СПОСОБ ИСПЫТАНИЯ ИЗДЕЛИЙ НА ГЕРМЕТИЧНОСТЬ Российский патент 2005 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать жидкостью на герметичность полые изделия, например трубопроводную запорную арматуру, с контролем суммарных значений утечек.

Известен пузырьковый способ испытания изделий на герметичность (А.С. СССР №1546863, G 01 М 3/06, 28.02.1990) путем соединения изделия с воздушной полостью барботера, соединения ресивера, объем которого выбирается из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью, с трубкой барботера, одновременного заполнения ресивера, изделия и барботера газом под контрольным давлением, регистрации выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия.

Однако этот способ не позволяет производить испытания изделий на герметичность жидкостью, что снижает точность учета суммарных утечек.

Известен способ испытания изделий на герметичность (Патент на изобретение РФ №2206879, G 01 М 3/00, 20.06.2003) путем соединения ресивера, объем которого выбирают из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью, с трубкой барботера, подключения к изделию упругой емкости, расположенной в газовой камере, соединения газовой камеры с воздушной полостью барботера, одновременного заполнения ресивера, барботера и камеры газом под контрольным давлением, а жидкостью изделие и упругую емкость, и регистрации выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия.

Однако этот способ не позволяет испытывать изделия на герметичность жидкостью под испытательным давлением, которое больше по значению от контрольного давления газа в ресивере.

Известный способ является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату.

Технический результат изобретения - повышение точности учета суммарных утечек при испытании изделия на герметичность жидкостью за счет расширения границ применимости способа на испытание изделий на герметичность жидкостью под испытательным давлением, которое больше по значению от контрольного давления газа в ресивере.

Поставленная задача решается тем, что при испытании изделий на герметичность путем соединения ресивера, объем которого выбирают из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью, с трубкой барботера, подключения к изделию упругой емкости, расположенной в камере, одновременного заполнения ресивера и барботера газом под контрольным давлением, а жидкостью изделие и упругую емкость, и регистрации выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия, к воздушной полости барботера подключают дополнительную упругую емкость, расположенную в камере, которая подвижным концом механически сопрягается с подвижным концом упругой емкости через жесткую пластину, внутреннюю полость камеры соединяют с атмосферой, дополнительную упругую емкость заполняют при контрольном давлении газом, изделие и упругую емкость заполняют жидкостью под испытательным давлением, а эффективную площадь поперечного сечения дополнительной упругой емкости F_{эф.доп.уп.ем.}, м², выбирают по формуле:

где F_{эф.уп.ем.} - эффективная площадь поперечного сечения упругой емкости, м²;

Р_{исп.дав.ж.} - испытательное давление жидкости в изделии и упругой емкости, Па;

р_{кон.дав.г.} - контрольное давление газа в ресивере, пузырьковой камере и дополнительной упругой емкости, Па.

На чертеже изображена схема устройства для реализации способа испытания изделий на герметичность.

Устройство содержит барботер 1, воздушная полость которого соединена с внутренней полостью дополнительной упругой емкости 2 (например, сильфоном), которая расположена в камере 3. Камера 3 соединена с атмосферой. В камере 3 расположена также упругая емкость 4. Дополнительная упругая емкость 2 незакрепленным торцом контактирует через жесткую пластину 5 с незакрепленным торцом упругой емкости 4. Внутренняя полость упругой емкости 4 соединена с изделием 6. Трубка 7 барботера 1 соединена с ресивером 8. Полость последнего соединена через вентиль 9 с полостью дополнительной упругой емкости 2, а воздушная полость барботера 1 соединена через вентиль 10 с атмосферой. Источник 11 газа соединен через вентиль 12 с полостью ресивера 8. Источник 13 жидкости соединен через вентиль 14 с полостями изделия 6 и упругой емкости 4. Объем полости ресивера 8 выбирают исходя из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью.

Способ реализуется следующим образом.

Исходя из объема изделия 6, допустимой утечки и заданной погрешности, определяют объем ресивера 8. Определяют необходимую эффективную площадь поперечного сечения дополнительной упругой емкости F_{эф.дoп.уп.eм.}, м², по формуле:

где F_{эф.уп.ем} - эффективная площадь поперечного сечения упругой емкости, м²;

Р_{исп.дав.ж} - испытательное давление жидкости в изделии и упругой емкости, Па;

р_{кон.дав.г.} - контрольное давление газа в ресивере, пузырьковой камере и дополнительной упругой емкости, Па.

Одновременно заполняют под испытательным давлением жидкостью изделие 6 и упругую емкость 4, а газом под контрольным давлением - выбранный ресивер 8, барботер 1 и дополнительную упругую емкость 2. Для этого открывают вентиль 14, соединяя источник 13 жидкости с изделием 6 и упругой емкостью 4. Открывают вентили 9 и 12, соединяя источник 11 газа с ресивером 8, барботером 1 и дополнительной упругой емкостью 2. Заполняют газом ресивер 8, барботер 1 и дополнительную упругую емкость 2 при сохранении уровня жидкости в барботере.

Закрывают вентили 14, 12 и 9 и отсоединяют изделие 6 и упругую емкость 4 от источника 13 жидкости, а ресивер 8, барботер 1 и дополнительную упругую емкость 2 отсоединяют от источника 11 газа.

В результате таких действий ресивер 8, барботажная трубка 7, барботер 1, дополнительная упругая емкость 2, упругая емкость 4 и изделие 6 оказываются соединенными последовательно по действующим в этих устройствах давлениям газа и жидкости.

Давление газа в соединенных последовательно ресивере 8, барботажной трубке 7, барботере 1 и дополнительной упругой емкости 2 равно контрольному давлению. Давление жидкости в соединенных последовательно упругой емкости 4 и изделии 6 равно испытательному давлению, при котором производится испытание изделия на герметичность жидкостью.

Источником газа, который поддерживает контрольное давление в барботажной трубке 7, барботере 1 и дополнительной упругой емкости 2 и испытательное давление в упругой емкости 4 и изделии 6, является ресивер 8. Он имеет существенно больший объем по сравнению с другими устройствами.

Если изделие 6 негерметично, то есть имеются утечки жидкости из изделия в атмосферу, тогда давление жидкости в изделии 6 и в упругой емкости 4 понижается. К упругой емкости 4 (к ее эффективной площади по незакрепленному торцу) прикладывается с одной стороны сила, меньшая по значению, чем была до появления утечек из изделия, от давления жидкости из изделия 6, равная произведению эффективной площади упругой емкости на пониженное испытательное давление жидкости в изделии, а с другой стороны через пластину 5 сила, равная первоначальному значению силы, потому что ресивер обеспечивает ее постоянство, от незакрепленного торца дополнительной упругой емкости 2, равная произведению эффективной площади дополнительной упругой емкости 2 на контрольное давление из ресивера 8.

Давление контрольного газа из ресивера 8 через дополнительную упругую емкость 2 сжимает через пластину 5 упругую емкость 4 и поднимает пониженное испытательное давление жидкости в изделии и упругой емкости 4 до первоначального значения испытательного давления жидкости.

В результате некоторого дополнительного сжатия упругой емкости 4 и уменьшения ее объема (от утечек жидкости из изделия 6) объем дополнительной упругой емкости 2 увеличивается (на этот же объем) и поэтому в дополнительную упругую емкость 2 поступает некоторый объем газа из ресивера 8. Этот объем газа из ресивера 8 проходит через барботажную трубку 7, жидкость барботера 1, барботер 1 в дополнительную упругую емкость 2 (вентиль 9 закрыт) и создает поток пузырьков газа в жидкости барботера. Регистрируют выделяющиеся из трубки барботера пузырьки газа (их количество) в течение установленного времени, по которым судят о негерметичности изделия. Если испытываемое изделие 6 герметично, тогда дополнительного сжатия упругой емкости 4 из-за утечек жидкости из изделия 6 не происходит, дополнительный объем газа из ресивера 8 не поступает в дополнительную упругую емкость 2 и пузырьки газа не выделяются из барботажной трубки в жидкость барботера.

До регистрации выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия, или после регистрации этих пузырьков газа могут проводиться некоторые наладочные (подготовительно-заключительные) действия, которые могут быть выполнены по заявляемому способу и которые имеются в способе испытаний изделий на герметичность газом по наиболее близкому аналогу (РФ Патент 2206879), например проверка работоспособности пузырьковой камеры (установление проводимости газа трубкой 7 барботера продувкой газа через эту трубку) путем дросселирования части газа из ресивера 8 в атмосферу. В этом случае газ проходит из ресивера 8 через трубку 7, барботер 1 и вентиль 10 в атмосферу. После такого дросселирования уровень жидкости в барботажной трубке остается возле нижнего среза этой трубки до тех пор, пока не будет открыт вентиль 9.

Понижение уровня жидкости в трубке 7 до нижнего среза, если его выполнить перед регистрацией выделяющихся из трубки 7 пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия, уменьшает промежуток времени от закрытия вентиля 9 до появления пузырьков газа в жидкости пузырьковой камеры 1.

Таким образом, по сравнению с прототипом изобретение позволяет повысить точность измерения суммарных утечек жидкости из изделия при контроле его на герметичность жидкостью по пузырькам контрольного газа в жидкости барботера, при испытательном давлении жидкости в изделии, большем по значению, чем контрольное давление газа в ресивере.

Изобретение относится к области испытательной техники, а именно к средствам для испытания изделий на герметичность жидкостью с контролем суммарных утечек с использованием пузырькового метода. Техническим результатом изобретения является повышение точности учета суммарных утечек. Этот технический результат обеспечивается за счет того, что ресивер, объем которого выбирают из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью, соединяют с трубкой барботера, подключают к изделию упругую емкость, расположенную в камере, одновременно заполняют ресивер и барботер газом под контрольным давлением, а изделие и упругую емкость заполняют жидкостью. Производят регистрацию выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия. Согласно изобретению к воздушной полости барботера подключают дополнительную упругую емкость, расположенную в камере, которая подвижным концом механически сопрягается с подвижным концом упругой емкости через жесткую пластину. Внутреннюю полость камеры соединяют с атмосферой. Дополнительную упругую емкость заполняют газом при контрольном давлении. Изделие и упругую емкость заполняют жидкостью под испытательным давлением, а эффективную площадь поперечного сечения дополнительной упругой емкости выбирают по формуле в зависимости от эффективной площади поперечного сечения упругой емкости, испытательного давления жидкости в изделии и упругой емкости и контрольного давления газа в ресивере, пузырьковой камере и дополнительной упругой емкости. 1 ил.

Способ испытания изделий на герметичность, включающий соединение ресивера, объем которого выбирают из условия обеспечения выделения пузырьков при допустимой утечке из изделия известного объема с заданной погрешностью, с трубкой барботера, подключения к изделию упругой емкости, расположенной в камере, одновременного заполнения ресивера и барботера под контрольным давлением газом, а жидкостью изделия и упругой емкости, и регистрацию выделяющихся из трубки барботера пузырьков газа, по которым судят о негерметичности изделия, отличающийся тем, что перед регистрацией пузырьков газа к воздушной полости барботера подключают дополнительную расположенную в камере упругую емкость, которая подвижным концом механически сопрягается с подвижным концом упругой емкости через жесткую пластину, внутреннюю полость камеры соединяют с атмосферой, дополнительную упругую емкость заполняют газом под контрольным давлением, изделие и упругую емкость заполняют жидкостью под испытательным давлением, а эффективную площадь поперечного сечения дополнительной упругой емкости F_{эф.доп.уп.ем.}, м², выбирают по формуле

где Р_{эф.уп.ем} - эффективная площадь поперечного сечения упругой емкости, м²;

Р_{исп.дав.ж} - испытательное давление жидкости в изделии и упругой емкости, Па;

Р_{кон.дав.г} - контрольное давление газа в ресивере, пузырьковой камере и дополнительной упругой емкости, Па.