Устройство для контроля полых изделий на герметичность при их нагреве в вакуумной камере

Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности полых изделий. Сущность: устройство содержит вакуумную камеру (1), герметично разделенную упругой эластичной перегородкой (2) на рабочий объем (3) и вспомогательный объем (4). Величина вспомогательного объема (4) больше или равна величине рабочего объема (3). Рабочий объем (3) и вспомогательный объем (4) соединены вакуумным трубопроводом (5), оснащенным вакуумным затвором (6) и напускным клапаном (17). Вспомогательный объем (4) соединен с постом (16) вакуумной откачки основной и байпасной линиями откачки. Основная линия откачки состоит из основного вакуумного трубопровода (12) с вакуумным затвором (13) и вакуумным клапаном (15). Байпасная линия откачки состоит из байпасного вакуумного трубопровода (22) с байпасным вакуумным клапаном (14). К основному вакуумному трубопроводу (12) подсоединен гелиевый масс-спектрометрический течеискатель (18). Опрессованное гелием испытуемое изделие (7) через загрузочное окно (8) устанавливают на подставку (9), снабженную встроенным электронагревателем, подключенным к блоку (10) регулирования и поддержания температуры. К полости испытуемого изделия (7) подключают датчик давления (11). Датчик (11) давления, вакуумные датчики (19, 20), а также вакуумные затворы и клапаны контролируются и управляются посредством общего блока (21) контроля и управления. Технический результат: упрощение конструкции устройства, увеличение производительности устройства, повышение достоверности контроля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к устройствам для испытания полых изделий на герметичность в вакуумной камере.

Известно устройство для испытания полых изделий на герметичность (авторское свидетельство СССР №1552026, 23.03.1990 г.)

Устройство содержит вакуумную камеру с нагревателем, в которой размещается опресованное контрольным газом изделие. Контроль герметичности изделия осуществляется при помощи масспектрического течеискателя. К вакуумной камере последовательно подключены вакуумные насосы.

Недостатком аналога является невозможность одновременного контроля герметичности при различных степенях вакуумного разряжения и температурах и влияние нагрева на время откачки вакуумной камеры.

Наиболее близким к предложенному устройству является устройство для испытания полого изделия на герметичность (патент RU 2676815, 10.04.2018 г.)

Вакуумная камера с размещенным в ней изделием соединена с последовательно расположенными дополнительными вакуумными камерами, объем каждой из которых составляет не более 1/3 от объема предыдущей вакуумной камеры, при этом вакуумная камера и дополнительные вакуумные камеры последовательно соединены друг с другом соединительными элементами через сквозные отверстия, выполненные в корпусах вакуумных камер, площадь поперечного сечения каждого сквозного отверстия и соединительных элементов при равной их длине на 1/3 меньше площади поперечного сечения предыдущего сквозного соединительного отверстия вакуумной камеры, при этом изделие перемещается между вакуумными камерами при помощи конвейерной ленты, а дополнительно вакуумные камеры имеют нагреватели, работающие от блока регулирования и поддержания температуры. Изделие перемещается из вакуумной камеры с меньшей степенью разряжения вакуума к вакуумной камере с большей степенью разрежения по направлению к механическому форвакуумному насосу. При этом соединительные элементы выполнены в виде трубопроводов, а конвейерная лента, расположенная горизонтально, имеет реверсивный механизм движения ленты. Контроль герметичности изделия осуществляется при помощи гелиевого масс-спектрометрического течеискателя.

Недостатком прототипа является сложность конструкции и увеличение времени откачки вакуумной камеры из-за влияния нагрева изделия на величину удерживаемой величины вакуума.

Цель изобретения - упрощение конструкции, увеличение производительности устройства для контроля полых изделий на герметичность при их нагреве в вакуумной камере и повышение достоверности полученных результатов.

Поставленная техническая задача решается тем, что вакуумная камера герметично разделена упругой эластичной перегородкой на рабочий и вспомогательный объемы, соединенные между собой вакуумным трубопроводом, оснащенным вакуумными затвором и напускным клапаном. При этом величина вспомогательного объема больше или равна величине рабочего объема. Вспомогательный объем соединен с постом вакуумной откачки посредством основной и байпасной линиями откачки, оснащенных вакуумными затворами и клапанами. Датчик давления, подсоединенный к полости изделия, вакуумные датчики, установленные на вспомогательном и рабочем объемах, а также вакуумные затворы и клапана контролируются и управляются от общего блока контроля и управления. Контроль герметичности осуществляется одновременно двумя способами: масс- спектрометрическим и по величине падения давления в опресованной гелием полости изделия, измеренной за время его проведения испытания.

Вакуумная камера герметично разделена упругой эластичной перегородкой на рабочий и вспомогательный объемы, соединенные между собой вакуумным трубопроводом, оснащенным вакуумными затвором и напускным клапаном. При этом величина вспомогательного объема больше или равна величине рабочего объема. Вспомогательный объем соединен с постом вакуумной откачки посредством основной и байпасной линиями откачки, оснащенных вакуумными затворами и клапанами. Датчик давления, подсоединенный к полости изделия, вакуумные датчики, установленные на вспомогательном и рабочем объемах, а также вакуумные клапана и затворы контролируются и управляются от общего блока контроля и управления. Контроль герметичности осуществляется одновременно двумя способами: масс- спектрометрическим и по величине падения давления в опресованной гелием полости изделия, измеренной за время его проведения.

Сущность данного изобретения поясняется фиг.1, на которой представлена схема устройства для контроля полых изделий на герметичность при их нагреве в вакуумной камере.

Устройство содержит вакуумную камеру 1, разделенную герметично упругой эластичной перегородкой 2 на рабочий объем 3 и вспомогательный объем 4. Величина вспомогательного объема 4 больше или равна величине рабочего объема 3. Между собой рабочий объем 3 и вспомогательный объем 4 соединяются вакуумным трубопроводом 5, оснащенная вакуумными затвором 6 и напускным клапаном 17. Опресованное гелием изделие 7 через загрузочное окно 8 устанавливается на подставку 9, снабженную встроенным электронагревателем, подключенным к блоку регулирования и поддержания температуры 10. К полости изделия 7 подключают датчик измерения давления 11. Вспомогательный объем 4 соединен с постом вакуумной откачки 16 основной и байпасной линиями откачки. Байпасная линия откачки состоит из байпасного вакуумного трубопровода 22 с байпасным вакуумным клапаном 14. Основная линия откачки состоит из основного вакуумного трубопровода 12 с вакуумным затвором 13 и вакуумным клапаном 15. К основному вакуумному трубопроводу 12 подсоединен гелиевый масс- спектрометрический течеискатель 18.

Датчик давления 11, вакуумные датчики 19,20 установленные на вспомогательном 4 и рабочих объемах 3 вакуумной камеры 1, вакуумные клапана 14,15,17 и вакуумные затворы 6,13 подсоединены к общему блоку 21 контроля и управления ими.

Устройство для контроля полых изделий на герметичность работает следующим образом.

Предварительно откаченная полость изделия 7 заполняется гелием. Затем через открытое загрузочное окно 8 рабочего объема 3 изделие 7 устанавливается на подставку 9, снабженную встроенным электронагревателем, а полость изделия 7 соединяется с датчиком давления 11.

После герметизации загрузочного окна 8 производится одновременное вакуумирование рабочего 3 вспомогательного 4 объемов вакуумной камеры 1, с помощью поста вакуумной откачки 16 по байпасному вакуумному трубопроводу 22 при открытых байпасном вакуумном клапане 14 и основном вакуумном клапане 15, при этом вакуумный затвор 13 и напускной вакуумный клапан 17 закрыты. Откачка производится до форвакуумного давления ≈10-2 мм. рт.ст. Для получения высокого вакуума ≈10-5-10-6 мм. рт.ст. во вспомогательном 4 и рабочих 3 объемах откачка вакуумным постом 16 производится по основному вакуумному трубопроводу 12 при открытых вакуумном затворе 13 и вакуумном клапане 15 и закрытых вакуумных клапанах 14, 17. При этом контроль и управление вакуумными датчиками 19,20, клапанами 14, 15 и затворами 6 и 13 осуществляется с помощью общего блока 21 контроля и управления ими. После достижения в рабочем 3 и вспомогательных 4 объемах заданного значения вакуума закрывается вакуумный затвор 6 и включается встроенный в подставку 9 электронагреватель, температура на котором регулируется и поддерживается в рабочем диапазоне <100°С с помощью блока контроля и регулирования температуры 10. Повышение температуры вызывает рост давления гелия в полости изделия 7 и соответственно увеличивается перепад давления между нею и рабочим объемом 3.

Известно, что при нагреве в вакууме происходит усиленная газация материала корпуса, сварных и паянных соединений изделия 7, приводящая к падению заданной величины вакуума в рабочем объеме 3. Поэтому в процессе нагрева изделия требуется дополнительное время для откачки образовывающихся газов и восстановления заданной величины вакуума в рабочем объеме 3. В предложенном устройстве для устранения влияния нагрева изделия 7 на величину вакуума в рабочем объеме 3 введен вспомогательный объем 4, герметично отделенный упругой эластичной перегородкой 2 от рабочего объема 3. При росте давления в рабочем объеме 3 и поддерживаемого при этом на постоянном уровне заданной величины вакуума во вспомогательном объеме 4, возникающий между объемами 3 и 4 перепад давлений будет изгибать упругую эластичную перегородку 2 внутрь вспомогательного объема 4. Изгиб перегородки 2 внутрь вспомогательного объема 4 будет продолжаться до тех пор, пока не наступит равенство давлений внутри и снаружи перегородки 2. При этом рабочий объем 3 будет увеличиваться, а величина давления в нем падать до сравнивания с величиной давления во вспомогательном объеме 4, которое сохраняется на постоянной заданной величине с помощью поста вакуумной откачки во время всего процесса нагрева изделия 7.

Таким образом будет автоматически обеспечиваться равенство давлений в обоих объемах 3, 4 вакуумной камеры 1 на протяжении всего времени нагрева изделия 7, расположенного в рабочем объеме 3.

Предлагаемое устройство позволяет обеспечить контроль герметичности при нагреве изделия до температуры <100°С и в диапазоне вакуумного разряжения от 10-2 до 10-6 мм. рт.ст. Установка в рабочем объеме 3 высокого вакуума ≈10-5-10-6 мм. рт.ст. позволит находить течи в корпусе полого изделия 7 более высокого порядка.

В случае негерметичности гелий через неплотность в корпусе изделия 7 попадает в рабочий объем 3, при этом сигнал о падении давления гелия в полости поступает от датчика давления 11 на общий блок контроля и управления 21, с помощью которого открывается вакуумный затвор 6, соединяющий рабочий объем 3 со вспомогательным объемом 4. При этом гелий из объемов 3,4 попадает в гелиевый масс- спектрометрический течеискатель 18, в котором определяется величина течи.

Для получения большей достоверности результатов измерения течи в изделии 7 одновременно с масс- спектрометрическим способом определяется величина падения давления гелия в полости изделия 7, прошедшее за время проведения контроля герметичности. Таким образом контроль герметичности изделия 7 осуществляется одновременно двумя способами. В конце контроля герметичности отключают электронагреватель с помощью блока контроля и регулирования температуры, затем закрывают вакуумный затвор 13, открывают вакуумный затвор 6 (если он был закрыт) и открывают напускной вакуумный клапан 17, через который производится одновременное заполнение объемов 3,4 атмосферным воздухом.

Контроль герметичности изделия 7 на протяжении всего времени его нагрева в рабочем объеме 3 вакуумной камеры 1 будет происходить при автоматически поддерживаемой постоянной величине заданной величины вакуумного разряжения в рабочем 3 и вспомогательном 4 объемах вакуумной камеры 1.

Следовательно, за счет исключения затраты времени на обезгаживание материалов изделие 7 при его нагреве, которое приводит к падению заданного значения вакуума в рабочем объеме 3, удается сократить время на контроль герметичности. Таким образом удается повысить производительность устройства.

Существенное преимущества предложенного устройства для испытания полых изделий на герметичность:

упрощение конструкции;

повышение производительности за счет сокращения времени контроля герметичности, при нагреве изделия;

повышение достоверности полученных результатов измерения величины течи в изделии, обеспеченной за счет одновременного контроля герметичности двумя способами.

Таким образом, изобретение может найти применение при серийном контроле герметичности сварных и паянных соединений полых корпусных и других изделий, изготовленных с применением разных методов сварки и пайки, в авиационной, космической и электронной технике.

1. Устройство для контроля полых изделий на герметичность при их нагреве в вакуумной камере, содержащее вакуумную камеру с нагревателем, работающим от блока контроля и регулирования температуры, в объем которой через загрузочное окно установлено опрессованное гелием изделие, при этом контроль герметичности осуществляется при помощи масс-спектрометрического течеискателя, отличающееся тем, что вакуумная камера герметично разделена упругой эластичной перегородкой на рабочий и вспомогательный объемы, соединенные между собой вакуумным трубопроводом, оснащенным вакуумным затвором и напускным клапаном, при этом величина вспомогательного объема больше или равна величине рабочего объема и вспомогательный объем соединен с постом вакуумной откачки посредством основной и байпасной линий откачки, оснащенных вакуумными затворами и клапанами, а датчик давления, подсоединенный к полости изделия, вакуумные датчики, установленные на вспомогательном и рабочем объемах, а также вакуумные затворы и клапаны контролируются и управляются от общего блока контроля и управления.

2. Устройство для контроля по п. 1, отличающееся тем, что контроль герметичности осуществляется одновременно двумя способами: масс-спектрометрическим и по величине падения давления в опрессованной гелием полости изделия, измеренной за время его проведения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров. Способ исследования гидромеханических характеристик скважинных фильтров заключается в том, что в испытательную камеру помещают испытываемый фильтр, устанавливают испытательную камеру в требуемом положении, готовят рабочую жидкость с заданными характеристиками.

Группа изобретений относится к средствам контроля нарушения герметичности скользящего кольцевого уплотнения вала центробежного насоса. Сущность: устройство контроля герметичности содержит опрокидывающее устройство (20) с емкостью для приема утекающей текучей среды, конструктивный элемент для определения количества опрокидывающих движений и байпас для отвода утекающей текучей среды при превышении предельного значения уровня утекшей среды.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к испытаниям изделий космической техники на герметичность. В предлагаемом способе размещают контролируемое изделие в герметичном объеме накопления, заполненном воздухом при атмосферном давлении.

Изобретение относится к устройствам для испытаний и может быть использовано при проведении гидравлических испытаний на прочность и герметичность укрупненных заготовок (сборок) с кранами шаровыми, соединительными деталями трубопроводов и другой трубопроводной арматурой на открытой площадке. Стенд для гидравлических испытаний содержит корпус (24), в котором жестко закреплены насос (2) высокого давления, насос (1) низкого давления и манометр (18), соединенные посредством трубопроводов и шаровых кранов с емкостью (23) для воды и испытываемой заготовкой.

Изобретение относится к способу и системе проверки трубопровода для транспортировки флюида. Способ проверки трубопровода для транспортировки флюида, включающий: генерирование импульса давления с профилем давления в трубопроводе путем закрывания задвижки, соединенной с трубопроводом; регистрацию профиля давления с помощью датчика, соединенного с трубопроводом; вычисление первой производной и второй производной указанного профиля давления; идентификацию момента начала закрывания задвижки, момента окончания закрывания задвижки и начального момента закрывания задвижки, в который задвижка закрыта достаточно для генерирования акустического импульса, на основании первой производной и второй производной профиля давления; и определение параметра трубопровода, характеризующего трубопровод, с помощью указанных момента начала закрывания задвижки, момента окончания закрывания задвижки и начального момента закрывания задвижки.

Изобретение относится к способам испытания гидроцилиндров на герметичность. Сущность: за счет перемещения штока испытываемого гидроцилиндра создают перепад давления воздуха.

Изобретение относится к водоснабжению и решает задачу по определению длины компактной части струи воды из пожарного крана в зданиях. Измерительное устройство для определения длины компактной части струи воды из пожарного крана содержит манометр, дополнительно содержит две головки соединительные пожарные напорные цапковые, последовательно установленные посредством резьбового соединения угольник, фильтр грубой очистки, водомер, тройник, при этом тройник имеет резьбовое соединение через футорку с манометром, между водомером и тройником установлена регулируемая тренога, одна головка соединительная пожарная напорная цапковая имеет резьбовое соединение с угольником, другая головка соединительная пожарная напорная цапковая имеет резьбовое соединение с тройником.

Изобретения относятся к регулированию давления и контролю герметичности предохранительного клапана. Устройство содержит источник давления (13), соединенный с крестовиной через регулирующий клапан (1).

Изобретение относится к устройствам для контроля герметичности сосудов большого объема. Сущность: устройство представляет собой компактный узел, размещенный внутри замкнутого объема проверяемого сосуда (1), и содержит плиту (2), эталонную камеру (15) давления, термосопротивление (23), стравливающий клапан (24), два электроклапана (27, 28), датчик (35) перепада давления, а также жгуты (41) управления приборами устройства и контроля за их показаниями, проходящие через проходные гермоэлементы на контрольно-регистрирующую аппаратуру, расположенную вне сосуда (1).

Изобретение относится к области исследования устройств на герметичность и может быть использовано для определения негерметичности изделий, работающих под внешним давлением и внутренним избыточным давлением, например изделий космической техники. Сущность: вакуумируют средствами (1) вакуумирования внутреннюю полость изделия (4) через испытательную систему (5) до установившегося равновесного давления в изделии (4) и испытательной системе (5).

Изобретение относится к области технологии диагностирования машин. Установка для определения негерметичностей в замкнутых системах автотранспортных средств содержит металлический корпус, в котором последовательно соединяют электронно-цифровое управляющее устройство, модуль-испаритель с дизельной свечой накаливания для сжигания глицерина и генерации дисперсной системы и штуцером выходным для передачи сгенерированной дисперсной системы по магистральной трубе к пневматическому обратному клапану.
Наверх