DE3612668A1 - Verfahren und vorrichtung zur durchfuehrung von druckproben bzw. leckagemessungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung von Druckproben bzw. Leckagemessungen.

Zu der Herstellung, dem Transport und der Lagerung von Arbeitsmedien werden durch Referenzdruckproben kontrollierte Druckgefäße ausgebildet.

Druckbeständigkeit und Dichtheit (Freiheit von Leckage) sind für alle industriellen Systeme behördlich vorgeschriebene Funktionsgrundbedingungen.

Die Kontrollen werden mit einer inkompressiblen Flüssigkeit oder einem elastischen Gasmedium vorgenommen.

Die Verwendung des Gasmediums ist in vielen Fällen unvermeidlich. Gase drängen nämlich in größerem Maße als die Flüssigkeiten auch durch geringe Spalte hindurch, ihr Einsatz verursacht keine Korrosion bzw. im Verlaufe der Auffüllung keine Entlüftungs- sowie nachträgliche Ausblas- und Trocknungsprobleme. Der mittels Flüssigkeit kontrollierte Druckraum verändert seinen inneren Druck sprungartig, wenn eine Undichtigkeit oder eine Volumenzunahme eintritt. Vor dem Auffüllen mit den kostenaufwendigen und oftmals giftigen sowie feuer- und explosionsgefährlichen Arbeitsmedien werden im Allgemeinen Druckproben mit Wasser bzw. Druckluft durchgeführt.

Im Verlaufe der Kontrollen werden zuerst verschiedene Volumine aufweisende geschlossene Druckräume ausgebildet und dann wird nach Einfüllen des Prüfmediums das Verhalten des Druckraumes geprüft. Die in den auf diese Weise ausgebildeten Druckgefäßen eintretenden Änderungen werden aufgrund der gleichzeitig gemessenen und/oder registrierten Meßdaten der Zustandsgrößen (Temperatur, Druck, Volumen) unter Verwendung der Zustandsgleichungen auf indirektem Wege durch langfristige Berechnungen ausgewertet. Die Prüfdruckwerte, die Zeitdauer und Mittel der Messungen sowie das Ausmaß der zulässigen Undichtigkeiten (Leckagen) sind durch strenge Bestimmungen vorgeschrieben. (z. B. die ungarische Norm MSZ 11413/1-6).

Ziel der Druckproben ist die Ermittlung der schädlichen, ein unzulässiges Ausmaß aufweisenden bleibenden Formveränderungen der Druckgefäße im ganzen bzw. ihrer Bauteile (Flächen, Profile, Verschlußarmaturen, Dichtungen und sonstige Automatiken) und die durch alte oder sich neu bildende Materialdiskontinuitäten (Risse, Gußfehler) durchdrängenden Medienströmungen (Leckagen), d.h. das Entdecken innerer und äußerer Undichtigkeiten. Formveränderungen können meistens nur durch Augenscheinnahme und durch komplizierte Messungen örtlicher Dehnungen ermittelt werden.

Durch insgesamt nur eine einzige Messung kontrollierbarer Kennwert der mit beliebigen Druckwerten vorgenommenen Druckproben ist die dauerhafte Gasdichtheit (Freiheit von Leckage) und Volumenbeständigkeit. Die zulässigen Kennwerte sind sehr gering, deshalb ist ihre Messung schwierig, da ihre Größe mit den Störeinflüssen (z.B. Temperatureinflüssen) vergleichbar ist.

Eine schnelle Durchführung der Druckproben ist auch von technisch-wirtschaftlichem Gesichtspunkt aus gesehen vorteilhaft. Zur Zeit ist die Meßdauer einerseits wegen der vorschriftsmäßig geringen zulässigen Änderungen, andererseits wegen der nicht zu hohen Genauigkeit der zu diesen Messungen angewandten Methoden und Mittel ziemlich lang. Die Druckbeständigkeit der in großen Stückzahlen gefertigten Bauelemente muß innerhalb einer kurzen Zeit ermittelt werden. Die durch Eintauchen in Wasser bzw. mit Blasen bildenden Schaumstoffen vorgenommenen Kontrollen können nicht automatisiert werden, sind von dem subjektiven Urteil der Aufmerksamkeit der Werktätigen usw. abhängig und demzufolge unzuverlässig. In anderen Fällen müssen hingegen bei ungünstigen rauhen Geländeverhältnissen zahlreiche umgebungsbedingte Störwirkungen gemessen und bei den Berechnungen berücksichtigt werden.

Zur Zeit werden die Prüfungen auf Gasundurchlässigkeit (Gasleckage), obwohl die größten Undichtigkeiten bei den Prüfdrücken der Festigkeitsprüfungen festzustellen sind, trotzdem bei niedrigen Drücken vorgenommen. Offensichtliche Ursache dafür ist, daß die Empfindlichkeit der Meßgeräte mit größeren Meßbereichen unzureichend ist. Infolge ihrer Bemessung für höhere Beanspruchungen reagieren sie auf die Änderungen unempfindlicher.

Die in Druckgefäßen eintretenden Änderungen können überhaupt nicht oder nur während einer unvorteilhaft langen Meßdauer nachgewiesen werden.

Die mit hoher Genauigkeit arbeitenden elektronischen Meß-, Rechen- und Registriersysteme werden im allgemeinen ihrer Kompliziertheit wegen nicht verwendet. Zu Messungen im Gelände, zu feuer- und explosionsgefährlichen betrieblichen Messungen können sie wegen der besonderen Anforderungen nicht verwendet werden.

Zur Zeit steht eine zur Durchführung von Druckproben universell einsetzbare Einrichtung nicht zur Verfügung.

In den mit der ständig veränderlichen Umgebung in Verbindung befindlichen Prüfungsräumen kommt es zu die Messung störenden Zustandsänderungen. Das größte Problem der Meßauswertung ist die einfache Separierung der sich mit den zu messenden Wirkungen verflechtenden Störeinflüsse. Die genaue Messung der Temperatur-, Volumen- und Druckänderungen in den Gasräumen mit herkömmlichen Geräten und die Korrektur der Störeinflüsse durch indirekte Berechnungen bedeuten ein schwerwiegendes technisches Problem.

Im Interesse der Herabsetzung der Zahl der im Verlaufe der Druckproben berücksichtigten Veränderlichen müssen technische Vorkehrungen vorgenommen werden. So lohnt es einzelne Veränderliche (Volumen, Temperatur) auf konstantem oder auf bekannte Weise veränderlichem Wert zu halten (z.B. mittels Thermostaten in Laboratorien) oder durch bekannte technische Lösungen (Wärmeisolierung, Verwendung einer nichtelastischen, gut entlüfteten Flüssigkeit als Arbeitsmedium oder Wärmekompensation z.B. entsprechend dem ungarischen Patent Reg.-Nr. 184.165) von vornherein unmöglich zu machen.

Die Mehrzahl der Meßmethoden mißt und/oder registriert die Druckminderung im Prüfraum. Der gemessene Kennwert ist von den genau nicht meßbaren Volumen des Prüfraumes und von der sich im Verlaufe der Messung ändernden Temperatur und den atmosphärischen Drücken abhängig. Die auf den Ersatz der im Verlaufe der Druckproben festgestellten Verluste beruhenden Meßmethoden, die verwendeten Meßeinrichtungen (Dosierkompressoren, mit hoher Druckdifferenz arbeitende
<NichtLesbar>
sind kompliziert in ihrem Aufbau, ungenau und arbeiten bei beschränkten Meßverhältnissen.

Die Aufgabe der Erfindung ist die Behebung der erläuterten Probleme und die Ausarbeitung einer solchen Lösung, die die einfache, schnelle und genaue Bestimmung der Druckbeständigkeit bzw. Dichtigkeit von Druckgefäßen und von deren Einzelteilen ermöglicht.

Die gestellte Aufgabe wurde dadurch gelöst, daß während der Messung, wenn der Prüfraum mit einem Prüfmedium aufgefüllt wird, das Prüfmedium unter Druck gesetzt wird und die Zustandsänderungen des Mediums gemessen werden, erfindungsgemäß der Prüfraum mit einem Referenzraum verbunden wird und zwischen den beiden Räumen in nacheinander folgenden Zeitpunkten ein Druckausgleich vorgenommen wird, wobei die Menge den zwischen den beiden Räumen überströmenden Mediums gemessen und daraus das Maß der Leckage bestimmt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung enthält einen an den Prüfraum angeschlossenen Referenzraum, wobei zwischen den beiden Räumen eine in einer Kante endende Verengung ausgebildet ist, in welcher ein Film mit gespannter Oberfläche bzw. ein Flüssigkeitstropfen angeordnet ist.

Der Referenzraum weist zweckmäßigerweise einen gleichbleibenden Druck auf.

Der Film ist im allgemeinen ein Flüssigkeitsfilm, der sich in einer Zerreißgrenzlage befindet, während der verwendete Flüssigkeitstropfen ähnlicherweise in einer Abtropfgrenzlage sein soll.

Die Grenzlage wird durch ein potentielles Kraftfeld, z.B. Gravitationsfeld gesichert.

Bei einer zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet sich über der Verengung eine einen bis zur Grenzlage des Zerreißens des Filmes bzw. der Bildung eines Flüssigkeitstropfens erhöhten hydrostatischen Druck aufweisende Meßflüssigkeitsschicht gespannter Oberfläche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist gegebenenfalls mit einer weiteren gleichartigen Vorrichtung derart verbunden, daß der Eingangsstutzen der einen Vorrichtung an den Ausgangsstutzen der anderen Vorrichtung angeschlossen ist.

Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, in der Verengung zwei voneinander isolierte und in einer Kante endende sowie in den Meßkreis eingeschaltete konische Führungsringe anzuordnen.

Erfindungsgemäß wird also die Meßaufgabe bei der Durchführung der Druckproben auf eine einfache Weise auf die Messung der zwischen zwei Räumen (dem Prüf- und dem Reverenzdruckraum) meßbaren Zustandsänderungen auf die Weise zurückgeführt, daß eine genau definierte Verengung gebildet wird, und durch diese, auch ohne gesondert gesteuerte Verschlußelemente, mit sehr geringer Energie herbeiführbare, periodisch ausgleichende Strömungen mit bekanntem Volumen freigegeben werden, um auch mehrmals wiederholbare Gleichgewichtszustände herbeizuführen.

Die Erfindung verwendet zur Verwirklichung dieses Zieles eine bekannte physikalische Erscheinung. In der Verengung wird künstlich eine Gleichgewichts-Grenzfläche (ein zerreißender Flüssigkeits- oder Feststoffilm) vorgesehen, der sich unter Einwirkung einer geringen Belastung auswölbt und hiernach zerreißt (platzt) und dadurch die Änderung zwischen den beiden Räumen bleibend festhält.

Die neue Methode bricht mit den herkömmlichen - aufgrund der Druck- und Temperaturänderungen durch indirekte Berechnung ausgewerteten - Prüfungen. Die Aufgabe wird unmittelbar auf die beim Prüfdruck abgelesene Mengenmessung zurückgeführt. Die Leckage wird durch eine von einem Netz (Flasche, Behälter) konstanten Druckes gemessene eingespeiste Menge kompensiert. Das System kann im wesentlichen als ein solcher Differentialdruckmesser aufgefaßt werden, wo zwischen dem Meß- und dem Referenzdruckraum - im Interesse der Erweiterung der Meßgrenze - periodische Druckausgleichungen vorgenommen werden.

Diese Erkenntnis wird natürlich nur in dem Falle zu einer auch industriell gut nutzbaren technischen Lösung führen, wenn die Vorrichtung die kontinuierliche Wiederholbarkeit, die nötige Empfindlichkeit und Genauigkeit und hierbei auch die Wahrnahme und Messung der zu den Änderungen proportionalen Wirkung gewährleisten kann.

Die eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung bildet der über die Verengung gespannte Flüssigkeitsspiegel, d.h. Flüssigkeitsfilm. Dieser Film ist über der Verengung genügend klein und bildet diese abdeckend automatisch einen Film, der mit einem potentionellen Kraftfeld (z.B. Gravitationsfeld) vorbelastet unter Einwirkung der zu messenden Belastung sofort zerreißt (platzt) und den Ausgleich der Druckzustände der beiden Räume durch ein Überströmen und darauffolgend die Neubildung der Flüssigkeitsoberfläche ermöglicht. Mit der z.B. optischen Wahrnahme und Summierung der Anzahl der Zerplatzvorgänge kann die Meßaufgabe als industriell einsetzbare Ausführungslösung betrachtet werden.

Bei einer anderen Ausführung der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ergibt sich mit einem Flüssigkeitstropfen ein direkt auswertbares Meßergebnis. Am scharfen Rand der Verengung wird ein zur dritten Potenz seines Durchmessers Proportional schwerer und von dem Heruntertropfen mit einer zum Meridianumfang proportionaler Oberflächenkraft zurückgehaltener Flüssigkeitstropfen angeordnet, der sich im Gleichgewicht befindet.

Über einer Verengung, die kleiner ist als die Verengung eines Flüssigkeitstropffühlers optimalen Durchmessers, kann auch eine stärkere Flüssigkeitsschicht als der gespannte Flüssigkeitsfilm vorgesehen werden, deren hydrostatischer Druck den sich in der Verengung übrigens automatisch bildenden Tropfen genau in den Abtrennungs-Grenzzustand versetzt. Die zwischen den beiden Druckräumen eintretende Änderung kann mittels von der Wahl des Verengungsdurchmessers abhängige Tropfengröße aufweisender Volumendosen gemessen werden.

Die Tropfen gelangen zufolge der geringsten relativen Änderungen stets in den den kleineren Druck aufweisenden undichten und/oder sich erweiterndes Volumen aufweisenden Raum, wo die Anzahl ihrer periodischen Abtrennungen und/oder durch das Sammeln der Tropfen das Volumen unmittelbar gemessen werden kann. Als Meßergebnis erhält man die auf den Prüfdruck bezogene relative Volumenänderung während der Meßzeit.

Die erfindungsgemäße periodische, mit der kleinstmöglichen Energie betätigte Volumenmessvorrichtung kann außerordentlich vorteilhaft zur Durchführung von augenblicklichen (zur Sortierung dienenden) oder Dauerdruckbeständigkeitsprüfungen eingesetzt werden.

Im Druckraum können mit ihrer Hilfe viele in anderer Weise selbständig überhaupt nicht wahrnehmbare resultierende Wirkungen (z.B. Porosität) festgestellt werden.

Aufbau und Bedienung der Vorrichtung sind außerordentlich einfach und gut automatisierbar. Die Vorrichtung ist gegen Überlastung nicht empfindlich und nicht fehleranfällig. Im Gegensatz zu den aufgrund der Druckverminderung (Änderung) arbeitenden Meßeinrichtungen eignet sie sich universell zur Prüfung beliebige Volumina und Drücke aufweisender Druckgefäße. Das geeichte Meßergebnis kann unabhängig vom Volumen des geprüften Raumes direkt auf einfache Weise abgelesen werden.

Die erfindungsgemäß verwirklichten Mehrzweckvorrichtungen sind explosionssicher ausgeführt und können bei beliebigen Drücken mit beliebigem Aggregatszustand aufweisenden Arbeitsmedien auch zu Prüfungen während des Betriebes eingesetzt werden. Die beschriebenen Ausführungen eignen sich in erster Linie zur Durchführung von Druckproben, können jedoch offensichtlich überall gut zur Wahrnahme und Messung aller in und zwischen Druckräumen stattfindenden Erscheinungen sowie zu Mengenmeßgeräten verwendet werden.

Einige mögliche Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in der beigefügten Zeichnung dargestellt wobei

Fig. 1-3 das Prinzip der in der Verengung (mit gespannter Flüssigkeitsoberfläche, in zwei Varianten) stattfindenden Messung im Schnitt,

Fig. 4 die relativen Zustandsänderungen in beiden Richtungen in einer Skizze,

Fig. 5 eine mögliche Ausführungsart einer von einem Druckregler mit ständigem Druck gespeisten, das Ergebnis der Druckprobe auch während einer langen Meßdauer registrierenden Vorrichtung in einer in die Ebene abgewickelten Schnittzeichnung,

Fig. 6 eine andere, einfachere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 7 eine mögliche Ausführungsform des zur schnellen und automatischen Sortierung eingesetzten Fühlers,

Fig. 8 die Durchführung der schnellen automatischen Druckprobe von Bauteilen (Hähne, Ventile, Rohrfittings, Automatiken usw.), und zwar

a.) in der Auffüllphase

b.) in der Meßstellung

c.) in dem die Kontinuität der Messung sichernden Nacharbeitsgang

darstellen.

Fig. 1 zeigt den durch die Verengung 1 getrennten, Gegenstand der Prüfung bildenden, zwischen dem mit Flüssigkeit oder Gas gleichen Drucks aufgefüllten geprüften Druckraum (Prüfraum) 2 und dem den Vergleich vornehmenden Referenzdruckraum 3 befindlichen, aus Flüssigkeit oder Feststoff gebildeten Film 4 in seiner Gleichgewichtsgrundlage und/oder in durch ein potentielles Kraftfeld 6 (z.B. Gravitationsfeld, elektrisches Feld) bis zur Zerreißgrenzlage 4´ vorbelastetem Zustand. Die Form der Verengung 1 ist in einer Kante endende Ebene oder zur Bildung eines Flüssigkeitsfilmes von oben hohl gewölbt (konkav).

Fig. 2 zeigt das auf den zur Masse proportional zunehmenden, in einer Verengung 1 optimalen Durchmessers do angeordneten einzigen Flüssigkeitstropfen 5 (z.B. Quecksilber) wirkende Kräftesystem, bestehend aus dem potentiellen Kraftfeld 6 und den zum Umfang der Verengung 1 proportional auftretenden, sich verteilenden Oberflächenkräften. Die Form der Verengung 1 ist zweckmäßigerweise eine in einer Kante endende doppelte Kegelfläche.

Der optimale Durchmesser do kann aus der den Gleichgewichtszustand des Flüssigkeitstropfens 5 ausdrückenden Gleichung folgendermaßen berechnet werden: wobei

Kleines Alpha - die Oberflächenspannung der verwendeten Flüssigkeit und

kleines Gamma - das spezifische Gewicht der verwendeten Flüssigkeit ist, woraus folgt, daß

Fig. 3 zeigt das Meßprinzip einer für die Durchführung von Dauerdruckproben geeigneten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der Durchmesser d der Verengung 1, der kleiner als der optimale Durchmesser d[tief]o ist, aber für periodische Volumenmessungen verwendet werden kann, wird im voraus auswählbar, der Größe des Tropfenvolumens entsprechend ausgebildet. Oberhalb der Verengung 1 wird jedoch eine solche, bis zum Einsetzen der Bildung der Tropfen der gewünschten Größe (des gewünschten Volumens) eine erhöhte Stärke aufweisende Meßflüssigkeitsschicht 9 vorgesehen, die dadurch, daß sie auch auf die kleinsten relativen Änderungen unverzüglich reagiert, die kontinuierliche Tropfenbildung gewährleistet und mit Sicherheit und hermetisch den nicht unbedingt das gleiche Prüfmedium aufweisenden Prüfraum 2 und Referenzraum 3 trennt. Natürlich ist die Messflüssigkeitsschicht 9, ihre Eigenschaften betrachtet, so beschaffen, daß sie in jedem Fall sowohl von dem im Prüfraum 2 als auch von dem im Referenzraum 3 befindlichen Medium separiert werden kann.

Die Verengung 1 gemäß Fig. 3 ist hinsichtlich ihrer zweckdienlichen Form an ihrer unteren Seite in einer Kante endend, an der oberen Seite konisch ausgebildet.

Fig. 4 zeigt eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die sich dazu eignet, die relativen

Änderungen zwischen zwei - zufolge der Symmetrie an die Vorrichtung beliebig anschließbaren - Räumen nach Richtung und Größe getrennt und registriert zu messen. In diesem Falle werden zwei, zu einem Eingangsstutzen 37 und zu einem Ausgangsstutzen 38 parallel geschaltete Flüssigkeitstropfen 5 bildende Verengungen vorgesehen. Das sich mit dem Material der Messflüssigkeitsschicht 9 nicht vermischende Flüssigkeits- und/oder Gasprüfmedium wird durch einen Hahn 11 bei offener Stellung eines Abtrennhahnes 12 eingefüllt. Das vorhergehende Einfüllen der Messflüssigkeitsschicht 9, das Entlüften des Prüfmediums erfolgt durch das dem jeweiligen Bedarf entsprechende Öffnen der Hähne 13. Bei Beginn der Messung werden die Hähne 11 und 12 abgeschlossen. Tritt z.B. im Prüfraum 1 ein Druckabfall auf (zufolge Undichtigkeit, Abkühlung, Volumenausdehnung), so geht sein Druck in Vergleich zu einer den Anfangsdruck aufweisenden Kammer 14 zurück. Hierbei ist in einem durch eine Leitung 15 verbundenen rechtsseitigen Sammelraum 16 eine Tröpfchenbildung festzustellen.

Die zur Anzahl der Flüssigkeitstropfen 5 proportional eingetretene Änderung kann auf an sich bekannte Weise durch Abzählen der Tropfen oder durch Ablesen des veränderten Volumens (Flüssigkeitsstandes) im Sammelraum 16 bestimmt werden.

Das Ergebnis der während der Messdauer eingetretenen Zustandsänderung 17 kann bis zur Auswertung im Sammelraum 16 gespeichert werden. Ein Ablaßhahn 18 eignet sich zur Eichung und zur Rückgewinnung der Messflüssigkeit.

Mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Fig. 4 können z.B. die zwischen zwei Räumen stattfindenden relativen Wärmeübertragungen (Erwärmungen und Abkühlungen) vorzeichenrichtig gemessen werden.

Fig. 5 zeigt eine mögliche Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die mit dem Pfeil bezeichnete Zufuhr aus dem Referenzraum 3 von einem Druckregler mit konstantem Sollsignal zur Messung erfolgt. Zur Durchführung der Dauerdruckproben mit langen Meßzeiten muß eine in bekannter Weise gelöste, z.B. aus einem Speicherraum 19 konstanten hydrostatischen Druck gewährleistende, durch einen Schwimmer 20 gesteuerte Flüssigkeitsstandregelung gesichert werden. Die Auffüllung erfolgt in geöffnetem Zustand des Abtrennhahnes 12. Die Meßflüssigkeitsschicht 9 kann bis zur Abtropfgrenzlage mit Hilfe einer Mutter 21 und eines über eine Stange 22 angehobenen Ventilsitzes 23 eingestellt werden, wobei die Stange 22 durch einen Bolzen 25 gegen Verdrehung gesichert ist. Bei der Messung wird die Meßflüssigkeitsschicht 9 aus dem Speicherraum 19 durch ein Rohr 24 ergänzt.

Der Hahn 26 ist als ein Überlauf ausgebildet und verhindert beim Einfüllen der Meßflüssigkeit durch den Hahn 13 ein Verstopfen der Öffnung 27.

Die in Fig. 6 gezeigte Ausführungsform ist wesentlich einfacher als die Vorrichtung gemäß Fig. 5 und ist zur Durchführung einer sogenannten beschleunigten Druckprobe geeignet. Das Ausmaß der Lackagen wird in Form von sofort ablesbarem, registriertem und geeichtem Gasvolumen bestimmt.

Der mit Luftbehälter ausgerüstete Schwimmer 20 der neuen Vorrichtung folgt automatisch der Änderung des Flüssigkeitsstandes während der Messung, wobei die Meßflüssigkeitsschicht 9 der Höhe "h" immer die die maximale Empfindlichkeit sichernde "Vorspannung" gewährleistet. Die Figur zeigt den Zustand, wenn aus dem Speicherraum 19 bei offener Stellung der Hähne 12 und 13 die Ergänzung der Meßflüssigkeit erfolgt. Der Speicherraum 19 kann beim Verschliesen des Hahnes 13 und der Verdrehung eines Auffüllventils 39 um 90° über einen Trichter 40 aufgefüllt werden. Bei den so verwirklichten periodischen Auffüllungen kann das Meßresultat 17 beim Öffnen der Hähne 12 und 18 abgelassen werden, ohne die Prüfung unterbrechen zu müssen, die Meßgrenze ist also unendlich. Bei jedem Eingriff ist der Hahn 12 aufzumachen und während der Messung verschlossen zu halten. Dieser Shunt-Zweig hat eine Entlastungsrolle.

Fig. 7 zeigt eine mögliche Ausführungsform des zu einem schnellen und automatischen Sortieren geeigneten Fühlers der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Der in der Verengung 1 in seiner Ausgangsgrundlage dargestellte, den optimalen d[tief]o-Durchmesser aufweisende Flüssigkeits- (z.B. Quecksilber)-Tropfen 5 ist in einem Isolierrohr 28 (zweckmäßigerweise durchsichtiges Glas) in der kantig ausgebildeten Verengung von gegenseitig voneinander isolierten konischen Leitringen 29 angeordnet und sichert im Meßkreis 30 das Abschließen. Die zwischen dem am Stopfen 31 sich anschließenden Prüfraum 2 und Referenzraum 3 eingetretene Änderung bewirkt ein Abreißen des Flüssigkeitstropfens 5. Die Prüfungsrichtung ist so zu wählen, daß das Abtropfen in der unteren Stellung 5´ zustande kommt, wobei eine Unterbrechung des Meßkreises 30 festgestellt werden kann. Der Flüssigkeitstropfen 5 verschwindet auch bei einer Überlastung der Verengung (z.B. grobe Undichtigkeit) nicht, da in einem Fallenraum 32 eine Querbohrung 33 die plötzliche Strömung ableitet und den Tropfen anhält.

Fig. 8 zeigt die Durchführung der schnellen automatischen Druckprobe der Bauteile mit dem Prüfraum 2 in ihren einzelnen Phasen in einer ohne den in Fig. 4 und 5 beschriebenen Abtrennhahn 12 ausgeführten Variante der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Fig. 8/a zeigt das Auffüllen, wenn aus dem Referenzraum 3, der von dem mit dem Pfeil bezeichneten Druckregler gespeist wird, das Prüfmedium durch den unter dem Winkel (kleines Epsilon) geneigten und gemäß Fig. 7 ausgeführten Fühler durch die Verengung 1 ungehindert einströmt.

Fig. 8/b zeigt die Meßstellung, wenn der den gewählten optimalen Durchmesser do aufweisende Flüssigkeitstropfen 5 durch Abschließen der kantig ausgeführten Verengung 1 der der senkrechten Achslinie gegenübergestellten konischen Leitringe 29 die beiden Druckräume automatisch trennt. Der zufolge der Undichtigkeit (Leckage) sich von den konischen Leitringen 29 trennende Flüssigkeitstropfen 5 unterbricht den Meßkreis 30.

Fig. 8/c zeigt die beim Abschluß der Messung oder unmittelbar nach Feststellung der Undichtigkeit (Leckage) die in der bekannten Weise unter einem Winkel (kleines Beta) erfolgende Abwärtsschwenkung und die Entleerung des Prüfmediums in Richtung 36. Der die Trennung und zugleich auch die Wahrnahme sichernde Flüssigkeitstropfen 5 gelangt bei seiner Strömung in Richtung 36 auf die dem Referenzraum 3 zugewendete Seite der Verengung 1.

Die Erfindung ermöglicht die Ausbildung und die Herstellung von in ihrem Aufbau einfachen, gut automatisierbaren, nicht überlastbaren, sehr schnell und genau sortierenden und mit geeichter Registrierung messenden sowie industriell in einem weiten Kreise nutzbaren Vorrichtungen.

Die erfindungsgemäße Lösung weist gegenüber den bekannten Verfahren und Vorrichtungen zahlreiche Vorteile auf:

Das Verfahren ist auf physikalisch korrekten Grundsätzen aufgebaut und ermöglicht bei einem beliebigen Druck die - notwendigenfalls auch geeicht registrierte - Messung der Festigkeits- und der Dichtigkeitsprüfung. Diese beiden Prüfungen können mit einer einzigen Messung durchgeführt werden und die Zeitdauer der Durchführung von Druckproben wesentlich verringert werden.

Die erfindungsgemäße Lösung behebt die störende Einwirkung der Druckänderung, wodurch deren Messung überflüssig wird und die Auswertung auch nicht beeinflußt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut und stellt dabei auch bei hohen Drücken ein präzises und explosionssicheres Mittel dar, das universell eingesetzt werden kann.

Leerseite

Claims (12)

1. Verfahren zur Durchführung von Druckproben bzw. Leckagemessungen, wobei der Prüfraum mit einem Prüfmedium aufgefüllt wird, das Prüfmedium unter Druck gesetzt wird und die Zustandsänderungen des Mediums gemessen werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfraum mit einem Referenzraum verbunden wird und zwischen den beiden Räumen in nacheinander folgenden Zeitpunkten ein Druckausgleich vorgenommen wird, wobei die Menge des zwischen den beiden Räumen überströmenden Mediums gemessen und daraus das Maß der Leckage bestimmt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung von Druckproben bzw. Leckagemessungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen an den Prüfraum (2) angeschlossenen Referenzraum (3) aufweist, wobei zwischen den beiden Räumen (2, 3) eine in einer Kante endende Verengung (1) ausgebildet ist, in welcher ein Film (4) mit gespannter Oberfläche bzw. ein Flüssigkeitstropfen (5) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Referenzraum (3) einen gleichbleibenden Druck aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (4) ein Flüssigkeitsfilm ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Film (4) in Zerreißgrenzlage ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitstropfen (5) in Abtropfgrenzlage ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzlage durch ein potentielles Kraftfeld (6) gesichert ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung (1) konisch ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich über der Verengung (1) eine einen bis zur Grenzlage des Zerreißens des Filmes (4) bzw. der Bildung eines Flüssigkeitstropfens (5) erhöhten hydrostatischen Druck aufweisende Meßflüssigkeitsschicht (9) gespannter Oberfläche befindet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer weiteren gleichartigen Vorrichtung derart verbunden ist, daß der Eingangsstutzen (37) der einen Vorrichtung an den Ausgangsstutzen (38) der anderen Vorrichtung angeschlossen ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verengung (1) zwei voneinander isolierte und in einer Kante endende sowie in den Meßkreis (30) eingeschaltete konische Führungsringe (29) angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen die abtropfenden Flüssigkeitstropfen speichernden Sammelraum (16) aufweist.