RU242572U1

RU242572U1 - CONTROL LEAK

Info

Publication number: RU242572U1
Application number: RU2025122534U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Кожевников
Original assignee: Евгений Михайлович Кожевников
Filing date: 2025-08-13
Publication date: 2026-03-31

Abstract

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности к контрольным течам, используемым с целью получения количественных характеристик величины негерметичности, настройки, определения чувствительности, оценки метрологических характеристик течеискательной аппаратуры, и может найти применение в тех областях техники, где проводится контроль герметичности изделий с их применением. Предложена контрольная течь для обеспечения стабильного потока пробного газа, содержащая герметичный корпус в виде баллона 1 с герметично установленным при помощи прижимного устройства 2 и уплотнения 3 проницаемым элементом 4, измерителем давления 5 и заправочным вентилем 6, с герметично присоединенным к нему с помощью прижимной гайки 7 штуцером 8 с уплотнением 9, образующим внутреннюю накопительную полость, и герметично перекрываемую заглушкой 10 с уплотнением 11 при ее хранении, а при эксплуатации вместо заглушки 10 устанавливается необходимый патрубок с прокладкой 13 или с трубкой 12 необходимого диаметра, с фланцем 14 типа CF, с фланцем 15 типа KF или другие соединительные элементы для присоединения к испытательной системе или линейная шкала 16 для проверки динамической чувствительности течеискателя при различной скорости перемещения щупа. Задачей настоящей полезной модели является увеличение срока эксплуатации контрольной течи, обеспечение удобства ее эксплуатации, повышение точности определения утечки пробного газа при контроле герметичности изделия. Положительным эффектом от использования полезной модели является повышение точности определения утечки пробного газа, обеспечение удобства эксплуатации контрольной течи. The utility model relates to the field of testing equipment, in particular to test leaks used for the purpose of obtaining quantitative characteristics of the magnitude of leakage, adjustment, determination of sensitivity, assessment of the metrological characteristics of leak detection equipment, and can find application in those areas of technology where the tightness of products using them is tested. A test leak is proposed for ensuring a stable flow of test gas, containing a sealed body in the form of a cylinder 1 with a permeable element 4 hermetically installed with the help of a clamping device 2 and a seal 3, a pressure gauge 5 and a filling valve 6, with a nipple 8 hermetically connected to it with the help of a clamping nut 7 with a seal 9, forming an internal storage cavity, and hermetically closed by a plug 10 with a seal 11 during its storage, and during operation, instead of the plug 10, the necessary branch pipe with a gasket 13 or with a tube 12 of the required diameter, with a flange 14 of the CF type, with a flange 15 of the KF type or other connecting elements for connection to the testing system or a linear scale 16 for checking the dynamic sensitivity of the leak detector at different speeds of movement of the probe is installed. The objective of this utility model is to extend the service life of the test leak, ensure its ease of use, and improve the accuracy of test gas leak detection during product leak testing. The positive effect of using this utility model is increased test gas leak detection accuracy and ease of use of the test leak.

Description

Полезная модель относится к области испытательной техники, в частности к контрольным течам, используемым с целью получения количественных характеристик величины негерметичности, настройки, определения чувствительности, оценки метрологических характеристик течеискательной аппаратуры, и может найти применение в тех областях техники, где проводится контроль герметичности изделий с их применением.The utility model relates to the field of testing equipment, in particular to test leaks used for the purpose of obtaining quantitative characteristics of the magnitude of leakage, adjustment, determination of sensitivity, assessment of the metrological characteristics of leak detection equipment, and can find application in those areas of technology where the tightness of products using them is tested.

Контрольная течь, представляет собой герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным газом, с герметично встроенным в корпусе проницаемым элементом, обеспечивающим требуемый поток пробного газа. (ОСТ 92-2125-87 Контрольные течи. Технические условия). Пробный газ в корпусе находится под определенным давлением, при истечении газа через проницаемый элемент значение его уменьшается, следовательно, и уменьшается значение потока пробного газа, что вносит неточность в определение величины утечки пробного газа из изделия при проведении испытаний его на герметичность. Наиболее критичной данная ситуация является для контрольных течей с потоком пробного газа порядка 10^-5… 10^-4 м³⋅Па/с, так как изменение потока за 1 месяц может составить от 15% до 130%.A test leak is a sealed, impermeable housing filled with a test gas, with a permeable element hermetically sealed within the housing, providing the required test gas flow. (OST 92-2125-87 Test Leaks. Technical Conditions). The test gas in the housing is under a certain pressure. As the gas leaks through the permeable element, its pressure decreases, and consequently, the test gas flow also decreases, which introduces inaccuracy into the determination of the test gas leakage from the product during leak testing. This situation is most critical for test leaks with a test gas flow of approximately 10 ^-5 ... 10 ^-4 m ³ ⋅Pa/s, since the flow change over 1 month can range from 15% to 130%.

Для уменьшения истечения пробного газа и поддержания стабильного потока применяют контрольные течи с перекрываемым вентилем, которые дополнительно снабжены вентилем, перекрывающим поток пробного газа, когда течь не эксплуатируется, а находится на хранении, что способствует поддержанию постоянного потока пробного газа (Кожевников Е.М., Морозов B.C. и другие «Передовые технологии и оборудование производственного контроля и испытаний ДСЕ изделий РКТ», «Вестник «НПО «Техномаш», №4, 2018). Однако, при применении контрольной течи для настройки щупа течеискателя при поиске мест негерметичности изделия при атмосферном давлении можно неправильно оценивать величину негерметичности, так как пробный газ протекает через внутренние полости и проходной канал (длиной от 5 и более сантиметров в зависимости от применяемого вентиля) вентиля, где может перемешиваться с атмосферным воздухом. Кроме того, при применении течи для вакуумных испытаний необходимо устанавливать вакуумный вентиль, стоимость которого соизмерима со стоимостью самой контрольной течи.To reduce test gas leakage and maintain a stable flow, test leaks with a shut-off valve are used. These leaks are additionally equipped with a valve that shuts off the test gas flow when the leak is not in operation but in storage, thus maintaining a constant test gas flow (Kozhevnikov E.M., Morozov V.S. et al., "Advanced Technologies and Equipment for Industrial Control and Testing of Rocket and Spacecraft Products," "Bulletin of NPO Tekhnomash," No. 4, 2018). However, when using a test leak to adjust the leak detector probe when searching for leaks in a product at atmospheric pressure, the magnitude of the leak can be incorrectly estimated, since the test gas flows through the internal cavities and the flow channel (5 centimeters or more in length, depending on the valve used) of the valve, where it can mix with atmospheric air. In addition, when using a leak for vacuum testing, it is necessary to install a vacuum valve, the cost of which is commensurate with the cost of the test leak itself.

Другая контрольная течь «Галот-1» (Галот-1. Течь галоидная. Техническое описание и инструкция по эксплуатации с паспортом. ОТМ3.446.000ТУ. Редакция 1-68. 1968), заполненная гексахлорэтаном, имеет наконечник с резьбовым отверстием 4 мм в центре, в которое вставляются сменные насадки с диаметром выходных отверстий 0,3 и 1,7 мм. Смена насадок позволяет регулировать величину течи. В техническом описании отмечено, что во избежание загрязнения рабочего вещества во время транспортирования и хранения резьбовое отверстие диаметром 4 мм наконечника вместо сменных насадок закрывается глухой (без отверстия) насадкой и полиэтиленовым колпачком. Также можно отметить, что глухая насадка служит и для уменьшения истечения паров рабочего вещества гексахлорэтана из полости течи. Однако, в течи рабочее вещество находится в виде бесцветных кристаллов и давление истекающих паров гексахлорэтана незначительно, а применение пробных газов при данной конструкции течи невозможно.Another leak test device, the "Galot-1" (Galot-1. Halogen Leak. Technical Description and Operating Instructions with Data Sheet. OTM3.446.000TU. Revision 1-68. 1968), filled with hexachloroethane, has a tip with a 4 mm threaded hole in the center, into which replaceable nozzles with outlet diameters of 0.3 and 1.7 mm are inserted. Changing the nozzles allows for the leak rate to be adjusted. The technical description notes that to prevent contamination of the working fluid during transportation and storage, the 4 mm threaded hole in the tip is closed with a blind nozzle (without a hole) and a polyethylene cap instead of replaceable nozzles. It should also be noted that the blind nozzle also serves to reduce the outflow of hexachloroethane working fluid vapor from the leak cavity. However, in the leak, the working substance is in the form of colorless crystals and the pressure of the escaping hexachloroethane vapors is insignificant, and the use of test gases with this leak design is impossible.

В наибольшей мере предлагаемому техническому решению соответствует конструкция контрольной течи согласно отраслевому стандарту (ОСТ 92-2125-87 Контрольные течи. Технические условия), где на штуцер течи устанавливается заглушка, однако, она не держит давление накапливаемого в штуцере пробного газа и служит, в основном, для предотвращения попадания в полость штуцера и на проницаемый элемент загрязнений и влаги. В тоже время, если при испытаниях по поиску мест негерметичности применять эту же течь с линейной шкалой для настройки щупа течеискателя, то необходимо снимать штуцер с течи, устанавливать линейку для испытаний, а после испытаний, необходимо снять линейную шкалу с течи, а затем установить штуцер с заглушкой. Такие перестановки могут привести к повреждению проницаемого элемента.The design of a test leak according to the industry standard (OST 92-2125-87 Test Leaks. Technical Conditions) best aligns with the proposed technical solution. This design uses a plug installed on the leak nozzle. However, this plug does not hold the pressure of the test gas accumulating in the nozzle and serves primarily to prevent contaminants and moisture from entering the nozzle cavity and the permeable element. However, if this same leak with a linear scale is used to adjust the leak detector probe during leak detection testing, the nozzle must be removed from the leak, a test ruler must be installed, and after testing, the linear scale must be removed from the leak, and then the nozzle and plug must be installed. Such reversals can damage the permeable element.

Задачей настоящей полезной модели является увеличения срока эксплуатации контрольной течи за счет сохранения действительного значения потока пробного газа в то время, когда она не эксплуатируется и, следовательно, повышение точности определения утечки пробного газа при контроле герметичности изделия.The objective of this utility model is to increase the service life of a test leak by maintaining the actual value of the test gas flow while it is not in use and, consequently, to increase the accuracy of determining the leakage of the test gas when testing the tightness of the product.

Для достижения этой задачи контрольная течь, содержащая герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным газом, с герметично установленным в корпусе проницаемым элементом, измерителем давления, дополнительно согласно полезной модели содержит штуцер, внутри которого имеется герметичная накопительная полость с выходным отверстием для пробного газа, которое перекрывается герметично заглушкой с прокладкой, когда контрольная течь не эксплуатируется.To achieve this objective, a test leak comprising a sealed, impermeable housing filled with a test gas, with a permeable element, a pressure gauge, hermetically installed in the housing, additionally, according to the utility model, contains a nozzle, inside which there is a sealed storage cavity with an outlet for the test gas, which is sealed with a plug with a gasket when the test leak is not in operation.

Отличительным признаком предложенной контрольной течи является то, что течь содержит дополнительный штуцер, образующий при герметичном закрытии заглушкой накопительную полость, в которой пробный газ после выравнивания давления в накопительной полости и в корпусе течи прекращает истечение через проницаемый элемент.A distinctive feature of the proposed test leak is that the leak contains an additional fitting, which, when hermetically sealed with a plug, forms a storage cavity in which the test gas, after equalizing the pressure in the storage cavity and in the leak body, stops flowing through the permeable element.

Сравнение заявляемого технического решения - устройство для контрольной течи - с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «новизна».A comparison of the claimed technical solution—a leak detection device—with the state of the art in scientific and technical literature and patent sources reveals that the essential features of the claimed solution were previously unknown. Therefore, it meets the patentability requirement of "novelty."

Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».The claimed solution can be industrially applicable, since it can be manufactured industrially, is feasible and reproducible, and therefore, it meets the patentability requirement of “industrial applicability”.

Предлагаемое решение полезной модели иллюстрируется чертежом, где на фиг. 1 изображена конструкция контрольной течи с установленной заглушкой на штуцер с накопительной полостью, а на фиг. 2-4 - с установленными в процессе эксплуатации вместо заглушки различными присоединительными патрубками для вакуумных испытаний, на фиг. 5 - с линейной шкалой для оценки динамической чувствительности щупа течеискателя при поиске мест негерметичности изделия.The proposed solution of the utility model is illustrated by a drawing, where Fig. 1 shows the design of a test leak with a plug installed on a nozzle with a storage cavity, and Figs. 2-4 - with various connecting pipes for vacuum tests installed during operation instead of the plug, and Fig. 5 - with a linear scale for assessing the dynamic sensitivity of the leak detector probe when searching for leaks in the product.

Контрольная течь (фиг. 1) представляет собой герметичный корпус в виде баллона 1 с герметично установленным при помощи прижимного устройства 2 и уплотнения 3 проницаемым элементом 4, измерителем давления 5 и заправочным вентилем 6, с герметично присоединенным к нему с помощью прижимной гайки 7 штуцером 8 с уплотнением 9, образующим внутреннюю накопительную полость, и герметично перекрываемую заглушкой 10 с уплотнением 11.The control leak (Fig. 1) is a sealed housing in the form of a cylinder 1 with a permeable element 4 hermetically installed with the help of a clamping device 2 and a seal 3, a pressure gauge 5 and a filling valve 6, with a nipple 8 hermetically connected to it with the help of a clamping nut 7 with a seal 9, forming an internal storage cavity, and hermetically closed by a plug 10 with a seal 11.

Герметичный корпус 1, представляющий собой баллон, предназначен для заполнения контрольной течи пробным газом до определенного давления и поддержания его в процессе хранения.The sealed body 1, which is a cylinder, is designed to fill the test leak with test gas to a certain pressure and maintain it during storage.

Прижимное устройство 2 прижимает уплотнение 3 и герметизирует проницаемый элемент 4 в корпусе баллона 1.The clamping device 2 presses the seal 3 and seals the permeable element 4 in the body of the cylinder 1.

Проницаемый элемент 4 предназначен для создания стабильного газового потока пробного газа.The permeable element 4 is designed to create a stable gas flow of test gas.

Измеритель давления 5 предназначен для измерения давления пробного газа в баллоне 1 контрольной течи, по значению давления можно определять поток пробного и необходимость заправки контрольной течи пробным газом.Pressure meter 5 is designed to measure the pressure of the test gas in cylinder 1 of the test leak; the pressure value can be used to determine the flow of test gas and the need to fill the test leak with test gas.

Заправочный вентиль 6 предназначен для подачи давления пробного газа в корпус 1 течи и поддержания его давления после заправки.Filling valve 6 is designed to supply test gas pressure to leak housing 1 and maintain its pressure after filling.

Прижимная гайка 7 предназначена для прижима штуцера 8 с уплотнением 9 с целью герметизации накопительной полости, а выходное отверстие штуцера герметизируется с помощью заглушки 10 с уплотнением 11.The clamping nut 7 is intended to clamp the fitting 8 with the seal 9 in order to seal the storage cavity, and the outlet opening of the fitting is sealed using the plug 10 with the seal 11.

Изготовление и работа контрольной течи осуществляется следующим образом.The production and operation of the test leak is carried out as follows.

В корпус 1 контрольной течи устанавливается и герметизируется проницаемый элемент 4. Заправка контрольной течи пробным газом осуществляется через заправочный вентиль 6 до требуемого давления с предварительным вакуумированием корпуса 1 контрольной течи. Контроль давления при заправке осуществляется с помощью измерителя давления 5. Определяется поток пробного газа через проницаемый элемент 4. Поток может определяться в зависимости от метода как с установленным штуцером 8, так и без него.Permeable element 4 is installed and sealed in test leak housing 1. The test leak is filled with test gas through filling valve 6 to the required pressure, with preliminary evacuation of test leak housing 1. Pressure monitoring during filling is performed using pressure meter 5. The flow of test gas through permeable element 4 is determined. Depending on the method, the flow can be determined either with or without the nozzle 8 installed.

Если определение потока пробного газа проведено без штуцера 8, то на контрольную течь устанавливается штуцер 8 с уплотнением 9 и поджимается с целью герметизации прижимной гайкой 7. На штуцер 8 устанавливается заглушка 10 с прокладкой 11, как показано на фиг. 1, чтобы перекрыть выходное отверстие на штуцере 8.If the determination of the test gas flow is carried out without the nozzle 8, then the nozzle 8 with the seal 9 is installed on the test leak and is pressed for sealing with the clamping nut 7. A plug 10 with a gasket 11 is installed on the nozzle 8, as shown in Fig. 1, in order to close the outlet hole on the nozzle 8.

В таком состоянии течь находится на хранении, если не эксплуатируется. В этом случае, пробный газ истекает через проницаемый элемент, повышается давление в накопительной полости до давления в корпусе течи, после чего истечение газа через проницаемый элемент прекращается. Чтобы из корпуса течи через проницаемый элемент истекло как можно меньше газа, объем накопительной полости в штуцере изготавливается минимальным. А для настройки щупа течеискателя делается минимальным расстояние от проницаемого элемента до выходного отверстия штуцера.In this state, the leak is stored when not in use. In this case, the test gas flows through the permeable element, increasing the pressure in the storage chamber to the pressure in the leak body, after which gas flow through the permeable element ceases. To minimize the amount of gas escaping from the leak body through the permeable element, the volume of the storage chamber in the nozzle is minimized. To adjust the leak detector probe, the distance from the permeable element to the nozzle outlet is minimized.

При эксплуатации контрольной течи заглушка 10 с прокладкой 11 снимается и на штуцер 8 устанавливается любой типовой патрубок с прокладкой 13 для его герметизации, например, как показано на фиг. 2, патрубок с трубкой 12 необходимого диаметра, на фиг. 3 - патрубок с фланцем 14 типа CF, на фиг. 4 - патрубок с фланцем 15 типа KF или другие соединительные элементы для присоединения к испытательной системе или, как показано на фиг. 5, устанавливается линейная шкала 16 для проверки динамической чувствительности течеискателя при различной скорости перемещения щупа.When operating the test leak, the plug 10 with the gasket 11 is removed and any standard branch pipe with a gasket 13 is installed on the fitting 8 for sealing it, for example, as shown in Fig. 2, a branch pipe with a tube 12 of the required diameter, in Fig. 3 - a branch pipe with a flange 14 of the CF type, in Fig. 4 - a branch pipe with a flange 15 of the KF type or other connecting elements for connection to the testing system or, as shown in Fig. 5, a linear scale 16 is installed for checking the dynamic sensitivity of the leak detector at different speeds of movement of the probe.

Кроме того, для статической оценки чувствительности течеискателя, щуп может подносится непосредственно к выходному отверстию на штуцере 8 при снятой заглушке 10 и регистрироваться реакция течеискателя на поток пробного газа.In addition, for a static assessment of the leak detector's sensitivity, the probe can be brought directly to the outlet on the fitting 8 with the plug 10 removed and the leak detector's response to the flow of test gas can be recorded.

При понижении давления, контролируемого с помощью измерителя давления 5, ниже допустимого в процессе эксплуатации, производится дозаправка контрольной течи пробным газом через заправочный вентиль 6.When the pressure, monitored using pressure gauge 5, drops below the permissible level during operation, the test leak is refilled with test gas through filling valve 6.

Контрольная течь со штуцером, образующим накопительную полость, апробирована на практике. Для этой цели была изготовлена контрольная течь с потоком пробного газа Q=3,3⋅10^-4 Па⋅м³/с, который предварительно определен методом накопления на измерительном устройстве. На контрольную течь устанавливался герметично штуцер с заглушкой, и проводилось наблюдение за контрольной течью в течение 17 суток. В течение 17 суток контрольная течь периодически использовалась для экспериментов, т.е. заглушка снималась, течь использовалась в работе, при этом после использования, измерялся поток пробного газа от контрольной течи на измерительном устройстве, затем вновь устанавливалась заглушка. За 17 суток течь использовалась пять раз, время использования от 1 до 4 часов.A test leak with a nozzle forming a collection cavity was tested in practice. For this purpose, a test leak with a test gas flow rate of Q = 3.3⋅10 ^-4 Pa⋅m ³ /s was constructed, predetermined using the accumulation method on a measuring device. A sealed nozzle with a plug was installed on the test leak, and the test leak was monitored for 17 days. Over the course of 17 days, the test leak was periodically used for experiments. The plug was removed, the leak was used, and after use, the test gas flow from the test leak was measured on the measuring device, then the plug was reinstalled. Over the 17 days, the leak was used five times, with periods ranging from 1 to 4 hours.

Как видно из таблицы, за данный период (17 суток) поток пробного газа от контрольной течи уменьшился до Q=2,8⋅10^-4 Па⋅м³/с, т.е. уменьшение потока газа составило порядка 15%.As can be seen from the table, over this period (17 days), the flow of test gas from the control leak decreased to Q=2.8⋅10 ^-4 ^Pa⋅m3 /s, i.e. the decrease in gas flow was about 15%.

Согласно (Евлампиев А.И., Попов Е.Д., Сажин С.Г., Сумкин П.С. Течеискание. М: Издательский дом «Спектр», 2011.) изменение потока газа течи δQ_ПГ, %, можно оценить по формулеAccording to (Evlampiev A.I., Popov E.D., Sazhin S.G., Sumkin P.S. Leak detection. Moscow: Spektr Publishing House, 2011.) the change in leak gas flow δQ _PG , %, can be estimated using the formula

где Q_КТ - поток пробного газа контрольной течи, м³⋅Па/с; where Q _КТ is the flow of test gas of the control leak, ^m3 ⋅Pa/s;

τ_И - время истечения пробного газа, с; τ _И – test gas flow time, s;

Р_К - начальное давление пробного газа в корпусе течи, Па; Р _К - initial pressure of test gas in the leak body, Pa;

V_Т - объем баллона течи, м³.V _T is the volume of the leak cylinder, ^m3 .

Учитывая, что объем баллона течи составляет ~0,0002 м³, начальное давление газа 9,8 кгс/см², время истечения пробного газа - 17 суток, то по формуле получается, что поток пробного газа должен был измениться на 242,4%, т.е. практически пробный газ за этот период должен истечь полностью.Considering that the volume of the leak cylinder is ~0.0002 ^m3 , the initial gas pressure is 9.8 kgf/ ^cm2 , the test gas flow time is 17 days, then according to the formula it turns out that the flow of test gas should have changed by 242.4%, i.e. the test gas should have practically completely flowed out during this period.

Таким образом, учитывая, что в нормативных документах (ОСТ 92-2125-87. Течи контрольные. Технические условия) допускают погрешность измерения потока пробного газа от контрольной течи до ±40%, то данная контрольная течь может найти применение при контроле герметичности изделий с нормой негерметичности в диапазоне от 1,0⋅10^-7 м³⋅Па/с до 1,0⋅10^-3 м³⋅Па/с, что позволит сохранять поток пробного газа контрольной течи и соответственно повысить точность измерения утечки пробного газа через негерметичность изделия. Кроме того, контрольная течь может применяться для любых испытаний и с любым присоединительным элементом, а также применение штуцера с заглушкой уменьшает необходимость частой заправки контрольной течи пробным газом, исключает возможность загрязнения и повреждения проницаемого элемента, все это удобно при ее эксплуатации.Thus, given that regulatory documents (OST 92-2125-87. Test Leaks. Technical Specifications) allow for a test gas flow measurement error of up to ±40% from the test leak, this test leak can be used to test the tightness of products with a leak rate in the range from 1.0⋅10 ^-7 m ³ ⋅Pa/s to 1.0⋅10 ^-3 m ³ ⋅Pa/s. This will allow for maintaining the test leak's test gas flow and, accordingly, increasing the accuracy of test gas leakage measurement through product leaks. Furthermore, the test leak can be used for any tests and with any connecting element, and the use of a nozzle with a plug reduces the need for frequent refilling of the test leak with test gas, eliminates the possibility of contamination and damage to the permeable element, all of which contributes to its convenient operation.

Claims

A test leak comprising a sealed, impermeable housing filled with a test gas, with a permeable element hermetically installed in the housing, a pressure gauge, characterized in that it comprises a nozzle, inside which there is a sealed storage cavity with an outlet for the test gas, which can be hermetically sealed with a plug with a gasket when the test leak is not in use.