RU2193173C2 - Device and method for determination of untightness of object (versions) - Google Patents
Device and method for determination of untightness of object (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2193173C2 RU2193173C2 RU2000122600A RU2000122600A RU2193173C2 RU 2193173 C2 RU2193173 C2 RU 2193173C2 RU 2000122600 A RU2000122600 A RU 2000122600A RU 2000122600 A RU2000122600 A RU 2000122600A RU 2193173 C2 RU2193173 C2 RU 2193173C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- inlet
- leakage
- temperature
- cavity
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение также в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к надежности изделий. The invention relates to testing equipment, in particular to testing products for leaks, and can also find application in those areas of technology where high demands are placed on the reliability of products.
Известны устройство и реализованный на этом устройстве способ для обнаружения утечек в газопроводах, содержащие термодатчики, которые устанавливаются в трубопроводах по направлению движения потока, и по их показаниям судят о герметичности изделия [1]. The known device and the method implemented on this device for detecting leaks in gas pipelines, containing temperature sensors that are installed in the pipelines in the direction of flow, and judging by their testimony about the tightness of the product [1].
Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым устройству и способу являются устройство и реализованный на этом устройстве способ для обнаружения утечек в газопроводах [2], содержащие теплоизолированную камеру, сообщенную с газопроводом, в которой размещен датчик температуры. Принцип работы устройства заключается в том, что при наличии в газопроводе утечки давление в нем падает, при этом падение давления распространяется в теплоизолированную камеру устройства, в которой теплоизоляция обуславливает адиабатический процесс расширения газа, сопровождающийся падением температуры, а о величине утечки судят по изменению температуры во времени. The closest in technical essence to the proposed device and method are the device and the method implemented on this device for detecting leaks in gas pipelines [2], containing a thermally insulated chamber in communication with the gas pipeline in which the temperature sensor is located. The principle of operation of the device is that if there is a leak in the gas pipeline, the pressure in it drops, while the pressure drop propagates into the heat-insulated chamber of the device, in which thermal insulation causes an adiabatic process of gas expansion, accompanied by a drop in temperature, and the magnitude of the leak is judged by the change in temperature during time.
Данное устройство и способ приняты заявителем за прототипы. This device and method adopted by the applicant for the prototypes.
Недостатками аналога и прототипа является то, что при испытаниях на герметичность они не обеспечивают возможности определения предполагаемого места течи, а также не обладают высокой точностью испытаний из-за больших погрешностей при измерении температуры газа в газопроводе и в теплоизолированной камере, соединенной с газопроводом, вследствие неравномерности поля температур, обусловленных большими объемами газопровода и теплоизолированной камеры и турбулентностью газовых потоков. The disadvantages of the analogue and the prototype is that during leak testing they do not provide the ability to determine the expected location of the leak, and also do not have high test accuracy due to large errors in measuring the temperature of the gas in the gas pipeline and in a heat-insulated chamber connected to the gas pipeline, due to unevenness temperature fields due to large volumes of the gas pipeline and heat insulated chamber and turbulence of gas flows.
Задачей изобретения является возможность определения места и количественного значения негерметичности с обеспечением высокой точности и надежности испытаний даже при наличии минимальной течи для объектов, находящихся в условиях перепада внутреннего и внешнего давлений, например, в условиях космического полета. The objective of the invention is the ability to determine the location and quantitative value of leaks with high accuracy and reliability of the tests even in the presence of minimal leakage for objects under conditions of differential internal and external pressures, for example, in space flight.
Указанный технический результат достигается за счет того, что:
- в предлагаемом устройстве определения негерметичности объекта, содержащем теплоизолированную камеру с датчиком температуры, в которую дополнительно установлен второй датчик температуры, а входная и выходная полости камеры разделены проходным сужающимся каналом с критическим сечением, причем, датчики температуры размещены соответственно во входной и выходной полостях, при этом входная полость камеры имеет возможность герметичного соединения со стенкой испытываемого объекта, а выходная полость камеры сообщена с системой вакуумирования, кроме того, во входной полости между датчиком температуры и стенкой объекта установлен экран-обтекатель;
- в предлагаемом способе определения негерметичности объекта, включающем измерение температуры газа на выходе теплоизолированной камеры, проводят измерение температуры во входной полости камеры и по разности температур во входной и выходной полостях судят о наличии негерметичности и ее местоположении, а по величине этой разности определяют количественное значение негерметичности;
- в предлагаемом способе определения негерметичности объекта, включающем измерение температуры газа на выходе теплоизолированной камеры, с целью определения места и количественного значения негерметичности при наличии минимальной течи входную полость камеры герметично соединяют со стенкой испытываемого объекта, предварительно вакуумируют полость камеры, далее с помощью запорной арматуры отсекают ее от системы вакуумирования и производят выдержку в течение фиксированного промежутка времени, после чего открытием запорной арматуры сообщают выходную полость камеры с вакуумной системой и одновременно измеряют температуру во входной и выходной полостях камеры.The specified technical result is achieved due to the fact that:
- in the proposed device for determining the leakage of an object containing a thermally insulated chamber with a temperature sensor, in which a second temperature sensor is additionally installed, and the inlet and outlet cavities of the chamber are separated by a tapering passage with a critical section, and the temperature sensors are respectively located in the inlet and outlet cavities, at In this case, the chamber entrance cavity has the possibility of tight connection with the wall of the test object, and the chamber exit cavity is in communication with the vacuum system anija addition, in the input cavity between the temperature sensor and the wall of a screen object fairing;
- in the proposed method for determining the leakage of an object, including measuring the gas temperature at the outlet of a thermally insulated chamber, a temperature is measured in the inlet chamber of the chamber and the presence of leakage and its location are judged by the temperature difference in the inlet and outlet cavities, and the quantitative value of the leakage is determined by the value of this difference ;
- in the proposed method for determining the leakage of an object, including measuring the gas temperature at the outlet of a thermally insulated chamber, in order to determine the location and quantitative value of leakage in the presence of a minimum leak, the inlet chamber of the chamber is hermetically connected to the wall of the test object, the chamber cavity is pre-evacuated, and then the shutoff valves are cut off it from the vacuum system and produce exposure for a fixed period of time, after which the opening of valves oobschayut outlet cavity chamber to the vacuum system and simultaneously measure temperature in the inlet and outlet cavities of the chamber.
На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. The drawing shows a functional diagram of the proposed device.
Устройство определения негерметичности объекта содержит теплоизолированную камеру 2, которая имеет возможность герметичного соединения со стенкой 4 объекта испытания 1 посредством эластичной манжеты 3, образующей со стенкой объекта дополнительную вакуумную полость 5, связанную со штуцером вакуумирования дополнительной полости 6. Теплоизолированная камера 2 имеет входную полость 8 и выходную полость 9, которые разделены между собой проходным сужающимся каналом 10 с критическим сечением и по оси проточной части которых установлены чувствительные элементы датчиков температуры 11 и 12 (например, термопары), соединенные с вторичными приборами измерения температуры 13 и 14. Во входной полости теплоизолированной камеры 8 между датчиком температуры 11 и стенкой 4 объекта испытания 1 установлен экран-обтекатель 15. Входная полость 8 и выходная полость 9 теплоизолированной камеры 2 через штуцер вакуумирования дополнительной полости 6 и штуцер вакумирования теплоизолированной камеры 7 сообщены с вакуумной системой, состоящей из сети трубопроводов (на чертеже не обозначены) с запорной арматурой (запорными клапанами) 16-20, вакумной емкости 21, оснащенной мановакуумметром 22 и соединенной с вакуумным насосом (на чертеже не показан). The device leakage determination device comprises a heat-insulated chamber 2, which has the ability to be tightly connected to the wall 4 of the test object 1 by means of an elastic cuff 3, forming an additional vacuum cavity 5 connected to the object wall connected to the evacuation nozzle of the additional cavity 6. The heat-insulated chamber 2 has an inlet cavity 8 and output cavity 9, which are separated by a passageway tapering channel 10 with a critical section and along the axis of the flow part of which senses temperature sensor elements 11 and 12 (for example, thermocouples) connected to secondary temperature measuring devices 13 and 14. In the input cavity of the heat-insulated chamber 8, a fairing screen 15 is installed between the temperature sensor 11 and the wall 4 of test object 1. The input cavity 8 and the output the cavity 9 of the insulated chamber 2 through the evacuation nozzle of the additional cavity 6 and the evacuation nozzle of the insulated chamber 7 are in communication with a vacuum system consisting of a network of pipelines (not indicated in the drawing) with a shut-off arm atura (shut-off valves) 16-20, a vacuum tank 21, equipped with a manovacuum meter 22 and connected to a vacuum pump (not shown in the drawing).
Для определения негерметичности объекта и местоположения негерметичности осуществляется последовательное контактное зондирование поверхности объекта в местах предполагаемой негерметичности. To determine the leakage of the object and the location of the leakage, sequential contact sounding of the surface of the object is carried out in places of the alleged leakage.
При этом устройство работает следующим образом. In this case, the device operates as follows.
Производят предварительное вакуумирование емкости 21 до остаточного давления ~1•10-3 мм рт.ст., соединяя ее с вакуумным насосом (на чертеже не показан) посредством открытия запорного клапана 20. Давление в вакуумной емкости 21 контролируется мановакуумметром 22. После этого запорный клапан 20 закрывают. Объем вакуумной емкости 21 выбирают в зависимости от масштаба выполняемых работ и от степени негерметичности испытываемого объекта 1, т.е. чем больше объем работ и негерметичность объекта, тем большего объема требуется вакуумная емкость. По мере достижения давления в вакуумной емкости значения ~5•10-1 мм рт.ст. производят повторное ее вакуумирование.Pre-evacuate the container 21 to a residual pressure of ~ 1 • 10 -3 mm Hg, connecting it to a vacuum pump (not shown in the drawing) by opening the shut-off valve 20. The pressure in the vacuum tank 21 is controlled by a vacuum manometer 22. After that, the shut-off valve 20 close. The volume of the vacuum container 21 is selected depending on the scale of the work performed and on the degree of leakage of the test object 1, i.e. the greater the volume of work and the leakage of the object, the greater the volume of vacuum capacity required. As the pressure in the vacuum vessel reaches ~ 5 • 10 -1 mm Hg. re-evacuate it.
После проведения подготовительных операций приступают к испытанию объекта на герметичность. В месте предполагаемой негерметичности к стенке 4 объекта испытания 1 прикладывают торцевую часть теплоизолированной камеры с эластичной манжетой 3 и создают при этом небольшое механическое поджатие рукой, после чего открывают запорный клапан 17 (запорный клапан 16 закрыт), соединяя при этом дополнительную вакуумную полость 5 через штуцер вакуумирования дополнительной полости 6 с вакуумной емкостью 21, обеспечивая тем самым герметичное соединение входной полости камеры 8 со стенкой 4 испытываемого объекта 1. Затем вакуумируют внутреннюю полость теплоизолированной камеры 2, для чего соединяют выходную полость камеры 9 через штуцер вакуумирования теплоизолированной камеры 7 с вакуумной емкостью 21 открытием запорного клапана 19 (запорный клапан 18 закрыт). При наличии негерметичности в данном месте стенки 4 происходит истечение газа из объекта 1, внутренняя полость которого находится под избыточным испытательным давлением, во входную полость камеры 8. Для выравнивания давления и поля температур истекаемого газа в докритической части теплоизолированной камеры 2 во входной полости камеры 8 перед датчиком температуры 11 устанавливают экран-обтекатель 15, представляющий из себя тонкостенную круглую пластину со сферической поверхностью, на периферии которой расположен ряд концентрических отверстий для прохода газа. Экран-обтекатель закрепляют на конической поверхности входной полости теплоизолированной камеры 8. Датчик температуры 11 совместно с вторичным прибором измерения температуры 13 измеряет температуру газа, заполняющего входную полость камеры 8. Под действием перепада давления газ истекает через критическое сечение 10, в результате чего происходит его адиабатическое расширение, сопровождаемое понижением температуры газа, которое фиксируется датчиком температуры 12, соединенным с вторичным прибором измерения температуры 14. О количественном значении негерметичности в данном месте объекта 1 судят по разности показаний температурных датчиков 11 и 12 и в соответствии с тарировочными характеристиками предлагаемого устройства определения негерметичности объекта, полученными при его предварительной тарировке на образцах-эталонах течи. After carrying out preparatory operations, they begin to test the object for leaks. In the place of the alleged leakage, the end part of the heat-insulated chamber with an elastic sleeve 3 is applied to the wall 4 of the test object 1 and a slight mechanical pressure is applied by hand, after which the shut-off valve 17 is opened (shut-off valve 16 is closed), connecting the additional vacuum cavity 5 through the nozzle evacuation of an additional cavity 6 with a vacuum tank 21, thereby ensuring a tight connection of the input cavity of the chamber 8 with the wall 4 of the test object 1. Then, the internal floor is vacuumized the spine of the insulated chamber 2, for which the outlet cavity of the chamber 9 is connected through the evacuation fitting of the insulated chamber 7 with the vacuum tank 21 by opening the shut-off valve 19 (shut-off valve 18 is closed). If there is a leak in this place of the wall 4, gas flows out of the object 1, the internal cavity of which is under excessive test pressure, into the inlet chamber of the chamber 8. To equalize the pressure and temperature field of the outflowing gas in the subcritical part of the insulated chamber 2 in the inlet chamber of the chamber 8 before with a temperature sensor 11, a fairing screen 15 is installed, which is a thin-walled round plate with a spherical surface, on the periphery of which there is a series of concentric holes sty gas passage. The fairing screen is fixed on the conical surface of the inlet cavity of the heat-insulated chamber 8. The temperature sensor 11, together with the secondary temperature measuring device 13, measures the temperature of the gas filling the inlet chamber 8. Under the influence of the pressure drop, the gas flows out through the critical section 10, which results in its adiabatic expansion, accompanied by a decrease in gas temperature, which is detected by a temperature sensor 12 connected to a secondary temperature measuring device 14. About quantitatively value of leakage at a given place object 1 is judged by the difference between the readings of the temperature sensors 11 and 12 and in accordance with the calibration of the device characteristics determine leakage object obtained when the pre-calibration on the reference sample leakage.
Для перестановки устройства определения негерметичности в другое место предполагаемой течи закрывают запорные клапаны 17 и 19 и открывают запорные клапаны 16 и 18. To rearrange the leak detection device to another location of the alleged leak, close the shut-off valves 17 and 19 and open the shut-off valves 16 and 18.
Для нахождения на объекте 1 местоположения минимальных течей и определения их количественного значения проводят вышеперечисленные подготовительные операции по герметизации входной полости камеры 8 устройства со стенкой 4 испытываемого объекта 1. Затем вакуумируют внутреннюю полость теплоизолированной камеры 2, для чего соединяют выходную полость камеры 9 через штуцер вакуумирования теплоизолированной камеры 7 с вакуумной емкостью 21 открытием запорного клапана 19 (запорный клапан 18 закрыт), после чего запорный клапан 19 закрывают. При наличии течи в данном месте стенки 4 происходит натекание газа из объекта 1 во входную полость камеры 8, а через критическое сечение 10 происходит постепенное истечение газа в выходную полость камеры 9. В результате выдержки фиксированного промежутка времени внутренняя полость теплоизолированной камеры 2 заполняется определенным количеством газа, и, как следствие, в ней повышается давление. Во входной полости теплоизолированной камеры 8 измеряют температуру газа посредством датчика температуры 11 и соединенного с ним вторичного прибора измерения температуры 13. Затем открывают запорный клапан 19, соединяющий выходную полость камеры 9 с вакуумной емкостью 21. Под действием перепада давления происходит истечение газа через критическое сечение камеры 10, сопровождаемое его адиабатическим расширением, в результате чего происходит понижение температуры газа. В момент открытия запорного клапана 19 одновременно фиксируют значение температуры газа в выходной полости теплоизолированной камеры 9 датчиком температуры 12 и вторичным прибором измерения температуры 14. При этом о величине негерметичности, как и в первом случае, судят по разности показаний температурных датчиков 11 и 12 и в соответствии с тарировочными характеристиками устройства, полученными при его предварительной тарировке на образцах-эталонах малых течей. In order to find the location of the minimum leaks at the object 1 and determine their quantitative value, the above preparatory operations are carried out to seal the input cavity of the device chamber 8 with the wall 4 of the test object 1. Then, the internal cavity of the heat-insulated chamber 2 is vacuumized, for which the output cavity of the chamber 9 is connected through the evacuation nozzle of the heat-insulated chambers 7 with a vacuum tank 21 opening the shut-off valve 19 (shut-off valve 18 is closed), after which the shut-off valve 19 is closed. If there is a leak at this point in the wall 4, gas flows from the object 1 into the inlet chamber of the chamber 8, and through the critical section 10 there is a gradual outflow of gas into the outlet chamber of the chamber 9. As a result of holding a fixed period of time, the internal cavity of the insulated chamber 2 is filled with a certain amount of gas , and, as a result, the pressure rises in it. In the inlet cavity of the heat-insulated chamber 8, the gas temperature is measured by means of a temperature sensor 11 and a secondary temperature measuring device connected to it 13. Then, a shut-off valve 19 is connected that connects the outlet cavity of the chamber 9 with the vacuum tank 21. Under the action of a pressure drop, gas flows through the critical section of the chamber 10, accompanied by its adiabatic expansion, resulting in a decrease in gas temperature. At the moment of opening the shut-off valve 19, the gas temperature in the output cavity of the heat-insulated chamber 9 is simultaneously recorded by the temperature sensor 12 and the secondary temperature measuring device 14. Moreover, the leakage value, as in the first case, is judged by the difference in the readings of the temperature sensors 11 and 12 and in accordance with the calibration characteristics of the device obtained during its preliminary calibration on samples-standards of small leaks.
Для повышения точности и надежности испытаний:
- объемы входной полости камеры 8, а также выходной полости камеры 9 и прилегающей к ней полости газопроводов до запорных клапанов 18 и 19 должны быть минимальными;
- диаметр критического сечения камеры 10 выбирается исходя из количественного значения предполагаемой негерметичности исследуемого объекта, т.е. чем меньше предполагаемая течь, тем меньше должен быть конструктивно выполняемый диаметр критического сечения;
- датчик температуры 12, регистрирующий значение температуры газа в выходной полости камеры 9, должен располагаться как можно ближе к критическому сечению камеры.To increase the accuracy and reliability of tests:
- the volumes of the inlet cavity of the chamber 8, as well as the outlet cavity of the chamber 9 and the adjacent cavity of the gas pipes to the shut-off valves 18 and 19 should be minimal;
- the diameter of the critical section of the chamber 10 is selected based on the quantitative value of the alleged leakage of the investigated object, i.e. the smaller the expected leak, the smaller the constructively performed diameter of the critical section should be;
- the temperature sensor 12, recording the value of the gas temperature in the output cavity of the chamber 9, should be located as close as possible to the critical section of the chamber.
Использование предлагаемого устройства и способа определения негерметичности объекта дает следующие положительные результаты:
а) определение места и количественного значения негерметичности даже при наличии минимальной течи;
б) повышение точности и надежности испытаний на герметичность;
в) относительная простота и дешевизна устройства и способа определения негерметичности.Using the proposed device and method for determining leakage of an object gives the following positive results:
a) determination of the location and quantitative value of leakage even in the presence of minimal leakage;
b) improving the accuracy and reliability of leak tests;
c) the relative simplicity and low cost of the device and method for determining leakage.
Предлагаемое устройство и способ определения негерметичности объекта могут иметь широкое практическое применение для получения достоверных результатов при испытании на герметичность особо ответственных объектов, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования и, в частности, могут быть использованы для проведения локального ремонта и устранения негерметичности на эксплуатируемых космических объектах, что особенно важно в условиях длительных космических экспедиций. The proposed device and method for determining the leakage of an object can have wide practical application to obtain reliable results when testing for tightness of critical objects, which are subject to increased operational requirements and, in particular, can be used to carry out local repairs and repair leaks in operating space objects, which is especially important in the conditions of long space expeditions.
Источники информации
1. Патент США 3304764, кл.73-46, 1964.Sources of information
1. US patent 3304764, CL 73-46, 1964.
2. Патент СССР 826976, кл. G 01 М 3/08, публ. 05.05.81. 2. USSR patent 826976, cl. G 01 M 3/08, publ. 05/05/81.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122600A RU2193173C2 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Device and method for determination of untightness of object (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2000122600A RU2193173C2 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Device and method for determination of untightness of object (versions) |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2000122600A RU2000122600A (en) | 2002-07-27 |
| RU2193173C2 true RU2193173C2 (en) | 2002-11-20 |
Family
ID=20239615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2000122600A RU2193173C2 (en) | 2000-08-28 | 2000-08-28 | Device and method for determination of untightness of object (versions) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2193173C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654834C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-05-22 | Олег Павлович Лещев | Device for detecting and removing leakage |
-
2000
- 2000-08-28 RU RU2000122600A patent/RU2193173C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2654834C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-05-22 | Олег Павлович Лещев | Device for detecting and removing leakage |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2854534B2 (en) | Test method and apparatus for hollow body | |
| US8448498B1 (en) | Hermetic seal leak detection apparatus | |
| KR100929580B1 (en) | Leakage Tester for Low Temperature Valve | |
| US7707871B2 (en) | Leak detection system with controlled differential pressure | |
| KR950001301A (en) | Leak Detection Method and Apparatus | |
| JPH04232422A (en) | Method and apparatus for measuring volume of container | |
| CN106662498B (en) | Measurement of gas density increase in a thin film chamber | |
| US5600996A (en) | Method and apparatus for testing the tightness of housings | |
| JP4512827B2 (en) | Leakage inspection method and apparatus | |
| RU2193173C2 (en) | Device and method for determination of untightness of object (versions) | |
| JP2003035624A (en) | Leak inspection method and apparatus therefor | |
| CN203772508U (en) | Large-scale ventilating device air leakage rate detector | |
| JPH0611407A (en) | Apparatus for measuring flow rate and leaking amount of fluid in body under inspection | |
| CN102087160A (en) | Reference tube differential pressure leak detection method | |
| RU2691992C1 (en) | Leak testing method of articles | |
| RU2807432C1 (en) | Multiphase flowmeter calibration method | |
| KR100274765B1 (en) | Piston probe | |
| SU826976A3 (en) | Device for detecting leakage in gas pipes | |
| RU2805287C1 (en) | Method for determining the integral leakage from a closed volume | |
| CN107703043A (en) | It is a kind of to be used to measure under rated differential head film to the system of specific gas leak rate | |
| SU1245906A1 (en) | Method of testing hollow articles for leak-proofness | |
| SU1493901A1 (en) | Method for testing multi-space articles for air-tightness | |
| Decker | A reliable and tracer gas independent leak detector for food packages | |
| WO2023104637A1 (en) | Variable volume and variable pressure sampling container | |
| SU1733937A1 (en) | Manometer-based test for leak-proofness |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170829 |