СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ Российский патент 1994 года по МПК F15B19/00 G01M3/26 

Изобретение относится к испытательной технике и может найти применение при контроле утечек и внутренних перетечек гидроагрегатов и гидросистем различных изделий в машиностроении.

Известен способ испытания изделий на герметичность, при котором испытуемое изделие заполняют жидкостью под давлением испытания, выдерживают и контролируют изменение давления, по которому судят о герметичности изделия (авт.св. N 484426, кл. G 01 M 3/02, 1971).

Однако этот способ при большой номенклатуре испытуемых изделий, когда не известны объемы полостей изделий и их упругие характеристики, не обеспечивает требуемой достоверности контроля.

Известен способ испытания изделий на герметичность, при котором испытуемое изделие заполняют жидкостью под давлением испытания и выдерживают, а в процессе выдержки соединяют с дополнительной емкостью, давление в которой превышает давление испытания, и контролируют параметр процесса изменения давления жидкости в изделии, в качестве которого используют амплитуду изменения давления, по которому судят о герметичности изделия (авт.св. N 1677548, кл. G 01 M 3/26, 1988). Этот способ наиболее близок по эффективности к предлагаемому и принят за прототип.

Для нахождения величины утечки по известному способу необходимо произвести измерение перепада давления между дополнительной емкостью и изделием, а также измерение изменения давления в изделии при выдержке и в момент соединения изделия с дополнительной емкостью. Наибольшую погрешность вносят две последние измеряемые величины. Особенно велика погрешность при измерении малых утечек. В результате точность измерения оказывается недостаточной.

Предлагается способ испытания изделий на герметичность, при котором испытуемое изделие заполняют жидкостью под давлением испытания и выдерживают, а в процессе выдержки соединяют с дополнительной емкостью, давление в которой превышает давление испытания, и контролируют параметр процесса изменения давления жидкости в изделии, по которому судят о герметичности изделия. При этом соединение изделия с дополнительной емкостью осуществляют в начале выдержки и производят выдержку с контролем времени до тех пор, пока давление в изделии достигнет первоначального значения, в качестве параметра, по которому судят о герметичности изделия, используют полученную длительность выдержки. Таким образом, за время выдержки объем утечки равен объему жидкости, поступившему в изделие из дополнительной емкости.

Имеем для утечки
V_ут= ·V_o·β_o , где Р_о - давление в дополнительной емкости;
Р_исп. - давление испытания;
V_o - объем полости дополнительной емкости;
β_o - коэффициент сжимаемой дополнительной емкости. заполненной жидкостью;
Т_выд - время от начала выдержки изделия до достижения в нем первоначального значения давления.

Погрешность измерения величины (Р_о -Р_исп.) равна соответствующей погрешности в прототипе. Величина (V_o ˙ β_o) определяется с высокой степенью точности предварительными тарировками, например, методом слива порций жидкости из полости дополнительной емкости с замером изменения давления и величины слитого объема. Погрешностью измерения этой величины можно пренебречь. Также можно пренебречь погрешностью измерения Т_выд., так как измерение времени обеспечивается с очень высокой точностью. Таким образом, вместо погрешности, обусловленной измерением двух величин изменения давления в изделии (что имело место в прототипе), в предложенном способе фигурирует погрешность уровня индикации первоначального значения давления Р_исп. Если для измерения используется дифференциальный манометр, то в прототипе суммарная погрешность измерения давления равна геометрической сумме допускаемых погрешностей, в предложенном способе соответствующая погрешность равна погрешности установки на ноль. Она обычно не превышает 0,25 от допускаемой основной погрешности. Из этого следует, что предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом в 4-5 раз уменьшить соответствующую погрешность при измерении утечки. В результате существенно повышается достоверность контроля.

На чертеже представлена схема стенда для реализации предложенного способа.

Стенд содержит бак 1 для хранения жидкости, магистраль нагнетания с насосом 2, кранами 3 и 4 и пневмогидравлическим аккумулятором 5, давление в котором контролируется манометром 6, и магистраль слива с краном 7, соединяющую контролируемое изделие 8 с баком 1. Параллельно магистpали нагнетания подключена дополнительная магистраль с кранами 9-11, дополнительной емкостью-порционером 12 и пневмогидравлическим аккумулятором 13, давление в котором контролируется манометром 14. Аккумулятор 5 предназначен для поддержания испытательного давления, а аккумулятор 13 - для зарядки емкости-порционера 12.

Изменение давления в изделии 8 в процессе выдержки контролируется дифференциальным манометром 15.

Способ осуществляют следующим образом.

Рассмотрим испытание гидроагрегатов на внутренние перетечки. рабочая жидкость - АМГ-10. Давление испытания Р_исп. = 210 кгс/см². Допустимая величина утечки 30 мм³/мин. Для дополнительной емкости-порционера 12 величина (V_o ˙ β_o) = 6˙10^-4 см⁵/кгс известна заранее из предварительных тарировок. Примем, что из дополнительной емкости в изделие поступает порция жидкости, равная утечке (можно брать и меньшую величину, но не стоит большую допустимой, так как это завышает цикл испытания). Тогда (Р_о - Р_исп.) = 50 кгс/см², т.е. Р_о = 260 кгс/см².

Испытание проводится в следующей последовательности. Испытуемый агрегат подсоединяют к магистралям стенда. При перекрытых остальных открывают краны, 3, 4 и 9, включают насос 2 и доводят давление в аккумуляторе 13 до 260 кгс/см², а в аккумуляторе 5 до 210 кгс/см². По достижении заданного давления перекрывают краны 3 и 4, отключают насос 2. Создают в дополнительной емкости давление 260 кгс/см², для чего открывают и закрывают кран 10. Начинают измерение утечки. Для этого перекрывают кран 4 и начинают отсчет времени. Открывают кран 11 и в полость изделия поступает порция жидкости из дополнительной емкости-порционера 12. При этом манометр 15 отклоняется от нулевого положения на определенную величину. В процессе выдержки из-за наличия утечки давление в изделии уменьшается и показания манометра 15 уменьшаются до нуля, т.е. давление в изделии достигает первоначального значения Р_исп. Измеряют время от начала выдержки до этого значения. Предположим, что это время Т_выд. = 40 с, тогда V_ут = 45 мм³/мин. Изделие бракуется. По окончании испытания изделие отсоединяют и готовят систему для следующего цикла.

Возможна эквивалентная реализация способа, когда в дополнительной емкости устанавливают давление меньше испытательного (вплоть до атмосферного). При этом в процессе выдержки сравнивают давление в изделии с величиной, установившейся при соединении дополнительной емкости с изделием. По сравнению с прототипом такой вариант также повышает достоверность контроля за счет уменьшения погрешности, обуславливаемой гистерезисом измерительной системы.

Таким образом, способ контроля герметичности за счет повышения достоверности позволяет сократить пропуск бракованных изделий и ложные забраковки. В результате сокращается трудоемкость изготовления гидроагрегатов и гидросистем, повышается надежность их работы в эксплуатации.

Использование: для испытаний агрегатов и гидросистем на герметичность. Сущность: изделие 8 заполняют жидкостью под давлением испытания, выдерживают и в процессе выдержки соединяют с дополнительной емкостью 12, давление в которой превышает испытательное, а о герметичности судят по изменению давления жидкости в изделии 8. При этом соединение изделия с дополнительной емкостью 12 производят в начале выдержки, а выдержку осуществляют до тех пор, пока давление в изделии 8 не достигнет первоначального значения. О герметичности судят с учетом времени от начала выдержки до достижения в изделии 8 первоначального значения давления. 1 ил.

СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЯ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ, при котором испытуемое изделие заполняют жидкостью под давлением испытания и выдерживают, а в процессе выдержки соединяют с дополнительной емкостью, давление в которой превышает давление испытания, и контролируют параметр процесса изменения давления жидкости в изделии, по которому судят о герметичности изделия, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, соединение изделия с дополнительной емкостью осуществляют вначале выдержки и производят выдержку с контролем времени до тех пор, пока давление в изделии достигнет первоначального значения, а в качестве параметра, по которому судят о герметичности изделия, используют полученную длительность выдержки.