DE2015956B2 - Schaltverfahren fuer vakuumlecksucher - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Lecksucheinrichtung, bestehend aus einer Prufkammer, einem daran über eine Kühlfalle und ein erstes Ventil angeschlossenen Detektor mit einem Evakuierungssystem und einer über ein zweites Ventil an die Prüfkammer angeschlossenen mechanischen Vakuumpumpe, wobei zur Durchführung der Lecksuche zunächst das erste Ventil geschlossen und das zweite Ventil zur Evakuierung der Prüfkammer mit Hilfe der Vakuumpumpe geöffnet wird, dann bei einem bestimmten Druck in der Prüfkammer das erste Ventil (zum Detektor hin) geöffnet und danach eine druckabhängige Betätigung des zweiten Ventils vorgenommen wird.

Bei bekannten Vakuum-Lecksuch- und Dichtigkeitsprüfverfahren wird mit einem Testgas gearbeitet, welches beim Anfallen über einen Detektor bzw. Lecksucher nachgewiesen wird. Die dabei verwendeten Detektoren werden bei relativ niedrigen Drücken betrieben. Es ist mithin neben dem eigentlichen Detektor ein Vakuumpumpsystem erforderlich, über welches der Detektor auf Drücke evakuiert werden kann, die niedriger sind als sein maximaler Betriebsdruck. Darüber hinaus muß das Vakuumpumpsystem so leistungsfähig sein, daß eindringendes Testgas bzw. durch Undichtigkeiten des Prüflings eindringende Gase bei Aufrechterhaltung des niedrigen Druckes abgepumpt werden können.

Neben dem Vakuumpumpsystem für den Detektor wird zusätzlich eine Vakuumpumpe benötigt, über welche der Prüfling oder der Testbehälter so weit wie möglich vorevakuiert wird. Das Umschalten von der Vorpumpe auf das Vakuumpumpsystem des Detektors erfolgt im allgemeinen automatisch, und zwar dann, wenn der bei der Vorevakuierung erzeugte Unterdruck einen bestimmten Wert unterschreitet In diesem Zeitpunkt wird das Ventil zur Vorpumpe geschlossen und das bis dahin geschlossen gehaltene Ventil zum Vakuumpumpsystem des Detektors geöffnet

Als Vorpumpe wird bei den bekannten Lecksuchern eine rotierende Vakuumpumpe verwendet die ein hohes Saugvermögen besitzt um den Prüfling oder den Testbehälter möglichst schnell vom Atmosphärendruck auf das erreichbare Endvakuum zu bringen. Dieses Endvakuum entspricht jedoch nicht dem Umschaltdruck, bei dem das Vakuumpumpsystem des Detektors mit dem vorgegebenen maximal zulässigen Gasdurchsatz ohne weiteres zugeschaltet werden kann. Vielmehr ist es bei den bekannten Einrichtungen dieser Art erforderlich, zwischen dem Prüfling oder dem Testbehälter und dem Vakuumpumpsystem des Detektors eine Kühlfalle zwischenzuschalten, über die der bei dem von der Vorpumpe erreichbaren Endvakuum in erste Linie anfallende Wasserdampf mit hohem Saugvermögen abgepumpt d.h. kondensiert wird. Die Zwischenschaltung der Kühlfalle, die im allgemeinen aus

ίο wirtschaftlichen Gründen mit flüssigem Stickstoff betrieben wird, ermöglicht es, den Umschaltdruck und damit das Umschalten von der Vorpumpe auf das Vakuumpumpsystem des Detektors bis zu einer Zehnerpotenz höher zu legen, so daß ohne weiteres eine rotierende Vakuumpumpe als Vorpumpe verwendet werden kann.

Der wesentliche Nachteil dieser vorbekannten Schaltverfahren, bei denen die Umschaltung der Ventile (öffnen des Lecksuchventils, Schließen des Ventils zur mechanischen Vakuumpumpe) gleichzeitig erfolgt ist darin zu sehen, daß bei einem starken Abgasen des Prüflings oder sonstigen starken Gasanfällen im Testbehälter, z. B. entstanden durch ein größeres Leck oder durch kondensierbare Gase, das Vorvakuumventil wegen des Nichterreichens des vorgegebenen Umschaltdruckes nicht schließt und damit die für die eigentliche Lecksuche notwendige Umschaltung der beiden Ventile nicht erfolgen kann.
Aus der Zeitschrift »The Review of Scientific Instruments«, Band 22, Nr. 1, Januar 1961, Seite 85, ist ein weiteres Schaltverfahren für eine Lecksucheinrichtung vorbekannt Wegen der speziellen Verwendung einer Ionenpumpe, die gleichzeitig als Detektor und als Vakuumpumpe dient ist die Vorschaltung einer Kühlfalle nicht erforderlich. Die Steuerung der Ventile erfolgt in der Weise, daß das erste, der Ionenpumpe zugeordnete Ventil so lange geschlossen bleibt bis eine mechanische Vakuumpumpe den Prüfbehälter über ein zunächst geöffnetes zweites Ventil so weit evakuiert

so hat daß die Verbindung der Ionenpumpe mit der Prüfkammer durch öffnen des ersten Ventils hergestellt werden kann. Bei kleineren Lecks geschieht das Schließen des zweiten Ventils gleichzeitig mit dem öffnen des ersten Ventils. Bei größeren Lecks wird das erste Ventil nur teilweise geöffnet während das zweite Ventil offen bleibt so daß der Druck in der Prüfkammer zum Schutz des Detektors nicht zu hoch wird. Bei diesem vorbekannten Verfahren erfolgt also die Steuerung beider Ventile in Abhängigkeit vom Druck in der Prüfkammer. Würde eine Lecksucheinrichtung mit einer dem Detektor vorgeschalteten Kühlfalle in dieser Weise betrieben, dann würde häufig der Fall eintreten, daß das zweite Ventil viel zu spät oder gar nicht schließt, was fehlerhafte Messungen zur Folge haben kann. Das ist z. B. der Fall, wenn in der Prüfkammer oder im Prüfling relativ viel kondensierbare Gase — z. B. in Form von häufig vorhandenem Wasserdampf — anfallen. Diese würden nach dem öffnen des Ventils Vl

zunächst von der Kühlfalle abgepumpt In dieser Zeit verändert sich der Druck in der Prüfkammer nicht, so daß V₂ offen bleibt, obwohl im Detektor selbst bereits ein die Lecksuche ermöglichender Druck herrscht Es besteht dann die Gefahr, daß der wesentliche Anteil der eventuell vorhandenen Testgase von der mechanischen Vakuumpumpe abgesaugt wird, obwohl im Lecksucher bereits Lecksuchbedingungen vorhanden sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Lecksucheinrichtung der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem auch im Falle des Vorhandenseins relativ großer Mengen kondensierbarer Substanzen in der Prüfkammer oder im Prüfling eine sichere Lecksuche stattrinden kann. ,,

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst daß die druckabhängige Betätigung des zweiten, der mechanischen Vakuumpumpe zugeordneten Ventils nach der öffnung des ersten Ventils in Abhängigkeit vom Druck im Lecksucher erfolgt, und zwar derart daß _M bei einem Druck oberhalb eines bestimmten, von der Art des Lecksuchers abhängigen, einstellbaren Druckwertes im Lecksucher das zweite Ventil offen ist und bei einem unterhalb dieses spezifischen Druckwertes liegenden Druckes im Lecksucher das zweite Ventil geschlossen ist Der wesentliche Gedanke nach der Erfindung liegt also darin, die Stellung des Ventils zwischen der Prüfkammer und der mechanischen Vakuumpumpe vom Druck im Lecksucher abhängig zu machen und nicht mehr vom Druck in der Prüfkammer. Sobald also im Lecksucher ein bestimmter, die Lecksuche ermöglichender Druck erreicht ist und das erste Ventil zwischen Prüfkammer und Leckdetektor offen ist, schließt das Ventil zwischen Prüfkammer und mechanischer Vakuumpumpe, und zwar unabhängig davon, ob in der Prüfkammer infolge des Vorhandenseins kondensierbarer Gase noch ein relativ hoher Druck herrscht oder nicht Die Schließung des Ventils zwischen Prüfkammer und mechanischer Vakuumpumpe erfolgt also in jedem Fall zum frühestmöglichen Zeitpunkt, so daß die Gefahr, daß die zu registrierenden Testgase ausschließlich von der mechanischen Vakuumpumpe abgesaugt werden, weitgehend beseitigt ist Nur dann, wenn in der Prüf kammer ein zu hoher Anteil nicht kondensierbarer Gase anfällt, so daß die Gefahr besteht, daß der Druck im Lecksucher einen zu hohen Wert annimmt bleibt das Ventil zwischen Prüfkammer und mechanischer Vakuumpumpe offen.

Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt bei dem erfindungsgemäßen Schaltverfahren wenigstens eines der beiden Absperrventile selbsttätig druckabhängig zu steuern. Die Steuerung kann z. B. derart erfolgen, daß das Einlaßventil zum Vakuumpumpsystem des Detektors selbsttätig öffnet, sobald die Vorpumpe im Prüfling oder im TestbehäJ*er einen Druck erzeugt hat welcher um beispielsweise eine Zehnerpotenz höher liegt als das mit der Vorvakuumpumpe erreichbare Endvakuum. In diesem Fall sind Vorvakuumpumpe und Vakuumpumpsystem des Detektors wenigstens zeitweise in Parallelschaltung tätig, bis z.B. durch Erreichen eines eingestellten Druckwertes im Lecksucher das Vorvakuumventil selbsttätig druckabhängig schließt Für den Zeitraum der Öffnungsstellung beider Ventile ist bereits eine Lecksuche mit verminderter Empfindlichkeit möglich, die im Zeitpunkt des Schließens des Vorvakuumventils auf volle Empfindlichkeit gesteigert wird.

Das erfindungsgemäße Schaltverfahren besitzt den wesentlichen Vorteil, daß eine Lecksuche bereits bei relativ hohen Druckwerten beginnen kann und somit die Einrichtung z. B. beim Auftreten großer Lecks nur relativ kurzzeitig betrieben werden muß. Neben diesem wirtschaftlichen Vorteil ist als erhebliche Verbesserung gegenüber den bekannten Schaltungen zu werten, daß eine Lecksuche auch dann noch erfolgen kann, wenn große Gasmengen anfallen und somit der bei den bekannten Einrichtungen vorher einzustellende Umschaltdruck nicht erreicht wird.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Lecksucheinrichtung, bestehend aus einer Prufkammer, einem daran über eine Kühlfalle und ein erstes Ventil angeschlossenen Detektor mit einem Evakuierungssystem und einer über ein zweites Ventil an die Prüfkammer angeschlossenen mechanischen Vakuumpumpe, wobei zur Durchführung der Lecksuche zunächst das erste Ventil geschlossen und das zweite Ventil zur Evakuierung der Prüfkammer mit Hilfe der Vakuumpumpe geöffnet wird, dann bei einem bestimmten Druck in der Prüfkammer das erste Ventil geöffnet und danach eine druckabhängige Betätigung des zweiten Ventils vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung des zweiten Ventils nach der öffnung des ersten Ventils in Abhängigkeit vom Druck im Lecksucher erfolgt, und zwar derart, daß bei einem Druck oberhalb eines bestimmten, von der Art des Lecksuchers abhängigen einstellbaren Druckwertes im Lecksucher das zweite Ventil offen bleibt und bei einem unterhalb dieses spezifischen Druckwertes liegenden Druckes im Lecksucher das zweite Ventil geschlossen ist

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der beiden Ventile selbsttätig, das heißt, automatisch erfolgt