BR112013002706B1

BR112013002706B1 - Aparelho de detecção de vazamentos

Info

Publication number: BR112013002706B1
Application number: BR112013002706-1A
Authority: BR
Inventors: Ulrich Döbler
Original assignee: Inficon Gmbh
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2011-07-20
Publication date: 2020-02-18
Also published as: RU2013109133A; EP2601498B1; BR112013002706A2; RU2567403C2; US9316559B2; WO2012016838A1; CN103119413B; EP2601498A1; JP2013532833A; DE102010033373A1; CN103119413A; US20130186183A1

Abstract

aparelho de detecção de vazamentos. a presente invenção referee-se ao aparelho de detecção de vazamentos que possui uma entrada de teste (10), na qual pode ser ligada uma câmara de teste, que contém o espécime de teste. uma bomba de vácuo alto (12) gera um vácuo alto em um detector de gás de teste (11). uma bomba de vácuo preliminar (20) contém pelo menos dois estágios de bomba (22, 23). para evacuação da câmara de teste, os estágios de bomba (22, 23) são operados em operação em paralelo, sendo que sendo que as capacidades de sucção dos mesmos são somadas. depois de ser atingido o vácuo necessário, os estágios de bomba (22, 23) são operados em série, para gerar o alto vácuo necessário - que é exigido para uma alta sensibilidade de detecção - no detector de gás de teste (11).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para APARELHO DE DETECÇÃO DE VAZAMENTOS.

[001] A invenção refere-se a um aparelho de detecção de vazamentos, com uma entrada de teste para ligação de uma câmara de teste, uma bomba de vácuo alto, que está conectada com um detector de gás deteste, e uma bomba de vácuo preliminar, que contém pelo menos dois estágios de bomba.

[002] São conhecidos aparelhos de detecção de vazamentos, que são ligados a uma câmara de teste, na qual se encontra o espécime de teste a ser testado. O espécime de teste contém um gás de teste leve, tal como hélio, que pode ser identificado com um detector de gás de teste, por exemplo, um espectrômetro de massa. O detector de gás de teste requer um vácuo alto de menos de (10-4 mbar). Esse vácuo alto é gerado por uma bomba de vácuo alto, que é operada em série com uma bomba de vácuo preliminar. A bomba de vácuo alto contém, em geral, uma bomba turbomolecular. A bomba de vácuo preliminar contém pelo menos um estágio de bomba de deslocamento, particularmente, uma bomba de distribuidor giratório.

[003] Um sistema de bomba para um aparelho de detecção de vazamentos está descrito no documento DE 42 28 313 A1 (Leybold). Nesse caso, a bomba de vácuo alto contém dois estágios de bomba molecular operados em série e a bomba de vácuo preliminar consiste em um único estágio de bomba. Também são conhecidos aparelhos de detecção de vazamentos com uma bomba de vácuo preliminar de dois estágios. A bomba de vácuo preliminar tem a tarefa de causar uma alta supressão fundo de hélio contido no ar ambiente (pressão parcial do hélio), para manter o fundo de hélio do detector de gás de teste. Na formação de dois estágios da bomba de vácuo preliminar, multiplicam-se as relações de compressão dos dois estágios de bomba. Os estágios de bomba são realizados, em geral, com um bloco de

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2/6 carcaça em comum e estão conectados no interior do bloco e carcaça, sem que haja uma possibilidade de acesso à conexão dos dois estágios de bomba.

[004] Na evacuação da câmara de teste, que recebe o espécime de teste, deveria dar-se uma alta capacidade de sucção, para manter pequeno o tempo necessário para o esvaziamento por bombeamento. O documento EP 1 008 841 B1 (Alcatel) descreve um processo, no qual uma bomba de vácuo preliminar é operada com alto número de rotações durante o esvaziamento por bombeamento, enquanto o processo de medição é realizado com pequena capacidade de sucção da bomba de vácuo preliminar, mas com alta diferença de pressão.

[005] A invenção tem por base a tarefa de criar um aparelho de detecção de vazamentos, que possibilita uma operação de esvaziamento por bombeamento e uma operação de detecção e no qual pode-se comutar de modo simples entre os dois tipos de operação.

[006] O aparelho de detecção de vazamentos da presente invenção está definido pela reivindicação de patente 1. Ele está caracterizado pelo fato de que entre os estágios de bomba da bomba de vácuo preliminar está prevista uma detecção e esses estágios de bomba podem ser operados, opcionalmente, em série ou paralelamente.

[007] Os dois estágios de bomba, que na operação de detecção estão ligados um atrás do outro, podem ser ligados em paralelo para o esvaziamento por bombeamento. Isso tema vantagem de que o esvaziamento por bombeamento da câmara de teste é realizado com alta capacidade de sucção e requer pouco tempo. Por outro lado, a operação de detecção dá-se com capacidade de sucção menor e vácuo mais alto. Os estágios de bomba da bomba de vácuo preliminar são usados, pro tanto, em tipos de operação diferentes. Isso resulta na vantagem de que o esvaziamento por bombeamento dá-se em tempo relativamente curto e que os estágios de bomba ligados em paralelo

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3/6 para o esvaziamento por bombeamento são operados em série na operação de teste. Com isso, é garantido um alto grau de aproveitamento dos dois estágios de bomba em cada tipo de operação.

[008] De acordo com uma configuração preferida da invenção, entre os estágios de bomba da bomba de vácuo preliminar está previsto um dispositivo de válvula, que conecta a saída do primeiro estágio de bomba, em um primeiro estado, com a entrada e, em um segundo estado, com a saída do segundo estágio de bomba. Isso possibilita uma realização simples e econômica da comutação entre operação em paralelo e operação em série. No caso do dispositivo de válvula, pode tratar-se de uma válvula de três vias, que pode ser comutada entre uma posição de passagem e uma posição de ramificação. Além disso, pode estar prevista uma válvula de bypass [de desvio] que conecta a entrada de teste com a entrada do segundo estágio de bomba da câmara de vácuo preliminar. A válvula de bypass está controlada de tal modo que ela está aberta quando o dispositivo de válvula se encontra em seu segundo estado (posição de ramificação).

[009] Convenientemente, os estágios de bomba da bomba de vácuo preliminar estão acionados sincronizadamente por um acionamento em comum. O acionamento está controlado de tal modo que para o esvaziamento por bombeamento do gás contido na câmara deteste é ajustado um número de rotações alto e, depois de concluído do esvaziamento por bombeamento, um número de rotações mais baixo. Com isso, o efeito do aumento da capacidade de esvaziamento por bombeamento ainda pode ser ampliado.

[0010] O controle do número de rotações do acionamento pode dar-se na dependência da pressão na entrada de teste. A pressão na entrada de teste dá informações sobre a pressão na câmara de teste e a operação de bombeamento em cada caso necessária.

[0011] A seguir, um exemplo de modalidade da invenção é expliPetição 870190121042, de 21/11/2019, pág. 8/17

4/6 cado mais detalhadamente sob referência à única figura do desenho. [0012] No desenho está representado um diagrama esquemático de um aparelho de detecção de vazamentos de acordo com a invenção.

[0013] O aparelho de detecção de vazamentos representado é um detector de vazamentos de contracorrente. O mesmo apresenta uma entrada de teste 10, na qual está ligada uma câmara de teste não representada, na qual o objeto de teste é introduzido. O objeto de teste, que é testado em relação à estanqueidade, é enchido com um gás de teste, por exemplo, hélio, e a câmara de teste é evacuada por esvaziamento por bombeamento. Depois da geração de um alto vácuo, é testado pelo detector de gás de teste 11 se gás de teste saiu do objeto de teste e entrou na câmara de teste.

[0014] O detector de gás de teste 11 está ligado em uma bomba de vácuo alto 12, que contém um primeiro estágio de bomba 13 e um segundo estágio de bomba 14. O primeiro estágio de bomba é, de preferência, uma bomba turbomolecular e o segundo estágio de bomba 14, uma bomba molecular. Os dois estágios de bomba são operados em série. A saída do segundo estágio de bomba 14 está conectada através de uma válvula V1 comutável com a entrada 21 de uma bomba de vácuo preliminar 20. A mesma consiste em um primeiro estágio de bomba 22 e em um segundo estágio de bomba 13. A saída do segundo estágio de bomba 23 forma a saída 24 da bomba de vácuo preliminar 20, que leva à atmosfera.

[0015] A entrada de teste 10 está conectada com uma tubulação de entrada 26. Da mesma, uma primeira ramificação 27com uma válvula de entrada V5 leva a uma ligação intermediária 29 do primeiro estágio de bomba 13dabobma de vácuo alto 12. Nessa ligação intermediária está ligado, além disso, um vazamento de teste 28, que contém uma fonte de gás de teste calibrada, que pode emitir gás deteste

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5/6 em corrente de quantidade dosada, para poder realizar uma calibração do detector de gás de teste 11. Uma segunda ramificação 30 da tubulação de entrada 26 leva através de uma válvula de bloqueio B3 à entrada do primeiro estágio de bomba 22 da bomba de vácuo preliminar 20. Uma terceira ramificação 31 leva da tubulação de entrada 26, através de uma válvula de bypass V4, à entrada do segundo estágio de bomba 23.

[0016] Entre o primeiro estágio de bomba 22 e o segundo estágio de bomba 23 encontra-se um dispositivo de válvula V2, que aqui está formado como válvula de três vias, que apresenta as ligações 1, 2 e 3. A ligação 3 forma uma ligação intermediária 25 entre os estágios de bomba 22 e 23. O dispositivo de válvula pode ser comutado entre uma posição de passagem 1 - 2 e uma posição de ramificação 1 - 3. Quando o dispositivo de válvula V2 se encontra na posição de pasagem 1 - 2, a válvula de bypass V4 está bloqueada. Quando o dispositivo de válvula V2 se encontra na posição de ramificação 1 - 3, a válvula de bypass V4 está aberta. Desse modo, os estágios de bomba 22, 23 podem ser comutados entre operação em série e operação em paralelo. Na operação em série, o dispositivo de válvula V2 encontrase na posição de passagem 1 - 2. Na operação em paralelo, o mesmo encontra-se na posição de ramificação 1 -3. Os caminhos de corrente formados na operação em paralelo estão designados com 32 e 33. Um dos caminhos de corrente 32 leva através do estágio de bomba 2 e, através do caminho paralelo 34, em torno do segundo estágio da bomba, à saída 24.O outro caminho paralelo 33 leva da tubulação de entrada 26, passando à frente do primeiro estágio de bomba 22, à válvula de bypass V4 e, de lá, através do segundo estágio de bomba 23.

[0017] Os dois estágios de bomba 22 e 23 são bombas de deslocamento, por exemplo, bombas de distribuidor giratório. Os estágios de bomba podem ter um bloco de carcaça em comum. As válvulas ne

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6/6 cessárias podem estar dispostas externamente ou integradas no bloco de carcaça.

[0018] Os estágios de bomba 22, 23 são acionados por um acionamento em comum 35, no qual se trata de um motor controlado por números de rotações. O acionamento é controlado na dependência da pressão PE na entrada de teste 10, que é registrada por um sensor de pressão 36. Enquanto a pressão na entrada de teste 10 excede um valor limite, os estágios de bomba 22, 23 da bomba de vácuo preliminar 20 são operados na operação em paralelo. Depois da queda da pressão para abaixo do valor limite, os estágios de bomba são operados na operação em série. O sensor de pressão 36 também controla o número de rotações do acionamento 35.

[0019] Em outro sensor de pressão 37 está disposto na saída da bomba de vácuo alto 12, para medir a pressão ali existente. Essa pressão perfaz, tipicamente, < 10mbar. A pressão na ligação intermediária 29 do estágio de bomba 13 da bomba de vácuo alto 12 perfaz, tipicamente, (< 0,1 mbar), e a pressão no detector de gás de teste 11 perfaz (< 10-4 mbar).

[0020] Na tubulação de entrada 26 está ligada uma válvula de ventilação VO para poder ventilar a região de vácuo, após o término da operação.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Aparelho de detecção de vazamentos, com uma entrada de teste (10) para ligação de uma câmara de teste, uma bomba de vácuo alto (12) que está conectada com um detector de gás de teste (11), e uma bomba de vácuo preliminar (20), que contém pelo menos dois estágios de bomba (22, 23), caracterizado pelo fato de que entre os estágios de bomba (22, 23) da bomba de vácuo preliminar está prevista uma detecção (25) e esses estágios de bomba podem ser opcionalmente operados em série ou em paralelo.
2. Aparelho de detecção de vazamentos de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre os estágios de bomba (22, 23) da bomba de vácuo preliminar (20) está previsto um dispositivo de válvula (V2), que conecta a saída do primeiro estágio de bomba (22), em um primeiro estado, com a entrada, e em um segundo estado, com a saída do segundo estágio de bomba (23).
3. Aparelho de detecção de vazamentos de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma válvula de bypass (V4)conecta a engrada de teste (10) com a entrada do segundo estágio de bomba (23) e que a válvula de bypass (V4) está depois aberta, quando o dispositivo de válvula (V2) se encontra em seu segundo estado.
4. Aparelho de detecção de vazamentos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 3, caracterizado pelo fato de que o aparelho de detecção de vazamentos é um aparelho de detecção de contracorrente, no qual a entrada deteste (10) está conectada com uma ligação intermediária (29) da bomba de vácuo alto (12).
5. Aparelho de detecção de vazamentos de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 - 4, caracterizado pelo fato de que os dois estágios de bomba (22, 23) da bomba de vácuo preliminar (20)

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2/2 estão acionados sincronizadamente por um acionamento (35) em comum, que para esvaziamento por bombeamento do gás contido na câmara de teste é ajustado um alto número de rotações e, depois do término do esvaziamento por bombeamento, um número de rotações mais baixo.
6. Aparelho de detecção de vazamentos de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o respectivo número de rotações é selecionado na dependência da pressão (PE) na entrada de teste (10).