СПОСОБ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ Российский патент 2002 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано для контроля герметичности различных изделий, в том числе укупоренных.

Известны способы контроля герметичности. Наиболее распространенные из них заключаются в том, что на стенках контролируемого изделия создают перепад давления газа или жидкости и судят о герметичности или по изменению давления, или по появлению пузырьков, или по повышению концентрации пробного газа, или по появлению пятен жидкости в местах дефектов и т.д. (ГОСТ 24054-80, ОСТ 92-1291-75, а.с. СССР 1348685, 1439429, патенты США 3174329, 3748893, заявка ФРГ 218037, заявки Японии 5412238, 5649297, А.К.Гуревич и др. Неразрушающий контроль. т.1. - М.: Высшая школа, 1992).

К общему недостатку известных способов необходимо отнести потребность при их осуществлении в источниках сжатого воздуха, специальных газов, расходных материалов, воды, энергии, сложность и стационарность испытательного оборудования. К серьезному недостатку способов относится высокая трудоемкость или невозможность контроля герметичности укупоренных изделий.

Известны способ и устройство для контроля герметичности по заявке WO 98/48258, выбранные за прототип. Способ заключается в том, что путем перемещения поршня в цилиндре под действием собственного веса на стенках изделия создают перепад давления, а о герметичности судят по изменению объема в подпоршневой полости путем регистрации перемещения поршня.

Этот способ в значительной мере решает указанные проблемы, однако ему присущи недостатки, связанные с процессом уравновешивания веса поршня и давления в подпоршневой полости, а именно этот момент заложен в основу способа. Уравновешивание поршня - процесс достаточно длительный, а главное - определение момента равновесия носит субъективный характер, особенно при выявлении малых утечек. Дело в том, что завершение уравновешивания поршня происходит одновременно с утечками через дефект, оба эти процесса вызывают перемещение поршня, что в конечном итоге приводит к неоднозначности и снижению достоверности результата контроля.

Устройство для осуществления способа по заявке WO 98/48258 содержит цилиндр и поршень, установленный в цилиндр на упругом подвесе в виде гофрированного чехла из эластичного материала. Его основные недостатки: возможность потери устойчивости (смятия) чехла из эластичного материала под действием избыточного или отрицательного давления в подпоршневой полости, неудовлетворительное центрирование поршня относительно цилиндра, ведущее к увеличению силы трения и снижению чувствительности, неудобство пользования за счет необходимости точного определения момента равновесия поршня.

Изобретение направлено на повышение достоверности результата контроля известного способа.

Это достигается тем, что в отличие от известного способа по заявке WO 98/48258 перемещение поршня производят из первого положения во второе, определяют величину его обратного хода за установленное время и судят о герметичности путем сравнения этой величины с величиной обратного хода поршня, полученной при тех же условиях с использованием герметичного изделия, идентичного контролируемому.

Устройство для осуществления предлагаемого способа отличается от известного тем, что с целью повышения удобства его использования и надежности его работы оно снабжено стрелочным указателем с возможностью его фиксации и передвижения вдоль поршня, причем цилиндр размещен в корпусе с центрирующим отверстием, через которое пропущен поршень, а в гофрах чехла закреплены жесткие кольца.

На чертеже изображено в разрезе устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит цилиндр 1, закрепленный в корпусе 2 при помощи винтов 3, в корпусе выполнено отверстие, через которое наружу выведен поршень 4 с индикаторной риской 5, нижний конец его скреплен с гофрированным чехлом 6, который в свою очередь скреплен с крышкой 7, ввернутой в цилиндр 1. Устройство имеет также штуцер 8, шкалу 9, стрелочный указатель 10, направляющую 11, фиксаторные винты 12, 13, в гофры чехла 6 установлены жесткие кольца 14 для предотвращения возможного смятия чехла под действием давления в подпоршневой полости А.

Способ контроля герметичности при помощи данного устройства осуществляется следующим образом.

Поршень 4 устанавливают в первое положение, например в крайне верхнее, и фиксируют винтом 12. Через штуцер 8 сообщают подпоршневую полость А с заведомо герметичным изделием, идентичным контролируемому, или с соответствующим макетом изделия. Расфиксированный поршень 4 принудительно перемещают во второе положение, например в крайнее нижнее, создавая тем самым в подпоршневой полости А и в изделии избыточное давление воздуха. Освобождают поршень от внешней нагрузки и через установленное время фиксируют его винтом 12. За установленное время поршень под действием избыточного давления и упругих сил чехла 6 поднимется на некоторую величину. Эту величину измеряют по шкале 9 или регистрируют (что более удобно) путем передвижения стрелочного указателя 10 по направляющей 11 и фиксацией его винтом 13 в положении, соответствующем положению индикаторной риски 5 на поршне.

После регистрации величины обратного хода поршня, полученной при использовании заведомо герметичного изделия и принятой за эталон, проводят непосредственный контроль изделий, соблюдая приведенную последовательность операций. Очевидно, что при сохранении временных и климатических условий контроль герметичного изделия приведет к уже полученной величине обратного хода поршня. При контроле негерметичного изделия давление в подпоршневой полости за счет утечек сжатого воздуха будет меньше, что вызовет уменьшение средней скорости движения поршня и уменьшение величины его обратного хода за установленное время. Таким образом, путем сравнения величины обратного хода поршня с эталонным можно судить о герметичности изделия.

Одной из целей изобретения является повышение чувствительности способа путем увеличения разрешающей способности устройства Δh при одном и том же сквозном дефекте в тех случаях, когда это необходимо. Эта цель достигается тем, что в предлагаемый способ вводят еще одну операцию: поршень фиксируют во втором положении на дополнительное установленное время. Увеличение времени нахождения одного и того же негерметичного изделия под испытательным давлением ведет к увеличению количества (объема) утечек через сквозной дефект, а следовательно, к большему снижению давления подпоршневой полости и большей разнице величины перемещения поршня Δh.
В соответствии с изобретением изготовлено несколько работоспособных устройств, практическое использование которых подтвердило достижение поставленных целей.

Изобретение относится к области испытательной и измерительной техники и может быть использовано для контроля герметичности различных изделий, в том числе укупоренных. Способ контроля герметичности заключается в том, что перемещением поршня в цилиндре создают на стенках изделия перепад давления и судят о герметичности по его перемещению, при этом поршень принудительно перемещают под действием нагрузки из первого положения во второе, освобождают от нагрузки и определяют величину обратного хода поршня за установленное время, а о герметичности судят путем сравнения этой величины с эталонной величиной обратного хода поршня, полученной при тех же условиях с использованием герметичного изделия, идентичного контролируемому. Поршень фиксируют во втором положении на дополнительное установленное время. Технический результат изобретения - повышение достоверности контроля 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ контроля герметичности, заключающийся в том, что перемещением поршня в цилиндре создают на стенках изделия перепад давления и судят о герметичности по его перемещению, отличающийся тем, что поршень принудительно перемещают под действием нагрузки из первого положения во второе, освобождают от нагрузки и определяют величину обратного хода поршня за установленное время, а о герметичности судят путем сравнения этой величины с эталонной величиной обратного хода поршня, полученной при тех же условиях с использованием герметичного изделия, идентичного контролируемому. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что поршень фиксируют во втором положении на дополнительное установленное время.