RU2258916C2 - Method for low-energy containment control and device for realization of said method - Google Patents
Method for low-energy containment control and device for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2258916C2 RU2258916C2 RU2003112527/28A RU2003112527A RU2258916C2 RU 2258916 C2 RU2258916 C2 RU 2258916C2 RU 2003112527/28 A RU2003112527/28 A RU 2003112527/28A RU 2003112527 A RU2003112527 A RU 2003112527A RU 2258916 C2 RU2258916 C2 RU 2258916C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- vacuum chamber
- control
- pressure
- test object
- tubes
- Prior art date
Links
Landscapes
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к областям техники, связанным с контролем суммарной негерметичности объектов испытаний, например, емкостей, или элементов пневматических схем, заправленных газом с избыточным давлением. Областью применения изобретения является контроль герметичности различных объектов на стадиях изготовления и эксплуатации.The invention relates to the fields of technology related to the control of the total leakage of test objects, for example, containers, or elements of pneumatic circuits filled with gas with overpressure. The scope of the invention is to control the tightness of various objects at the stages of manufacture and operation.
Методы, используемые при испытаниях на герметичность на предприятиях, работающих в области авиационно-космической техники, приведены в отраслевом стандарте ОСТ92-4316-90. Наиболее характерными из них являются:The methods used in leak testing at enterprises operating in the field of aerospace engineering are given in the industry standard OST92-4316-90. The most characteristic of them are:
- масс-спектрометрические методы (ОСТ 92-1527-89);- mass spectrometric methods (OST 92-1527-89);
- способы, основанные на измерении перепада давления, например методы "спада давления" и "повышения давления в барокамере" по ОСТ 92-4291-75;- methods based on measuring the differential pressure, for example, the methods of "pressure drop" and "pressure increase in the pressure chamber" according to OST 92-4291-75;
- способы, связанные с прямым измерением величины потока, например метод "мундштука" по ОСТ 92-4291-75.- methods associated with direct measurement of the magnitude of the flow, for example, the method of "mouthpiece" according to OST 92-4291-75.
Масс-спектрометрические способы измерения микропотока газа (ОСТ 92-1527-89), как правило, имеют существенную, до 60%, погрешность.Mass spectrometric methods for measuring the gas microflow (OST 92-1527-89), as a rule, have a significant error of up to 60%.
Чувствительность методов измерения микропотоков газа, основанных на измерении перепада давления, определяется совершенством применяемых средств измерения давления (манометров и вакуумметров) и для методов "спада давления" и "повышения давления в барокамере" составляет 10-2...10 л мкм рт.ст./с.The sensitivity of gas microflow measurement methods based on differential pressure measurement is determined by the perfection of the applied pressure measuring instruments (manometers and vacuum gauges) and for the methods of "pressure drop" and "pressure increase in the pressure chamber" is 10 -2 ... 10 l μm Hg ./from.
Прототипом заявляемого изобретения (для способа) выбран метод повышения давления в вакуумной полости по ОСТ 92-4291-75.The prototype of the claimed invention (for the method) selected the method of increasing the pressure in the vacuum cavity according to OST 92-4291-75.
Метод применяется для определения негерметичности изделий, заправленных избыточным давлением и помещенных в вакуумную камеру.The method is used to determine the leakage of products filled with excess pressure and placed in a vacuum chamber.
Метод заключается в определении негерметичности путем измерения скорости повышения давления в вакуумной полости при поступлении контрольного потока газа.The method consists in determining leakage by measuring the rate of increase in pressure in a vacuum cavity upon receipt of a control gas flow.
Недостатком метода является низкая точность и значительная длительность цикла испытаний.The disadvantage of this method is the low accuracy and significant duration of the test cycle.
Целью данного изобретения (для способа) является:The purpose of this invention (for the method) is:
1. Повышение точности измерений негерметичности объекта испытаний;1. Improving the accuracy of measurements of leaks of the test object;
2. Сокращение времени испытаний.2. Reduce test time.
Эта цель достигается тем, что определение величины потока газа из объекта испытаний производят по количеству предварительно уравновешенной вакуумированием жидкости, вытесненной за определенный интервал времени натекающим газом из вертикально расположенной трубки, имеющей на нижнем конце фильеру с контрольным отверстием, присоединенной к выходному штуцеру вакуумной камеры, а по количеству предварительно уравновешенной вакуумированием жидкости, вытесненной за определенный интервал времени натекающим газом из второй вертикально расположенной трубки, имеющей на нижнем конце фильеру с контрольным отверстием, сообщенной с полостью, образованной уплотнительными поверхностями двухбарьерного уплотнения, установленного на стыке крышки и корпуса вакуумной камеры, определяют негерметичность вакуумной камеры и вводят поправку в величину негерметичности объекта испытаний, заполнение обеих трубок производят одновременно с откачкой вакуумной камеры путем погружения фильер обеих трубок в сосуды с контрольной жидкостью на время откачки, а откачку с последующим разобщением трубок, производят до давления, определяемого формулой:This goal is achieved in that the determination of the gas flow from the test object is carried out by the amount of pre-balanced vacuum evacuation of the liquid displaced for a certain period of time by the inflowing gas from a vertically located tube having a die at the lower end with a control hole connected to the outlet of the vacuum chamber, and by the amount of pre-balanced evacuation of the liquid displaced for a certain period of time by the flowing gas from the second vertically of the put tube having a die at the lower end with a control hole in communication with the cavity formed by the sealing surfaces of the double barrier seal installed at the junction of the cover and the body of the vacuum chamber, the leakage of the vacuum chamber is determined and a correction is made to the leakage of the test object, both tubes are filled simultaneously with pumping the vacuum chamber by immersing the nozzles of both tubes in vessels with a control fluid for the time of pumping, and pumping with subsequent separation m tubes, produce up to a pressure determined by the formula:
где Рвк - давление в вакуумной камере;where Rvk - pressure in the vacuum chamber;
Pa - атмосферное давление;Pa is atmospheric pressure;
ρ - плотность контрольной жидкости;ρ is the density of the control fluid;
g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;
hcт - высота столба жидкости в сосуде.hct - the height of the liquid column in the vessel.
Из устройств, применяемых в настоящее время для контроля суммарной негерметичности объектов испытаний, известны различные вакуумные камеры (устройства для реализации методов "мундштука", "спада давления", "повышения давления в барокамере", масс-спектрометрических методов).Of the devices currently used to control the total leakage of test objects, various vacuum chambers are known (devices for implementing the methods of "mouthpiece", "pressure drop", "pressure increase in a pressure chamber", mass spectrometric methods).
Во всех указанных выше случаях применения вакуумных камер в различной степени проявляется влияние герметичности стыка вакуумной камеры на точность и чувствительность измерений. По мере повышения чувствительности метода, как правило, возрастает необходимость учета собственного натекания вакуумной камеры. Также, следует отметить, что для приведенных выше аналогов характерна пропорциональная зависимость чувствительности метода и длительности испытаний. В зависимости от объема, времени откачки камеры, времени накопления измеряемого давления, распределения концентрации контрольного газа, длительность цикла испытаний может достигать нескольких часов.In all the above cases of using vacuum chambers, the effect of the tightness of the joint of the vacuum chamber on the accuracy and sensitivity of measurements is manifested to varying degrees. As the sensitivity of the method increases, as a rule, the need to take into account the intrinsic leakage of the vacuum chamber increases. Also, it should be noted that the above analogues are characterized by a proportional dependence of the sensitivity of the method and the duration of the tests. Depending on the volume, the chamber evacuation time, the accumulated pressure accumulation time, the distribution of the control gas concentration, the duration of the test cycle can reach several hours.
Прототипом заявляемого изобретения (для устройства) выбрано устройство для реализации метода повышения давления в вакуумной полости по ОСТ 92-4291-75. Устройство представляет собой вакуумную камеру, в которую помещен объект испытаний, нагружаемый избыточным испытательным давлением через гермопроходной штуцер от внешнего пневматического пульта; выходной штуцер вакуумной камеры через магистраль, сообщенную через вентиль с системой откачки, выведен на вакуумметр. Максимальная чувствительность метода в производственных условиях составляет 1,3·10-6 Вт (1,0·10-2 л мкм рт.ст./с).The prototype of the claimed invention (for the device) selected device for implementing the method of increasing the pressure in the vacuum cavity according to OST 92-4291-75. The device is a vacuum chamber in which the test object is placed, loaded with excess test pressure through a pressure-free fitting from an external pneumatic console; the outlet fitting of the vacuum chamber through the line communicated through the valve with the pumping system, displayed on the gauge. The maximum sensitivity of the method in production conditions is 1.3 · 10-6 W (1.0 · 10-2 l μm Hg / s).
Недостатком прототипа является низкая чувствительность, определяемая, в свою очередь, техническими характеристиками чувствительного элемента, в качестве которого используется мановакуумметр.The disadvantage of the prototype is the low sensitivity, which, in turn, is determined by the technical characteristics of the sensitive element, which is used as a vacuum gauge.
Целью данного изобретения (для устройства) является повышение чувствительности метода до 1,3·10-11 Вт (1,0·10-7 л мкм рт.ст./с).The aim of the present invention (for the device) is to increase the sensitivity of the method to 1.3 · 10-11 W (1.0 · 10-7 l μm Hg / s).
Эта цель достигается тем, что стык между крышкой и корпусом камеры выполнен с двухбарьерным уплотнением, вакуумная камера и полость, образованная двухбарьерным уплотнением и уплотнительными поверхностями корпуса и крышки камеры, сообщены соответственно с верхними частями двух вертикально расположенных трубок, имеющих на нижних концах фильеры с контрольными отверстиями, верхние отводы обеих трубок сообщены с возможностью разобщения между собой и через вентиль выведены на магистраль откачки.This goal is achieved by the fact that the joint between the cover and the camera body is made with a double barrier seal, the vacuum chamber and the cavity formed by the double barrier seal and the sealing surfaces of the body and the camera cover are in communication with the upper parts of two vertically arranged tubes having control dies at the lower ends holes, the upper branches of both tubes are communicated with the possibility of separation from each other and through the valve brought to the pumping line.
Суть изобретения поясняется чертежом, где изображена пневмогидравлическая схема устройства низкоэнергетического контроля герметичности (НЭКГ).The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows the pneumohydraulic diagram of the device low-energy tightness control (NECG).
Конструктивно устройство низкоэнергетического контроля герметичности состоит из корпуса 1 и крышки 2 вакуумной камеры, стык которых уплотняется двухбарьерным уплотнением 3. Объект испытаний 4 через гермопроходной штуцер соединен с пневматическим пультом 5. Полость двухбарьерного уплотнения стыка сообщена с вертикальной трубкой 6, имеющей на нижнем конце фильеру с контрольным отверстием, через штуцер 7. Идентичная вертикальная трубка 8 через штуцер 9 сообщена с полостью вакуумной камеры. Обе трубки объединены с возможностью разобщения через вентили 10, 11 между собой общей магистралью, выведенной на систему откачки 12.Structurally, the low-energy tightness control device consists of a housing 1 and a cover 2 of the vacuum chamber, the joint of which is sealed with a double barrier seal 3. The test object 4 is connected to a pneumatic console 5 through a leak-through fitting 5. The cavity of the double barrier joint seal is connected to a vertical tube 6 having a die with the control hole through the nozzle 7. An identical vertical tube 8 through the nozzle 9 is in communication with the cavity of the vacuum chamber. Both tubes are combined with the possibility of separation through the valves 10, 11 among themselves by a common line brought to the pumping system 12.
Процесс низкоэнергетического контроля герметичности происходит следующим образом.The process of low-energy tightness control is as follows.
Объект испытаний 4 помещается в корпус вакуумной камеры 1 и закрывается крышкой 2, уплотняемой двухбарьерным уплотнением 3.Test object 4 is placed in the housing of the vacuum chamber 1 and is closed by a cover 2, sealed with a double barrier seal 3.
Фильеры трубок 6 и 8 погружаются в сосуды с контрольной жидкостью. При открытых вентилях 10 и 11 включается система откачки 12 и производится вакуумирование всей пневмогидравлической схемы до давления Рвк, определяемого формулой (1). В процессе откачки трубки 6 и 8 заполняются контрольной жидкостью до заданного уровня - hcт0, после чего откачка прекращается, вентили 10 и 11 закрываются. Сосуды с контрольной жидкостью убираются из-под фильер.Dies of tubes 6 and 8 are immersed in vessels with a control fluid. With open valves 10 and 11, the pumping system 12 is turned on and the entire pneumohydraulic circuit is evacuated to a pressure Rvk defined by formula (1). In the process of pumping, the tubes 6 and 8 are filled with a control fluid to a predetermined level - hct 0 , after which the pumping stops, valves 10 and 11 are closed. Vessels with control fluid are removed from under the spinnerets.
Объект испытаний нагружается испытательным давлением. В течение определенного времени производится выдержка для опрессовки объекта испытаний.The test object is loaded with test pressure. For a certain time, an exposure is made to crimp the test object.
Начинается истечение контрольной жидкости через контрольное отверстие фильеры вертикальной трубки 8. При небольших (менее 1,3·10-6 Вт (1,0·10-2 л мкм рт.ст./с)) утечках из объекта испытаний истечение контрольной жидкости происходит в капельном режиме. По количеству вытесненной жидкости и времени истечения определяется физическая величина утечки из объекта испытаний.The outflow of the control fluid through the control hole of the die of the vertical tube 8 begins. With small (less than 1.3 · 10 -6 W (1.0 · 10 -2 L μm Hg / s)) leaks from the test object, the outflow of the control fluid occurs in the drip mode. The physical amount of leakage from the test object is determined by the amount of liquid displaced and the expiration time.
По наличию истечения контрольной жидкости через контрольное отверстие фильеры вертикальной трубки 6 контролируется динамика изменения давления в полости двухбарьерного уплотнения стыка и, при необходимости, принимается решение о достоверности результатов, либо вводится поправка измеренной физической величины утечки из объекта испытаний.By the presence of the outflow of the control fluid through the control hole of the die of the vertical tube 6, the dynamics of the pressure change in the cavity of the double-barrier joint seal is controlled and, if necessary, a decision is made on the reliability of the results, or a correction of the measured physical amount of leakage from the test object is introduced.
Чувствительность метода, по предварительным оценкам, может составлять 7,7·10-11 Вт и лучше.The sensitivity of the method, according to preliminary estimates, can be 7.7 · 10 -11 W or better.
Ожидаемая относительная погрешность измерения микропотока при неизменных внешних условиях (температура, влажность) - менее 3-5%.The expected relative error of microflow measurement under constant external conditions (temperature, humidity) is less than 3-5%.
Длительность цикла испытаний (при лучшей, по сравнению с прототипом, точности и чувствительности) может быть сокращена при прочих равных условиях (объем вакуумной камеры, перепад между испытательным давлением и давлением в камере) в несколько раз.The duration of the test cycle (with better accuracy and sensitivity compared to the prototype) can be reduced, ceteris paribus (the volume of the vacuum chamber, the difference between the test pressure and the pressure in the chamber) several times.
К характерным примерам применения данного изобретения можно отнести два типа проверок суммарной негерметичности:Typical examples of the application of this invention include two types of checks for total leakage:
1) Низкоэнергетический контроль герметичности объектов испытаний. Особенностями данного типа проверок являются: высокая чувствительность (на уровне масс-спектрометрических методов) без необходимости использования в качестве контрольного газа гелия; высокая точность измерений. Поскольку для испытаний достаточно низкой степени откачки (см формулу (1)), т.е. абсолютное давление в камере может составлять около 0,8...0,9 атмосферы, значительно сокращаются: длительность цикла испытаний, энергетические затраты на откачку до высокого вакуума, расход ресурса вакуумных насосов, стоимость цикла испытаний в целом.1) Low-energy tightness control of test objects. The features of this type of checks are: high sensitivity (at the level of mass spectrometric methods) without the need to use helium as a control gas; high accuracy of measurements. Since for testing a sufficiently low degree of pumping (see formula (1)), i.e. the absolute pressure in the chamber can be about 0.8 ... 0.9 atmospheres, they are significantly reduced: the duration of the test cycle, the energy cost of pumping to high vacuum, the life of the vacuum pumps, the cost of the test cycle as a whole.
2) Контроль герметичности объектов испытаний, предварительно заправленных избыточным давлением. Данный тип проверок позволяет производить такие операции, как определение суммарной негерметичности блоков хранения рабочего тела космических аппаратов после их окончательной заправки;2) The tightness control of test objects previously charged with excess pressure. This type of checks allows you to perform operations such as determining the total leakage of storage blocks of the working fluid of spacecraft after their final refueling;
контроль качества никель-водородных аккумуляторных батарей (определение утечки водорода через корпус батареи); определение утечки из емкости, заправленной токсичным или легковоспламеняющимся газом.quality control of nickel-hydrogen storage batteries (determination of hydrogen leakage through the battery case); leak detection from a tank filled with toxic or flammable gas.
Проверки суммарной негерметичности заявляемым методом не требуют сложного, дорогостоящего оборудования и могут выполняться как на этапах изготовления, так и эксплуатации различных видов технической продукции.Checks of the total leakage by the claimed method do not require complex, expensive equipment and can be performed both at the stages of manufacture and operation of various types of technical products.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112527/28A RU2258916C2 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Method for low-energy containment control and device for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003112527/28A RU2258916C2 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Method for low-energy containment control and device for realization of said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003112527A RU2003112527A (en) | 2004-11-10 |
| RU2258916C2 true RU2258916C2 (en) | 2005-08-20 |
Family
ID=35846291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003112527/28A RU2258916C2 (en) | 2003-04-28 | 2003-04-28 | Method for low-energy containment control and device for realization of said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2258916C2 (en) |
-
2003
- 2003-04-28 RU RU2003112527/28A patent/RU2258916C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ОСТ 92-4291-75. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108151961B (en) | Extreme high vacuum calibration device and method | |
| KR100929580B1 (en) | Leakage Tester for Low Temperature Valve | |
| CN111551476B (en) | Gas permeability testing system and method based on differential pressure method | |
| US20160209294A1 (en) | Tightness Test During the Evacuation of a Film Chamber | |
| CN102564709A (en) | Leakage detecting method for sealing structure part | |
| CN111595408B (en) | Equipment for measuring liquid level in constant-temperature closed container, film coating device and method for measuring liquid level | |
| CN111157180B (en) | System and method for measuring ground leakage of airship | |
| RU2258916C2 (en) | Method for low-energy containment control and device for realization of said method | |
| Vinogradov et al. | How to choose a leak detection method | |
| RU2344380C1 (en) | Method of measuring volume of liquid in closed reservoir | |
| CN114636531B (en) | Device and method for testing tightness of rigid packaging container based on vacuum degree attenuation | |
| CN107328452B (en) | Device for measuring volume of irregular sealed cavity and operation method thereof | |
| US11408795B2 (en) | Sealability evaluation method and the like and standard artificial leak device | |
| CN211740526U (en) | Air tightness detection device | |
| CN115265956A (en) | Pressure system air tightness leakage detection device and method | |
| RU2364842C1 (en) | Method for calibration of gas flow metre and device for its realisation | |
| CN112857695A (en) | Laser gyro stable inflation and high-precision leak detection system | |
| CN112304533A (en) | Valve sealing surface leakage inspection device and method | |
| CN218546014U (en) | Detection apparatus for negative pressure equipment validity that leaks hunting and negative pressure system that leaks hunting | |
| CN115127750B (en) | Hydrogen micro-leakage detection method | |
| CN104989948A (en) | Quantitative leakage detection device of cylinder group and method | |
| RU2194262C2 (en) | Method and device for measuring gas micro-flow | |
| CN212158978U (en) | Valve sealing surface leakage inspection device | |
| CN211954869U (en) | Gas collection device, gas collection metering device and gas taking device | |
| CN214894673U (en) | Transformer oil gas content testing device for measuring density by U-shaped oscillating tube |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100429 |