CS211012B1 - Zařízení pro integrální zkoušky těsnosti součásti - Google Patents

Abstract

Vynález se týká zařízení pro vakuové integrální zkoušky těsnosti součástí, měřením rychlosti vzrůstu tlaku ve vyvakuovaném odděleném prostoru. Healizuje se takovým uspořádáním, že zkoušená součást je spojena jednak s uzavíracím ventilem připojeným k sacímu hrdlu zdroje vakua, jednak s vakuoměrem a jednak s oddělovacím ventilkem.k němuž je připojena známá netěsnost. Dále může být mezi zkoušenou součást a vakuoměr zapojena vymrazovačka a vakuoměr může být napojen na registrační zařízení pro záznam změn tlaku v závislosti na čase.

Description

Vynález se týká zařízení pro integrální i zkoušky těsnosti součástí, měřením rychlosti změn tlaku v odděleném prostoru.

Až dosud se integrální zkoušky těsnosti«součástí měřením rychlosti změn tlaku v odděleném zkoušeném prostoru prováděly tak, že sě ve zkoušeném objemu vytvořil zkušební tlak, oddělil ventilem a připojeným tlakoměrem bylá sledována rychlost změn tlaku. Z naměřených hodnot tlaku, časových úseků a objemu Odděleného zkoušeného prostoru se výpočtem získala informace o velikosti netěsnosti.

Nevýhodou dosavadního zařízení bylo to,lže jím získané údaje, to jest hodnoty tlaku v určitých časových intervalech musely být absolutní a pro výpočet musely být doplněny přesným údajem o objemu odděleného zkoušeného prostoru, aby vyhověly vzorci pro výpočet měřené netěsnosti, jenž je:

Q V . /p, - ρ_θ/ . £ kde

Q ... velikost netěsnosti

V ... objem odděleného zkoušeného prostoru ρθ ... tlak uvnitř zkoušeného prostoru na počátku ^P1 ... tlak uvnitř zkoušeného prostoru na konci ' t ... časový interval odpovídající změně tlaku z hodnoty ρθ na p,

Zejména získání přesného údaje o objemu bylo, zejména u složitých a členitých součástí a sestav, velmi obtížné a nepřesné. Rovněž potřeba přesných hodnot tlaku vyžadovala časté a nákladné cejchováni tlakoměrů.

Uvedená nevýhody odstraňuje zařízení pro integrální zkoušky těsnosti součásti podle vynálezu, jehož podstata spočivá v tom, že obsahuje jednak větev měřící spojenou přes měřící ventil se zkoušenou součástí a jednak Zdroj zkušebního tlaku, připojený přes uzavírací ventil ke zkoušené součásti vyznačená tím, že paralelně k větvi měřící je přes oddělovací ventil připojena kalibrovaná netěsnost.

Výhodou předloženého zařízení je, že pří početním zpracování jím získaných údajů dojde k eliminaci objemu a tlaku. Prakticky to znamená, že není třeba pracně vypočítávat z výkresová dokumentace vnitřní objem zkoušené součásti, ba naopak je možno velikost objemu vypočítat z naměřených hodnot. Rovněž není nutný absolutní údaj tlakoměru, neboť se měří jiným způsobem, při kterém je třeba pouze jiný interval tlaků a měřidlo může být pouze relativní s možnosti odchylky údajů od absolutních jak kladně, tak záporně, čímž odpadá častá cejchování a kompensování změn barometrického tlaku, teploty či kolísání napětí sítě při měření elektronickými tlakoměry. Zbývá tudíž pouze běžná přesná měření času.

Praktická provedení zařízení pro integrální zkoušky těsnosti součástí podle vynálezu je znázorněno schematicky na připojeném výkrese, kde na obr. 1 je znázorněno uspořádání pro zkoušku vakuovou a na obr. 2 je uspořádáni pro zkoušku přetlakovou.

Jak patrno z obr. 1, je zkoušená součást X připojená ke zdroji zkušebního tlaku, vytvořeného Rootsovou vývšvou 6, jejíž výfuk je připojen k rotační olejové vývšvš 2, přičemž mezi zkoušenou součástí X a sacím hrdlem Rootsovy vývšvy 2 d® zapojen uzavírací ventil 2· Dále je zkoušená součást.χ spojena s větví měřící obsahující vymrazovací jímku i, s připojeným Piraniho vakuoměrem 10. přičemž mezi zkoušenou součástí χ a vymrazovací jímkou 2 j® zapojen měřící ventil g.

Piraniho vakuoměr 10 je elektricky spojen s elektronickým dílem 11 vakuoměru, který je připojen k zapisovači 12. K potrubí, jež: spojuje zkoušenou součást χ s uzavíracím ventilem 2 a měřicím ventilem §,je připojen jednak zavzdušňovací ventil 4 a jednak oddělovací ventil 2 s kalibrovanou netěsností J.

Jak patrno z obr. 2, je zkoušená souěást 1 připojena ke zdroji zkušebního tlaku, vytvořeného z tlakové láhve 15 s připojeným škrticím ventilem 14. k němuž je zapojen pojišťovací ventil 13. přičemž mezi zkoušenou součást i a pojišťovací ventil 13 je zapojen uzavírací ventil 5.. K škrticímu ventilu 14 je dále připojen kontrolní tlakoměr 19.

Dále je zkoušená souěást 1 spojena s větví měřicí upravenou z diferenciálního tlakoměru 18. k jehož jedné sirahš je připojena referenční nádoba 12 a k druhé straně měřicí ventil 8, přičemž mezi oběma stranami diferenciálního tlakoměru 18 je zapojen propojovací ventil 16. Měřici ventil 8 je spojen se zkoušenou součásti 1, k níž je připojen paralelně samostatným hrdlem oddělovací ventil 2 s kalibrovanou netěsností J.

Při zkoušce těsnosti podle obr. 1 se uzavře zavzdušňovací ventil 4 a oddělovací ventil 2., zatímco měřící ventil 8 a uzavírací ventil 5. se otevřou. Činnosti obou vývěv .6, 2 vzniká uvnitř zkoušeného prostoru zkušební tlak, jenž je v tomto případě nižší než okolní tlak atmosférický, a který se měří Piraniho vakuomšrem 10 pomoci s ním spojeného elektronického dílu H a zaznamenává připojeným zapisovačem 12,. Vymrazovací jímka 2 eliminuje adsorpcí vliv vodní páry a ostatních par.

Po dosažení zkušebního tlaku se uzavře uzavírací ventil 2· Atmosférický vzduch, pronikající případnými netěsnostmi do zkoušeného prostoru, vyvolává postupnou změnu tlaku, až se dosáhne zvoleného 4p> přičemž se měří čas, potřebný pro tuto změnu. Nyní se znovu otevře uzavírací ventil 2 a rovněž oddělovací ventil 2. Po dosaženi zkušebního'tlaku se uzavře uzavírací ventil 2· Nyní proniká do zkoušeného prostoru atmosférický vzduch jednak případnými netěsnostmi a jednak kalibrovanou netěsností j,.

Opět se změří čas odpovídající stejnému Ap. Po jeho změření se zkoušený prostor zavzdušní otevřením zavzdušnovacího ventilu 4 a zkouška je ukončena. Naměřené hodnoty se zpracují početná. Pro výpočet je k disposici:

t) ... čas první zkoušky t₂ ... čas druhé zkoušky q_k .4. velikost kalibrované netěsnosti a předpoklady že Ap =* konstantě a rovněž V = konstantě.

Velikost Ap ani velikost V není známa. Pak lze sestavit rovnice: nejprve pro první zkoušku:

Q = V . Ap . 1 ⁸ t

Ί kde Q_ je skutečná netěsnost zkoušené součásti 1, která ee hledá. Podobná pro druhou zkouš8 ku platí:

Q_s + q_k “ ^v · ^ΔΡ · 1 ^l2

Jejich společným řešením se ziská vzorec:

Je-li známa velikost intervalu tlaku Ap, lze vypočítat objem zkoušeného prostoru pomocí odvozeného vzorce: „ _{+ +} q_k t, . t₂ v = - . ώρ tj - t₂

Přesnost měření lze zvětšit bu3 opakováním měření, nebo zapojením elektronického obvodu, který přesně stanoví hranice Ap a který bývá u elektronických vakuoměrů poslední generace vestavěn.

Při zkoušce těsnosti podle obr. 2 se uzavře oddělovací ventil 2 a otevře se propojovací ventil 16 a měřící ventil g. Pak se nastaví zkušební tlak pomocí škrticího ventilu 14 podle kontrolního tlakoměru 19. Otevřením uzavíracího ventilu £ se vpouští zkušební plyn z tlakové láhve 15 do zkoušená souěásti £, přičemž pojištovací ventil 13 slouží jako ochrana zkoušená součásti £ před překročením zkušebního tlaku.

Po natlakováni zkoušené součásti £ se uzavře uzavírací ventil £ a propojovací ventil 16. Nyní se měří diferenciálním tlakoměrem 18 rozdíl tlaků v referenční nádobě 17 a zkoušené součásti £. Případnými netěsnostmi uniká ze zkoušené součásti £ zkušební plyn do atmosféry, až se ukáže na diferenciálním tlakoměru rozdíl tlaků 4p. Čas, který uplyne, než še nastaví dp, se měří a jeho hodnota se označí t,.

Nyní se otevře propojovací ventil £6, oddělovací ventil g a uzavírací ventil £. Po opětném natlakováni na zkušební tlak se uzavře uzavírací ventil £ a propojovací ventil 16. Nyní uniká zkušební plyn nejen netěsnostmi zkoušená součásti £, ale i kalibrovanou netěsností £. Čas, který uplyne, než diferenciální tlakoměr 18 ukáže shodnou hodnotu rozdílu Ap, se měří a označí tg· Tím je zkouška ukončena. Pro větší přesnost se může několikrát opakovat. Naměřené hodnoty času se spolu s velikostí kalibrované netěsnosti dosadí do vzorce:

⁴2 % “ ^qk ' tj _ tg

Tím se získá velikost měřené netěsnosti zkoušené součásti Q_g.

Zařízení pro integrální zkoušky těsnosti lze použít pro libovolné součásti bez ohledu na velikost a členitost. Jako kalibrovaná netěsnost je nejlepší kapilárová, která je technologicky zvládnutá do velikosti 10^-^mbarls^-'. Lze použít i štěrbinovou či stavitelnou, pokud jsou spolehlivě ocejchovány. Protože není nutno znát absolutní hodnotu tlaku, lze volit interval, a to jak v oblasti tlaků nižších než tlak atmosférický, tedy v oblasti vakua, tak i celém prakticky dosažitelném intervalu přetlaků. Kromě plynů lze zařízení použít i při zkouškách pomocí libovolných vhodných kapalin. Jelikož se kapaliny řídi jinými zákony než plyny, musí být použity odpovídající rovnice.

Claims (1)

1. Zařízení pro integrální zkoušky těsnosti součásti obsahující jednak větev měřící, spojenou přes měřící ventil se zkoušenou součástí a jednak zdroj zkušebního tlaku, připojený přes uzavírací ventil ke zkoušené součásti vyznačené tím, že paralelně k větvi měřicí je přes oddělovací ventil (2) připojena kalibrovaná netěsnost (3).