JPS63125900A - リークテスト方法 - Google Patents

リークテスト方法

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JPS63125900A
JPS63125900A JP26981886A JP26981886A JPS63125900A JP S63125900 A JPS63125900 A JP S63125900A JP 26981886 A JP26981886 A JP 26981886A JP 26981886 A JP26981886 A JP 26981886A JP S63125900 A JPS63125900 A JP S63125900A
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test
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    • F17C2205/03Fluid connections, filters, valves, closure means or other attachments
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    • F17C2205/0338Pressure regulators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、容器内に安定した設定圧力を供給する方法
に関する。
(従来の技術) 一般に、容器に亀裂等が生じているか否かを検査するた
めに、リークテストが行なわれる。
このリークテストでは、容器の内部を加圧(以下、加圧
法と称する)あるいは減圧(以下、減圧法と称する)し
て容器内をテスト圧力(設定圧力)にした後、容器を流
体圧力源から閉鎖し、その後の容器内の圧力変動を圧力
計等で検出する。そして、加圧法においては圧力が下が
っていく場合には容器から気体が漏洩しているものと判
断し、減圧法においては圧力が上がっていく場合には漏
洩しているものと判断する。
第7図、第8図は、それぞれ上記従来の加圧法によるリ
ークテストと減圧法によるリークテストの場合の時間経
過に伴う容器内の圧力変動を表したグラフであり、以下
これらのグラフについて説明する。
加圧法の場合(第7図)には、加圧開始から11時間経
過後にテスト圧力Ptに達する。この時、容器内の気体
の温度は加圧されたことにより外気温度よりも上昇する
。したがって、上記t1時間経過直後すなわちテスト圧
力ptに達した直後に容器を流体圧力源から閉鎖すると
、容器から外気へ放熱されて容器内の気体の温度が下が
り、その結果、容器内の圧力は、容器からの気体の漏れ
がなくても第7図中実線Aで示すように低下し、t4時
間経過したところで安定する。又、容器内の圧力がテス
ト圧力ptに達した後、t2時間又はt1時間まで容器
を圧力源に接続したまま容器内を上記テスト圧力Ptに
維持してから容器を閉鎖すると、圧力低下量は減るもの
の容器内の圧力はそれぞれ実線B又は実線Cのように低
下し、し4時間で安定する。
そして、容器内の圧力をt1時間主でテスト圧力Ptに
維持した後に容器を閉鎖した場合には、容器内の気体温
度は既に外気温と平衡状態に達しているため、圧力変動
はなく圧カ一定になる。
減圧法の場合(第8図)には上記加圧法の場合と逆の現
象を生ずる。即ち、減圧開始からt 、 1時間経過後
にテスト圧力Pt’ に達する。この時、容器内の気体
の温度は減圧されたことにより外気温度よりも下がる。
したがって、上記t、1時間経過直後すなわちテスト圧
力Pt’ に達した直後に容器を流体圧力源から閉鎖す
ると、容器は外気から熱を奪い容器内の気体の温度が上
がり、その結果、容器内の圧力は第8図中実線A′で示
すように上昇し、t 、 1時間経過したところで安定
する。又、容器内の圧力がテスト圧力Pt’ に達した
後、12′時間又はt 、 1時間まで容器を圧力源に
接続したまま容器内を上記テスト圧力Pt’に維持して
から容器を閉鎖すると、容器内の圧力はそれぞれ実線B
′又は実線C′のように上昇し、t 41時間で安定す
る。そして、t 、 1時間まで容器内の圧力をテスト
圧力Pt′ に維持した後に容器を閉鎖した場合には、
容器内の気体温度は既に外気温と平衡状態に達している
ため、圧力変動はなく延カ一定になる。
上記説明から明らかなように、し4時間又はt 41時
間前に容器を閉じてリークテストを行なった場合、容器
内の気体の温度変化による自然な圧力変動と、容器から
のリークによる圧力変動とが一緒に検出されるため、リ
ークの有無を的確に判断するのが難しかった。
したがって、実際にはt4時間又はシ、′時間まで、す
なわち容器内の温度が外気温と平衡状態になるまで、容
器と圧力源とを連通させてテスト圧力Pt、pt’ を
維持し続けた後に、容器を閉鎖して圧力変動を検出し、
リークテストに正確を期している。
(発明が解決しようとする問題点) 上記のように、容器内の温度が自然に外気温と平衡にな
るまで待ってリークテストを行なうため、リークテスト
に長時間を要するようになり、能率が悪かった。
(問題点を解決するための手段) この発明は上記問題点を解決するためになされたもので
、その要皆は、一端が流体圧力源に接続される第一流路
、第二流路にそれぞれセット圧力の異なるレギュレータ
を設け、これら第一流路。
第二流路の他端を弁を介して主流路の一端に接続してな
る装置を用い、この主流路の他端に容器を接続した状態
で、初めにセット圧力の絶対値の大きい方のレギュレー
タを設けた第一流路と容器を連通させて容器内を初期圧
力にし、次に、弁の切換えにより容器と第一流路を遮断
するとともに第二流路と上記容器を接続し、両レギュレ
ータのセット圧力の差圧分だけ容器内の圧力を容器外へ
逃がして圧力を平衡させ、容器内を第二流路のレギュレ
ータのセット圧力と等しい設定圧力にすることを特徴と
する容器への圧力供給方法にある。
(作用) 初めに設定圧力より絶対値の大きい初期圧力を容器内に
付与し、この後、容器内の圧力を容器外へ逃がしてその
絶対値を低下させることにより、設定圧力にするため、
容器内の流体の温度が自然的推移以上の速さで外気温と
平衡状態に達するようになり、短時間で容器内の温度が
安定になるので、短時間で安定した設定圧力を得ること
ができる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例を第1図、第2図の図面に従
って説明する。
第1図は、この発明の加圧法によるリークテストを実施
する場合の概略70−ダイアグラムを示している。
加圧空気源1には配管ライン11を介して二つの配管ラ
イン12(第一流路)、配管ライン13(第二流路)の
一端が接続される。これら配管ライン12.13にはそ
れぞれレギュレータ2、レギュレータ3設けられている
。尚、レギュレータ2のセット圧力Poはレギュレータ
3のセット圧力Ptよりも大きい。上記配管ライン12
の他端は切替用三方電磁弁S■1の第一ボートに接続さ
れ、配管ライン13の他端はオリフィス21を介して上
記三方電磁弁Sv1の第二ボートに接続されている。
上記配管ライン13のオリフィス21より下流から分岐
された配管ライン14は絞り弁4及び逃し弁5を介して
外気に接続されている。逃し弁5は、配管ライン14内
の圧力がレギュレータ3のセット圧力ptより所定値以
上大きい弁開セット圧力に達した時に開き、配管ライン
14内が減圧されて弁閉セット圧力になった時に閉じる
。尚、この弁閉セット圧力はレギュレータ3のセット圧
力ptよりも若干大きい圧力値にされている。
上記三方電磁弁S ’v +の第三ボートは圧力計6が
配された配管ライン15を介して排気用三方電磁弁S■
2の第一ボートに接続されている。この三方電磁弁S■
2の第二ボートは外気に接続されている。
上記三方電磁弁S■2の第三ボートは配管ライン16及
び三方電磁弁SV、を介して配管ライン17の一端に接
続されている。これら配管ライン15.16,1 ?に
より主流路が構成されている。
上記配管ライン17の途中から分岐された配管ライン1
8は圧力センサ7に接続されている。この圧力センサ7
は、ダイヤフラム(図示しない)を内蔵し、このダイヤ
フラムの変形を電磁的に検出するものであり、ダイヤプ
ラムの一側のボートが上記分岐配管ライン14に接続さ
れ、観測のボートが大気に開放されている。上記各電磁
弁SV、。
sv2.sv、はシーケンス制御されている。
上記装置において、配管ライン17の他端に容器100
を接続した状態でリークテストを行う。
尚、加圧前においては、容器100内の圧力は外気圧に
等しい。
次に、第2図に示す容器100内の圧力推移グラフにし
たがって、時間を追ってリークテスト手順を説明する。
リークテストの1サイクルは、加圧工程、減圧工程、第
一平衡工程、第二平衡工程、検出工程、排気工程からな
っており、加圧工程時間T、、減圧工程と第一平衡工程
とを合わせた所要時間T2、第二平衡工程時開T1、検
出工程時間Tい排気工程時開T5はタイマーにより設定
されている。
加圧工程において、三方電磁弁S■1は配管ライン12
と配管ライン15を連通するとともに配管ライン13を
閉鎖し、三方電磁弁S V 2は配管ライン15と配管
ライン16を連通するとともに外気と遮断し、三方電磁
弁S■、は開状態となって配管ライン16と配管ライン
17を連通する。
その結果、加圧空気源1から加圧空気が、配管ライン1
1.12を通りレギュレータ2によってそのセット圧力
Poに減圧され、容器100に供給される。容器100
内の圧力は徐々に上昇して後述のテスト圧力Pt(設定
圧力)を越え、加圧開始よりTa時間経過後にレギュレ
ータ2のセット圧力Poと等しい初期圧力Poに達する
。そして加圧工程の残りの時間Tbにおいて、容器10
0内の圧力は初期圧力Potこ維持される。
上記加圧工程の終了後、減圧工程に移行する。
減圧工程においては、三方電磁弁S■2及び三方電磁弁
S■、は上記加圧工程の状態を維持したまま、三方電磁
弁S■1だけが切替わる。即ち、三方電磁弁S■1は配
管ライン13と配管ライン15を連通するとともに配管
ライン12を閉鎖する。
その結果、容器100及び配管ライン15,16゜17
.18内に付与されていた圧力、即ち初期圧力Poが三
方電磁弁SVIを介して配管ライン13゜14内に伝達
される。この初期圧力POは逃し弁5の弁開セット圧力
よりも高いので、逃し弁5が開ト、配管ライン14内の
加圧空気を外へ逃がす。
そして、配管ライン14内の圧力、即ち容器100内の
圧力が徐々に下がってきて逃し弁5の弁閉セット圧力に
達すると、逃し弁5が閉じる。逃し弁5の弁閉セット圧
力はレギュレータ3のセラ)圧力Ptよりも若干大きい
ので、この差圧分に相当する加圧空気は更にレギュレー
タ3のリリーフ孔から大気へ放出され、配管ライン14
内の圧力はセット圧力ptとなる。
この後、レギュレータ3によってセット圧力PLに減圧
された流体圧力が配管ライン13,15゜16.17を
介して容器100に付与される。
上記逃し弁5が閉じた後は第一平衡状態となって、容器
100内はセット圧力Ptに確実に維持される。そして
、このセット圧力Ptが後述のテスト圧力Ptとして供
される。
そして第一平衡工程の終了とともに三方電磁弁SV、も
閉状態となり、第二平衡工程に移行する。
上記第−平衡工程及び第二平衡工程において容器2内の
圧力は安定しており、テスト圧力ptが維持される。
上記安定したテスト圧力ptを得るまでの時間、すなわ
ち上記加圧工程時間と減圧工程時間の合計時間は、従来
方法における安定したテスト圧力Ptを得るまでの時間
t4に比べて非常に短くて済む。
その理由は次のように推定される。
容器100内の空気温度は、加圧開始直後から初期圧力
Poになるまで上昇し、初期圧力P0を維持している時
間Tbでは下がる。しかし、この時間Tbは短いので外
気温と平衡になるまでは下がらない。次の減圧工程では
、両レギュレータ2゜3のセット圧力の差圧分、換言す
れば初期圧力POとテスト圧力ptとの差圧分に相当す
る加圧空気の放出がなされ、容器100内の空気温度が
この放出により低下させられて外気温度と平衡になる。
この上うに、自然放熱を待たずに強制的に容器100内
の温度を外気温と平衡にしているので、短時間で安定し
たテスト圧力ptとなる。
上記第二平衡工程の後に、検出工程に移行する。
即ち、容器100内の圧力は配管ライン18により圧力
センサ7に導かれ、外気圧に対するゲージ圧として検出
される。なお、圧力センサ7からの検出圧力の電気信号
は増幅されて圧力計に送られ、この圧力計で上記デージ
圧が表示される。そしてこのデージ圧に変動がなければ
容器100の密封性が確認され、ゲージ圧が減少してい
くのであれぼ容器100がら空気が漏れているのであり
、密封性不良が確認される。
上記検出工程終了後、排気工程に移行する。排気工程で
は、三方電磁弁S V 3が開状態になり、三方電磁弁
Sv2が配管ライン16を外気に連通するとともに、配
管ライン15を閉鎖する。その結果、容器100内の空
気は三方電磁弁SV2がら放出される。
以上でリークテストの1サイクルが終了するが、1サイ
クルの所要時間を前述した従来方法に比べて約1/3に
することができる。
尚、上記実施例における減圧工程直後に、容器100内
の空気圧力を安定させるためには、初期圧力Poとテス
ト圧力Ptとの差圧ΔP、及び初期圧力POの維持時間
Tbを、所定範囲内で設定しなければならない。
上記差圧ΔPが所定範囲の上限値より大きいと、減圧に
よる容器2内の温度低下が大きくなり過ぎて一時的に外
気温以下になるため、減圧終了後すなわち容器100を
閉じた後に容器100内の空気温度が外気温と平衡にな
るまで圧力が上昇してしまい、圧力が安定するまで検出
工程を実行できない。また、差圧ΔPが所定範囲の下限
値より小さいと、減圧による容器100内の温度低下が
不充分で外気温まで下がりきらないため、減圧終了後す
なわち容器100を閉じた後に容器100内の空気温度
が外気温と平衡になるまで圧力が下降してしまい、圧力
が安定するまで検出工程を実行できない。
同様に、上記維持時間Tbが所定範囲の上限値より長い
と、この維持時間Tbにおける容器100内の空気温度
の低下が大きくて外気温に近付くため、次の減圧工程で
容器100内の温度が外気温以下まで低下してしまう。
このため減圧終了後すなわち容器100を閉じた後に容
器100内の空気温度が外気温と平衡になるまで圧力が
上昇してしまい、圧力が安定するまで検出工程を実行で
きない。また、維持時間Tbが所定範囲の下限値より短
いと、この維持時間Tbでの容器100内の温度低下が
微少であり、次の減圧による容器100内の温度低下で
は外気温まで下がりきらないため、減圧終了後すなわち
容器100を閉じた後に容器100内の空気温度が外気
温と平衡になるまで圧力が下降してしまい、圧力が安定
するまで検出工程を実行で外ない。
差圧ΔPと維持時開Tbとは、相間関係を有している。
すなわち、差圧ΔPを大きくすれば維持時間Tbを短く
することができ、差圧ΔPが小さければ維持時間Tbを
長くする必要がある。初期圧力Poを大きくし差圧ΔP
を太き(して、テスト時間を短縮することが好ましいが
、これらPa。
ΔPは、容器100の強度等に応じて決定される。
なお、上記ΔP、維持時間Tbは多少上記範囲から外れ
ていてもよく、この場合でも、テスト時間は理想的な場
合より長くなるが、従来方法よりも短縮できる。
又、第3図は他の実施例のフローダイアグラムな示すも
のであり、第一実施例と同一態様部分については同一符
号を付して説明を省略し、第一実施例と相違する点を以
下に説明する。
配管ライン16はその下流において二つに分岐され、そ
れぞれ三方電磁弁SV、が配置されている。この二つの
電磁弁S■3は共に第一実施例の電磁弁S ”V 3と
同様に開閉される。そして、一方の三方電磁弁SV、は
配管ライン17aを介して容器100に接続されており
、他方の三方電磁弁SV、は配管ライン17bを介して
、上記容器と同寸法、同材質の容器であって、予め漏れ
のないことが確認された基準容器100′が接続されて
いる。
又、各配管ライン17a、17bは配管ライン18a。
18bを介して圧力センサ7の両人カボートにそれぞれ
接続されており、この圧力センサ7は差動増幅器8を介
して差圧計9に接続されている。
上記第二実施例の場合の容器100内の圧力推移グラフ
は、第一実施例と同様である。ただし、検出工程におい
て容器100及び配管ライン17a、18a内の圧力は
、基準容器100′及び配管ライン17b、18bの圧
力との差圧として圧力センサ7で検出され、差圧計9で
表示される。上記のように差圧検出であるので、高感度
で検出できる。なお、上記基準容器100’は容器10
0と同一寸法であり、外部要因による圧力変動を相殺す
ることができるが、この外部要因が小さい時には上記基
準容器100′は省くことができる。
第4図は本発明の第三実施例を示す。この実施例では、
配管ライン15はオリフィス20を介して配管ライン1
6に接続され、更に排気用三方電磁弁Sv2、配管ライ
ン17を介して容器100に接続されている。上記オリ
フィス20の両側の圧力差は配管ライン18a、18b
を介してセンサ7により検出され、センサ7の出力は差
動増幅器8で増幅され、差圧計9で表示されるようにな
っている。
また、配管ライン15.16にこはオリフィス20と並
列にバイパスライン19が接続されてお1)、このバイ
パスライン19には三方電磁弁Sv3が配置されている
上記第三実施例の場合には、三方電磁弁SV。
を開けた状態で前記実施例と同様に加圧、減圧工程を行
ない、容器100内を短時間で安定したテスト圧力Pt
とする。この後、電磁弁S■3を開から閑に切り換えて
バイパスライン19を閉じ、検出工程を開始する。容器
100にひび割れ等がなく加圧空気の漏れがない場合に
は、オリフィス20には空気が流れず、その両端間に圧
力差が生ヒないから、差圧計9はゼロを表示する。容器
100からの漏れがある場合には、オリフィス20に空
気が流れ、オリフィス20での圧力損失分だけ両端間に
圧力差が生じる。これを差圧計9で表示し、漏れを知ら
せる。
上記検出後、電磁弁S V 2を切り換えて、容器内の
加圧空気を外部へ排出する。
尚、上述第一、第二、第三実施例ともに加圧法によるリ
ークテストで説明したが、減圧法によるリークテストに
おいても同様な思想の基に行うことができる。減圧法の
場合には、第1図、第3図、第4図において加圧空気源
1の代わりに負圧空気源を用いるが、池の構成および作
動は加圧方法と同様である。詳述すると、容器を第一流
路に接続して容器内を一旦テスト圧力以下の初期圧力に
セットし、この状態を一定時間維持した後、容器と第一
流路を遮断するとともに容器と第二流路を接続し、外気
を容器内に導入しテスを圧力まで昇圧せしめ、一定時間
経過後に、負圧の容器内への流体の流入の有無を検出す
ればよい。この方法では、上記昇圧時に容器内の流体の
温度が上昇して短時間で外気温と平衡になり安定したテ
スト圧力が得られる。この減圧法における容器内の圧力
の変化は、第2図において、縦軸を負圧とすることによ
り表わすことができる。
上記各実施例において、初期圧力Poからテスト圧力P
tにする際の手段は逃し弁5に限るものではない。
例えば、第5図に示すように逃し弁5の代わりに三方電
磁弁Sv4を配置したり、あるいは、第6図に示すよう
に、絞り弁4と逃し弁5の代わりに、ピストン22を内
蔵したシリンダ23を配管ライン14の末端に接続して
もよい。これらの場合には、第1図、第3図、第4図に
おいて想像線で示すように、配管ライン16に圧力スイ
ッチ25を配置しておき、この圧力スイッチ25により
、三方電磁弁S■4及びロッド24を作動させる。
即ち、三方電磁弁S■4を用いる場合には、加圧法では
、減圧工程の開始とともに三方電磁弁S■、が開き、配
管ライン16内の圧力が圧力スイッチ25の下限設定値
(テスト圧力Ptより若干大きい)に至ると三方電磁弁
SV、は閉じ、減圧法では昇圧工程の開始とともに三方
電磁弁S■、が開き、配管ライン16内の圧力が圧力ス
イッチ25の上限設定値(テスト圧力Ptより若干小さ
い)に至ると三方電磁弁SV、が閉じる。
又、シリンダ23を用いる場合には、加圧法では、減圧
工程の開始とともにロッド24が引かれ、配管ライン1
6内の圧力が圧力スイッチ25の下限設定値(テスト圧
力Ptより若干大きい)に至るとロッド24は停止し、
減圧法では昇圧工程の開始とともにロッド24が押され
、配管ライン16内の圧力が圧力スイッチ25の上限設
定値(テスト圧力Ptより若干小さい)に至るとロッド
24は停止する。
又、容器100の容量が小さくて、初期圧力POからテ
スト圧力Ptにする際に給排気する空気量が少ない場合
には、レギュレータ3がら直接給排気するようにしても
よい。その場合には、オリフィス21.配管ライン14
.絞り弁4.及び逃し弁5等が不要となる。
更に、上記各実施例において三方電磁弁Sv1の代わり
に各配管ライン12.13にそれぞれ三方電磁弁を設け
て切換えるようにしてもよい。
又、各配管ライン12.13はそれぞれ別々の圧力源が
接続されていてもよい。
この発明は上記実施例に制約されず種々の態様が可能で
ある。例えば、流体は空気に限らず、チッソガスでもよ
いし、水や油等の流体であってもよい。
また、この発明は、リークテストの池に、容器内へ供給
した圧力を短時間で安定させることが要求される場合に
、適用することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、この発明によれば、容器内の流体
の圧力は自然的推移以上の速さで平衡状態に達するよう
になり、容器内を短時間で安定した設定圧力にすること
ができ、作業能率が向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図の図面はこの発明によるリークテスト方
法の一実施例を示すものであり、第1図は概略70−グ
イアグラム、第2図は容器内圧力推移グラフである。又
、第3図、第4図は互いに異なる池の実施例の概略フロ
ーグイアゲラムであり、第5図、第6図は容器内圧力を
逃がすための池の手段の部分フローダイアグラムである
。更に、第7図、第8図は従来の加圧法及び減圧法によ
るリークテスト方法の際のそれぞれの容器内圧力推移グ
ラフである。 2.3・・・レギュレータ、 12・・・第一流路(配管ライン)、 13・・・第二流路(配管ライン)、 15.16.17・・・主流路、  100・・・容器
、Pt・・・設定圧力(テスト圧力)、Po・・・初期
圧力、S■ピ・・弁

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一端が流体圧力源に接続される第一流路、第二流
    路にそれぞれセット圧力の異なるレギュレータを設け、
    これら第一流路、第二流路の他端を弁を介して主流路の
    一端に接続してなる装置を用い、この主流路の他端に容
    器を接続した状態で、初めにセット圧力の絶対値の大き
    い方のレギュレータを設けた第一流路と容器を連通させ
    て容器内を初期圧力にし、次に、弁の切換えにより容器
    と第一流路を遮断するとともに第二流路と上記容器を接
    続し、両レギュレータのセット圧力の差圧分だけ容器内
    の圧力を容器外へ逃がして圧力を平衡させ、容器内を第
    二流路のレギュレータのセット圧力と等しい設定圧力に
    することを特徴とする容器への圧力供給方法。
  2. (2)上記設定圧力が正圧であり、初めに容器内が設定
    圧力以上の初期圧力に加圧され、加圧流体の一部を容器
    から放出することにより、容器内を初期圧力から設定圧
    力にする特許請求の範囲第1項に記載の容器への圧力供
    給方法。
  3. (3)上記設定圧力が負圧であり、初めに容器内が設定
    圧力以下の初期圧力に減圧され、容器内に流体を導入す
    ることにより、容器内を初期圧力から設定圧力にする特
    許請求の範囲第1項に記載の容器への圧力供給方法。
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