания (1), включающий в себя, по меньшей мере, одну последовательность следующих этапов: этап управления открыванием и закрыванием клапана продувки (4); этап измерения, по меньшей мере, одного рабочего параметра двигателя внутреннего сгорания (1), связанного со смесью, поданной в упомянутый двигатель (1); этап вычисления показателя путем статистической обработки, по меньшей мере, в одном измеренном параметре сигнала и сравнения данного показателя с предварительно установленной величиной.

Транспортное средство (варианты) // 2547545

Изобретение может быть использовано в топливных системах двигателей внутреннего сгорания транспортных средств. Транспортное средство содержит топливную систему (31), имеющую топливный бак (32) и бачок (30), диагностический модуль, имеющий контрольное отверстие (56), датчик (54) давления, клапан-распределитель (58), насос (52) и контроллер.

Устройство контроля герметичности крупногабаритных объектов // 2543692

Изобретение относится к области контроля герметичности и может быть использовано для контроля герметичности крупногабаритных объектов. Сущность: устройство контроля герметичности, располагаемое в полости контролируемого объекта (1), содержит два баллона (6, 7), дифманометр (12), соединительные линии (13, 14) и вентили (9-11, 15, 16, 18).

Способ оценки герметичности корпуса сервопривода // 2536761

Изобретение относится к области испытания устройств на герметичность и может быть использовано для оценки герметичности корпуса сервопривода. Сущность: устройство (1) оценки герметичности корпуса (3) сервопривода (4) включает: сервопривод (4), имеющий электродвигатель (11), предназначенный для создания движения механической составляющей, устройство (12) определения положения механической составляющей, сменным образом присоединенное к соединителю (15), механическое устройство (13), сменным образом присоединенное к соединителю (16); средство (2) всасывания потока, соединенное с сервоприводом (4) через отверстие в корпусе (3), закрываемое посредством пробки (8); средство (6) предотвращения прохождения потока между средством (2) всасывания газа и корпусом (3) в направлении, обратном направлению всасывания; средство (7) измерения давления внутри корпуса.

Способ проверки системы продувки паров транспортного средства, транспортное средство с гибридным приводом и способ проверки системы продувки паров на борту транспортного средства // 2532863

Изобретение может быть использовано в системе продувки паров, присоединенной к двигателю внутреннего сгорания в транспортном средстве с электрическим гибридным приводом.

Устройство защиты пневмогидравлического соединения стыкуемых объектов и способ его контроля на герметичность // 2515699

Изобретение относится к ракетно-космической технике, криогенной технике и касается пневмогидравлического соединения стыкуемых объектов. Устройство защиты пневмогидравлического соединения содержит кожух, который установлен на соединение и снабжен штуцером с заглушкой.

Способ контроля воздухопроницаемости ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура // 2484437

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и может быть использовано в фармацевтической, медицинской, микробиологической промышленности, в частности при испытаниях асептических объектов с повышенными требованиями к воздухопроницанию их ограждающих строительных конструкций (ОСК), что обеспечивается за счет того, что используют обслуживающие данную полость замкнутого герметизированного контура (ПЗГК) приточную и вытяжную вентиляционные системы, при этом при отключенной вытяжной вентиляционной системы и закрытом ее запорно-регулирующем устройстве (ЗРУ) создают вентилятором приточной вентиляционной системы предельно допустимое избыточное давление в ПЗГК, регулируя величину избыточного давления, после чего замеряют объемные скорости воздушного потока, поступающего в ПЗГК воздуховода данной приточной вентиляционной системы, и воздушного потока, поступающего из ПЗГК, причем величина фактического удельного воздухопроницания одного м2 ОСК ПЗГК при предельно допустимом, избыточном давлении в ПЗГК не должна превышать величину расчетного удельного воздухопроницания одного м 2 ОСК при вышеуказанном предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК, а величину фактического удельного воздухопроницания одного м2 ОСК при предельно допустимом избыточном давлении в ПЗГК и расчетную удельную воздухопроницаемость одного м2 ограждающих строительных конструкций полости замкнутого герметизированного контура при предельно допустимом избыточном давлении в ней определяют описанном в пунктах формулы образом.

Система для контроля герметичности затвора шарового крана запорно-регулирующей арматуры магистрального газопровода // 2460936

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для испытаний герметичности шаровых кранов запорно-регулирующей арматуры магистральных газопроводов в трассовых условиях.

Способ и оборудование для обнаружения дефектов уплотнения в канализационных и вентиляционных системах зданий // 2443987

Изобретение относится к области контрольно-испытательной техники и направлено на упрощение возможности обнаружения и идентификации повреждений в канализационной и вентиляционной системах зданий, что обеспечивается за счет того, что подают импульс давления воздуха с малой амплитудой в канализационную и вентиляционную систему здания, чтобы волна давления проходила через соединительный патрубок в стояк и канализационную сеть, производят запись прохождения упомянутого импульса датчиком давления воздуха, расположенным вблизи патрубка или места подачи импульса, производят запись давления последовательных отраженных импульсов от каждой отводной трубы канализационной сети, создают сигнатуры изменения давления во времени и передают эти сигналы в центральную систему сбора данных.

Способ изготовления чувствительной пленки для измерения трещин на поверхности материала // 2442119

Устройство для определения герметичности при испытаниях на прочность // 2562155

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для измерения герметичности, т.е. утечек из полых изделий при испытании их на прочность внутренним избыточным давлением, например при испытаниях фюзеляжей летательных аппаратов. Техническим результатом является возможность определения герметичности объектов в каждом цикле испытаний без искажения программ нагружения, существенное упрощение конструкции испытательного стенда, сокращение потребных производственных площадей под расположение стенда, повышение уровня безопасности проведения испытаний. Устройство для определения герметичности при испытаниях на прочность, в которое помещено испытуемое изделие, содержит источник испытуемой среды, трубопроводы подачи и сброса испытательной среды в изделие и из него, регулирующие клапаны на трубопроводах подачи испытательной среды в изделие, программный регулятор, датчики давления и температуры, датчик положения затворного органа второго регулирующего клапана, задатчик критического соотношения давлений, первый и второй делители, блок сравнения, интегратор, вычислитель, таймер, линии соединения функциональных элементов, необходимые для обеспечения работоспособности устройства. 2 ил.

Способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода // 2583893

Изобретение относится к диагностике технического состояния систем контроля технологических процессов. Предложен способ проверки работоспособности системы контроля течи трубопровода, который включает воспроизведение системой параметров эталонного имитатора измеряемых системой физических величин, сравнение воспроизведенных параметров с заданными параметрами эталонного имитатора и выработку заключения о работоспособности системы. Параметры эталонного имитатора течи задают перед каждой проверкой работоспособности системы в виде величин массового расхода и местоположения течи. Рассчитывают временной и температурный режимы теплового воздействия на каждый первичный преобразователь температуры системы при течи с заданными эталонным имитатором параметрами. Проводят тепловое воздействие на каждый первичный преобразователь температуры с соблюдением рассчитанных временного и температурного режимов. Регистрируют воспроизведенные системой параметры эталонного имитатора. Сравнивают их с заданными параметрами эталонного имитатора течи и признают систему работоспособной при условии совпадения указанных параметров в пределах допустимых нормированных погрешностей. Технический результат- повышение достоверности и точности диагностики. 2 табл.

Топливная система автомобиля и способ ее эксплуатации // 2617773

Изобретение относится к обнаружению утечек в топливной системе транспортных средств. В способе эксплуатации топливной системы транспортного средства, во время испытания на утечку в топливной системе прерывают испытание при обнаружении случайного временного закрывания клапана, соединенного с топливным баком. В другом варианте способа открывают продувочный клапан для создания разрежения в топливном баке. При отклонении давления при первом нарастании вакуума закрывают клапан и выравнивают давление в топливном баке без анализа на утечку. При отсутствии отклонений давления во время второго нарастания вакуума закрывают продувочный клапан и сразу после второго нарастания вакуума анализируют второй спад вакуума на предмет утечки. Снижается вероятность обнаружения ложной утечки. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 12 ил.

Контролируемое соединение компонентов, ветроэнергетическая установка, способ мониторинга соединения компонентов для обнаружения нежелательного отсоединения соединенного компонента // 2626878

Изобретение относится к контролируемому соединению компонентов, ветроэнергетической установке, имеющей такое соединение, и способу мониторинга соединения компонентов. Контролируемое соединение компонентов содержит первый компонент, образующий удерживаемую деталь, второй компонент, образующий принимающую деталь, и соединительную деталь, которая удерживает второй компонент и первый компонент в соединенном состоянии, в котором соединительная деталь находится в зацеплении внутри соединительного принимающего средства в принимающей детали. Для мониторинга нежелательного ослабления соединения соединенных компонентов на соединительное принимающее средство можно воздействовать испытательным давлением и испытательное давление можно отслеживать для определения вызванного дефектом отклонения, которое достаточно, чтобы указывать на ослабление соединения соединенных компонентов. Изобретение направлено на исключение ослабления соединения соединенных компонентов. 5 н. и 24 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ определения полной и остаточной объемной деформации сосуда (баллона) // 2642121

Заявленное решение используется для определения полной и остаточной объемной деформации сосудов (баллонов) под действием пробного давления. Техническая задача заключается в уменьшении трудоемкости и в устранении сложных расчетов для определения полной и остаточной объемной деформации. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Внутри рубашки или снаружи на выносных элементах устанавливается преобразователь линейного перемещения поплавкового типа, который определяет уровень воды в рубашке. При погружении баллона в водяной рубашке устанавливается начальный уровень воды, который принимается за нулевой (Но). Затем в сосуд подается вода до величины пробного давления, уровень воды водяной рубашки увеличивается, а преобразователь линейного перемещения показывает уровень воды в момент полной объемной деформации сосуда (Нп). После необходимой выдержки сосуда и сброса давления преобразователем линейного перемещения фиксируется уровень воды в водяной рубашке, который соответствует остаточной объемной деформации сосуда (Ност).

Узел герметичного ввода многозонного датчика температуры в сосуд, работающий под давлением // 2646430

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения температурных полей в сосудах под давлением. Сущность: устройство включает корпус (1), посредством которого узел крепится к сосуду, и камеру (2) контроля утечки. Камера (2) контроля утечки включает в себя диск (3), отделяющий внутреннее пространство сосуда от полости камеры (2), и крышку (4). Через диск (3) и крышку (4) проходит несколько датчиков (5) температуры, герметично соединенных с ними. Корпус (1), диск (3) и крышка (4) соединены между собой одним сварным швом (6). Технический результат: повышение надежности при сохранении компактности устройства. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.