DE2418795C3 - Testkammer für Lecksuchgeräte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Testkammer für Lecksuchgeräte mit einem mindestens einen Dichtring aufweisenden Flansch und mit weiteren Anschlüssen für eine Vakuumpumpe sowie für eine das Vorhandensein von Testgas anzeigende Einrichtung.

Die Prüfung auf Dichtheit großer Prüflinge erfolgt in der Weise, daß der Prüfling über ein Flanschsystem an die Testkammer angeschlossen wird. Danach erfolgl eine Evakuierung sowohl des Prüflings als auch der Testkammer. Wird dann der Prüfling von außen mit Testgas besprüht, dann dringt im Falle eines Lecks Testgas in die Testkammer, an die das auf das Testgas eingestellte Massenspektrometer angeschlossen ist. Vom Massenspektrometer bzw. der Anzeigeeinrichtung des Massenspektrometer erfolgt dann die Meldung, daß der Prüfling ein Leck aufweist. Der Anzeigewert ist ein Maß für die Größe der Undichtigkeit.

Die Prüfung kleiner Prüflinge auf Dichtigkeit kann auch so erfolgen, daß der bzw. die Prüflinge mit Testgas gefüllt, hermetisch verschlossen und in die Testkammer eingebracht werden. Nach dem Verschluß der Testkammer z. B. mit einem Blindflansch erfolgt wieder die Evakuierung der Testkammer. Im Falle eines Lecks dringt Testgas in die Testkammer und wird vom Massenspektrometer registriert Nach diesem Verfahren werden z. B. elektronische oder elektrotechnische s Bauteile, wie heliumgefüllte Reed-Relais, auf Dichtigkeit geprüft Bei diesen Elementen besteht die Forderung, daß sie so dicht sind, daß kein Sauerstoff aus der Atmosphäre in das geschlossene System eindringen kann.

Da die Forderungen an die Dichtigkeit derartiger Elemente oft sehr hoch sind, müssen kleinste Testgasmengen, in der Regel Helium, nachgewiesen werden können. Das ist aber nur möglich, wenn der Helium-Partialdruck in der Testkammer nach möglichst kurzer Pumpzeit sehr niedrig ist Wie sich gezeigt hat bleibt immer ein Heliumrestdruck bestehen, der durch Heliumabgabe der Dichtmaterialien in der Regel Elastomer-Dichtungen, hervorgerufen wird. Dieses Helim gelangt in die Dichtungen während der Zeit der Belüftung der Testkammer aus dem natürlichen Heliumgehalt der atmosphärischen Luft in Höhe von 5 ppm. Unter Vakuum geben die Elastomerdichtungen die in sie hineindiffundierten Gase langsam wieder ab, so daß das Spektrometer stets einen relativ hohen Testgasuntergrund anzeigt. Ein Ersatz der Elastomer-Dichtungen durch nicht so stark gasende Metalldichtungen ist nicht möglich, da Metalldichtungen nicht oder nur in einem sehr geringen Maße wiederverwendbar sind. Insbesondere bei automatisch betriebenen Lecksuehern mit kurzen Taktzeiten können deshalb nur Elastomerdichtungen verwendet werden.

Es wurde zwar bereits vorgeschlagen, die Testkammer nach jeder Leckprüfung mit testgasfreiem Gas zu fluten. Diese Maßnahme hat jedoch nicht den gewünschten Erfolg gebracht, da sich nicht vermeiden läßt, daß der Dichtring des Testkammerflansches während der Zeit des öffnens der Testkammer mit atmosphärischer Luft in Berührung kommt und dabei Helium aufnimmt.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Testkammer für Lecksuchgeräte zu schaffen, bei der ein Eindringen von Testgasen in den Dichtring des Testkammerflansches während der Belüftung der Testkammer vermieden werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Flansch im Bereich seines Dichtringes einen im wesentlichen auf den Dichtring gerichteten Spalt aufweist, der mit einem Behälter mit testgasfreiem Gas in Verbindung steht. Eine derartig ausgebildete Vorrichtung ermöglicht es, während der Öffnungsphase einen testgasfreien Gasschleier über den Dichtungsring aufrechtzuerhalten, so daß ein Hineindiffundieren von Testgas in den Dichtring verhindert ist.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand eines in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert werden.

Die Figur zeigt die Testkammer 1, welche den Flanschanschluß 2 aufweist mit dessen Hilfe die Testkammer 1 mit dem Deckel 3 verschlossen werden kann. Dieser Deckel 3 wird dann verwendet, wenn kleine Prüflinge auf Dichtheit geprüft werden, die in der Testkammer 1 untergebracht werden können. Bei der Prüfung von großen Prüflingen auf Dichtheit wird anstelle des Deckels 3 ein nicht dargestellter Flansch des Prüflings mit dem Flanschanschluß 2 der Testkammer verbunden.

Die Testkammer 1 ist über die Ventile 4, 5 und 6 mit den Elastomerdichtungen 7,8 und 9 an einen Behälter 10

mit testgasfreiem Gas, an eine Vakuumpumpe 11 und an ein Massenspektrometer 12 anschließbar, dessen Anzeigevorrichtung mit 13 bezeichnet ist

Der Flanschanschluß 2 ist zweiteilig ausgebildet. Er besteht aus dem fest mit der Testkamnier 1 verbündenen Ring 14, der an seiner Innenseite die ringförmige Erhöhung 15 mit der Nut 16 für den Dichtring 17 aufweist Der zweite Ringteil 18 des Flanschanschlusses 2 ist im Querschnitt L-förmig ausgebildet und mit dem äußeren Teil des Ringes 14 mit Hilfe der Schrauben 19 verbunden. Die Dimensionen des Ringes 18 sind derart gewählt, daß zwischen den beiden Ringen 14 und 18 die Ringkammer 20 besteht und daß der innenliegende Teil des Ringes 18 die Erhöhung 15 zum Teil überdeckt und mit ihr den auf den Dichtring 17 gerichteten Spalt 21 bildet Auf seiner Oberseite weist der Ring 18 die Nut 22 für den Dichtring 23 auf. Die Ringe 14 und 18 bilden gemeinsam einen stufenförmigen Flanschanschluß 2 mit jeweils einem Dichtring auf einer Stufe. Dieser Stufenform ist die Form des Deckels 3 angepaßt.

Der Ringraum 20 steht über die Leitung 24 und das Ventil 25 mit dem Behälter 10 für testgasfreies Gas in Verbindung. Das Ventil 25 ist als Zweiwegeventil ausgebildet. Es kann deshalb ebenfalls eine Verbindung zwischen dem Ringraum 20 und der Vakuumpumpe 11 über die Leitung 26 hergestellt werden.

Das Testen von Prüflingen mit der beschriebenen Einrichtung läuft folgendermaßen ab: Vor der Inbetriebnahme der Einrichtung wird die Testkammer 1 so lange über das Ventil 5 evakuiert, bis störende Testgasreste (z. B. Helium) aus den Elastomerdichtungen 7, 8, 9, 17 und 23 herausdiffundiert sind, also der Lecksucher 12 keinen wesentlichen Untergrund mehr anzeigt. Danach werden die Ventile 5 und 6 geschlossen und das bisher geschlossene Ventil 4 geöffnet, so daß testgasfreies Gas

(z. B. Stickstoff) in die Testkammer einströmen kann. Dann wird der Deckel 3 abgenommen und Prüflinge in die Testkammer 1 eingebracht (oder ein großer Prüfling am Flansch 2 angeschlossen). Während dieser Öffnungsphase wird testgasfreies Gas in die Ringkammer 20 eingelassen, so daß ständig ein Gasschleier durch den Spalt 21 dringt und den Dichtring 17 vor atmosphärischer Luft schützt. Nach dem Verschließen der Testkammer 1 mit Hilfe des Deckels 3 erfolgt der eigentliche Leckprüfvorgang, indem das Ventil 4 geschlossen und die Ventile 5 und 6 geöffnet werden. Gleichzeitig wird das Ventil 25 derart umgeschaltet, daß der Ringraum 20 mit der Vakuumpumpe 11 in Verbindung steht, so daß eventuell in den Raum ? wischen den Dichtringen 17 und 23 gelangende Reste £ tmosphärischer Luft abgepumpt werden. Nach dem '^eckprüfvorgang erfolgt wieder das Fluten der Kammer 1 mit testgasfreiem Gas über das Ventil 4 und gleichzeitig das Umschalten des Ventils 25, so daß wieder testgasfreies Gas in die Ringkammer 20 strömen kann. Die Steuerung der Ventile kann automatisch erfolgen. Die dazu notwendigen an sich bekannten Steuerelemente sind der Übersichtlichkeit wegen in der Figur nicht dargestellt

Aus dem vorstehenden geht hervor, daß eine Kontaminierung zumindest des Dichtringes 17 sowie der Dichtringe 7, 8 und 9 mit atmosphärischer Luft während der Leckprüfvorgänge und während der Öffnungsphasen nicht möglich ist.

Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht es deshalb extrem empfindlich und extrem schnelle Leckprüfungen vorzunehmen. Bei einer Testkammergröße von 0,2 Ltr. konnten Taktzeiten von weniger als 5 Sek., wobei auf Leckraten kleiner 10-'° Torr χ LtrVSek. geprüft wurde, erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Testkammer für Lecksuchgeräte mit einem mindestens einen Dichtring aufweisenden Flansch und mit weiteren Anschlüssen für eine Vakuumpumpe sowie für eine das Vorhandensein von Testgas anzeigende Einrichtung,. dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2) im Bereich seines Dichtringes (17) einen im wesentlichen auf den Dichtring (17) gerichteten Spalt (21) aufweist, der mit einem Behälter (10) mit testgasfreiem Gas in Verbindung steht

2. Testkammer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (2) aus zwei Ringen (14,18) besteht, deren Dimensionen derart gewählt sind, daß eine Ringkammer (20) und ein im wesent'ichen auf den Dichtring (17) gerichteter Spalt (21) entstehen.

3. Testkammer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (14) mit dem Gehäuse der Testkammer (1) verbunden ist, welcher an seiner Innenseite eine ringförmige Erhöhung (15) mit einer Nut (16) für den Dichtring (17) aufweist, daß der zweite Ring (18) im Querschnitt L-förmig ausgebildet und mit dem äußeren Teil des Ringes (14) verbunden ist, wobei die Dimensionen des Ringes (18) derart gewählt sind, daß zwischen den beiden Ringen die Ringkammer (20) entsteht, und daß der innenliegende Teil des Ringes (18) die Erhöhung (15) zum Teil überdeckt und mit ihr den auf den Dichtring (17) gerichteten Spalt (21) bildet.

4. Testkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring (18) auf seiner Oberseite eine Nut (22) für einen weiteren Dichtring (23) aufweist.

5. Testkammer nach Anspruch 2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (20) mit Hilfe des Ventils (25) mit dem Behälter (10) für testgasfreies Gas verbindbar ist.

6. Testkammer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (25) als Zweiwegeventil ausgebildet ist und daß die Ringkammer (20) außerdem noch mit Hilfe des Ventils (25) mit der Vakuumpumpe (11) verbindbar ist.