CN220770824U - 一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，包括氦气源，氦气源通过连接管路网分别与缓冲腔、第一检测端、第二检测端连通，缓冲腔还与真空泵连通，在连接管路网上设置有多个压力表、多个减压器和多个电磁开关，每个电磁开关均与开关控制模块相连，第一检测端用于高压下真空氦漏孔的校准，第二检测端用于常压或者绝压下真空氦漏孔的校准，真空泵用于对缓冲腔执行抽真空操作，压力表分别用于执行配压时的压力检测以及卸压时的压力检测，减压器分别用于执行配压时的压力调节以及卸压时的压力调节；开关控制模块、多个压力表、真空泵均与处理器相连，通过开关控制模块控制连接管路网上各个电磁开关的通断，以改变连接管路网的拓扑结构。

Description

一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置

技术领域

本实用新型涉及漏孔校准的技术领域，尤其涉及一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置。

背景技术

真空氦漏孔是一种能产生恒定气体流量的节流元件，主要用于标定焊缝、密封连接处的细微泄漏。其流量通常在10^-9～10^-15m³/s。其量值主要受到背压和氦气比例的影响。背压越大，推动气体分子通过节流元件的能力越强，流量就越大。氦气比例越高，则能被质谱计侦测到的气体粒子就越多，测的的流量也越大。

可见，对于非自带储氦室的真空氦漏孔，需要额外提供一个稳定氦气背压才能保证漏孔的稳定工作。

对于此类漏孔的充氦气系统，目前存在如下问题：

1、目前的充氦气的所有步骤均为手动操作，费事费力。

2、根据真空氦漏孔校准规范提供的充氦气方法，充气压力上限受到真空泵最大工作压力的限制(一般不超过300kPa)，仅适用低压充氦。对于高压充氦的方法，目前尚处于探索阶段。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，解决了现有真空氦漏孔校准装置多为手动配气操作，费事费力，仅能执行高压检测等技术问题。

本实用新型可通过以下技术方案实现：

一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，包括氦气源，所述氦气源通过连接管路网分别与缓冲腔、第一检测端、第二检测端连通，所述缓冲腔还与真空泵连通，在所述连接管路网上设置有多个压力表、多个减压器和多个电磁开关，每个所述电磁开关均与开关控制模块相连，所述第一检测端用于高压下真空氦漏孔的校准，所述第二检测端用于常压或者绝压下真空氦漏孔的校准，所述真空泵用于对缓冲腔执行抽真空操作，多个所述压力表分别用于执行配压时的压力检测以及卸压时的压力检测，多个所述减压器分别用于执行配压时的压力调节以及卸压时的压力调节；

所述开关控制模块、多个压力表、真空泵均与处理器相连，所述处理器用于通过开关控制模块控制连接管路网上各个电磁开关的通断，以改变连接管路网的拓扑结构，使氦气源与缓冲腔、第一检测端、第二检测端分别连通，实现对缓冲腔的抽真空、对第一检测端和第二检测端的各自配气以及卸压，以便完成不同压力等级的真空氦漏孔的漏气校准。

进一步，所述连接管路网包括三条支路，其中第一支路包括与氦气源连通的第一减压器，所述第一减压器依次连通第一电磁开关、第一压力表、第二减压器、第二电磁开关、缓冲腔，所述缓冲腔还通过第三电磁开关与真空泵连接，还连通有第三压力表，所述第二减压器和第二电磁开关连接的两端还并联有第四电磁开关；

第二支路包括依次连通的第五电磁开关、针式微调阀、第二检测端，所述第五电磁开关的另一端连通至第一支路的第一压力表和第二减压器之间，在所述针式微调阀和第二检测端之间连通有第二压力表，还通过第六电磁开关与缓冲腔连通；

第三支路包括连通的第七电磁开关和第一检测端，所述第七电磁开关的另一端连通至第一支路的第一压力表和第二减压器之间；

所述第一减压器用于配压时的压力调节，所述第二减压器用于采用第一检测端进行校准过程中卸压时的压力调节；

所述第一压力表用于采用第一检测端进行校准过程中配压时的压力检测，所述第二压力表、第三压力表分别用于采用第二检测端进行校准过程中配压时的压力检测。

进一步，采用第一检测端执行校准时，通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关打开，其他电磁开关及针式微调阀均关闭，利用真空泵对缓冲腔执行抽真空操作；

通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关关闭，第七电磁开关、第一电磁开关打开，执行高压配气操作；

通过开关控制模块控制第一电磁开关关闭，第二电磁开关、第三电磁开关打开，利用真空泵对缓冲腔进行抽真空，执行卸压操作。

进一步，采用第二检测端执行常压校准时，

通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关、第五电磁开关、第六电磁开关打开，其他电磁开关及针式微调阀均关闭，利用真空泵对缓冲腔执行抽真空操作；

通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关、第六电磁开关关闭，第一电磁开关打开，执行常压配气操作；

通过开关控制模块控制第一电磁开关关闭，第三电磁开关、第四电磁开关打开，利用真空泵对缓冲腔进行抽真空，执行卸压操作。

进一步，采用第二检测端执行绝压校准时，

通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关、第五电磁开关、第六电磁开关打开，其他电磁开关及针式微调阀均关闭，利用真空泵对缓冲腔执行抽真空操作；

通过开关控制模块控制第三电磁开关、第四电磁开关关闭，第一电磁开关打开，执行绝压配气操作；

通过开关控制模块控制第一电磁开关关闭，第三电磁开关、第四电磁开关打开，利用真空泵对缓冲腔进行抽真空，执行卸压操作。

进一步，所述第五电磁开关、第七电磁开关均为高压电磁球阀，所述第四电磁开关为大流量高压电磁球阀，所述第三电磁开关、第六电磁开关均为大流量低压电磁球阀；

所述第三压力表为绝对压力传感器；

所述第一减压器、第二减压器的开度被事先预设定。

本实用新型有益的技术效果在于：

1、设计了独特的连接管路网，其上设置有多个电磁开关，利用开关控制模块控制各个电磁开关的通断，以改变连接管路网的拓扑结构，使氦气源与缓冲腔、第一检测端、第二检测端分别连通，以实现对缓冲腔的抽真空、对第一检测端和第二检测端的各自配气以及卸压，从而完成不同压力等级的真空氦漏孔的漏气校准，包括高压、常压以及绝压环境下的漏气校准，节省了校准装置的器件数量，扩大了校准装置的应用范围，实用性更强，同时，整个装置均采用电磁开关进行管路拓扑结构切换，并将电磁开关、真空泵、压力表均连接至处理器，实现自动化控制，免去了繁琐的人力操作，智能化程度高。

2、电磁开关设置有大流量高压开关、大流量低压开关以及针式微调阀，可以逐级有序抽气，当配气管路压力较高时，先用小流量的减压器缓慢降压，当压力降低后再通过打开大流量阀门直通高效抽真空，此举对真空腔、真空泵、真空计具有保护功能，提高了整套系统的寿命。

附图说明

图1为本实用新型的总体结构示意图；

其中，1-第一减压器，2-第一电磁开关，3-第二减压器，4-第二电磁开关，5-第三电磁开关，6-第四电磁开关，7-第五电磁开关，8-第六电磁开关，9-第七电磁开关，10-针式微调阀，11-第一压力表，12-第二压力表，13-第三压力表，14-真空泵。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供了一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，包括氦气源，该氦气源通过连接管路网分别与缓冲腔、第一检测端、第二检测端连通，该缓冲腔还与真空泵连通，在连接管路网上设置有多个压力表、多个减压器和多个电磁开关，每个电磁开关均与开关控制模块相连，该第一检测端用于高压下真空氦漏孔的校准，该第二检测端用于常压或者绝压下真空氦漏孔的校准，该真空泵用于对缓冲腔执行抽真空操作，多个压力表分别用于执行配压时的压力检测以及卸压时的压力检测，多个减压器分别用于执行配压时的压力调节以及卸压时的压力调节；

该开关控制模块、多个压力表、真空泵均与处理器相连，该处理器用于通过开关控制模块控制连接管路网上各个电磁开关的通断，以改变连接管路网的拓扑结构，使氦气源与缓冲腔、第一检测端、第二检测端分别连通，实现对缓冲腔的抽真空、对第一检测端和第二检测端的各自配气以及卸压，从而完成不同压力等级的真空氦漏孔的漏气校准。这样，使用一个校准装置就可以为高压、常压和绝压环境下的真空氦漏孔校准进行充气，实现校准，节省了校准装置的器件数量，扩大了校准装置的应用范围，实用性更强，同时，整个装置均采用电磁开关进行管路拓扑结构切换，并将电磁开关、真空泵、压力表均连接至处理器，实现自动化控制，免去了繁琐的人力操作，智能化程度高。

具体如下：

该连接管路网包括三条支路，其中第一支路包括与氦气源连通的第一减压器1，该第一减压器1依次连通第一电磁开关2、第一压力表11、第二减压器3、第二电磁开关4、缓冲腔，该缓冲腔还通过第三电磁开关5与真空泵14连接，还连通有第三压力表13，该第二减压器3和第二电磁开关4连接的两端还并联有第四电磁开关6；

第二支路包括依次连通的第五电磁开关7、针式微调阀10、第二检测端，该第五电磁开关7的另一端连通至第一支路的第一压力表11和第二减压器3之间，在针式微调阀10和第二检测端之间连通有第二压力表12，还通过第六电磁开关8与缓冲腔连通；

第三支路包括连通的第七电磁开关和第一检测端，该第七电磁开关的另一端连通至第一支路的第一压力表11和第二减压器3之间；

该第一减压器1用于配压时的压力调节，该第二减压器3用于采用第一检测端进行校准过程中卸压时的压力调节；该第一压力表11用于采用第一检测端进行校准过程中配压时的压力检测，该第二压力表12、第三压力表13分别用于采用第二检测端进行校准过程中配压时的压力检测；

其中，第五电磁开关7、第七电磁开关9均为高压电磁球阀，第四电磁开关6为大流量高压电磁球阀，第三电磁开关5、第六电磁开关8均为大流量低压电磁球阀，以实现不同压力下的配压调节、快速抽真空，提高作业效果以及配气的准确性；

该第三压力表13为绝压传感器，以配合绝压环境下的漏孔校准，可选择量程为绝压0～200kPa的传感器，第一压力表11、第二压力表12可以是表压传感器，第一压力表11选择量程大的传感器，如10MPa，第二压力表12可以选择量程相对小的传感器，如1MPa；

考虑到减压器通常为手动调节结构，我们可以根据待校真空氦漏孔的工作要求，将第一减压器1、第二减压器3的开度被事先预设定好，从而仅要控制与之连通的第一电磁开关2、第二电磁开关4的通断，就可以完成对第一减压器1、第二减压器3的开关控制。

在进行漏气校准时，需要先将本实用新型的自动充气装置的检测端连通至待校真空氦漏孔输入侧即背压侧，再将待校真空氦漏孔的输出侧与对应的漏气检测装置连通，具体如下：

在进行高压环境下的真空氦漏孔校准时，如1MPa以上的高压环境，先将第一检测端连通至待校真空氦漏孔，然后依次执行抽真空-配气-漏率检测-卸压，再执行抽真空、配气和卸压时，则可以通过开关控制模块控制各个电磁开关的通断，改变连接管路网的拓扑结构即可。

抽真空时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6打开，其他电磁开关及针式微调阀10均关闭，控制真空泵14对缓冲腔进行抽真空操作，依据第三压力表13的检测数据就可以判断是否达到真空度要求；

进行高压配气时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6关闭，以保护高压氦气对缓冲腔造成破环，第七电磁开关9、第一电磁开关2打开，此时第一减压器1被打开，氦气源的气体逐渐充入管路，根据第一压力表11的检测数据，判断是否达到高压目标值，以便执行高压下的漏气检测；

进行卸压时，通过开关控制模块控制第一电磁开关2关闭，第二电磁开关4、第三电磁开关5打开，利用真空泵14对缓冲腔进行抽真空，此时第一减压器1关闭，第二减压器3打开，可以借助第二减压器3使管路中的气体逐渐进入缓冲腔，并被真空泵14逐渐抽出至室外，以免氦气积聚在室内从而影响后续的校准。

同理，在进行常压环境下的真空氦漏孔校准时，如1MPa以下的常压环境，先将第二检测端连通至待校真空氦漏孔，然后依次执行抽真空-配气-漏率检测-卸压，再执行抽真空、配气和卸压时，则可以通过开关控制模块控制各个电磁开关的通断，改变连接管路网的拓扑结构即可。

抽真空时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6、第五电磁开关7、第六电磁开关8打开，其他电磁开关及针式微调阀10均关闭，利用真空泵14对缓冲腔执行抽真空操作，依据第三压力表13的检测数据就可以判断是否达到真空度要求；

进行配气操作时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6、第六电磁开关8关闭，第一电磁开关2打开，此时第一减压器1被打开，氦气源的气体逐渐充入管路，再通过针式微调阀10进一步精细调压，根据第二压力表12的检测数据，判断是否达到常压目标值，以便执行常压下的漏气检测；

进行卸压操作时，通过开关控制模块控制第一电磁开关2关闭，第三电磁开关5、第四电磁开关6、第六电磁开关8打开，利用真空泵14对缓冲腔进行抽真空，由于此时仅是不高于1MPa的常压环境，无需借助第二减压器3进行卸压，只要关闭第一减压器1关闭，使缓冲腔、真空泵14与第二检测端连通，再借助真空泵14逐渐抽出至室外，以免污染空气氦气积聚在室内从而影响后续的校准。

在进行绝压环境下的真空氦漏孔校准时，先将第二检测端连通至待校真空氦漏孔，然后依次执行抽真空-配气-漏率检测-卸压，再执行抽真空、配气和卸压时，则可以通过开关控制模块控制各个电磁开关的通断，改变连接管路网的拓扑结构即可。

抽气时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6、第五电磁开关7、第六电磁开关8打开，其他电磁开关及针式微调阀10均关闭，利用真空泵14对缓冲腔执行抽真空操作，依据第三压力表13的检测数据就可以判断是否达到真空度要求；

进行配气时，通过开关控制模块控制第三电磁开关5、第四电磁开关6关闭、第一电磁开关2打开，此时第一减压器1被打开，氦气源的气体逐渐充入管路，再通过针式微调阀10进一步精细调压，根据第三压力表13的检测数据，判断是否达到绝压目标值，以便执行绝压下的漏气检测；

进行卸压时，通过开关控制模块控制第一电磁开关2关闭，第三电磁开关5、第四电磁开关6打开，利用真空泵14对缓冲腔进行抽真空，同样由于此时仅是绝压环境，无需借助第二减压器3进行卸压，只要关闭第一减压器1，使缓冲腔、真空泵14与第二检测端连通，再借助真空泵14逐渐抽出至室外，以免污染空气氦气积聚在室内从而影响后续的校准。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (3)

1.一种用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，其特征在于：包括氦气源，所述氦气源通过连接管路网分别与缓冲腔、第一检测端、第二检测端连通，所述缓冲腔还与真空泵连通，在所述连接管路网上设置有多个压力表、多个减压器和多个电磁开关，每个所述电磁开关均与开关控制模块相连，所述第一检测端用于高压下真空氦漏孔的校准，所述第二检测端用于常压或者绝压下真空氦漏孔的校准，所述真空泵用于对缓冲腔执行抽真空操作，多个所述压力表分别用于执行配压时的压力检测以及卸压时的压力检测，多个所述减压器分别用于执行配压时的压力调节以及卸压时的压力调节；

所述开关控制模块、多个压力表、真空泵均与处理器相连，所述处理器用于通过开关控制模块控制连接管路网上各个电磁开关的通断，以改变连接管路网的拓扑结构，使氦气源与缓冲腔、第一检测端、第二检测端分别连通，实现对缓冲腔的抽真空、对第一检测端和第二检测端的各自配气以及卸压。

2.根据权利要求1所述的用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，其特征在于：所述连接管路网包括三条支路，其中第一支路包括与氦气源连通的第一减压器，所述第一减压器依次连通第一电磁开关、第一压力表、第二减压器、第二电磁开关、缓冲腔，所述缓冲腔还通过第三电磁开关与真空泵连接，还连通有第三压力表，所述第二减压器和第二电磁开关连接的两端还并联有第四电磁开关；

第二支路包括依次连通的第五电磁开关、针式微调阀、第二检测端，所述第五电磁开关的另一端连通至第一支路的第一压力表和第二减压器之间，在所述针式微调阀和第二检测端之间连通有第二压力表，还通过第六电磁开关与缓冲腔连通；

第三支路包括连通的第七电磁开关和第一检测端，所述第七电磁开关的另一端连通至第一支路的第一压力表和第二减压器之间；

所述第一减压器用于配压时的压力调节，所述第二减压器用于采用第一检测端进行校准过程中卸压时的压力调节；

所述第一压力表用于采用第一检测端进行校准过程中配压时的压力检测，所述第二压力表、第三压力表分别用于采用第二检测端进行校准过程中配压时的压力检测。

3.根据权利要求2所述的用于真空氦漏孔校准的自动充气装置，其特征在于：所述第五电磁开关、第七电磁开关均为高压电磁球阀，所述第四电磁开关为大流量高压电磁球阀，所述第三电磁开关、第六电磁开关均为大流量低压电磁球阀；

所述第三压力表为绝对压力传感器；

所述第一减压器、第二减压器的开度被事先预设定。