Способ контроля герметичности полого изделия с открытым торцом



Способ контроля герметичности полого изделия с открытым торцом
Способ контроля герметичности полого изделия с открытым торцом

 


Владельцы патента RU 2444714:

Открытое акционерное общество "Корпорация "Тактическое ракетное вооружение" (RU)

Изобретение относится к области испытательной техники по проверке герметичности полых изделий и направлено на повышение качества их испытаний для повышения надежности при эксплуатации. Способ согласно изобретению позволяет исключить влияние диффузии молекул гелия через уплотнение технологической заглушки путем откачки молекул гелия из кольцевой полости вакуумного барьера. Для этого герметизированное изделие помещают в испытательную камеру, которую вакуумируют. Затем заполняют изделие гелием, откачивают воздух из кольцевой полости до достижения равновесного состояния с испытательной камерой, производят замеры течеискателя, определяют время начала процесса диффузии газа через уплотнение технологической заглушки и удаляют молекулы гелия из кольцевой полости вакуумным насосом. 2 ил.

 

Изобретение относится к области испытательной техники и позволяет повысить достоверность и точность контроля герметичности изделий, к которым предъявляются повышенные требования надежности при их эксплуатации, в таких областях промышленности, как авиационная, космическая и машиностроительная.

Наиболее высокочувствительным методом контроля герметичности изделий является масс-спектрометрический метод, метод вакуумирования. Способ широко применяется для определения негерметичности изделий для герметизированных изделий, в том числе, таких как топливные системы летательных аппаратов. При производстве топливных систем, например корпуса топливного бака ракеты с открытым торцом, возникает необходимость обеспечения высокой степени герметичности изделия. Метод вакуумирования позволяет определить степень негерметичности изделия по показаниям масс-спектрометрического прибора - течеискателя (ПТИ), регистрирующего наличие в вакуумной камере молекул газа.

Известен способ контроля герметичности /«Неразрушающий контроль», том II. /Под ред. В.В.Клюева. - М.: Машиностроение, 2003/, включающий подготовку изделия к контролю, их загрузку в вакуумную камеру, откачку вакуумной камеры откачной системой вакуумной камеры, подключение ПТИ к вакуумной камере, достижение равновесного состояния установки контроля, снятие показания ПТИ, сравнение показания ПТИ с нормой, принятие решения о годности изделий по максимально допустимым значениям порога утечки для данного изделия, установленным разработчиком изделия.

Недостатком способа является то, что при герметизации изделия не учитываются дополнительные погрешности, возникающие в связи с диффузией газа.

Известен способ контроля герметичности полых изделий (СССР, МПК 4 G01M 3/02, а.с. №1231414, 22.10.1984 г.), заключающийся в повышении точности контроля герметичности полого изделия путем снижения сигнала от диффузии индикаторного сигнала в зону контроля в период технологической выдержки под давлением.

Недостатком данного способа являются то, что влияние диффузии не устраняется полностью, при этом применение дополнительного оборудования усложняет процесс испытания.

Из уровня техники известен способ контроля герметичности полых изделий (РФ, пат. №2322655, МПК G01M 3/00, опубл. 20.04.2008 г.), заключающийся в поиске утечек с помощью гелиевого течеискателя в изделиях, имеющих свободный объем и позволяющий производить оценку годности изделий по показаниям путем их сравнения с допустимой утечкой.

Недостатком данного способа являются то, что не учитываются побочные натекания газа, возникающие при герметизации полого изделия, что снижает точность контроля.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому решению является контроль герметичности масс-спектрометрическим методом течеискания способом вакуумирования ОСТ 141499-2001, заключающийся в том, что изделие помещают в вакуумную камеру, соединенную с масс-спектрометрическим прибором (ПТИ), заполняют контрольным газом и одновременно регистрируют замеры показаний ПТИ.

Недостатком является то, что данный ОСТ не исключает погрешностей замеров от диффузии газа, полученных в результате герметизации полого изделия.

Существующие способы контроля герметичности полых изделий определяют наличие негерметичности, однако ни один из них не исключает побочных натеканий газа, полученных в результате диффузии гелия сквозь герметичное уплотнение открытого торца.

Предлагается способ контроля герметичности полого изделия с открытым торцом, при котором полое изделие герметизируют путем установки технологической заглушки на открытый торец и уплотняют соединение между стенкой изделия и технологической заглушкой, при этом по периметру технологической заглушки создают вакуумный барьер в виде кольцевой полости. Герметично закрытое полое изделие заполняют под давлением легкотекучим газом, например, гелием. В процессе технологической выдержки в результате негерметичности изделия происходит процесс диффузии и молекулы гелия через уплотнение попадают в контрольную область вакуумной камеры, за счет чего результаты замеров ПТИ получают приращение. Для исключения влияния фактора диффузии сквозь уплотнение и полученного приращения производят откачку молекул гелия за пределы контролируемой области.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение достоверности и точности контроля герметичности полого изделия с открытым торцом путем исключения влияния фактора диффузии гелия сквозь уплотнение технологической заглушки и упрощение способа контроля.

Указанная задача достигается за счет того, что контроль герметичности полого изделия с открытым торцом осуществляют путем герметизации полого изделия, при этом открытый торец закрывают технологической заглушкой, соединение между технологической заглушкой и стенкой полого изделия уплотняют вакуумной резиной, причем в объеме технологической заглушки создают вакуумный барьер в виде кольцевой полости, соединенной с вакуумным насосом; герметизированное изделие помещают в испытательную камеру, камеру вакуумируют, заполняют изделие гелием, откачивают воздух из кольцевой полости до достижения равновесного состояния с испытательной камерой, производят замеры ПТИ, определяют время начала процесса диффузии газа через уплотнение технологической заглушки и удаляют молекулы гелия из кольцевой полости.

На фиг.1 представлена схема установки для реализации способа.

На фиг.2 изображена выноска А, на которой между уплотнительными элементами технологической заглушки показана кольцевая полость 4.

Для проведения испытания предлагаемым способом используют вакуумную камеру 1, в которую помещают полое изделие 2, герметично закрывают технологической заглушкой 3, при этом соединение между корпусом изделия 2 и технологической заглушкой 3 уплотняют вакуумной резиной таким образом, что создают кольцевую полость 4, соединенную с вакуумным насосом для откачки молекул гелия.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Предварительно проводят опрессовку испытуемого изделия 2 на прочность и герметизируют. Для герметизации открытый торец полого изделия закрывают технологической заглушкой 3, уплотняют соединение между технологической заглушкой 3 и корпусом полого изделия 2, для этого по периметру соединения устанавливают уплотнение, например, из вакуумной резины, и создают вакуумный барьер в виде кольцевой полости 4, соединенной с вакуумным насосом для откачки воздуха.

Контроль герметичности полого изделия 2 осуществляют масс-спектрометрическим методом. Полое изделие 2 герметично закрывают и помещают в камеру 1, из которой откачивают воздух, подключают прибор ПТИ-10. Герметично закрытое полое изделие 2 заполняют гелием и выдерживают под давлением в пределах 8-12 минут, при этом время технологической выдержки зависит от максимальной толщины стенки корпуса изделия 2 и значительной протяженности уплотнительного соединения. В процессе технологической выдержки проверяемого объекта в вакуумной камере 1 по истечении промежутка времени, определенного экспериментальным путем, начинается процесс диффузии гелия через уплотнительную резину. Молекулы гелия проникают через уплотнение и создают приращение результата замера. Исключают полученное приращение замера путем создания вакуумного барьера в объеме технологической заглушки. Вакуумный барьер представляет собой герметичную кольцевую полость 4, соединенную с вакуумным насосом для удаления молекул гелия из кольцевой полости 4 за пределы вакуумной камеры 1.

Для отвода молекул гелия кольцевую полость 4 вакуумируют до достижения равновесного состояния с вакуумной камерой 1. В процессе диффузии молекулы гелия свободно проникают через уплотнение в кольцевую полость 4, представляющую собой вакуумный барьер, откуда с помощью вакуумного насоса удаляются за пределы вакуумной камеры 1. Таким образом, молекулы гелия, проникающие через уплотнение, не оказывают влияния на контрольные замеры. Чистота эксперимента определяется количеством молекул гелия, проникающих в результате диффузии через уплотнение технологической заглушки 3 и удаляемых из контролируемой области вакуумной камеры 1.

При использовании предложенного способа за счет повышения точности и достоверности контроля повышается качество испытаний изделий на герметичность и, следовательно, надежность эксплуатации систем летательных аппаратов.

Предлагаемый способ достаточно прост для промышленного применения и позволяет объективно обеспечить контроль герметичности изделия путем исключения влияния фактора диффузии через уплотнение технологической заглушки.

Способ контроля герметичности полого изделия с открытым торцом, заключающийся в том, что для герметизации полого изделия открытый торец закрывают технологической заглушкой, соединение между технологической заглушкой и стенкой полого изделия уплотняют вакуумной резиной, причем в объеме технологической заглушки создают вакуумный барьер в виде кольцевой полости, соединенной с вакуумным насосом; герметизированное изделие помещают в испытательную камеру, камеру вакуумируют, заполняют изделие гелием, откачивают воздух из кольцевой полости до достижения равновесного состояния с испытательной камерой, производят замеры ПТИ, определяют время начала процесса диффузии через уплотнение технологической заглушки и удаляют молекулы гелия из кольцевой полости.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области испытательной техники и предназначено для применения в космической отрасли при испытании космических аппаратов (КА), а также может быть использовано в атомной, химической промышленности, в различных отраслях машиностроения.

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в электронной, атомной промышленности, в машиностроении, где испытания изделий связаны с высокими требованиями по герметичности.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на обеспечение максимально возможной точности и без значительных расходов определения воздухонепроницаемости замкнутого пространства.

Изобретение относится к области контроля герметичности оборудования, разгерметизация которого сопровождается появлением водорода в контролируемой среде и может использоваться преимущественно на атомных энергетических установках с реакторами на быстрых нейтронах для контроля нарушения межконтурной плотности парогенераторов натрий-вода.

Изобретение относится к области испытательной и контрольной техники и предназначено для настройки систем течеискания, калибровка которых осуществляется пузырьковым методом и которые могут быть использованы в любых отраслях промышленности в качестве имитаторов течи, контрольной течи, эталона течи, а также в качестве стандартного образца предприятия.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение точности и достоверности результатов контроля герметичности за счет исключения влияния фона контрольного вещества и газовыделения материалов, входящих в состав изделия и оболочек.

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. .

Изобретение относится к средствам контрольно-измерительной техники и направлено на повышение чувствительности, качества и надежности контроля герметичности давлением жидкой среды.

Изобретение относится к трубопроводной арматуре для газовой промышленности, предназначено для проведения испытаний при разработке и создании клапанов-отсекателей, устанавливаемых в насосно-компрессорные трубы.

Изобретение относится к контролю технического состояния магистрального газопровода и может быть использовано для исследований запорно-регулирующей арматуры газопровода концентрационным способом.

Изобретение относится к области измерительной техники

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано при испытаниях на герметичность систем ракетно-космической техники, содержащих в процессе штатной эксплуатации в ампулизированном состоянии рабочие жидкости, а также может найти применение в тех областях техники, где предъявляются высокие требования к надежности изделий по параметру «герметичность»

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано во многих отраслях промышленности, связанных с использованием газообразных материалов, таких как газ или пар

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам и устройствам проверки качества герметизации транспортного средства при подготовке его к преодолению водной преграды по дну. Способ проверки качества герметизации заключается в определении мест неплотностей по звуку засасываемого внутрь транспортного средства воздуха, путем создания внутри загерметизированного транспортного средства разрежения. Места неплотностей дополнительно определяют в одной изолированной от внутреннего объема транспортного средства полости, предварительно образованной на надгусеничной полке транспортного средства. Полость соединена воздуховодом с внутренним объемом транспортного средства. Устройство для проверки качества герметизации содержит прибор для контроля разрежения внутри загерметизированного транспортного средства со шлангом отбора воздуха. Шланг соединяет прибор с внутренним объемом транспортного средства. Устройство снабжено системой для создания разрежения в одной изолированной от внутреннего объема полости, предварительно образованной на надгусеничной полке транспортного средства. Система выполнена в виде воздуховодов, соединенных посредством соединительных элементов между собой и с внутренним объемом транспортного средства. Достигается повышение достоверности проверки качества герметизации методом «разрежения» при подготовке транспортного средства к преодолению водных преград по дну. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к наполнению сосудов высокого давления газами в сжатом состоянии с измерением степени утечки газа и может найти применение в различных отраслях народного хозяйства, производящих и эксплуатирующих изделия и объекты с заряженными баллонами высокого давления. В состав рабочего газа при зарядке баллона пневмоблока вводят гелий в количестве, определяемом его парциальным давлением в баллоне, контроль герметичности пневмоблока осуществляют после зарядки баллона рабочим газом, путем измерения течи гелия масс-спектрометрическим гелиевым течеискателем, и в эксплуатацию отдают пневмоблоки, течь гелия из которых не превышает допустимой величины. Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является упрощение эксплуатации пневмоблока и увеличение надежности сохранения его работоспособности при длительной эксплуатации. 2 ил.

Изобретение относится к наполнению сосудов высокого давления газами в сжатом состоянии с измерением степени утечки газа. Система контроля герметичности включает пневмоблок, содержащий баллон высокого давления, сообщенный с зарядным краном и с магистралью подачи рабочего газа потребителю, снабженной устройством герметизации, источник гелия избыточного давления и источник рабочего газа высокого давления с магистралями подачи гелия и рабочего газа соответственно, выполненными с возможностью сообщения с зарядным краном пневмоблока, накопительную емкость для течи из пневмоблока, выполненную из тонкостенного эластичного материала с возможностью размещения в ней пневмоблока, снабженную окном для его прохода и устройством герметизации окна, масс-спектрометрический гелиевый течеискатель, снабженный линией отбора пробы со щупом с иглой Льюера и вакуумным насосом, сообщенным с линией отбора пробы через вентиль. Площадь свободной поверхности накопительной емкости после герметизации ее окна превышает площадь наружной поверхности пневмоблока. Система также содержит шприц тарированного объема с иглой для введения воздуха в полость накопительной емкости. Техническим результатом является упрощение эксплуатации пневмоблока и увеличение надежности сохранения его работоспособности при длительной эксплуатации. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность и может быть использовано для испытания, например, ракетно-космической техники. Сущность: изделие помещают в испытательную вакуумную камеру. Удаляют из камеры и объема изделия атмосферный воздух. Наносят на внутренние поверхности изделия предварительно подогретый распыленный растворитель, обеспечивая образование на ней ламинарно стекающей пленки. Затем повышают давление подачей в объем изделия сухого газа и производят регистрацию и измерение потока паров растворителя, проникающих в объем испытательной вакуумной камеры. Технический результат: повышение эффективности, чувствительности и надежности обнаружения дефектов изделия. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области исследований устройств на герметичность. Сущность: перед испытаниями определяют реакцию течеискателя (3) на фоновое содержание контрольного вещества в испытательной камере (1) с контролируемым изделием (2). Затем предварительно взвешенный проницаемый корпус (6) с контрольным веществом помещают в испытательную камеру (1) с контролируемым изделием (2) и выдерживают в течение времени накопления. Определяют реакцию течеискателя (3) на накопленное контрольное вещество. Извлекают проницаемый корпус (6) из испытательной камеры (1) и вновь взвешивают. Очищают испытательную камеру (1) до начального фонового содержания контрольного вещества. Заполняют полость изделия (2) контрольным веществом до требуемого давления и выдерживают в течение того же времени накопления. Определяют реакцию течеискателя (3) на контрольное вещество, накопленное в испытательной камере (1). По полученным данным рассчитывают величину негерметичности изделия (2). Технический результат: повышение точности результатов контроля герметичности за счет исключения влияния на результат испытаний адсорбции молекул контрольного вещества на поверхностях изделия и испытательной камеры. 3 ил.

Изобретение относится к технике контроля герметичности микроэлектромеханических и микроэлектронных устройств, для функционирования которых требуется герметичный корпус с внутренней полостью. Сущность: устройство включает камеру экспозиции микроструктур в пробном газе, спектрометр, работающий в ИК-диапазоне, и блок управления позиционированием волноводов. В камере экспозиции размещены два волновода, один из которых используют для подвода ИК-излучения от спектрометра к микроструктуре, а другой - для приема и передачи излучения, прошедшего через микроструктуру, к ИК-спектрометру. Технический результат: измерение количественных характеристик натекания с высокой точностью, автоматическое тестирование микроструктур групповым способом, в том числе микроструктур, герметизированных интегрально «пластина-к-пластине», измерение больших течей в малых объемах, обнаружение скрытых дефектов корпусирования. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к лазерной технике. Способ контроля герметичности отсоединенных от вакуумного поста моноблочных газовых лазеров включает использование для оценки герметичности пробного газа, выбор аналитических пар спектральных линий пробного и рабочего газов, для оценки концентрации пробного газа, построение калибровочной зависимости относительной интенсивности выбранной аналитической пары от концентрации пробного газа, регистрацию спектра излучения тлеющего разряда контролируемого лазера, определение по калибровочной зависимости концентрации пробного газа, создание замкнутого объема вокруг контролируемой оболочки лазера, заполнение указанного замкнутого объема пробным газом, накопление в контролируемом лазере пробного газа, регистрацию линий пробного газа в спектре излучения тлеющего разряда после хранения в среде пробного газа, определение по калибровочной зависимости концентрации пробного газа и оценку герметичности изделия по разности измеренных концентраций пробных газов до и после контрольного времени хранения. В качестве пробного используют газ, не являющийся рабочим газом для данного лазера или типичным примесным газом и имеющий в выбранной спектральной области линии, не перекрывающиеся линиями основных газов или молекулярных полос типичных примесных газов, обладающих высокой интенсивностью при низких концентрациях пробного газа. При этом время, в течение которого выдерживают контролируемое изделие в среде этого газа, определяют по формуле: где Δt - время выдержки в среде пробного газа, сек; Pмин - минимальное давление пробного газа, которое можно зарегистрировать, Па; V - объем газовой смеси моноблочного газового лазера, м3; Q - минимальный поток натекания, который необходимо зарегистрировать, Па·м3/сек. Технический результат заключается в сокращении времени контроля. 2 ил.
Наверх