EP4413345A1 - Lecksuche bei viskoser strömung - Google Patents

Lecksuche bei viskoser strömung

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Publication number
EP4413345A1
EP4413345A1 EP22782489.3A EP22782489A EP4413345A1 EP 4413345 A1 EP4413345 A1 EP 4413345A1 EP 22782489 A EP22782489 A EP 22782489A EP 4413345 A1 EP4413345 A1 EP 4413345A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vacuum
test chamber
pump
gas
test
Prior art date
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Pending
Application number
EP22782489.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Wetzig
Yessica Brachthäuser
Sebastian Weiss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Inficon GmbH Deutschland
Original Assignee
Inficon GmbH Deutschland
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Filing date
Publication date
Application filed by Inficon GmbH Deutschland filed Critical Inficon GmbH Deutschland
Publication of EP4413345A1 publication Critical patent/EP4413345A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
    • G01M3/22—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators
    • G01M3/226—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators
    • G01M3/229—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material for pipes, cables or tubes; for pipe joints or seals; for valves; for welds; for containers, e.g. radiators for containers, e.g. radiators removably mounted in a test cell
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/26—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors
    • G01M3/32—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators
    • G01M3/34—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by measuring rate of loss or gain of fluid, e.g. by pressure-responsive devices, by flow detectors for containers, e.g. radiators by testing the possibility of maintaining the vacuum in containers, e.g. in can-testing machines

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for leak detection of a test piece containing a test gas.
  • test specimens such as food packaging, heat exchangers or other hollow bodies that contain a test gas
  • test specimens for leaks by placing the specimen in a test chamber and evacuating the volume of the test chamber by a vacuum pump.
  • tracer gas escapes through a possible leak in the test piece and is evacuated by the vacuum pump.
  • the gas flow evacuated by the vacuum pump is examined by a gas detector that detects test gas.
  • classic helium vacuum leak detection the test object is filled with helium, with the test object being at atmospheric pressure or at a pressure greater than atmospheric pressure.
  • the test chamber is typically pre-evacuated before a backing pump and then evacuated by a turbomolecular pump to a maximum pressure of a few millibars during the leak measurement. Tracer gas escaping from a leak in the test object results in a tracer gas concentration of the gas pumped from the test chamber, which is detected by the detector. The test gas concentration or the test gas partial pressure serves as a measure for the leak rate in the test object. At a working pressure within the test chamber of well below 1 mbar, the diffusion speed of the gases is sufficiently high that test gas escaping from the test object reaches the sensor system of the gas detector without any significant time delay.
  • the invention is based on the object of providing a more cost-effective vacuum leak detection system and a more cost-effective method for vacuum leak detection, which enables rapid and homogeneous gas transport and thus rapid and reproducible test gas detection.
  • a test chamber provided with a plurality of vacuum connections is connected to a vacuum pump, with a gas detector being used to detect test gas in the evacuated gas flow.
  • a vacuum connection is understood to mean an opening in a wall, a floor and/or a cover of the test chamber, through which gas can pass from the interior of the test chamber into a volume connected to the vacuum connection.
  • At least several of the vacuum connections and preferably all of the vacuum connections are connected to a common pump volume into which the vacuum connections open.
  • the pump volume is over a Pump line connected to the vacuum pump.
  • the gas detector can be connected to the pump line.
  • the vacuum connections are formed in at least one wall, base and/or cover of the test chamber delimiting the test chamber volume and are distributed as evenly as possible.
  • the vacuum connections are designed in such a way that during operation during the evacuation of the test chamber with the vacuum pump, a lower vacuum pressure develops in the pump volume than in the test chamber.
  • the common pump volume results in a higher flow rate of the pumped gas than inside the test chamber.
  • the leakage gas from a leak reaches the detector, it is less dependent on the position of the leak on a test object in the test chamber and thus the dependence on the position of the test object itself in the chamber is reduced.
  • the signal strength measured by the test system at a given point in time when there is a leak on the test object is less dependent on the position of the test object in the test chamber.
  • the vacuum leak detection according to the invention does not require a high-vacuum pump or a high-vacuum pump like conventional, classic vacuum leak detection methods Turbomolecular vacuum pump, but can instead be operated with technically simpler, more cost-effective vacuum pumps, such as a membrane scroll or rotary vane pump. As a result, the vacuum leak detection according to the invention is technically simplified and more cost-effective.
  • the vacuum connections can be distributed evenly, for example homogeneously, over at least one wall, base and/or cover delimiting the inner volume of the test chamber.
  • Several walls, the base and/or the cover are preferably each provided with several vacuum connections.
  • the vacuum connections can each be arranged in a grid, for example in the manner of a grid.
  • the test chamber volume can be formed within one or more of the test chamber walls, the test chamber floor and/or the test chamber cover, for example by a double floor or a double wall forming the pump volume.
  • vacuum connections can be connected to the pump volume with lines of substantially the same length.
  • the same length means that the differences in length of the vacuum lines are less than 10% of the total length of one of the vacuum lines.
  • the invention makes it possible, with a comparatively technically simple and comparatively inexpensive vacuum pump system, to nevertheless enable rapid vacuum leak detection by rapid and uniform gas transport of the pumped gas.
  • This is achieved by the pumping volume connected to the vacuum ports, where the difference in pressure at any location within the test chamber and the pressure at any location in the pumping volume is greater than the difference between the pressures at two different locations within the test chamber.
  • the gas pressure gradient extending over the distance from a location within the test chamber to a location within the pumping volume is greater and preferably significantly greater than the pressure gradient between any points within the test chamber.
  • the pressure distribution within the test chamber should be as homogeneous as possible, so that the pressures at different locations within the test chamber in the area outside the test object differ by a maximum of 1%, while the gas pressure at any location within the pump volume is significantly lower than the pressure at any one location within the test chamber.
  • the pressure at a location within the pump volume is at least 10% lower than at a location within the test chamber.
  • the pressure inside the test chamber is preferably less than 80, preferably less than 40, and more preferably less than 20 mbar, while the pressure inside the pump volume is preferably less than 72, preferably less than 36, and more preferably less than 18 mbar.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second embodiment
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment.
  • a test chamber 12 is connected to a vacuum pump 18 via a pump line 14 to which a gas detector 16 is connected.
  • the vacuum pump 18 can be a membrane, scroll or rotary vane pump.
  • the test chamber is typically formed by a plurality of walls 20, a cover 22 and a floor 24.
  • the Figs. 1 and 2 each show the test chamber 12 in an open position State while the lid 22 is closed gas-tight in the direction of the arrows shown.
  • the cover 22 is provided with a plurality of vacuum connections 26, which are arranged in a grid and distributed homogeneously over the entire inside of the cover 22.
  • the vacuum ports 26 are formed as holes, shown as dots in the figures.
  • the vacuum connections 26 open into a common pump volume 28, which is designed as a cavity in the cover 22 and is connected to the vacuum pump 18 via the pump line 14.
  • Fig. 3 differs from that in Figs. 1 and 2 in that both the cover 22 and all of the walls 20 and the bottom of the test chamber 24 are each provided with a plurality of vacuum connections 26, which are also shown in simplified form as dots.
  • Each of the vacuum connections 26 is connected to the pump volume 28 via a separate vacuum line 30 , which opens into the pump line 14 .
  • the pump volume 28 can also be a section of the pump line 14 .
  • the pressure inside the test chamber 12 is reduced to 80 mbar, preferably less than 40 mbar and particularly preferably less than 20 mbar, with the aid of the vacuum pump 18.
  • the pressure inside the test chamber is preferably less than 72, preferably less than 36, and particularly preferably less than 18 mbar.
  • test gas from within the device under test will exit through the leak into the test chamber 12 and be drawn into the pumping volume 28 through at least one of the vacuum ports 26 .
  • the test gas Due to the With several vacuum connections 26, the test gas only has to travel a comparatively small distance within the test chamber until it reaches the pump chamber 28 through the vacuum connection 26 that is closest in each case.
  • the relative distance of each location within the test chamber to the nearest vacuum connection 26 is reduced with the multiple vacuum connections 26 according to the invention.
  • the deviation of the period of time that elapses from the emergence of a leaking gas until it reaches the detector is smaller for different locations of a leak within the test chamber than in the case of only one vacuum connection. The variance of this period of time is therefore lower for any different locations of a leak within the test chamber than in the case of just one vacuum connection.
  • the test gas As soon as the test gas has flown through the vacuum connection 26, the test gas is accelerated in the pump volume 28 due to the lower pressure or the lower gas density.
  • the diffusion speed or the flow speed of the pumped gas is greater in the pump volume 28 and in the pump line 14 than in the test chamber 12.
  • a gas pressure gradient that is less than the gas pressure gradient that develops along the route from a point within the test chamber 12 to a point within the pumping volume 28 develops along a distance between any different points within the test chamber 12 .

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

Vorrichtung zur Vakuumlecksuche mit einer Vakuumpumpe (18), einer zur Aufnahme des Prüflings ausgebildeten und von der Vakuumpumpe (18) evakuierbaren Prüfkammer (12), einem das von der Vakuumpumpe (18) aus der Prüfkammer (12) evakuierten Gas detektierenden Gasdetektor (16), wobei die Prüfkammer (12) mit mehreren mit der Vakuumpumpe (18) versehenen Vakuumanschlüssen (26) zum Evakuieren der Prüfkammer (12) versehen ist dadurch gekennzeichnet dass ein gemeinsames mit den Vakuumanschlüssen (26) verbundenes Pumpvolumen (28) strömungstechnisch zwischen den Vakuumanschlüssen (26) und der Vakuumpumpe (18) vorgesehen ist, welches von der Vakuumpumpe (18) evakuiert wird.

Description

INFICON GmbH
Bonner Str. 498 50968 Köln
Unser Zeichen:
221500WO FK/jp
Lecksuche bei viskoser Strömung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Lecksuche eines ein Prüfgas enthaltenden Prüflings.
Es ist bekannt, Prüflinge, wie zum Beispiel Lebensmittelverpackungen, Wärmetauscher oder andere Hohlkörper, die ein Prüfgas enthalten, auf Dichtheit zu prüfen, indem der Prüfling in eine Prüfkammer eingebracht wird und das Prüfkammervolumen von einer Vakuumpumpe evakuiert wird. Sobald der Druck innerhalb der Prüfkammer im Bereich außerhalb des Prüflings geringer ist als der Druck innerhalb des Prüflings, tritt Prüfgas durch ein mögliches Leck im Prüfling aus und wird von der Vakuumpumpe evakuiert. Der von der Vakuumpumpe evakuierte Gasstrom wird von einem Gasdetektor untersucht, der Prüfgas detektiert. Bei der klassischen Helium-Vakuumlecksuche wird der Prüfling mit Helium befüllt, wobei der Prüfling Atmosphärendruck oder einen größeren Druck als atmosphärischen Druck aufweist. Die Prüfkammer wird typischerweise zunächst vor einer Vorpumpe vorevakuiert und während der Leckmessung von einer Turbomolekularpumpe auf einen Druck von maximal wenigen Millibar evakuiert. Aus einem Leck im Prüfling austretendes Prüfgas resultiert in einer Prüfgaskonzentration des aus der Prüfkammer gepumpten Gases, die von dem Detektor erfasst wird. Die Prüfgaskonzentration bzw. der Prüfgaspartialdruck dient dabei als Maß für die Leckrate im Prüfling. Bei einem Arbeitsdruck innerhalb der Prüfkammer von deutlich unterhalb 1 mbar ist die Diffusionsgeschwindigkeit der Gase ausreichend hoch, sodass aus dem Prüfling austretendes Prüfgas ohne nennenswerte Zeitverzögerung zum Sensorsystem des Gasdetektors gelangt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein kostengünstigeres Vakuumlecksuchsystem und ein kostengünstigeres Verfahren zur Vakuumlecksuche bereitzustellen, welches einen schnellen und homogenen Gastransport und damit einen schnellen und reproduzierbaren Prüfgasnachweis ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird eine mit mehreren Vakuumanschlüssen versehene Prüfkammer mit einer Vakuumpumpe verbunden, wobei ein Gasdetektor zum Detektieren von Prüfgas in dem evakuierten Gasstrom dient. Unter einem Vakuumanschluss wird vorliegend eine Öffnung in einer Wand, einem Boden und/oder einem Deckel der Prüfkammer verstanden, durch welche Gas aus dem Inneren der Prüfkammer in ein an den Vakuumanschluss angeschlossenes Volumen gelangen kann.
Mindestens mehrere der Vakuumanschlüsse und vorzugsweise sämtliche Vakuumanschlüsse sind mit einem gemeinsamen Pumpvolumen verbunden, in welches die Vakuumanschlüsse münden. Das Pumpvolumen ist über eine Pumpleitung mit der Vakuumpumpe verbunden. An die Pumpleitung kann der Gasdetektor angeschlossen sein. Die Vakuumanschlüsse sind in mindestens einer das Prüfkammervolumen begrenzenden Wand, Boden und/oder Deckel der Prüfkammer ausgebildet und möglichst gleichmäßig verteilt angeordnet. Die Vakuumanschlüsse sind so ausgebildet, dass sich beim Betrieb während des Evakuierens der Prüfkammer mit der Vakuumpumpe in dem Pumpvolumen ein geringerer Vakuumdruck ausgebildet als in der Prüfkammer. Das gemeinsame Pumpvolumen bewirkt eine größere Strömungsgeschwindigkeit des gepumpten Gases als innerhalb der Prüfkammer. Das bedeutet, dass aus einem in der Prüfkammer enthaltenen Prüfling durch ein Leck im Prüfling austretendes Prüfgas sich innerhalb der Prüfkammer langsamer bewegt, als nach dem Austreten aus der Prüfkammer durch einen der Vakuumanschlüsse. Sobald das Prüfgas durch einen Vakuumanschluss aus der Prüfkammer ausgetreten ist, wird das Prüfgas daher beschleunigt und mit erhöhter Geschwindigkeit dem Detektor zugeführt. Aufgrund der mehreren Vakuumanschlüsse ist der Abstand zwischen einem Leck im Prüfling und dem nächstgelegenen Vakuumanschluss geringer als in dem herkömmlichen Fall mit nur einem Vakuumanschluss. Dadurch muss das Prüfgas innerhalb der Prüfkammer einen kürzeren Weg zurücklegen, bis es durch einen Vakuumanschluss aus der Prüfkammer gelangt. Auch dadurch ist die Zeit, die Prüfgas von dem Leck bis zum Gasdetektor benötigt, reduziert.
Zudem ist in Abhängigkeit des Zeitpunkts, zu dem das Leckagegas aus einer Leckstelle den Detektor erreicht, weniger von der Lage der Leckstelle an einem Prüfling in der Prüfkammer abhängig und damit auch die Abhängigkeit von der Lage des Prüflings selbst in der Kammer verringert. Die Signalstärke, die zu einem gegebenen Zeitpunkt bei einem am Prüfling vorhandenen Leck mit dem Prüfsystem gemessen wird, ist weniger von der Lage des Prüflings in der Prüfkammer abhängig.
Die erfindungsgemäße Vakuumlecksuche erfordert nicht wie herkömmliche klassische Vakuumlecksuchverfahren eine Hochvakuumpumpe oder Turbomolekularvakuumpumpe, sondern kann stattdessen mit technisch einfacheren kostengünstigeren Vakuumpumpen, wie zum Beispiel einer Membran- Scroll- oder Drehschieber-Pumpe, betrieben werden. Dadurch ist die erfindungsgemäße Vakuumlecksuche technisch vereinfacht und kostengünstiger.
Die Vakuumanschlüsse können gleichmäßig, beispielsweise homogen, verteilt über mindestens eine das Innenvolumen der Prüfkammer begrenzende Wand, Boden und/oder Deckel verteilt angeordnet sein. Vorzugsweise sind mehrere Wände, der Boden und/oder der Deckel mit jeweils mehreren Vakuumanschlüssen versehen. Die Vakuumanschlüsse können dabei jeweils in einem Raster beispielsweise nach Art eines Gitters angeordnet sein. Das Prüfkammervolumen kann innerhalb einer oder mehrerer der Prüfkammerwände, des Prüfkammerbodens und/oder des Prüfkammerdeckels ausgebildet sein, beispielsweise indem ein doppelter Boden oder eine doppelte Wand das Pumpvolumen bildet.
Mehrere der Vakuumanschlüsse können mit im Wesentlichen gleich langen Leitungen mit dem Pumpvolumen verbunden sein. Im Wesentlichen gleich lang bedeutet dabei, dass die Längenunterschiede der Vakuumleitungen weniger als 10 % der Gesamtlänge einer der Vakuumleitungen betragen.
Die Erfindung ermöglicht es, dass mit einem vergleichsweise technisch einfachen und vergleichsweise kostengünstigen Vakuumpumpsystem dennoch eine schnelle Vakuumlecksuche durch schnellen und gleichmäßigem Gastransport des gepumpten Gases ermöglicht wird. Dies wird durch das mit den Vakuumanschlüssen verbundene Pumpvolumen erreicht, bei dem die Differenz des Drucks an irgendeinem Ort innerhalb der Prüfkammer und des Drucks an irgendeinem Ort in dem Pumpvolumen größer ist, als die Differenz zwischen den Drücken an zwei verschiedenen Orten innerhalb der Prüfkammer. Dadurch ist der sich über die Entfernung von einem Ort innerhalb der Prüfkammer zu einem Ort innerhalb des Pumpvolumen erstreckende Gasdruckgradient größer und vorzugsweise deutlich größer als der Druckgradient zwischen beliebigen Punkten innerhalb der Prüfkammer.
Die Druckverteilung innerhalb der Prüfkammer soll erfindungsgemäß möglichst homogen sein, so dass die Drücke an verschiedenen Orten innerhalb der Prüfkammer im Bereich außerhalb des Prüflings maximal um 1% voneinander abweichen, während der Gasdruck an irgendeinem Ort innerhalb des Pumpvolumens deutlich geringer ist als der Druck an irgendeinem Ort innerhalb der Prüfkammer. Vorzugsweise ist der Druck an einem Ort innerhalb des Pumpvolumens mindestens 10% geringer als an einem Ort innerhalb der Prüfkammer. Der Druck innerhalb der Prüfkammer beträgt vorzugsweise weniger als 80, bevorzugt weniger als 40, und besonders bevorzugt weniger als 20 mbar, während der Druck innerhalb des Pumpvolumens vorzugsweise weniger als 72, bevorzugt weniger als 36, und besonders bevorzugt weniger als 18 mbar beträgt.
Im Folgenden werden anhand der Figuren. Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels und
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels.
Bei sämtlichen Ausführungsbeispielen ist eine Prüfkammer 12 über eine Pumpleitung 14, an die ein Gasdetektor 16 angeschlossen ist, mit einer Vakuumpumpe 18 verbunden. Bei der Vakuumpumpe 18 kann es sich um eine Membran-, Scroll- oder Drehschieberpumpe handeln. Die Prüfkammer wird jeweils typischerweise von mehreren Wänden 20, einem Deckel 22 und einem Boden 24 gebildet. Die Fign. 1 und 2 zeigen die Prüfkammer 12 jeweils in geöffnetem Zustand, während der Deckel 22 in Richtung der jeweils dargestellten Pfeile gasdicht geschlossen wird.
Bei den in den Fign. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen ist der Deckel 22 jeweils mit mehreren Vakuumanschlüssen 26 versehen, die in einem Raster angeordnet homogen über die gesamte Innenseite des Deckels 22 verteilt angeordnet sind. Die Vakuumanschlüsse 26 sind als Löcher ausgebildet, die in den Figuren, als Punkte dargestellt sind. In den Fign. 1 und 2 münden die Vakuumanschlüsse 26 in ein gemeinsames Pumpvolumen 28, das in dem Deckel 22 als Hohlraum ausgebildet ist und über die Pumpleitung 14 mit der Vakuumpumpe 18 verbunden ist.
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von den in den Fign. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen dadurch, dass sowohl der Deckel 22 als auch sämtliche Wände 20 und der Boden der Prüfkammer 24 jeweils mit mehreren Vakuumanschlüssen 26 versehen sind, die vereinfacht ebenfalls als Punkte dargestellt sind. Jeder der Vakuumanschlüsse 26 ist über eine separate Vakuumleitung 30 mit dem Pumpvolumen 28 verbunden, welches in die Pumpleitung 14 mündet. Im einfachsten Fall kann es sich bei dem Pumpvolumen 28 auch um einen Abschnitt der Pumpleitung 14 handeln.
Nachdem ein in den Figuren, nicht dargestellter Prüfling in die Prüfkammer 12 eingelegt wurde und die Prüfkammer 12 verschlossen wurde, wird mit Hilfe der Vakuumpumpe 18 der Druck innerhalb der Prüfkammer 12 80, bevorzugt weniger als 40, und besonders bevorzugt weniger als 20 mbar. Der Druck innerhalb der Prüfkammer beträgt vorzugsweise weniger 72, bevorzugt weniger als 36, und besonders bevorzugt weniger als 18 mbar beträgt.
Wenn in dem Prüfling ein Leck vorhanden ist, tritt Prüfgas aus dem Inneren des Prüflings durch das Leck in die Prüfkammer 12 aus und wird durch mindesten einen der Vakuumanschlüsse 26 in das Pumpvolumen 28 gesogen. Aufgrund der mehreren Vakuumanschlüsse 26 muss das Prüfgas nur einen vergleichsweise geringen Weg innerhalb der Prüfkammer zurücklegen, bis es durch den jeweils nächst gelegenen Vakuumanschluss 26 in die Pumpkammer 28 gelangt. Im Vergleich zu dem herkömmlichen Prinzip mit nur einem Vakuumanschluss ist mit den erfindungsgemäßen mehreren Vakuumanschlüssen 26 der relative Abstand jedes Ortes innerhalb der Prüfkammer bis zum nächstgelegenen Vakuumanschluss 26 reduziert. Dadurch ist die Abweichung des Zeitraumes, der vom Austreten eines Leckagegases bis zum Erreichen des Detektors verstreicht, für verschiedene Orte eines Lecks innerhalb der Prüfkammer geringer als in dem Fall nur eines Vakuumanschlusses. Die Varianz dieser Zeitdauer ist also für beliebige verschiedene Orte eines Lecks innerhalb der Prüfkammer geringer als im Fall nur eines Vakuumanschlusses.
Sobald das Prüfgas durch den Vakuumanschluss 26 hindurch geströmt ist, wird das Prüfgas aufgrund des geringeren Drucks bzw. der geringeren Gasdichte in dem Pumpvolumen 28 beschleunigt. Die Diffusionsgeschwindigkeit bzw. die Strömungsgeschwindigkeit des gepumpten Gases ist in dem Pumpvolumen 28 und in der Pumpleitung 14 größer als in der Prüfkammer 12.
Entlang einer Strecke zwischen beliebigen verschiedenen Punkten innerhalb der Prüfkammer 12 bildet sich im Betrieb ein Gasdruckgradient aus, der geringer ist als der Gasdruckgradient, der sich entlang der Strecke von einem Punkt innerhalb der Prüfkammer 12 zu einem Punkt innerhalb des Pumpvolumens 28 ausbildet.

Claims

8
Patentansprüche Vorrichtung zur Lecksuche mit einer Vakuumpumpe (18), einer zur Aufnahme des Prüflings ausgebildeten und von der Vakuumpumpe (18) evakuierbaren Prüfkammer (12), einem das von der Vakuumpumpe (18) aus der Prüfkammer (12) evakuierte Gas delektierenden Gasdetektor (16), wobei die Prüfkammer (12) mit mehreren mit der Vakuumpumpe (18) versehenen Vakuumanschlüssen (26) zum Evakuieren der Prüfkammer (12) versehen ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein gemeinsames mit den Vakuumanschlüssen (26) verbundenes Pumpvolumen (28) strömungstechnisch zwischen den Vakuumanschlüssen (26) und der Vakuumpumpe (18) vorgesehen ist, welches von der Vakuumpumpe (18) evakuiert wird. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumanschlüsse (26) in das Pumpvolumen (28) münden. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpvolumen (28) in einer Wand, einem Boden (24) oder einem Deckel (22) der Prüfkammer (12) ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere der Vakuumanschlüsse (26) jeweils durch eine separate Vakuumleitung mit dem Pumpvolumen (28) verbunden sind, und dass die Vakuumleitungen im Wesentlichen eine gleiche Länge aufweisen. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpvolumen (28) durch eine gemeinsame Pumpleitung (14) mit der Vakuumpumpe (18) verbunden ist Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumanschlüsse (26) als Löcher ausgebildet und über mindestens eine das Prüfkammervolumen begrenzende Gehäusewand (20) der Prüfkammer (12) verteilt angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumanschlüsse (26) nach Art eines Rasters gleichmäßig über mindestens eine Wand, einen Deckel (22) und/oder einen Boden (24) der Prüfkammer (12) verteilt angeordnet sind. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumanschlüsse (26) homogen verteilt angeordnet sind. Verfahren zur Vakuumlecksuche mit einer eine Vakuumpumpe (18), einen Gasdetektor (16) und eine Prüfkammer (12) ausweisenden Vakuumlecksuchvorrichtung, wobei die Vakuumpumpe (18) die Prüfkammer (12) evakuiert und der Gasdetektor (16) ein Prüfgas in dem von der Vakuumpumpe (18) aus der Prüfkammer (12) evakuierten Gas detektiert, wobei die Prüfkammer (12) mehrere, mit einem gemeinsamen 10
Pumpvolumen (28) verbundene Vakuumanschlüsse (26) aufweist, wobei das Pumpvolumen (28) strömungstechnisch zwischen der Prüfkammer (12) und der Vakuumpumpe (18) ausgebildet ist, mit den Schritten:
Einlegen eines Prüflings in die Prüfkammer (12),
Evakuieren des Pumpvolumens (28) und der Prüfkammer (12) derart, dass ein sich aus der Prüfkammer (12) in das Pumpvolumen (28) erstreckender Gasdruckgradient größer ist als jeder sich innerhalb der Prüfkammer (12) quer durch die Prüfkammer (12) hindurch erstreckende Gasdruckgradient. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit des aus der Prüfkammer (12) evakuierten Gases innerhalb des Pumpvolumens (28) größer ist als innerhalb der Prüfkammer (12). Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied der Gasdrücke an zwei verschiedenen Orten innerhalb der Prüfkammer (12) während der Vakuumlecksuche vernachlässigbar gering ist und vorzugsweise weniger als 1% beträgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass der am Einlass der Vakuumpumpe (18) und/oder innerhalb des Pumpvolumens (28) erzeugte Vakuumdruck geringer ist als 72 mbar, vorzugsweise geringer als 36 mbar und besonders bevorzugt geringer als 18 mbar. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 - 12, dadurch gekennzeichnet, dass der innerhalb der Prüfkammer (12) erzeugte Vakuumdruck größer ist als in dem Pumpvolumen (28) und insbesondere geringer ist als 80 mbar, - 11 - vorzugsweise geringer als 40 mbar und besonders bevorzugt geringer als 20 mbar.
EP22782489.3A 2021-10-04 2022-09-12 Lecksuche bei viskoser strömung Pending EP4413345A1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021125707.7A DE102021125707A1 (de) 2021-10-04 2021-10-04 Lecksuche bei viskoser Strömung
PCT/EP2022/075305 WO2023057173A1 (de) 2021-10-04 2022-09-12 Lecksuche bei viskoser strömung

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Publication Number Publication Date
EP4413345A1 true EP4413345A1 (de) 2024-08-14

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ID=83506542

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Application Number Title Priority Date Filing Date
EP22782489.3A Pending EP4413345A1 (de) 2021-10-04 2022-09-12 Lecksuche bei viskoser strömung

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US (1) US20250130133A1 (de)
EP (1) EP4413345A1 (de)
JP (1) JP2024535384A (de)
KR (1) KR20240087676A (de)
CN (1) CN118076869A (de)
DE (1) DE102021125707A1 (de)
WO (1) WO2023057173A1 (de)

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