SE426263B

SE426263B - Method and arrangement for testing the tightness of two separate chambers of a test object, separated by at least one partition wall, using a pressure fluid

Info

Publication number: SE426263B
Application number: SE7903649A
Authority: SE
Inventors: G M Bergstrand
Original assignee: Nolek System Ab
Priority date: 1979-04-25
Filing date: 1979-04-25
Publication date: 1982-12-20
Also published as: SE7903649L

Abstract

Method and arrangement for testing the tightness of two separate chambers T1, T2 of a test object T, separated by at least one partition wall, especially during series production, wherein one measures a possible pressure change in the particular chamber as compared to the pressure in a corresponding reference container R1 and R2 for predetermined periods of time. According to the invention, one checks the tightness between the chambers T1, T2, advisedly in a first stage, by joining each chamber to a corresponding reference container R1, R2 while applying different high pressures TR1, TR2, whereupon the chamber T2 with the lower pressure and the corresponding reference container are disconnected V5, V5' from each other and connected to a differential pressure meter D1. <IMAGE>

Description

' 15 20 25, 30 35 _40 7303649-7 2 produktion fastställer man därför vissa s.k. tätkrav, vilket inne? bär att ett provobjekt anses tätt om läckage (membranutslag av viss storlek) för ett visst provtryck ej kan påvisas inom en förut- bestämd mättid. ' Föreliggande uppfinning syftar till att förbättra denna metod för sådana provobjekt, som innehåller minst två separata, av minst en mellanvägg åtskilda kamrar. Exempel på dylika provobjekt är förbränningsmotorer med separata, åtskilda kamrar, nämligen för bränsle, smörjmedel och/eller kylmedel. Förbättringen skall härvid främst innebära att provningstiden för varje provobjekt nedbringas, utan att kontrollsäkerheten äventyras. I Enligt uppfinningen uppnås'detta med ett sätt resp. en anord- ning, varvid man kontrollerar tätheten mellan kamrarna genom att förbinda vardera kammaren med tillhörande referensbehållare under påläggning av olika höga tryck, varpå kammaren med det lägre trycket och tillhörande referensbehållare frånkopplas från varandra och anslutas till en differentialtryckmätare. Vid läckage mellan kamrarna, d.v.s. vid internt läckage, kommer således trycket att stiga i låg- tryckskammaren. Denna tryckstegring ger ett entydigt besked om att provobjektet läcker-internt,mﬂ1provningen kan avslutas redan på detta stadium. Om något internt läckage ej påvisas, fullföljes provningen genom tätkontroll av varje kammare med avseende på eventuellt läckage utåt mot omgivningen, d.v.s. s.k. extern tätkontroll. '15 20 25, 30 35 _40 7303649-7 2 production one therefore determines certain so-called sealing requirements, which inside? carries that a test object is considered tight if leakage (membrane rash of a certain size) for a certain test pressure can not be detected within a predetermined measurement time. The present invention aims to improve this method for such test objects which contain at least two separate chambers separated by at least one partition wall. Examples of such test objects are internal combustion engines with separate, separate chambers, namely for fuel, lubricant and / or coolant. The improvement shall in this case primarily mean that the test time for each test object is reduced, without compromising the control safety. According to the invention, this is achieved in a manner resp. a device, in which the tightness between the chambers is checked by connecting each chamber with associated reference containers during application of different high pressures, whereupon the chamber with the lower pressure and associated reference containers are disconnected from each other and connected to a differential pressure gauge. In case of leakage between the chambers, i.e. in the event of internal leakage, the pressure will thus rise in the low-pressure chamber. This increase in pressure gives a clear message that the test object is leaking internally, but the test can be completed already at this stage. If no internal leakage is detected, the test is completed by close inspection of each chamber with regard to any leakage to the environment, i.e. s.k. external tightness control.

För många typer av provobjekt med minst två kamrar gäller, att tätkraven kan ställas lägre för internt läckage än för externt läckage. Detta innebär i sin tur, att mättiden kan göras kortare vid den interna tätkontrollen än vid den externa. Genom att över- huvudtagetseparat kontrollera den interna tätheten och framförallt genom att först göra den interna tätkontrollen och först därefter, om något internt läckage ej kunnat påvisas, fullfölja provningen med extern tätkontroll, kan den totala, genomsnittliga provningstiden per detalj reduceras avsevärt. Tätkontrollen behöver således inte bli någon "flaskhals" i produktionen.For many types of test objects with at least two chambers, the sealing requirements can be set lower for internal leakage than for external leakage. This in turn means that the measurement time can be made shorter at the internal tight control than at the external one. By checking the internal tightness at all separately and above all by first doing the internal tightness check and only then, if no internal leakage could be detected, completing the test with external tightness control, the total, average test time per detail can be significantly reduced. The tight control thus does not have to be a "bottleneck" in production.

Tiden för varje tätkontroll och därmed den totala provningstiden per provobjekt kan reduceras ytterligare genom kontrollerad tryck- ändring i läckageindikerande riktning, antingen genom kontrollerad tryckförhöjning på högtryckssidan eller genom kontrollerad tryck- sänkning, exempelvis medelst en väldefinierad gasläcka, på lâgtrycks- sidan (hög- och lågtryck avser här de tryck som vid läckage hos provobjektet uppstår på resp. sida om differentialtryckmätarens membran). 10 15 20 25 30 35 40 3 7903649-7 Uppfinningen förklaras närmare nedan med hänvisning till bifogade ritning, som schematiskt visar en tätkontrollanordning.The time for each tight inspection and thus the total test time per test object can be further reduced by controlled pressure change in the leakage indicating direction, either by controlled pressure increase on the high pressure side or by controlled pressure drop, for example by a well-defined gas leak, on the low pressure side (high and low pressure here refers to the pressures that occur during leakage of the test object on the respective side of the differential pressure gauge membrane). The invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawing, which schematically shows a tight control device.

På ritningen visas till höger ett provobjekt T med tvâ kamrar Tl resp. T2, vilka båda kamrar är åtskilda från varandra medelst en mellanvägg M. Det skall betonas, att provobjektet T endast är schematiskt åskådliggjort på ritningen, medan i verkligheten provotﬁekte~ normalt har en tämligen komplicerad geometri. Likaså kan provobjektet inrymma tre eller flera inbördes åtskilda kamrar, som var och en skall vara trycktät såväl internt mot övriga kamrar som externt mot omgivningen.The drawing shows on the right a test object T with two chambers T1 resp. T2, which two chambers are separated from each other by a partition wall M. It should be emphasized that the sample object T is only schematically illustrated in the drawing, while in reality the sample ﬁ real ~ normally has a rather complicated geometry. The test object can also accommodate three or more mutually separated chambers, each of which must be pressure-tight both internally against other chambers and externally against the environment.

Provobjektets T kamrar Tl, T2 är medelst icke närmare visade lösbara anslutningar och slangar eller rörledningar Ll resp. L2 hopkopplingsbara med en icke heller visad tryckgaskälla (antydd med pilen Pl till vänster på ritningen). I ledningarna Ll och L2 är elek- triskt manövrerbara avstängningsventiler Vl, V2 resp. V4, V5 samt en tryckregleringsventil TRl resp. TR2 insatta, varigenom kam- rarna kan anslutas till tryckgaskällan, ehuru med olika stora tryck- fall i respektive tryckregleringsventil TRl, TR2.The chambers T1, T2 of the test object T are by means of detachable connections and hoses or pipes L1 resp. L2 interconnectable with a source of compressed gas (not shown) (indicated by the arrow P1 on the left of the drawing). In lines L1 and L2, electrically operable shut-off valves V1, V2 resp. V4, V5 and a pressure control valve TR1 resp. TR2 inserted, whereby the chambers can be connected to the pressurized gas source, although with different large pressure drops in the respective pressure control valve TR1, TR2.

Mellan ventilerna Vl och V2 är en grenledning L3 ansluten, vilken i sin tur via en slang eller ledning LS kommunicerar med en första referensbehållare Rl. På motsvarande sätt är en grenledning L4 och en ledning L6 anslutna mellan ledningen L2 och en andra referensbehållare R2.Between the valves V1 and V2 a branch line L3 is connected, which in turn communicates via a hose or line LS with a first reference container R1. Correspondingly, a branch line L4 and a line L6 are connected between the line L2 and a second reference container R2.

Referensbehållarna Rl och R2 bör ha ungefär lika stor volym som provobjektets T kamrar Tl resp. T2, och de kan eventuellt utgöras av kamrarna i ett på förhand noga tätkontrollerat prov- objekt.The reference containers R1 and R2 should have approximately the same volume as the test object T chambers T1 and T2, and they may possibly consist of the chambers in a pre-carefully controlled sample object.

Pâ ömse sidor om grenledningarna L3, L4 är 1 resp. ledning L5, L6 elektriskt manöverbara avstängningsventiler V2', V3 resp..On either side of the branch lines L3, L4 are 1 resp. line L5, L6 electrically operable shut-off valves V2 ', V3 resp ..

V5', V6 insatta, varvid evakuering av resp. ledning kan ske genom öppning av ventilen V3, V6, så att tryckgasen utströmmar (pilarna P2) i fria luften eller till en återvinningstank (om annat tryck- medium än luft eller högrenad luft användes).V5 ', V6 deployed, whereby evacuation of resp. conduction can take place by opening the valves V3, V6, so that the pressurized gas flows out (arrows P2) in the open air or to a recovery tank (if a pressure medium other than air or highly purified air is used).

Till ledningarna Ll och L2 (mellan ventilerna V1, V2 resp. V4, V5) är vidare en tryckvakt TV1 resp. TV2 ansluten och anordnad att vid uppnående av ett förutbestämt tryck avstänga respektive ventil Vl, V4.To the lines L1 and L2 (between the valves V1, V2 and V4, V5) there is also a pressure switch TV1 and TV2 connected and arranged to turn off the respective valve V1, V4 when a predetermined pressure is reached.

Avstängningsventilerna V5 och V5' styrs av två parallellkopplade tidreläer Tl och T3, varom mera nedan.The shut-off valves V5 and V5 'are controlled by two parallel-connected time relays T1 and T3, of which more below.

Mellan ledningarna Ll och L5 är en differentialtryckmätare D2 10 15 20 25 30 35 40 649-7 (JJ 790 4 inkopplad, vilken på ritningen visas schematiskt med ett membran, som från ömse håll påverkas av trycket i resp. ledning Ll, L5.Between the lines L1 and L5 a differential pressure gauge D2 10 15 20 25 30 35 40 649-7 (JJ 790 4 is connected, which is shown schematically in the drawing with a diaphragm which is influenced from both sides by the pressure in the respective line L1, L5.

Membranets utslag påverkar en elektrisk kontakt, vilken är in- kopplad i en strömkrets i serie med ett tidrelä T4 och en signallampa, som tändes om den membranpåverkade kontakten slutes inom en av tid- reläet T4 bestämd tidsperiod eller mättid. På motsvarande sätt är två tryckmätare D3 och Dl inkopplade mellan ledningarna L2 och L6 och anslutna till var sin strömkrets med tidreläer T5 resp. T2 och signallampor för indikering av en relativ trycksänkning i resp. led- ning L6 och L2.The response of the diaphragm affects an electrical contact, which is connected in a circuit in series with a time relay T4 and a signal lamp, which is switched on if the diaphragm-affected contact is closed within a time period or measuring time determined by the time relay T4. Correspondingly, two pressure gauges D3 and D1 are connected between the lines L2 and L6 and are each connected to a circuit with time relays T5 and T2 and signal lamps for indicating a relative pressure drop in resp. lines L6 and L2.

Slutligen är kontrollerade gasläckor, d.v.s. strypningar Sl, S2 och S3, via elmanövrerbara avstängningsventiler V8, V9, V7 an- slutna till ledningarna Ll, L2 och L6.Finally, controlled gas leaks, i.e. throttles S1, S2 and S3, via electrically operable shut-off valves V8, V9, V7 connected to lines L1, L2 and L6.

Till anordningen hör även vissa elektriska kretsar för styr- ning av de olika ventilerna etc., men dessa kretsar är av konventio- nellt slag och behöver därför ej beskrivas i detta sammanhang.The device also includes certain electrical circuits for controlling the various valves, etc., but these circuits are of a conventional type and therefore do not need to be described in this context.

Den visade anordningen fungerar i huvudsak på följande sätt: I utgångstillståndet är ventilerna Vl, V2, V2', V4, V5 och V5' öppna, medan övriga ventiler är stängda. Ledningarna Ll, L5, L2 och L6 anslutes via resp. tryckregulator TRl, TR2 till tryckgas- källan (pilen Pl), så att systemet påluftas. Då resp. förutbe- stämda tryck uppnåtts i delkretsarna Ll, Tl, LS, Rl och L2, T2, L6, R2, ombesörjer tryckvakterna TV1 och TV2 att ventilerna V1 och V4 stängs. Efter en av tidreläet Tl förutbestämd stabiliseringstid stänges ventilerna V5 och V5', varvid således delkretsen L2, T2 åtﬂï skiljs från delkretsen L6, R2 och från delkretsen Ll, Tl, L5, Rl.The device shown operates essentially as follows: In the initial state, the valves V1, V2, V2 ', V4, V5 and V5' are open, while the other valves are closed. The lines L1, L5, L2 and L6 are connected via resp. pressure regulator TR1, TR2 to the pressurized gas source (arrow P1), so that the system is vented. Then resp. predetermined pressures are reached in the sub-circuits L1, T1, LS, R1 and L2, T2, L6, R2, the pressure switches TV1 and TV2 ensure that the valves V1 and V4 are closed. After a stabilization time predetermined by the time relay T1, the valves V5 and V5 'are closed, thus the sub-circuit L2, T2 is separated from the sub-circuit L6, R2 and from the sub-circuit L1, T1, L5, R1.

Detta innebär att provobjektets ena kammare Tl fortfarande står i förbindelse med motsvarande referensbehållare Rl, medan provobjek- tets andra kammare T2 är helt åtskild från tillhörande referensbe- hållare R2, ehuru kammaren T2 och behållaren R2 i detta läge har exakt samma tryck.This means that one chamber T1 of the sample object is still connected to the corresponding reference container R1, while the other chamber T2 of the sample object is completely separated from the associated reference container R2, although the chamber T2 and the container R2 in this position have exactly the same pressure.

Samtidigt med att ventilerna V5, V5' stängs, öppnas ventilen V7 till hjälpläckan S3 och påbörjas en kontrollmätning(internmätning) av tätheten mellan den under högre tryck stående kammaren Tl och den under lägre tryck stående kammaren T2. l Under en av tidreläet T2 bestämd tidsperiod avkännes en eventuell tryckökning i kammaren T2 medelst membranet i differential- tryckmätaren Dl. Tidsperioden eller mättiden kan hållas tämligen kort genom att en långsam, kontrollerad trycksänkning åstadkommas i kretsen L6, R2 medelst hjälpläckan S3. 10 15 20 25 30 35 7903649-7 Vid läckage överstigande ett visst läckflöde (svarande mot den givna tryckskillnaden mellan Tl och T2 och den förutbestämda mättiden) sluter den till tryckmätarens Dl memhran kopplade kon- takten tillhörande strömkrets och tänds signallampan för indikering av internt läckage, varpå provningen av provobjektet kan anslutas och nästa provobjekt tätkontrolleras.At the same time as the valves V5, V5 'are closed, the valve V7 to the auxiliary leak S3 is opened and a control measurement (internal measurement) of the tightness between the higher pressure chamber T1 and the lower pressure chamber T2 is started. During a period of time determined by the time relay T2, any increase in pressure in the chamber T2 is sensed by the diaphragm in the differential pressure gauge D1. The time period or measurement time can be kept rather short by providing a slow, controlled pressure drop in the circuit L6, R2 by means of the auxiliary leak S3. 10 15 20 25 30 35 7903649-7 In the event of a leakage exceeding a certain leakage flow (corresponding to the given pressure difference between T1 and T2 and the predetermined measuring time), the contact associated with the pressure gauge D1 membrane connects to the circuit and the signal lamp for indicating internal leakage lights up. , whereupon the test of the test object can be connected and the next test object closely checked.

Om internt läckage ej påvisats fortsätter tätkontrollen genom tätkontroll av resp. kammare Tl och T2 med avseende på täthet gentemot omgivningen, dvs. extern tätkontroll. För detta öppnas ven- tilerna V5 och V5' under en av tidreläet T3 bestämd, relativt kort stabiliseringstid, varvid säkerställas att högtrycks- och lågtrycks- kråsarna har samma tryck överallt inom resp. krets. I samband här- med stänges även ventilen V7 och, efter stabiliseringstiden, ventilerna V2, V2', V5 och V5'.If internal leakage has not been detected, the tightening control continues by tightening of resp. chambers T1 and T2 with respect to tightness to the environment, i.e. external tightness control. For this, the valves V5 and V5 'are opened during a relatively short stabilization time determined by the time relay T3, whereby it is ensured that the high-pressure and low-pressure circuits have the same pressure everywhere within resp. circuit. In connection with this, the valve V7 and, after the stabilization time, the valves V2, V2 ', V5 and V5' are also closed.

Under nästföljande, av tidreläet T4 bestämda tidsperiod av- kännes en eventuell trycksänkning i kretsen Ll, Tl medelst mem- branet i differentialtryckmätaren D2. Samtidigt avkännes under en av tidreläet T5 bestämd tidsperiod (dessa båda tidsperioder kan således påbörjas samtidigt för vinnande av total provningstid) en eventuell trycksänkning i kretsen L2, T2 medelst differentialtryckmätaren D3.During the next time period determined by the time relay T4, a possible pressure drop in the circuit L1, T1 is detected by means of the diaphragm in the differential pressure gauge D2. At the same time, during a time period determined by the time relay T5 (these two time periods can thus be started simultaneously for gaining the total test time), a possible pressure drop in the circuit L2, T2 is detected by means of the differential pressure gauge D3.

Eventuellt läckage (indikerat medelst resp. signallampa) i resp.l krets kan med säkerhet fastställas som externt läckage, eftersom dessa kontrollmätningar förgåtts av intern tätkontroll.Any leakage (indicated by the respective signal lamp) in the respective circuit can be determined with certainty as external leakage, since these control measurements were carried out by internal tight control.

Efter avslutad provning öppnas Ventilerna V2, VZZ, V3, V5, V5' och V6 för evakuering av provtrycket, så att prov- objektet kan uttagas och ersättas med nästa.At the end of the test, Valves V2, VZZ, V3, V5, V5 'and V6 are opened for evacuation of the test pressure, so that the test object can be removed and replaced with the next one.

Det inses att en rad detaljändringar kan företagas inom ramen för uppfinningstanken. Exempelvis kan differentialtryckmätarna Dl-D3 utgöras av induktiva tryckqivare av den typ, som beskrivs närmare i svenska patentskriften 7507483-l. Vidare kan tryckmätarna Dl och D3 i princip ersättas av en i båda riktningarna arbetande differen- tialtryckmätare. Signallamporna kan ersättas av eller kompletteras med andra indikerings- och/eller styrningsorgan, exempelvis för automatisk styrninâyhela provförloppet. Ventilerna kan styras på annat sätt än på elektrisk väg. Slutligen kan separata tryckkällor anslutas till högtrycks- resp. lågtryckskretsarna, varvid tryck- regulatorerna TRl och TRI i princip blir obehövliga.It will be appreciated that a number of detailed changes may be made within the scope of the inventive concept. For example, the differential pressure gauges D1-D3 can consist of inductive pressure sensors of the type described in more detail in Swedish patent specification 7507483-1. Furthermore, the pressure gauges D1 and D3 can in principle be replaced by a differential pressure gauge operating in both directions. The signal lamps can be replaced by or supplemented with other indication and / or control means, for example for the automatic control of the entire test process. The valves can be controlled in other ways than electrically. Finally, separate pressure sources can be connected to high-pressure resp. the low-pressure circuits, whereby the pressure regulators TR1 and TRI in principle become unnecessary.

Claims

7903649-7 PATENT REQUIREMENTS

1. l. By means of a pressure medium tightly sampling two separate chambers (T1, T2) of at least one partition wall of a test object (T), in particular during series production, whereby during predetermined time periods a possible pressure change in resp. chamber compared to the pressure in an associated reference container (R1, R2), characterized in that the tightness between the chambers (T1, T2) is checked by connecting each chamber to the associated reference container (R1, R2) during the application of different high pressures (TR1, TR2), whereupon the lower pressure chamber (T2) and associated reference container are disconnected (V5, V5 ') from each other and connected to a differential pressure gauge (D1) for measuring any increase in pressure in this chamber ( T2) resulting from internal leakage in the test object (T).

2. A method according to claim 1, characterized in that the tightness between the chambers is first checked and then resp. the tightness of chambers to the surroundings, whereby the testing of a test object is interrupted if the first tightness check shows leakage between the chambers.

3. A method according to claim 2, characterized in that the predetermined time period (T2) for said first, internal tight control is selected significantly shorter than the time periods (T4, T5) for subsequent control of resp. external density of chambers.

4. '4. A method according to any one of claims 1-3, characterized in that the time for resp. tight control measurement is reduced by controlled pressure change (S1-S3) in resp. measuring circuit.

5. A method according to claim 4, characterized in that the controlled pressure change is effected by means of a well-defined gas leak (S1-S3) inserted in the sub-circuit which, in the event of a leak, obtains the lower pressure.

Device for carrying out the method specified in claim 1 for sealing two separate chambers (T1, T2) of at least one partition wall of a test object (T), comprising two reference containers (R1, R2), which by means of pipelines (L5; L3, L1; L6, L4, L2) are connectable to said chambers and a source of pressure media (TR1 and TR2), valve means (V1, V2, V2 ', V4, V5, V5') in said pipelines and differential pressure gauge (D1-D3) for measuring any pressure changes in resp. chamber compared with the pressure in the associated reference container, characterized in that said pipelines and valve means are arranged such that the two chambers (T1, T2) are simultaneously connectable to their respective reference containers (R1, R2) during installation. of different pressures, one chamber connected to the lower pressure (T2) and associated reference container (R2) being connectable to each side of a differential pressure gauge (D1) for measuring a possible pressure increase in the chamber (T2) resulting from internal leakage. in the sample object (T).