DE29608465U1

DE29608465U1 - Anordnung zur Überprüfung von Undichtigkeit

Info

Publication number: DE29608465U1
Application number: DE29608465U
Authority: DE
Original assignee: Varian GmbH
Current assignee: Varian GmbH
Priority date: 1996-05-10
Filing date: 1996-05-10
Publication date: 1996-08-01
Anticipated expiration: 2006-05-11

Description

Anordnung zur Überprüfung von Undichtigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordung zur Überprüfung von Undichtigkeit an abgedichteten Prüfkörpern wie Druckwandlern umfassend einen den Prüfkörper aufnehmenden Prüfraum, eine erste mit dem Prüfkörper verbindbare Pumpe, eine zweite mit dem Prüfraum verbindbare Pumpe und eine mit dem Prüfkörper verbindbare und Testgas wie Helium führende erste Leitung, wobei in von dem Prüfraum zu der zweiten Pumpe führender zweiter Leitung eine Nachweiseinrichtung für Prüfgas, insbesondere ein Massenspektrometer, zuschaltbar ist.

Um Grob- und Feinlecks an Prüfkörpern wie Druckwandlern aufzufinden bzw. zu qualifizieren, werden Anordnung zuvor beschriebener Art benutzt. Um in dem Prüfkörper bzw. dem Prüfraum den erforderlichen Unterdruck aufzubauen, wird der Prüfkörper einerseits und der Prüfraum andererseits mit einer Drehschieberpumpe verbunden. Nach Aufbau des erforderlichen Unterdrucks in dem Prüfkörper wird die Drehschieberpumpe abgesperrt und in den Innenraum des Prüfkörpers Heliumgas geleitet. Weist der gegenüber dem Prüfraum abgedichtete Prüfkörper eine Undichtigkeit auf, so wird das austretende Heliumgas mittels eines Massenspektrometers festgestellt, so daß aufgrund der Meßwerte eine Qualifizierung des Lecks erfolgen kann.

8. Mai 1996-36219B/ne

•	··	··	····
•
···	··	··	···

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen

Patentanwalt-European Patent Attorney

Entsprechende unmittelbar einer Produktionsstätte entnommene Prüfkörper können in erheblichem Umfang verschmutzt sein, so daß infolgedessen bei der Evakuierung sowohl des Prüfkörpers als auch des Prüfraums Schmutzreste und sonstige Verunreinigungen mitabgesaugt werden, die zu Betriebsstörungen der Drehschieberpumpen führen können. Daher ist es erforderlich, daß in relativ kurzen Intervallen eine Wartung beziehungsweise ein Austausch der Pumpen erfolgt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß eine Verschmutzung der zum Aufbau des erforderlichen Unterdrucks benötigten Pumpen weitgehend ausgeschlossen oder in einem Umfang verringert wird, daß die Wartungsintervalle erheblich verlängert werden können. Auch soll sichergestellt sein, daß die zur Überprüfung des Testgases notwendige Nachweiseinrichtung nicht kontaminiert wird. Schließlich soll eine schnelle Überprüfung des aus dem Prüfraum abgesaugten Gases möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe im wesentlichen dadurch gelöst, daß der Prüfkörper mit einer ersten Venturipumpe als erste Pumpe und der Prüfraum zur Erzeugung eines Vorunterdrucks mit einer zweiten Venturipumpe und zur Erzeugung des zur Überprüfung der Dichtigkeit erforderlichen Unterdrucks mit der zweiten Pumpe verbindbar sind.

Durch die Verwendung von Venturipumpen ist der Vorteil gegeben, daß überaus schnell ein Vorvakuum aufgebaut werden kann, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß Schmutz wie Bearbeitungsrückstände oder ähnliches, die in oder am Prüfkörper haften, nicht zu einer Verschmutzung der mechanischen Pumpen beziehungsweise dessen Öls führt, wodurch eine unerwünscht häufige Wartung und ein mit erheblichen Kosten verbundener Austausch von Öl einhergeht. Da die Venturipumpen mit Druckluft arbeiten, können problemlos Schmutzreste abgeführt werden. Folglich üben die Venturipumpen auch die Funktion von mechanischen Filtern für die mechanischen Pumpen wie Drehschieberpumpen aus, über die der erforderliche Unterdruck zum Nachweis des Testgases aufgebaut wird.

S.Mai 1996-36219B/ne

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen Patentanwalt-European Patent Attorney

In weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, daß in der zu der mechanischen Pumpe wie Drehschieberpumpe führenden zweiten Leitung ein absperrbarer Prüfraum eines Volumens von vorzugsweise 10 cm³ vorhanden ist, der taktweise mit der Nachweisentrichtung wie Massenspektrometer verbindbar ist.

Um den erforderlichen Nachweis mittels eines Massenspektrometers zu ermöglichen, muß in diesem ein Druck im Bereich von 10'⁴bar herrschen. Der hierzu erforderliche Vordruck wird mittels einer Drehschieberpumpe erzeugt. Der Enddruck selbst wird durch eine Molekularluftpumpe (Gaede-Prinzip), insbesondere eine Macrotorrturbopumpe erzeugt.

Durch die Ausbildung des Massenspektrometers beziehungsweise den schnellen Aufbau des erforderlichen Unterdrucks und das Beschicken des Massenspektrometers mit kleinen Mengen von zu der zweiten Pumpe beförderten Gas ist die Möglichkeit gegeben, überaus schnell und genau festzustellen, ob aus dem in der Prüfkammer vorhandenen Prüfkörper Testgas wie Helium austritt, wodurch ein Leck angezeigt werden würde.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale ergeben sich nicht nur aus den Ansprüchen, den diesen zu entnehmenden Merkmalen - für sich und/oder in Kombination -, sondern auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines der Zeichnung zu entnehmenden und bevorzugten Ausführungsbeispiels.

Anhand der einzigen Figur wird das Funktionsprinzip einer erfindungsgemäßen Anordnung zur Überprüfung von Undichtigkeiten eines in einem Prüfraum 10 angeordneten Prüfkörpers 12 wie Druckwandler erläutert.

Vorzugsweise robotergesteuert wird der Prüfkörper 12 in den Prüfraum 10 eingebracht und an eine erste Venturipumpe 14 angeschlossen. Der Prüfraum 10 selbst ist an eine zweite Venturipumpe 10 angeschlossen, um in diesem einen erforderlichen Unterdruck im Bereich von z.B. 300mbar aufzubauen. Sobald der erforderliche Unterdruck einerseits in dem Prüfraum 10 und andererseits in dem Prüfkörper 12 vorherrscht, wird die Venturipumpe 14

8. Mai 1996-36219B/ne

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen

Patentanwalt-European Patent Attorney

gegenüber dem Prüfkörper 12 abgeschaltet und der Prüfkörper über ein Ventil 18 mit einem Testgas wie Helium befüllt. Gleichzeitig wird die zweite Venturipumpe 16, die mit dem Prüfraum 10 verbunden ist, gegenüber diesem über ein Ventil 20 abgesperrt, um über eine Leitung 22 mit einer mechanischen Pumpe wie insbesondere Drehschieberpumpe 24 verbunden zu werden. Mittels der Drehschieberpumpe kann sodann in dem Prüfraum ein erforderlicher Unterdruck von vorzugsweise 10"⁴bar aufgebaut werden. In der zu der Drehschieberpumpe 24 führenden Leitung 22 ist ein Prüfraum 26 mit einem Volumen von zum Beispiel 10 cm³ angeordnet, der gegenüber der Leitung 22 absperrbar und über eine Leitung 28 mit einem Massenspektrometer 30 verbindbar ist. Mittels des Massenspektrometers 30 kann sodann festgestellt werden, ob aus dem Prüfkörper 12 Testgas wie Helium austritt. Hieraus sind sodann Rückschlüsse über vorhandene Undichtigkeiten und deren Qualifizierung möglich.

Um in dem Massenspektrometer 30 den erforderlichen Druck aufzubauen, ist eine Drehschieberpumpe 32 zum Aufbau des erforderlichen Vordrucks und unmittelbar in dem Massenspektrometer selbst eine Molekularluftpumpe insbesondere in Form einer Macrotorrturbopumpe nach dem Gaede-Prinzip integriert.

Um das über die Leitung 22 aus dem Prüfraum 10 abgesaugte Gas auf Testgas wie Helium hin zu überprüfen, wird der Prüfraum 26 taktweise gegenüber der Leitung 22 abgesperrt, um das Prüfraumvolumen über die Leitung 28 dem Massenspektrometer 30 zuzuführen. Das Volumen des Prüfraums 26 beträgt vorzugsweise 10 cm³, so daß zum Entleeren des Prüfraums 26 nur ein Zeitraum von etwa 1 Sekunde notwendig ist. Folglich ist überaus schnell eine Überprüfung des abgesaugten Gases möglich.

Durch die Verwendung der Venturipumpen 14, 16 ergibt sich der Vorteil, daß in dem Prüfkörper 12 beziehungsweise dem Prüfraum 10 sehr schnell ein erforderliches Vorvakuum aufgebaut werden kann. Gleichzeitig werden die in oder an dem Prüfkörper 12 haftenden Verschmutzungen problemlos abgesaugt, ohne daß eine Beeinträchtigung der Venturipumpen 14, 16, die mittels Druckluft betrieben werden, erfolgen kann. Demzufolge üben die Venturi-

8. Mai 1996-36219B/ne

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen

Patentanwalt-European Patent Attorney

pumpen 14, 16 die Funktion eines mechanischen Filters aus. Hierdurch bedingt wird die Drehschieberpumpe 24, über die das erforderliche Endvakuum in dem Prüfraum 10 erzeugt wird, gegen Verschmutzungen geschützt, so daß infolgedessen die Wartungsintervalle erheblich verlängert werden können.

Durch die erfindungsgemäße Prüfanordnung ist der Vorteil gegeben, daß die Prüfdauer pro Prüfkörper einschließlich des Auswechselns dieses im Bereich von 20 Sekunden liegen kann, bei einem Prüfkammervolumen von 20 - 30 1 und einem Volumen des Prüfkörpers zwischen 2 und 3 1. Nach erfolgter Prüfung wird der Prüfraum 10 mit Stickstoff ausgespült, um Verfälschungen auszuschließen.

Durch die erfindungsgemäße Lehre wird ein an den Anwendungsfall optimal angepaßtes Pumpensystem zur Verfügung gestellt, welches wartungsfrei über lange Zeiträume arbeiten kann und mit dem reproduzierbare Ergebnisse erzielbar sind.

8. Mai 1996-36219B/ne

Claims

Anordnung zur Überprüfung von Undichtigkeit

1. Anordnung zur Überprüfung von Undichtigkeit an abgedichtetem Prüfkörper (12) wie Druckwandler umfassend einen den Prüfkörper aufnehmenden Prüfraum (10), eine erste mit dem Prüfkörper verbindbare Pumpe (14), eine zweite mit dem Prüfraum verbindbare Pumpe (16) und eine mit dem Prüfkörper verbindbare und Testgas wie Helium führende erste Leitung, wobei in von dem Prüfraum zu der zweiten Pumpe führende zweite Leitung (22) eine Nachweiseinrichtung (30) für Testgas, insbesondere ein Massenspektrometer, zuschaltbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Prüfkörper (12) mit einer ersten Venturipumpe (14) als erste Pumpe und der Prüfraum (10) zur Erzeugung eines Vorunterdrucks mit einer zweiten Venturipumpe (16) und zur Erzeugung der zur Überprüfung der Dichtigkeit des Prüfkörpers erforderliche Unterdruck mit der zweiten Pumpe (24) verbindbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die zweite den erforderlichen Unterdruck in dem Prüfraum (10) erzeugende Pumpe eine Drehschieberpumpe (24) ist.

23. April 1996-36219A/ne

Dipl.-Phys. Dr. H.-H. Stoffregen

Patentanwalt-European Patent Attorney

3. Anordnung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Nachweiseinrichtung mit der zweiten Leitung (22) über einen in dieser angeordneten und gegenüber dieser absperrbaren Prüfraum (26) verbindbar ist.

4. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der mit der Nachweiseinrichtung (30) verbindbare Prüfraum (26) ein Volumen von in etwa 10 cm³ aufweist und taktweise gegenüber der den den Prüfkörper (12) aufnehmenden Prüfraum mit der zweiten Pumpe (24) verbindbaren zweiten Leitung (22) absperrbar ist.

Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß in der Nachweiseinrichtung (30) mittels einer mechanischen Pumpe wie Drehschieberpumpe (32) ein Vorunterdruck und mittels einer Molekularluftpumpe wie Macrotorrturbopumpe ein Enddruck erzeugbar ist.

6. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß mittels der Venturipumpe (14, 16) in dem Prüfraum (10) beziehungsweise dem Prüfkörper (12) ein Druck von in etwa 300 mbar erzeugbar ist.

7. Anordnung nach zumindest einem der vorhergehenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß in der Nachweiseinrichtung (30) wie Massenspektrometer ein Druck von in etwa 10"⁴bar erzeugbar ist.

23. April 1996-36219A/ne