RU2058021C1 - Method of making permeable members of check leaks - Google Patents
Method of making permeable members of check leaks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2058021C1 RU2058021C1 SU5033327A RU2058021C1 RU 2058021 C1 RU2058021 C1 RU 2058021C1 SU 5033327 A SU5033327 A SU 5033327A RU 2058021 C1 RU2058021 C1 RU 2058021C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capillary
- tube
- glass
- housing
- fixed
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технологии изготовления проницаемых элементов капиллярного типа, которые в составе контрольных течей могут быть использованы для калибровки аппаратурных средств контроля герметичности типа масс-спектрометрических течеискателей и которые в сочетании с источниками различных газообразных или жидких пробных и рабочих сред могут быть использованы для аттестации качества дефектоскопических средств типа химических индикаторных материалов для локализации сквозных микродефектов. Кроме того, проницаемые элементы, изготовленные предлагаемым способом, могут быть применены для моделирования поведения различных дефектоскопических материалов и испытательных сред в тонких каналах сквозных микродефектов. The invention relates to a technology for the manufacture of permeable capillary type elements, which, as a part of control leaks, can be used to calibrate instrumentation for tightness control such as mass spectrometric leak detectors and which, in combination with sources of various gaseous or liquid test and working media, can be used to certify the quality of defectoscopic means such as chemical indicator materials for localization of through microdefects. In addition, permeable elements made by the proposed method can be used to simulate the behavior of various flaw detection materials and test media in thin channels of through microdefects.
Поскольку изучение процессов в реальных сквозных микродефектах с участием индикаторных материалов, испытательных сред и пробных веществ сопряжено со значительными экспериментальными трудностями, такому предварительному моделированию процессов с помощью разного рода проницаемых элементов уделяют все больше внимания (см. например, А.В. Шульженко, Л.И. Бударин и др. О современном состоянии и перспективах развития химических методов контроля герметичности. Обзор. Сборник Диагностика и прогнозирование разрушения сварных конструкций, 1988, Вып.6, с.73-79). Since the study of processes in real end-to-end microdefects involving indicator materials, test media, and test substances is fraught with significant experimental difficulties, more and more attention is being paid to such preliminary modeling of processes using various kinds of permeable elements (see, e.g., A.V. Shulzhenko, L. I. Budarin et al. On the current state and development prospects of chemical methods for tightness control. Review. Digest of diagnostics and prediction of fracture of welded structures, 1988, yp.6, s.73-79).
Столь широкая область применения проницаемых элементов обуславливает потребность в их серийном производстве и, следовательно, в высокой производительности технологического процесса. Очевидно, что должны быть выполнены и требования по стабильности формы и размеров проницаемых элементов в пределах каждой партии и по стабильности проницаемости каждой контрольной течи, оснащенной проницаемым элементом, при ее многократном использовании. И, наконец, весьма желательно, чтобы способ допускал возможность серийного же изготовления проницаемых элементов с каналами разных форм, моделирующих типичные сквозные дефекты (см. например, В.Ф. Рогаль. О грубых моделях капиллярных неплотностей и контрольных течей. Дефектоскопия, 1978, N 5, с.101-102). Such a wide range of applications of permeable elements necessitates their mass production and, consequently, the high productivity of the process. Obviously, the requirements for the stability of the shape and size of the permeable elements within each batch and for the stability of the permeability of each control leak equipped with a permeable element during its repeated use must be fulfilled. And, finally, it is highly desirable that the method allows serial production of permeable elements with channels of various shapes modeling typical through defects (see, for example, V.F. Rogal. On rough models of capillary leaks and control leaks. Defectoscopy, 1978,
Следует отметить, что требования высокой производительности и стабильности характеристик до сих пор комплексно не удается выполнить в достаточной степени. It should be noted that the requirements of high performance and stability of characteristics have still not been comprehensively implemented to a sufficient degree.
Например, известен высокопроизводительный способ изготовления проницаемых элементов сплющиванием металлических трубок до получения щелевидного микроканала (см. например, А.И. Запунный и др. Контроль герметичности конструкций. Киев, Техника, 1976, с.32). For example, a high-performance method is known for manufacturing permeable elements by flattening metal tubes to obtain a slit-like microchannel (see, for example, A.I. Zapunnyi et al. Control of tightness of structures. Kiev, Technika, 1976, p.32).
Очевидно, что полученные таким путем проницаемые элементы различны по пропускной способности, поскольку, во-первых, величина усилия сжатия трубок трудно поддается контролю и, во-вторых, достигаемые размеры микроканала проницаемого элемента зависят от свойств материала трубки, а свойства даже для конкретных марок металлов и сплавов для различных партий материалов могут в свою очередь зависеть от содержания целевых ингредиентов, примесей, режимов термообработки и т.д. Поэтому такие проницаемые элементы сами требуют тщательной разбраковки и калибровки, затраты времени на проведение которых лишают смысла основной процесс. Кроме того, даже после калибровки проницаемого элемента остаются неизвестными форма и геометрические размеры его канала, которые при одинаковых величинах пропускной способности могут различно влиять на время заполнения канала жидкой испытательной или пробной средой, а в ряде случаев препятствовать прохождению жидкой среды к средствам ее индикации на выходе из проницаемого элемента. Obviously, the permeable elements obtained in this way are different in throughput, because, firstly, the magnitude of the tube compression force is difficult to control and, secondly, the microchannel dimensions of the permeable element depend on the material properties of the tube, and properties even for specific metal grades and alloys for different batches of materials may in turn depend on the content of the target ingredients, impurities, heat treatment modes, etc. Therefore, such permeable elements themselves require careful sorting and calibration, the time spent on which makes the main process meaningless. In addition, even after calibrating the permeable element, the shape and geometrical dimensions of its channel remain unknown, which, for the same throughput values, can differently affect the filling time of the channel with a liquid test or test medium, and in some cases impede the passage of a liquid medium to its output indicators from a permeable element.
Поэтому предпочтение отдают способам изготовления проницаемых элементов контрольных течей, предусматривающим использование стеклянных или кварцевых микрокапилляров с заведомо известной пропускной способностью и упрочнение их различного рода оболочками [1] [2]
Известен способ изготовления проницаемых элементов контрольных течей путем размещения стеклянного или кварцевого капилляра в сквозном канале формы в виде пакета шайб с соосными отверстиями, образующими канал, заполнения канала вакуумплотным отверждаемым материалом и после отверждения вакуумплотного материала разделения пакета усилием, превышающим предел прочности вакуумплотного материала на стыках шайб, на проницаемые элементы по числу шайб.Therefore, preference is given to methods of manufacturing permeable elements of control leaks, involving the use of glass or quartz microcapillaries with a known throughput and hardening of various kinds of shells [1] [2]
A known method of manufacturing permeable elements of control leaks by placing a glass or quartz capillary in the through channel of the form in the form of a package of washers with coaxial holes forming the channel, filling the channel with a vacuum-tight cured material and after curing the vacuum-tight material to separate the packet with a force exceeding the tensile strength of the vacuum-tight material at the joints of the washers permeable elements according to the number of washers.
Этот способ позволяет получать наборы проницаемых элементов, идентичных по пропускной способности, дискретно отличающихся по величине потока дозируемых сред, одно- и многоканальные. При использовании в качестве пробных веществ чистых сухих газов такие устройства могут длительное время служить стабильными источниками газов, а в случае перекрытия канала одного из проницаемых элементов он может быть заменен другим, идентичным по своим характеристикам. This method allows to obtain sets of permeable elements that are identical in bandwidth, discretely different in the amount of flow of dosed media, single and multi-channel. When pure dry gases are used as test substances, such devices can serve as stable sources of gases for a long time, and if one of the permeable elements is blocked, it can be replaced by another, identical in its characteristics.
Однако известный способ изготовления проницаемых элементов предполагает использование технологических приспособлений, выполненных трудоемкими методами термо- и механообработки (предварительная токарная обработка, закалка, окончательная обработка плоских поверхностей шайб и их цилиндрических поверхностей путем шлифовки до высоких значений чистоты поверхности и класса точности). Поэтому суммарные затраты времени на осуществление способа весьма велики. However, the known method for the manufacture of permeable elements involves the use of technological devices made by laborious methods of heat and mechanical treatment (preliminary turning, hardening, final processing of flat surfaces of washers and their cylindrical surfaces by grinding to high values of surface cleanliness and accuracy class). Therefore, the total time spent on the implementation of the method is very high.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ изготовления проницаемых элементов контрольных течей [2]
Этот способ включает осевое размещение отрезка калиброванного по размерам цилиндрического кварцевого капилляра в полости трубчатого корпуса, имеющего радиальное отверстие в зоне размещения средней части капилляра и фиксацию отрезка капилляра относительно корпуса путем заполнения полости корпуса жидким вакуумплотным материалом через радиальное отверстие в корпусе и его отверждения. Для ограничения распространения жидкого вакуумплотного материала по полости корпуса способ также предусматривает использование корпуса с осевым ступенчатым каналом с меньшим диаметром в зоне радиального отверстия.Closest to the technical nature of the proposed is a method of manufacturing permeable elements of control leaks [2]
This method includes the axial placement of a segment of a calibrated cylindrical quartz capillary in the cavity of the tubular body having a radial hole in the zone of placement of the middle part of the capillary and fixing the segment of the capillary relative to the body by filling the body cavity with liquid-tight vacuum material through the radial hole in the body and curing it. To limit the spread of liquid vacuum-tight material through the cavity of the housing, the method also provides for the use of a housing with an axial stepped channel with a smaller diameter in the area of the radial hole.
Описанный способ позволяет изготавливать проницаемые элементы, у которых концевые участки отрезка кварцевого капилляра не контактируют с внутренней поверхностью трубчатого корпуса, являющейся источником различного рода веществ, способствующих перекрытию сквозного канала капилляра (механические примеси, растворимые продукты коррозии) как в процессе калибровки проницаемого элемента, так и во время его эксплуатации. Благодаря этому удается повысить стабильность метрологических характеристик контрольных течей, оснащенных проницаемыми элементами капиллярного типа. The described method allows the manufacture of permeable elements in which the end sections of a segment of a quartz capillary do not contact the inner surface of the tubular body, which is a source of various kinds of substances that contribute to the closure of the through channel of the capillary (mechanical impurities, soluble corrosion products) both during the calibration of the permeable element and during its operation. Due to this, it is possible to increase the stability of the metrological characteristics of the control leaks equipped with permeable elements of the capillary type.
Однако известный способ также требует предварительного изготовления деталей проницаемых элементов путем механической обработки, что связано с затратами времени. Кроме того, требует значительных временных затрат также предусмотренный способом-прототипом прием фиксации отрезка кварцевого капилляра относительно трубчатого корпуса, поскольку этот этап выполнения способа в основном лимитируется временем полимеризации жидкого вакуумплотного материала (для таких широко применяемых в качестве вакуумплотных материалов, как эпоксидные смолы или анаэробные герметики время полимеризации составляет около суток). However, the known method also requires the preliminary manufacture of parts of permeable elements by machining, which is associated with the cost of time. In addition, the time required for the fixation of a segment of a quartz capillary relative to the tubular body, as provided by the prototype method, also requires considerable time, since this step of the method is mainly limited by the polymerization time of a liquid vacuum-tight material (for such widely used as vacuum-tight materials, such as epoxies or anaerobic sealants polymerization time is about a day).
В основу изобретения положена задача путем изменения средств и условий фиксации капилляров в корпусах создать такой способ изготовления проницаемых элементов контрольных течей, который наряду со стабильностью размеров и свойств этих элементов обеспечивал бы высокую производительность их изготовления. The basis of the invention is the task of changing the means and conditions of fixation of capillaries in the bodies to create a method for the manufacture of permeable elements of control leaks, which, along with the stability of the size and properties of these elements would ensure high productivity of their manufacture.
Поставленная задача решена тем, что в способе изготовления проницаемых элементов контрольных течей на основе отрезков кварцевых капилляров, которые укладывают в полый корпус и фиксируют, кварцевый капилляр укладывают в стеклянный корпус и фиксируют оплавлением корпуса в зоне установки капилляра до заполнения зазора материалом корпуса. The problem is solved in that in the method of manufacturing permeable elements of control leaks on the basis of segments of quartz capillaries that are laid in a hollow body and fixed, a quartz capillary is placed in a glass case and fixed by reflowing the case in the installation area of the capillary until the gap is filled with body material.
Изобретение вопреки укоренившемуся в среде специалистов мнению о невозможности соединения стекла с кварцем без переходных элементов (см. например, Зимин В.С. Стеклодувное дело и стеклянная аппаратура для химического эксперимента. М. "Химия", 1974, с.83-84) обеспечивает при практическом осуществлении вакуумплотное соединение между стеклянным корпусом и кварцевым капилляром. Тем самым существенно ускоряется изготовление проницаемых элементов контрольных течей и обеспечивается возможность выпуска довольно крупных партий практически одинаковых проницаемых элементов контрольных течей. С учетом неочевидности указанного технического эффекта заявленное изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень". The invention, contrary to the prevailing opinion among experts, that it is impossible to connect glass with quartz without transition elements (see, for example, Zimin V.S. Glassblowing and glass equipment for a chemical experiment. M. "Chemistry", 1974, p.83-84) provides in practical implementation, a vacuum tight connection between the glass body and the quartz capillary. This significantly accelerates the production of permeable elements of the control leaks and provides the possibility of producing fairly large batches of almost identical permeable elements of the control leaks. Given the non-obviousness of the specified technical effect, the claimed invention meets the criterion of "inventive step".
Первое дополнительное отличие авторы усматривают в том, что используют корпус в виде трубки, которую оплавляют локальным нагревом от кольцевого источника тепла и полость которой в период оплавления вакуумируют. Таким образом удается дополнительно ускорить процесс фиксации отрезков кварцевых капилляров относительно корпуса и предотвратить образование газовых включений на границе раздела "капилляр-корпус". The authors see the first additional difference in that they use a shell in the form of a tube, which is fused by local heating from an annular heat source and whose cavity is evacuated during the reflow period. Thus, it is possible to further accelerate the process of fixing segments of quartz capillaries relative to the housing and to prevent the formation of gas inclusions at the capillary-housing interface.
Второе дополнительное отличие заключается в том, что кольцевой источник тепла плавно перемещают вдоль трубки по мере ее оплавления до заполнения зазора. Тем самым удается обеспечить герметичность стыка при больших длинах капилляра, а также улучшить качество проницаемых элементов. The second additional difference is that the annular heat source is smoothly moved along the tube as it melts until the gap is filled. Thus, it is possible to ensure the tightness of the joint at large capillary lengths, as well as to improve the quality of permeable elements.
Третье дополнительное отличие состоит в том, что капилляр в трубку укладывают с консольно выступающими за ее торцы концами, оплавляют трубку на всю ее длину и затем разрезают на шайбы. В результате удается получить проницаемые элементы, у которых вход и выход отрезка капилляра расположены на одном уровне с торцевыми плоскостями корпуса, имитирующими участки поверхности, подлежащие контролю на герметичность. The third additional difference is that the capillary is laid into the tube with the ends cantilever protruding beyond its ends, the tube is melted along its entire length and then cut into washers. As a result, it is possible to obtain permeable elements in which the input and output of the capillary segment are located at the same level as the end surfaces of the housing, simulating surface sections to be checked for tightness.
Четвертое дополнительное отличие авторы усматривают в том, что капилляр в трубку укладывают с консольно выступающими за ее торцы концами и фиксируют в трубке по меньшей мере дважды с продольным зазором между зонами фиксации. Такой прием фиксации позволяет получать проницаемые элементы с калиброванным внешним диаметром, равным диаметру исходных стеклянных трубок. The authors see a fourth additional difference in that the capillary is placed into the tube with the ends cantilever protruding beyond its ends and fixed in the tube at least twice with a longitudinal gap between the fixation zones. This method of fixation allows you to get permeable elements with a calibrated outer diameter equal to the diameter of the original glass tubes.
Пятое дополнительное отличие заключается в том, что в трубке вначале с одного конца фиксируют первый капилляр, а затем с другого конца с продольным зазором фиксируют второй капилляр. Таким образом удается получать проницаемые элементы, имитирующие сквозные дефекты типа дросселей на входе и выходе с присоединенным объемом между ними. The fifth additional difference is that the first capillary is first fixed from one end in the tube, and then the second capillary is fixed from the other end with a longitudinal gap. Thus, it is possible to obtain permeable elements simulating end-to-end defects such as chokes at the inlet and outlet with an attached volume between them.
Шестое дополнительное отличие состоит в том, что в трубчатый корпус перед укладкой капилляра впаивают стеклянный фильтр с проницаемостью для газа, большей чем у капилляра. Тем самым удается предохранить канал проницаемого элемента от перекрытия различного рода микропримесями, присутствующими в пробных газах. The sixth additional difference is that a glass filter with a gas permeability greater than that of the capillary is soldered into the tubular body before laying the capillary. Thus, it is possible to protect the channel of the permeable element from overlapping various kinds of microimpurities present in the sample gases.
Седьмое дополнительное отличие авторы усматривают в том, что после впаивания в трубчатый корпус стеклянный фильтр гидрофобизируют. Это позволяет предотвратить перекрытие канала проницаемого элемента влагой. The authors see the seventh additional difference in the fact that after soldering into the tubular body, the glass filter is hydrophobized. This prevents moisture from blocking the channel of the permeable element.
Восьмое дополнительное отличие заключается в том, что используют капилляр длиной, меньшей длины трубчатого корпуса, фиксируют капилляр в средней части корпуса, после чего в корпус впаивают второй стеклянный фильтр с проницаемостью для газа, большей чем у капилляра. Таким образом удается предохранить канал проницаемого элемента как со стороны источника пробной среды, так и со стороны контроля ее средствами течеискания. The eighth additional difference is that they use a capillary shorter than the length of the tubular body, fix the capillary in the middle of the body, and then a second glass filter with gas permeability greater than that of the capillary is soldered into the body. Thus, it is possible to protect the channel of the permeable element both from the source side of the test medium, and from the side of its control by leak detection.
Девятое дополнительное отличие состоит в том, что используют корпус в виде шайбы и фиксируют в ней капилляр оплавлением всей массы шайбы. Такой вариант реализации способа позволяет получать проницаемые элементы с небольшими (порядка нескольких миллиметров) длинами канала и оптически прозрачными плоскими поверхностями, что облегчает спектральные исследования кинетики взаимодействия индикаторных покрытий с пробными или испытательными средами. The ninth additional difference is that they use the body in the form of a washer and fix the capillary in it by reflowing the entire mass of the washer. This embodiment of the method allows to obtain permeable elements with small (about several millimeters) channel lengths and optically transparent flat surfaces, which facilitates spectral studies of the kinetics of the interaction of indicator coatings with test or test media.
Десятое дополнительное отличие авторы усматривают в том, что используют капилляр, запаянный по меньшей мере с одного конца, контролируют герметичность стыка капилляра с корпусом и у годных герметичных проницаемых элементов запаянные концы капилляров обламывают. Это позволяет в случае негерметичности стыка сразу повторить процесс вакуумплотной фиксации и таким образом избежать брака. The authors see the tenth additional difference in the fact that they use a capillary sealed at least from one end, control the tightness of the junction of the capillary with the body, and in suitable sealed permeable elements, the sealed ends of the capillaries break off. This allows in case of a leak in the joint to immediately repeat the vacuum tight fixation process and thus avoid marriage.
На фиг.1 показан проницаемый элемент, получаемый укладкой кварцевого капилляра в стеклянный корпус в виде трубки и оплавлением трубки локальным нагревом от кольцевого источника тепла при вакуумировании полости трубки в период ее оплавления; на фиг.2 проницаемый элемент, получаемый при плавном перемещении кольцевого источника тепла вдоль трубки по мере ее оплавления; на фиг.3 проницаемый элемент, получаемый при укладке длинного кварцевого капилляра в трубку с консольно выступающими за ее торцы концами и оплавлении трубки на всю ее длину; на фиг.4 проницаемый элемент в виде шайбы, получаемый при разрезании заготовки, изображенной на фиг.3; на фиг.5 проницаемый элемент, получаемый укладкой кварцевого капилляра в трубку с консольно выступающими за ее торцы концами и фиксацией в трубке с продольным зазором между зонами фиксации; на фиг.6 проницаемый элемент, получаемый фиксацией в трубке с одного конца первого кварцевого капилляра; на фиг.7 фиксацией с другого конца трубки с продольным зазором второго кварцевого капилляра; на фиг.8 проницаемый элемент с впаянным на входе стеклянным фильтром с проницаемостью для газа, большей чем у капилляра; на фиг.9 проницаемый элемент с впаянными на входе и выходе стеклянными фильтрами с проницаемостью для газа, большей чем у капилляра; на фиг.10 проницаемый элемент, получаемый укладкой кварцевого капилляра в стеклянный корпус в виде шайбы и оплавлением всей массы шайбы; на фиг.11 схема фиксации заготовок при изготовлении проницаемого элемента, показанного на фиг.10; на фиг.12 схема контроля герметичности стыка кварцевого капилляра с корпусом. Figure 1 shows a permeable element obtained by laying a quartz capillary in a glass case in the form of a tube and melting the tube by local heating from an annular heat source by evacuating the tube cavity during its melting; figure 2 permeable element obtained by smoothly moving the annular heat source along the tube as it is melted; figure 3 permeable element obtained by laying a long quartz capillary in a tube with cantilever ends protruding beyond its ends and melting the tube to its entire length; in Fig.4 a permeable element in the form of a washer obtained by cutting the workpiece shown in Fig.3; figure 5 permeable element obtained by laying a quartz capillary in a tube with cantilever protruding beyond its ends ends and fixing in a tube with a longitudinal gap between the zones of fixation; Fig.6 permeable element obtained by fixing in a tube from one end of the first quartz capillary; Fig.7 fixation from the other end of the tube with a longitudinal gap of the second quartz capillary; Fig. 8 shows a permeable element with a glass filter soldered at the inlet with a gas permeability greater than that of the capillary; in Fig.9 a permeable element with glass filters soldered at the inlet and outlet with gas permeability greater than that of the capillary; figure 10 permeable element obtained by laying a quartz capillary in a glass casing in the form of a washer and fusion of the entire mass of the washer; figure 11 diagram of the fixation of the blanks in the manufacture of permeable element shown in figure 10; on Fig diagram of the tightness control of the junction of the quartz capillary with the housing.
П р и м е р 1. Отрезок цилиндрического капилляра, изготовленного из кварца марки КВ (кварц высокочистый) с внутренним диаметром 3 мкм, внешним 80 мкм и длиной 10 мм, укладывают в полость корпуса в виде трубки из стекла марки П-15 (пирекс) с внутренним диаметром 2 мм, внешним диаметром 4 мм и длиной 30 мм таким образом, чтобы концевой участок капилляра выступал из полости трубки за пределы ее торца на 1-2 мм. Трубку при этом располагают горизонтально. PRI me
С помощью узкого пламени газовой горелки нагревают равномерно по окружности концевой участок трубки, где расположен отрезок капилляра, до температуры плавления материала корпуса стекла (для стекла марки П-15 620оС). Стремясь за счет поверхностных сил уменьшить свой объем, стеклянная трубка в зоне нагрева уменьшается в диаметре и герметично обхватывает отрезок кварцевого капилляра. При этом внутренний диаметр стеклянного корпуса-трубки становится равным внешнему диаметру кварцевого капилляра, а стенка стеклянного корпуса в зоне капилляра утолщается. После естественного охлаждения корпуса выступающий за пределы его торца кончик капилляра обламывают.With narrow gas flame heated uniformly over the end portion of the tube circumference, where the length of the capillary to the melting temperature of the glass body material (glass brand P-15 620 C). In an effort to reduce its volume due to surface forces, the glass tube in the heating zone decreases in diameter and hermetically wraps around a segment of a quartz capillary. In this case, the inner diameter of the glass case-tube becomes equal to the outer diameter of the quartz capillary, and the wall of the glass case in the zone of the capillary thickens. After the body is naturally cooled, the tip of the capillary protruding beyond its end breaks off.
Полученный таким образом проницаемый элемент калибруют тем или иным методом (масс-спектрометрическим, пузырьковым и т.д.), после чего заполняют жидкой или газообразной пробной (или рабочей) средой под избыточным давлением и используют для тарировки (калибровки) средств контроля герметичности или оценки качества химических, люминесцентных и им подобных индикаторных средств для контроля герметичности. The permeable element obtained in this way is calibrated by one method or another (mass spectrometric, bubble, etc.), after which it is filled with a liquid or gaseous test (or working) medium under excessive pressure and used for calibration (calibration) of leak testing or assessment tools qualities of chemical, luminescent and similar indicator means for tightness control.
П р и м е р 2. Используют корпус в виде трубки 1 (фиг.1) из стекла марки С 40-1 (ЗС-11) с внутренним диаметром 1,5 мм, внешним 3,5 мм и длиной 40 мм. Трубку 1 закрепляют горизонтально и надевают на нее с одной стороны резиновую заглушку 2. В полость трубки 1 укладывают отрезок цилиндрического кварцевого капилляра 3 (кварц марки КВ) с внутренним диаметром 10,5 мкм, внешним 60 мкм и длиной 20 мм таким образом, чтобы капилляр 3 располагался примерно в средней части полости трубки 1. PRI me
На трубку 1 надевают кольцевой источник тепла 4 в виде одного (фиг.1) или нескольких витков нихромовой проволоки, концы которой соединены с источником тока (не показан). Кольцевой источник тепла 4 располагают над трубкой 1 там, где находится в ней середина отрезка капилляра 3. An
Открытый конец стеклянной трубки 1 соединяют с помощью вакуумного шланга с источником вакуума (например, форвакуумным насосом) и вакуумируют полость трубки 1. Не прекращая откачки, включают кольцевой источник тепла 4 и с его помощью нагревают стеклянный корпус-трубку 1 до температуры плавления стекла (620оС для стекла марки С 40-1) и герметичного обжима материалом корпуса 1 отрезка кварцевого капилляра 3 на участке разогрева.The open end of the
После обжима нагрев и вакуумирование прекращают, трубке дают остыть. Снимают с нее вакуумный шланг, кольцевой источник тепла и заглушку. After crimping, heating and evacuation are stopped, the tube is allowed to cool. Remove the vacuum hose, the annular heat source and the plug from it.
Полученный проницаемый элемент калибруют и используют для тарировки средств контроля герметичности. The resulting permeable element is calibrated and used to calibrate the tightness control means.
П р и м е р 3. Используют корпус в виде стеклянной трубки 1 (фиг.2) из стекла марки С 50-1 с внутренним диаметром 1,5 мм, внешним 3,5 мм и длиной 45 мм и отрезок цилиндрического кварцевого капилляра 2 с внутренним диаметром 8,3 мкм, внешним 70 мкм и длиной 25 мм. Отрезок капилляра 2 располагают в средней части полости трубки 1. Трубку 1 при этом располагают горизонтально. Герметизируют полость трубки 1 с одной стороны заглушкой 3. На-девают на трубку 1 кольцевой источник тепла 4 и располагают его над левым концевым участком отрезка капилляра 2, надевают на свободный конец трубки 1 вакуумный шланг. Включают систему откачки полости трубки 1 и кольцевой источник тепла 4. С помощью кольцевого источника тепла 4 нагревают трубку 1 до температуры плавления стекла 625оС и обжима отрезка капилляра 2 в зоне нагрева материалом корпуса 1 стеклом. Не прекращая вакуумирования полости трубки 1, плавно перемещают кольцевой источник тепла 4 вдоль трубки 1 вправо со скоростью, меньшей скорости обжима капилляра 2 материалом трубки 1. После обжима заданной длины отрезка капилляра 2 нагрев и вакуумирование трубки 1 прекращают.PRI me
Полученному таким образом проницаемому элементу дают остыть, после чего элемент калибруют и используют для тарировки средств контроля герметичности или для изучения процессов взаимодействия индикаторных материалов с пробными или рабочими средами в модельных сквозных дефектах. The permeable element thus obtained is allowed to cool, after which the element is calibrated and used to calibrate the tightness control means or to study the processes of the interaction of indicator materials with test or working media in model through defects.
П р и м е р 4. Используют корпус в виде стеклянной трубки 1 (фиг.3) таких же линейных размеров и изготовленной из того же стекла, как в примере 3, и цилиндрический кварцевый капилляр 2 с внутренним диаметром 5,2 мкм, внешним 80 мкм и длиной 50 мм (большей длины трубки 1). Кончики отрезка капилляра 2 предварительно запаивают в тонком пламени ацетиленовой горелки. PRI me
Отличия от методики изготовления проницаемых элементов, описанной в примере 3, заключаются в следующем. Отрезок капилляра 2 в трубку 1 укладывают с консольно выступающими за ее пределы концами, а оплавляют трубку 1 с помощью кольцевого источника тепла (на фиг.3 не показан) на всю длину трубки 1 в процессе вакуумирования ее полости. После этого трубку 1 с капилляром 2 разрезают на шайбы необходимой длины. Выход канала капилляра 1 (фиг.4) у таких проницаемых элементов находится на одном уровне с торцевой поверхностью корпуса 2. Differences from the method of manufacturing permeable elements described in example 3, are as follows. A segment of the
Каждую из шайб проницаемых элементов калибруют и используют для проверки чувствительности или контроля качества средств контроля герметичности или капиллярной дефектоскопии. Each of the washers of the permeable elements is calibrated and used to test the sensitivity or quality control of the means of tightness control or capillary inspection.
П р и м е р 5. Используют корпус 1 (фиг.5) в виде стеклянной трубки (стекло марки С 48-1, температура плавления 555оС) с внутренним диаметром 2 мм, внешним 4 мм и длиной 50 мм и цилиндрический кварцевый (марка КВ) капилляр 2 с внутренним диаметром 0,5 мм, внешним 62 мкм и длиной 55 мм. Концы капилляра 2 предварительно запаивают.PRI me
Отличия в методике изготовления проницаемого элемента, изображенного на фиг. 5, от методики изготовления, описанной в примере 3 (фиг.2), состоят в том, что капилляр 2 (фиг.5) в трубку 1 укладывают с консольно выступающими за ее торцы концами и обжимают капилляр 2 материалом корпуса 1 с помощью кольцевого источника тепла (на фиг. 5 не показан) по меньшей мере дважды с продольным зазором между зонами фиксации. Для этого фиксируют отрезок капилляра 2 оплавлением корпуса 1 вначале с одной стороны, а затем, перемещая кольцевой источник тепла вдоль трубки 1 со скоростью, большей скорости плавления стекла (или отключив источник тепла на время перемещения), останавливают его в зоне последующей фиксации капилляра 2 и обжимают нужный участок капилляра 2 материалом корпуса 1 стеклом. Differences in the manufacturing method of the permeable element shown in FIG. 5, from the manufacturing procedure described in example 3 (FIG. 2), consist in the fact that the capillary 2 (FIG. 5) is laid in the
Перед калибровкой запаянные концы капилляра 2 обламывают. После калибровки проницаемый элемент используют по назначению (см.примеры, приведенные выше). Before calibration, the sealed ends of
П р и м е р 6. Используют корпус 1 (фиг.6) в виде стеклянной трубки (стекло марки ДГ-2, температура плавления 635оС) с внутренним диаметром 1 мм, внешним 3 мм и длиной 40 мм и два отрезка цилиндрических кварцевых (кварц марки КВ) капилляров, один из которых (поз.2 на фиг.6) имеет внутренний диаметр 5,7 мкм, внешний 60 мкм и длину 23 мм, а второй (поз.3 на фиг.7) имеет внутренний диаметр 8,4 мкм, внешний 60 мкм и длину 24 мм. Капилляры с одного конца предварительно запаивают.PRI me R 6. Use the housing 1 (Fig.6) in the form of a glass tube (glass brand DG-2, melting point 635 about C) with an inner diameter of 1 mm, an external 3 mm and a length of 40 mm and two pieces of cylindrical quartz (KV grade quartz) capillaries, one of which (
Методика изготовления проницаемого элемента, изображенного на фиг.7, отличается от методики изготовления проницаемого элемента, описанной в примере 3 (фиг. 2), тем, что с одного конца трубки 1, как показано на фиг.6, укладывают первый капилляр 2 с консольно выступающим за пределы корпуса 1 концевым запаянным участком. The manufacturing method of the permeable element shown in Fig. 7 differs from the manufacturing method of the permeable element described in Example 3 (Fig. 2) in that, from one end of the
Оплавляют корпус 1, перемещая кольцевой источник тепла слева направо почти на всю длину отрезка капилляра 2 и вакуумируя полость корпуса 1. Затем, отключив нагрев кольцевого источника и вакуумирование и сняв вакуумный шланг, размещают в полости трубки 1 с другого конца второй капилляр 3 (фиг. 7) на некотором удалении от торца капилляра 2 (фиг.6). При этом запаянный участок отрезка второго капилляра выступает за пределы корпуса. The
Надевают вакуумный шланг на трубку 1 (фиг.6), включают систему откачки и кольцевой источник тепла и, начиная с зоны, где был прекращен обжим первого капилляра 2 (фиг.6), перемещением кольцевого источника тепла вправо обжимают материалом корпуса второй капилляр 3 (фиг.7). При достижении нагревателем конца корпуса, где расположен вакуумный шланг, последний снимают и обжим концевого участка капилляра 3 материалом корпуса осуществляют без вакуумирования полости корпуса. Put a vacuum hose on the tube 1 (Fig.6), turn on the pumping system and an annular heat source and, starting from the zone where the crimping of the
Размеры полости (присоединенного объема) 4 между капиллярами 2 (фиг.6) и 3 (фиг.7) у готовых проницаемых элементов зависят от длительности оплавления трубки 1 (фиг.6) над этой полостью 4 (фиг.7). При кратковременном оплавлении трубки на этом участке получают сферическую полость (как показано на фиг.7) с диаметром, большим внешнего диаметра капилляров. При продолжении же оплавления получают полость в виде цилиндра с диаметром, равным или меньшим внешнего диаметра отрезков капилляров. The dimensions of the cavity (attached volume) 4 between the capillaries 2 (Fig. 6) and 3 (Fig. 7) of the finished permeable elements depend on the duration of the fusion of the tube 1 (Fig. 6) over this cavity 4 (Fig. 7). During short-term flashing of the tube in this section, a spherical cavity (as shown in Fig. 7) with a diameter larger than the outer diameter of the capillaries is obtained. With continued melting, a cavity is obtained in the form of a cylinder with a diameter equal to or less than the outer diameter of the segments of the capillaries.
Изготовленные таким образом проницаемые элементы используют для изучения поведения пробных (или рабочих) сред в каналах сквозных дефектов сложной геометрической формы. Permeable elements made in this way are used to study the behavior of test (or working) media in channels of through defects of complex geometric shapes.
П р и м е р 7. Используют корпус 1 (фиг.8) в виде стеклянной трубки (стекло марки П-15, температура плавления 620оС) с внутренним диаметром 3 мм, внешним 5 мм и длиной 40 мм. На некотором удалении от конца трубки 1 в ее полость помещают стеклянный фильтр 2 со средним диаметром сквозных пор 100-120 мкм (т. н. фильтр N 1), предварительно обточенный механически до формы цилиндра с диаметром около 2,8-2,9 мм и длиной 3-4 мм.PRI me
Надевают на корпус 1 кольцевой источник тепла (не показан) и располагают его над фильтром 2. Включают кольцевой источник тепла и обжимают фильтр 2 материалом корпуса 1. Источник тепла отключают. После остывания корпуса-трубки 1 в ее полость, на расстоянии 1-2 мм от фильтра помещают отрезок цилиндрического кварцевого капилляра 3 (кварц марки С 5-1) с внутренним диаметром 21,5 мкм, внешним 70 мкм и длиной 15 мм. На концевой участок трубки 1 со стороны расположения фильтра 2 надевают заглушку (не показана), а открытый конец трубки соединяют вакуумным шлангом с системой откачки. Перемещают кольцевой источник тепла в зону расположения отрезка капилляра 3. Включают систему откачки и кольцевой нагреватель и, плавно перемещая нагреватель вдоль капилляра 3, обжимают капилляр расплавленным материалом (стеклом) корпуса 1 на заданном расстоянии. Put on the
Систему откачки и нагрев выключают, снимают заглушку, кольцевой нагреватель и вакуумный шланг. После естественного охлаждения проницаемый элемент соединяют с источником пробной среды, калибруют и используют в составе контрольной течи для калибровки (тарировки) средств контроля герметичности. The pumping system and heating are turned off, the plug is removed, the ring heater and the vacuum hose. After free cooling, the permeable element is connected to the source of the test medium, calibrated and used as a part of the control leak for calibration (calibration) of the means of tightness control.
П р и м е р 8. Данная методика изготовления проницаемого элемента отличается от методики, описанной в предыдущем примере, тем, что после впаивания стеклянного фильтра 2 (фиг.8) через трубку 1 на фильтр 2 наливают с помощью тонкой стеклянной трубки гидрофобизирующий раствор метилхлорсилана так, чтобы уровень жидкости над фильтром 2 при вертикальном положении корпуса 1 был 3-5 мм. После этого верхний конец корпуса-трубки 1 соединяют шлангом с источником сжатого газа и продавливают газом раствор метилхлорсилана через поры фильтра 2. Продувку полости трубки 1 продолжают до полной осушки полости трубки 1 и фильтра 2. После этого продувку прекращают, снимают шланг сжатого газа. Корпус 1 располагают горизонтально и изготавливают проницаемый элемент по методике, описанной в предыдущем примере. EXAMPLE 8. This method of manufacturing a permeable element differs from the method described in the previous example in that after soldering the glass filter 2 (Fig. 8) through the
Полученный проницаемый элемент используют в составе контрольных течей для воспроизведения потоков пробных газов. The resulting permeable element is used as part of the control leaks to reproduce the flow of test gases.
П р и м е р 9. Отличия от методики изготовления, описанной в примере 7, состоят в том, что в стеклянный корпус-трубку 1 (фиг.9) впаивают первый фильтр 2 и отрезок капилляра 3, как описано в примере 7, а затем на некотором удалении от выходного конца капилляра 3 (примерно 1-3 мм) впаивают второй стеклянный фильтр 4, пропускная способность которого больше, чем капилляра 3 (например, тот же фильтр N 1 со средним радиусом сквозных пор 100-120 мкм). Методика обжима фильтра 4 материалом корпуса 1 с помощью кольцевого источника тепла та же, что и в примере 7. PRI me R 9. Differences from the manufacturing method described in example 7, consist in the fact that the
Полученные таким образом проницаемые элементы используют в составе контрольных течей для воспроизведения потоков пробных газов. The permeable elements thus obtained are used as part of the control leaks to reproduce the streams of sample gases.
П р и м е р 10. Предлагаемый способ предусматривает также изготовление проницаемых элементов, корпус 1 (фиг.10) которых представляет собой стеклянную шайбу, а выход и вход канала кварцевого цилиндрического капилляра 2 находится на одном уровне с соответствующими торцевыми плоскими поверхностями шайбы 1. Такие проницаемые элементы удобны для спектральных исследований процессов взаимодействий пробных или рабочих сред, а также пенетрантов с индикаторными материалами или проявителями в тонких микроканалах дефектов при отработке технологий контроля герметичности и капиллярной дефектоскопии. PRI me R 10. The proposed method also provides for the manufacture of permeable elements, the housing 1 (figure 10) which is a glass washer, and the outlet and entrance of the channel of the quartz
Для изготовления таких проницаемых элементов используют корпус 1 (см. фиг. 11) в виде стеклянной шайбы (марка стекла АМ-К, температура плавления 597оС) с диаметром 20 мм, высотой 5 мм и диаметром сквозного осевого отверстия 1 мм и отрезок цилиндрического кварцевого (марка КВ) капилляра 2 с внутренним диаметром 1,3 мм, внешним 70 мкм и длиной 7 мм. Концы отрезка капилляра 2 предварительно запаивают.For the manufacture of such permeable elements use the housing 1 (see Fig. 11) in the form of a glass washer (glass grade AM-K, melting point 597 about C) with a diameter of 20 mm, a height of 5 mm and a diameter of a through axial hole of 1 mm and a cylindrical segment quartz (grade KV) capillary 2 with an inner diameter of 1.3 mm, an external 70 microns and a length of 7 mm. The ends of the segment of
Корпус 1 располагают на гладкой поверхности подложки 3, выполненной из материала с температурой плавления, большей температуры плавления стекла и имеющей сквозное отверстие. В качестве такой подложки может быть использована, например, металлическая шайба с полированной верхней поверхностью. Геометрические оси отверстий в корпусе 1 и подложке 3 должны быть совмещены. Подложку 3 с корпусом 1 устанавливают в металлический стакан 4. Отрезок капилляра 2 пропускают через отверстия в корпусе 1 и подложке 3 до упора в дно стакана 4 и помещают устройство в сборе в термовакуумный шкаф 5. Вакуумируют шкаф 5 и доводят температуру в нем до температуры плавления стеклянного корпуса 1. За счет сил поверхностного натяжения расплавленное стекло уменьшается в объеме, вследствие чего сужается и отверстие в корпусе 1 и обжимает по всей длине отрезок капилляра 2. При этом нижняя часть корпуса 1, контактирующая с полированной поверхностью подложки 3, остается плоской, а верхняя часть становится слегка выпуклой. По окончании процесса нагрев и вакуумирование прекращают и дают заготовкам медленно остыть в шкафу 5 при отключенном нагреве. После этого стакан 4 извлекают из шкафа 5, снимают с подложки 3 корпус 1 с закрепленным в нем капилляром 2 и обламывают концы капилляра 2, выступающие за пределы торцов корпуса 1. The
Полученный таким образом проницаемый элемент закрепляют в узле подачи пробной среды и калибруют, после чего используют для спектральных исследований процессов взаимодействий индикаторных покрытий или проявителей с пробными или проникающими средами в каналах микродефектов. The permeable element thus obtained is fixed in the test medium supply unit and calibrated, after which it is used for spectral studies of the processes of the interaction of indicator coatings or developers with test or penetrating media in microdefect channels.
На фиг.12 представлена схема контроля герметичности стыка кварцевого капилляра 1 с корпусом 2. Контроль проводят следующим образом. Один конец трубки-корпуса 2 проницаемого элемента с помощью резиновой муфты 3 соединяют с источником пробной среды под избыточным давлением, например, сжатым гелием. С противоположной стороны с помощью щупа течеискателя или индикаторного материала на данную пробную среду проверяют герметичность соединения отрезка капилляра 1 с корпусом 2. В случае негерметичности стыка процесс обжима отрезка капилляра 1 материалом корпуса 2 повторяют и проводят повторный контроль герметичности проницаемого элемента. У годных проницаемых элементов отламывают концевые участки капилляра 1, выступающие за пределы корпуса 2, и используют проницаемый элемент по назначению. On Fig presents a control circuit of the tightness of the junction of the
Приведенными примерами не ограничиваются возможности осуществления изобретательского замысла, зафиксированного в формуле изобретения. Так, предпочтительно использование цилиндрических кварцевых капилляров с известной пропускной способностью, приходящейся на единицу длины капилляра, что исключает потребность в последующей калибровке проницаемых элементов. Могут быть использованы также не только цилиндрические, но и конические или имеющие иную форму кварцевые капилляры, а также корпуса различной формы, соответствующие конкретным условиям применения проницаемых элементов. Не исключено дополнение корпусов деталями, обеспечивающими наиболее удобную фиксацию проницаемых элементов в измерительных приборах, микродозаторах реагентов и иных устройствах, в составе которых могут быть использованы проницаемые элементы. The above examples are not limited to the possibility of implementing the inventive concept embodied in the claims. Thus, it is preferable to use cylindrical quartz capillaries with a known throughput per unit length of the capillary, which eliminates the need for subsequent calibration of permeable elements. Not only cylindrical, but also conical or otherwise shaped quartz capillaries, as well as bodies of various shapes corresponding to the specific conditions for the use of permeable elements, can also be used. It is possible that the housings will be supplemented with parts that provide the most convenient fixation of permeable elements in measuring instruments, reagent microdosers, and other devices, in which permeable elements can be used.
Claims (11)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033327 RU2058021C1 (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Method of making permeable members of check leaks |
| UA93121764A UA13400C2 (en) | 1992-03-19 | 1993-05-07 | Method for making permeable elements of control leakages |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033327 RU2058021C1 (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Method of making permeable members of check leaks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2058021C1 true RU2058021C1 (en) | 1996-04-10 |
Family
ID=21599848
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5033327 RU2058021C1 (en) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | Method of making permeable members of check leaks |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2058021C1 (en) |
| UA (1) | UA13400C2 (en) |
-
1992
- 1992-03-19 RU SU5033327 patent/RU2058021C1/en active
-
1993
- 1993-05-07 UA UA93121764A patent/UA13400C2/en unknown
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 1522878, кл. G 01M 3/00, 1987. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 1579188, кл. G 01M 3/02, 1988. * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| UA13400C2 (en) | 1997-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2058021C1 (en) | Method of making permeable members of check leaks | |
| JP5735652B2 (en) | Method for certifying a welding process on a test block and production workpiece for use in the welding process | |
| US4025327A (en) | Method for fabricating a mass spectrometer inlet leak | |
| CN210646283U (en) | Visual miniature high-temperature high-pressure quartz capillary balance kettle capable of measuring pressure | |
| KR0184899B1 (en) | Counterflow device to reduce the negative impact of contaminating materials used in moisture sensitive apparatus | |
| SU605153A1 (en) | Combination specimens for investigating the processes of solder flowing into a variable capillary gap and the quality of soldered joints | |
| AU628199B2 (en) | Furnace for the electro-thermal atomization of samples for spectroscopical purposes | |
| CN115876819B (en) | Method for preparing porous metallographic specimen cold mosaic for SEM by adding carbon fiber | |
| CN104569231A (en) | GC column connection with a planar connection to mating devices | |
| RU1772643C (en) | Method of manufacturing permeable article | |
| CN110411739B (en) | Device and method for verifying oil resistance of rubber sealing ring | |
| JP2004039387A (en) | Leak detection method for battery | |
| RU2248553C1 (en) | Method for measuring specific surface of dispersed and porous materials and apparatus for performing the same | |
| CN117825178B (en) | Multifunctional experiment system and method for three-dimensional water absorption expansion of chemical expansion rock | |
| SU1318381A1 (en) | Method of repairing cracked articles | |
| US5118187A (en) | Furnace for the electro-thermal atomization of samples for spectroscopical purposes | |
| JP2002211943A (en) | Reaction tube | |
| CN109632480B (en) | Method and device for detecting ceramic antenna window | |
| CN114088629B (en) | High-temperature high-pressure gas-solid two-phase dynamic absorption tank device for spectrum analysis | |
| UA111655C2 (en) | METHOD OF MANUFACTURING CONTROLLES | |
| JPH05256756A (en) | Continous wave membrane osmometer | |
| Bertucci et al. | Surface Treatments for the Series Production of ESS Medium Beta Cavities | |
| SU1293509A2 (en) | Calibrated leak | |
| GB2401190A (en) | A reference gas leak | |
| RU1824565C (en) | Cell for measuring electric conductivity of metals |