RU242572U1 - Контрольная течь - Google Patents

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.

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.

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%.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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».

Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».

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.

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.

Герметичный корпус 1, представляющий собой баллон, предназначен для заполнения контрольной течи пробным газом до определенного давления и поддержания его в процессе хранения.

Прижимное устройство 2 прижимает уплотнение 3 и герметизирует проницаемый элемент 4 в корпусе баллона 1.

Проницаемый элемент 4 предназначен для создания стабильного газового потока пробного газа.

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.

Заправочный вентиль 6 предназначен для подачи давления пробного газа в корпус 1 течи и поддержания его давления после заправки.

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.

Изготовление и работа контрольной течи осуществляется следующим образом.

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.

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.

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.

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.

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.

При понижении давления, контролируемого с помощью измерителя давления 5, ниже допустимого в процессе эксплуатации, производится дозаправка контрольной течи пробным газом через заправочный вентиль 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.

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%.

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 формуле

где Q_КТ - поток пробного газа контрольной течи, м³⋅Па/с;

τ_И - время истечения пробного газа, с;

Р_К - начальное давление пробного газа в корпусе течи, Па;

V_Т - объем баллона течи, м³.

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.

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.

Claims (1)

1. Контрольная течь, содержащая герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным газом, с герметично установленным в корпусе проницаемым элементом, измерителем давления, отличающаяся тем, что содержит штуцер, внутри которого имеется герметичная накопительная полость с выходным отверстием для пробного газа, которое имеет возможность перекрываться герметично заглушкой с прокладкой, когда контрольная течь не эксплуатируется.