CH492971A - Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters - Google Patents

Description

  
 



  Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters
Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters bezüglich eines Mediums, mit einem in einer ersten Leitung zwischen einer Mediumquelle zur Erzeugung eines Prüfdruckes des Mediums und einem mit dem zu prüfenden Behälter verbindbaren Anschluss angeordneten Strömungsdetektor für das Medium, einer über den Strömungsdetektor angeordneten Umgehungsleitung und mindestens einem in der Umgehungsleitung angeordneten Ventil.



   Mit einer solchen Umgehungsleitung, die durch das Ventil geöffnet und verschlossen werden kann, ist es möglich, bei geöffnetem Ventil einen mit dem Anschluss verbundenen Behälter mit dem Medium, z. B.



  Luft, bis zum Prüfdruck zu füllen, worauf bei geschlossenem Ventil eine Mediumsströmung von der Mediumquelle zum Behälter bei einer Behälterundichtigkeit im Strömungsdetektor festgestellt werden kann.



   Erfindungsgemäss ist das Gerät dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdetektor mindestens einen thermischen Strömungsfühler aufweist.



   Der Strömungsdetektor kann mit einem Messinstrument versehen sein, mittels welchem die Menge des durch den Detektor strömenden Mediums gemessen werden kann, so dass die Behälter dahin geprüft werden können, ob etwaige Undichtigkeiten noch innerhalb vorgegebener, zulässiger Grenzwerte liegen. Vorzugsweise sind der oder die thermischen Strömungsfühler als Thermistoren ausgebildet.



   Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gerätes zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters, an welchen das Gerät anschliessbar ist,
Fig. 24 Längsschnitte durch Strömungskammern mit thermischen Strömungsfühlern für das Gerät der Fig. 1,    Fig. 5    ein Schaltbild einer Anzeige-Schaltungsanordnung für das Gerät der Fig. 1,
Fig. 6 ein Schaltbild einer Anzeige-Schaltungsanordnung mit drei Thermistoren für das Gerät der Fig. 1.



   Fig. 1 zeigt in Blockdarstellung ein Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters für ein flüssiges oder gasförmiges Medium. Eine Druckquelle, die einen Luftkompressor 1 und einen Druckregler 2 enthält, ist über einen thermischen Strömungsdetektor 3 mittels einer Leitung 5 mit einem Anschluss 4 verbunden.



   Ein Behälter 9, dessen Dichtigkeit gemessen werden soll, ist an den Anschluss 4 angeschlossen und erhält von der Druckquelle Luft bei einem Prüfdruck.



  Der Strömungsdetektor 3 kann durch eine Umgehungsleitung 6, in welcher ein erstes Ventil 7 angeordnet ist, überbrückt werden. Ein zweites Ventil 8 ist in Reihe zum Strömungsdetektor 3 in der Leitung 5 angeordnet, um eine Luftströmung durch den Strömungsdetektor zu erlauben oder zu verhindern. Ein drittes Ventil 10, ein Auslassventil, ist in einer Leitung 11 angeordnet, deren eines Ende zwischen dem Ventil 8 und dem Anschluss 4 mit der Leitung 5 verbunden ist und deren anderes Ende zur Umgehungsatmosphäre offen ist. Ein weiteres Ventil 12 ist in Reihe zum ersten Ventil in der Umgehungsleitung 6 angeordnet.



   Die Ventile 10 und 12 sind von einem handbetätigbaren Umschaltorgan 13 gesteuert. In der einen Schaltstellung des Umschaltorgans 13 ist das Ventil 10 geöffnet und das Ventil 12 geschlossen und in seiner anderen Schaltstellung ist das Ventil 12 geöffnet und das Ventil 10 geschlossen.



   Die Ventile 7 und 8 sind von einem automatisch betätigbaren Umschaltorgan 14 gesteuert. In der einen Schaltstellung des Umschaltorgans 14 ist das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 8 geschlossen und in seiner anderen Schaltstellung ist das Ventil 8 geöffnet und das Ventil 7 geschlossen. Die Schaltstellung des automatischen Umschaltorgans 14 werden durch eine Betäti  gungsvorrichtung 15 gesteuert, welche an einer eine Kammer 17 in zwei Abteile 18 und 19 teilende Membran 16 befestigt ist. Die Betätigungsvorrichtung 15 weist die Form einer Stange auf, die durch eine Öffnung in der Kammerwand geführt ist und einen nicht dargestellten Dichtring trägt, um das Entweichen von Luft durch die Öffnung zu vermeiden.



   Die Abteilung 18 und 19 sind an die Druckquelle und den Anschluss 4 über Leitungen 20' und 21' und über die Leitung 5 angeschlossen.



   Die Lage der Membran 16 ist durch die Druckdifferenz zwischen der Druckquelle und dem Anschluss 4 bestimmt. Die Membran 16 bestimmt ihrerseits die Lage der Betätigungsvorrichtung 15 und dadurch die Schaltstellung des Umschaltorgans 14.



   Wenn der Druck der Druckquelle gleich ist demjenigen am Anschluss 4, ist die Lage der Membran 16 diejenige, bei welcher das Ventil 7 geschlossen und das Ventil 8 geöffent ist. Wenn der Druck der Druckquelle grösser als der Druck am Anschluss 4 ist, wird das Ventil 7 geöffnet und das Ventil 8 geschlossen. Demnach bilden die Kammer 17 und das Umschaltorgan 14 einen Differentialdruckschalter.



   Die Ventile 7, 8, 10 und 12 sind bekannte Servoventile und werden durch Druckluft betätigt. Der Luftdruck, der in den Leitungen vorherrscht, über welche die Ventile die Luftströmung steuern, hält die Ventile offen. Nur wenn die Ventile einem höheren Druck als dem Prüfdruck ausgesetzt werden, schliessen sie.



   Ein Druck, der höher als der Prüfdruck ist, wird durch einen zweiten Druckregler 26', der an den Luftkompressor 1 angeschlossen ist, geliefert. Vom Druckregler 26' ist Druckluft über Leitungen 28' und 27' an das automatische Umschaltorgan 14 und an das handbetätigbare Umschaltorgan 13 geführt.



   Die   Umschaltorgane    13 und 14 enthalten Zweiwegventile, welche die Druckluft der Leitungen 28' und 27' selektiv an die Ventile 7 oder 8- bzw. die Ventile 10 oder 12 über Leitungen 22' oder 23' bzw. 24' oder 25' leiten.



   Um eine Prüfmessung durchzuführen, wird der Luftkompressor 1 eingeschaltet und der Behälter 9 wird mit dem Anschluss 4 verbunden, wobei das handbetätigbare Umschaltorgan 13 in diejenige Schaltlage gebracht wird, bei der das Ventil 10 geöffnet und das Ventil 12 geschlossen ist. Das Ventil 7 ist geöffnet und das Ventil 8 ist geschlossen, da der Luftdruck am Kompressor 1 grösser ist als am Anschluss 4. Hierauf wird das handbetätigbare Umschaltorgan 13 in seine andere Schaltstellung gebracht, so dass die vom Druckregler 26' über die Leitung 27' erfolgende Druckluftzuführung von der Leitung 25' auf die Leitung 24' umgeschaltet und dadurch das Ventil 10 geschlossen wird, während das Ventil 12 geöffnet wird. Bei dieser Schaltstellung sind die Ventile 7 und 12 offen, so dass Luft durch die Umgehungsleitung 6 zum Behälter 9 strömt und diesen auf den Prüfdruck bringt.

  Sobald der Druck 12 der Druckquelle und im Behälter gleich gross ist, ist auch der Druck im Abteil 18 der Kammer 17 gleich dem Druck im Abteil 19. Dadurch wird das Umschaltorgan 14 durch die Betätigungsvorrichtung 15 in diejenige Schaltstellung gebracht, bei welcher das Ventil 7 geschlossen und das Ventil 8 geöffnet ist. Die Luft kann nun nicht mehr durch die Umgehungsleitung 6 strömen. Wenn der Behälter 9 aber eine Undichtigkeit aufweist, strömt Luft von der Druckquelle zur Ergänzung der durch die Undichtigkeit verlorenen Luftmenge durch den Strömungsdetektor 3, da das Ventil 8 geöffnet ist. Der Strömungsdetektor 3 ist ein thermischer Strömungsdetektor, der demnach bei einer Undichtigkeit des Behälters augenblicklich anspricht.



   Nach Beendigung der Prüfung wird das Hand Umschaltorgan 13 erneut betätigt, um das Ventil 10 zu öffnen und das Ventil 12 zu schliessen. Der Behälter 9 entleert sich hierbei über die Leitung 11; sobald eine wesentliche Druckdifferenz zwischen dem Behälter und der Druckquelle eingetreten ist, tritt das automatische Umschaltorgan 14 in Funktion, schliesst das Ventil 8 und öffnet das Ventil 7. Da sowohl die Leitung 5 als auch die Leitung 6 abgesperrt sind, kann keine Luft vom Druckregler 2 zur Atmosphäre strömen. Wenn der Druck im Behälter den Atmosphärendruck erreicht, kann er vom Anschluss 4 getrennt werden, worauf ein weiterer Behälter in der beschriebenen Weise geprüft werden kann.



   In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines thermisehen Strömungsdetektors mit zwei   Tetmistoren    als Strömungsfühler dargestellt. Der Strömungsdetektor weist eine Kammer 20 mit einer Einlassöffung 21 und einer Auslassöffnung 22 auf. Ein als Messfühler vorgesehener Thermistor 23 ist in der Kammer 20 in der Verbindungsgeraden der beiden Öffnungen 21, 22 angeordnet. Ein Referenz-Thermistor 24 ist in einer Ecke der Kammer ausserhalb des die Kammer durchsetzenden Luftstromes angeordnet. Die Widerstände der Thermistoren sind temperaturabhängig; ein die Kammer durchsetzender Luftstrom kühlt vorwiegend den Thermistor 23. Die differentielle Widerstandsänderung der Thermistoren 23 und 24 wird dazu benützt, eine Luftströmung zur Anzeige zu bringen; diese Anzeige hänt von der Durchströmmenge ab.



   In den Fig. 3 und 4 sind zwei weitere Ausführungsbeispiele thermischer Strömungsdetektoren und Thermistoren als Fühler dargestellt.



   Ein Gehäuse 25 bildet eine Strömungskammer mit zwei Abteilen 26 und 27, die durch eine Durchlassöffnung 28 miteinander verbunden sind. Drei Thermistoren 29, 30 und 31 sind in der Kammer längs einer Geraden angeordnet. Der Thermistor 30 ist in der Durchlassöffnung 28 und die beiden anderen Thermistoren 29 und 31 sind in gleichen Abständen vom Thermistor 30 in den   Abteiien    26 und 27 angeordnet. Gegenüber den Thermistoren 29 und 31 sind Öffnungen 32 und 33 in der Wand des Gehäuses vorgesehen; an diese Öffnungen ist die Leitung 5 der Fig. 1 angeschlossen. Die Thermistoren 29 und 31 weisen gleiche Abstände von den zugehörigen Öffnungen 32 bzw. 33 auf; zudem sind sie an Stellen angeordnet, an welchen der die Kammer von einer Öffnung zur anderen durchsetzende Luftstrom die grösste Geschwindigkeit aufweist.

 

   Der Thermistor 30 ist als Heizelement vorgesehen.



  Bei ruhender Luft wird die von ihm erzeugte Wärme gleichmässig an die Thermistoren 29 und 31 übertragen. Bei strömender Luft wird dagegen mehr Luft an den stromabwärts liegenden Thermistor als an den stromaufwärts liegenden Thermistor übertragen. Zudem überträgt der Luftstrom Wärme vom stromaufwärts liegenden Thermistor an den stromabwärts liegenden Thermistor. Deshalb ist bei Anwesenheit eines Luftstromes einer der beiden Thermistoren 29, 31 kühler als der andere, wobei die damit zusammenhängende differentielle Widerstandsänderung zur Anzeige der Luftströmung benutzt wird.



   Die Ausführungsformen der Kammern gemäss   Fig. 3 und 4 unterscheiden sich in der Anordnung der Einlass- und Auslassöffnungen. In die   I(ammern    durch die Öffnungen 32 eintretende Luft tmfft auf   den    Thermistor 29 auf, und zwar in einer Richtung, die senkrecht zur Linie der hintereinander angeordneten Thermistoren 29, 30, 31 ist. Hier strömt die Luft durch die Durchlassöffnung 28 längs der Linie der Thermistoren.



  In der Ausführungsform der Fig. 3 verlässt der Luftstrom hierauf die Kammer in der gleichen Richtung wie bei seinem Eintritt, während er in der Ausführungsform der Fig. 4 in entgegengesetzter Richtung aus der Kammer tritt.



   In Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Anzeige der Luftströmung dargestellt, wie sie vom beschriebenen Strömungsdetektor aufgenommen worden ist.



   Zwei als Strömungsfühler vorgesehene Thermistoren 34 und 35 sind in Zweige 36 und 37 einer Widerstandsbrücke 38 geschaltet. Das Ausgangssignal der Brücke wird durch einen mit einem stabilisierenden   Gegenkoppiungszweig    39' versehenen Verstärker 39 verstärkt. Das Ausgangssignal des Verstärkers 39 ist einem Galvanometer 40 zugeführt, der eine Messanzeige für Änderungen des differentiellen Widerstandes der Thermistoren 34 und 35 des Strömungsdetektors und daduch eine Messanzeige der durch den Detektor strömenden Luftmenge liefert.



   In Fig. 6 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zur Anzeige der Luftströmung im Strömungsdetektor dargestellt. Diese Schaltungsanordnung ist für Strömungsdetektoren mit einem Heizelement geeignet.



   Ein Speisegleichstrom wird über Leitungen 41 und 42 zugeführt. Als Strömungsfühler vorgesehene Thermistoren 43 und 44 bilden die Widerstände in zwei Zweigen 45 und 46 einer Widerstandsbrücke 47. Ein als Heizelement vorgesehener Thermistor 48 ist an die Speiseleitungen 41, 42 angeschlossen. Das Ausgangssignal der Brücke ist über einen von zwei Bereichswiderständen 50, 51 einem Galvanometer 49 zugeführt. Die Widerstände 50, 51 können wahlweise durch einen Mehrfachschalter zugeschaltet werden. Der Mehrfachschalter weist drei gemeinsam betätigbare Teile MS1 MS2 und MS3 auf. Der Schalter hat vier Stellungen P1, P2, P3 und P4. In der Stellung   P1    ist die Schaltungsanordnung zur Prüfung der Speisespannung   (z. 13.   

 

  einer Batteriespannung) ausgelegt. In der Stellung P2 sind die Speiseleitung 41 unterbrochen und das Galvanometer 49 von den übrigen Schaltungsteilen getrennt.



  In der Stellung P3 ist der Widerstand 50 in Reihe zum Galvanometer 49 geschaltet, während in der Stellung P4 der Widerstand 51 anstelle des Widerstandes 50 in Reihe zum Galvanometer 49 geschaltet ist.



   Das vorliegende Gerät ist als Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit von Behältern mit Aufdrucken, die höher sind als der Atmosphärendruck, beschrieben worden.



  Solche Prüfungen können aber auch bei unterhalb des Atmosphärendrucks liegenden Prüfdrucken durchgeführt werden. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Gerät zum Prüfen der Dichtigkeit eines Behälters bezüglich eines Mediums, mit einem in einer ersten Leitung zwischen einer Mediums quelle zur Erzeugung eines Prüfdruckes des Mediums und einem mit dem zu prüfenden Behälter verbindbaren Anschluss angeordneten Strömungsdetektor für das Medium, einer über den Strömungsdetektor angeordneten Umgehungsleitung und mindestens einem in der Umgehungsleitung angeordneten Ventil, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdetektor (3) mindestens einen thermischen Strömungsfühler (23; 29, 31; 34, 45; 43, 44) aufweist.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdetektor (3) zur Messung der Menge des durch die erste Leitung (5) strömenden Mediums ein Messinstrument (40, 49) aufweist.

   2. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Strömungsfühler als Thermistoren ausgebildet sind.

   3. Gerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungsdetektor (3) mehrere in einem Anzeigeschaltungskreis (38, 47) differential wirkende Thermistoren (23, 24; 29, 31; 34, 35; 43, 44) aufweist.

   4. Gerät nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei Thermistoren vorgesehen sind, von welchen einer (30; 48) ein Heizelement bildet und derart angeordnet ist, dass er bei Abwesenheit einer Strömung des Mediums die beiden anderen Thermistoren (29, 31; 43, 44) gleichmässig und bei strömendem Medium ungleichmässig erwärmt.

   5. Gerät nach den Unteransprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anzeigeschaltungskreis eine Brückenschaltung (38; 47) enthält, wobei in zwei Zweigen (36, 37; 45, 46) der Brücke (38; 47) jeweils einer der beiden anderen Thermistoren (34, 35; 43, 44) geschaltet ist.

   6. Gerät nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an den Ausgang der Brückenschaltung (38; 47) ein Messinstrument (40; 49) zur Messung der Menge des durch den Strömungsdetektor (3) strömenden Mediums angeschlossen ist.

   7. Gerät nach Patentanspruch, gekennzeichnet durch ein zwischen dem Anschluss (4) für den zu prüfenden Behälter (9) und der Mediumquelle (1, 2) angeordnetes Differentialdruck-Schaltorgan (14), das mit dem Ventil (7) verbunden ist, derart, dass das Differentialdruck-Schaltorgan (14) das Ventil (7) öffnet, wenn zwischen dem Anschluss (4) und der Mediumsquelle (1, 2) eine vorbestimmte Druckdifferenz vorliegt, und das Ventil (7) schliesst, wenn am Anschluss (4) und an der Mediumquelle (1, 2) mindestens angenähert gleicher Druck des Mediums herrscht.

   8. Gerät nach Patentanspruch und Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ventil (8) in Reihe zum Strömungsdetektor (3) angeordnet und derart mit dem Differentialdruck-Schaltorgan (14) wirkverbunden ist, dass das zweite Ventil (8) öffnet, wenn das erste Ventil (7) schliesst, und umgekehrt.

   9. Gerät nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Leitung (11) zwischen dem Anschluss (4) für den zu prüfenden Behälter (9) und der Atmosphäre ein drittes Ventil (10) und in Reihe mit dem ersten Ventil (7) ein viertes Ventil (12) angeordnet sind, wobei das dritte (10) und vierte Ventil (12) zur gleichzeitigen Handbetätigung ausgebildet sind, derart, dass das eine Ventil (10) schliesst, wenn das andere (12) öffnet, und umgekehrt.

   10. Gerät nach Unteranspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Differentialdruck-Schaltorgan eine durch eine Membran (16) ia zwei Abteile (18, 19) getrennte Kammer (17) aufweist, wobei das eine Abteil (18) über eine Leitung (20') mit der Mediumquelle (1, 2), das andere Abteil (19) über eine Leitung (21') mit dem Anschluss (4) verbunden ist und die Membran (16) mit einem Schaltorgan (14) gekuppelt ist, um das erste Ventil (7) und, gegebenenfalls das zweite Ventil (8) zu steuern.