РЕГУЛИРУЕМАЯ КОНТРОЛЬНАЯ ТЕЧЬ Российский патент 2010 года по МПК G01M3/00 

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к контрольным течам, и может найти применение в тех областях техники, где проводится контроль герметичности изделий с получением количественных характеристик негерметичности, выполняется настройка, определение чувствительности и метрологическое обеспечение газоаналитической аппаратуры.

Известна регулируемая механическая контрольная течь (ОСТ 92-2125-87. Контрольные течи. Технические условия), выполненная в виде запорного клапана, у которой имеется игольчатый натекатель, предназначенный для точной регулировки подачи контрольного вещества. Линейное перемещение иглы в пределах седла клапана обеспечивает высокую точность величины потока контрольного вещества. Однако потоки контрольного вещества достаточно большие, имеют турбулентный или ламинарный характер истечения и не обеспечивают потоки с микро- и нанозначениями.

Известен диффузионный источник микропотока газа (патент РФ №2111460, G01F13/00, опубл. 20.05.98), содержащий герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, выполненный в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра, полость которого заполнена жестким газопроницаемым элементом, обеспечивающим микропоток диффузионного характера. Недостатком является то, что источник имеет только одно значение потока дозируемого газа, кроме того, истечение газа через диффузионный узел происходит постоянно, что приводит к относительно быстрому уменьшению пробного вещества внутри источника и, следовательно, к прекращению работоспособности диффузионного источника микропотока газа.

Наиболее близкой к предлагаемому техническому решению является регулируемая контрольная течь (А.С. СССР №1577484, G01M 3/02, опубл. 28.08.88), которая содержит корпус с проницаемым элементом, выполненным в виде диафрагмы и рабочего тела в виде столба жидкости, перекрывающего отверстие диафрагмы, регулируемый источник тепла. Регулирование контрольных потоков осуществляется за счет установки течи проницаемым элементом вверх или вниз. Дополнительная регулировка потока достигается выбором жидкости, изменением ее температуры, охлаждением проницаемого элемента, а также изменением угла наклона течи. Однако недостатком данной течи является то, что поток газа и пара жидкости может иметь только максимальное или минимальное значения в зависимости от верхнего или нижнего расположения диафрагмы. Регулирование потока изменением температуры диафрагмы или жидкости технически усложняет конструкцию контрольной течи, требует поддержания и контроля с высокой точностью температуры диафрагмы и жидкости в процессе испытания на герметичность.

Целью настоящего изобретения является расширение диапазона контрольных потоков пробного вещества, воспроизводимых одной контрольной течью.

Для достижения этого технического результата регулируемая контрольная течь, содержащая герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным веществом, и герметично встроенный внутри корпуса проницаемый элемент, выполненный в виде трубки, согласно изобретению имеет внутри проницаемого элемента установленную непроницаемую трубку, плотно прилегающую к внутренним стенкам проницаемого элемента и способную перемещаться по всей его длине, тем самым регулируя поток пробного вещества, который может быть оценен в зависимости от длины открытой части проницаемого элемента по соотношению:

где G - поток пробного вещества через проницаемый элемент, г/с;

d - внутренний диаметр трубки проницаемого элемента, см;

δ - толщина стенки проницаемого элемента, см;

П - проницаемость материала трубки, г·см/с·кг;

ΔP - перепад давления на проницаемом элементе, кг/см²;

- длина открытой части проницаемого элемента, см.

Предлагаемая конструкция течи с регулируемым потоком пробного вещества представлена на чертеже. Основным элементом течи является непроницаемый корпус 1, который служит емкостью для заполнения пробным веществом 6, например контрольной жидкостью. После заполнения полости корпуса контрольной жидкостью 6 в центральное отверстие вставляется проницаемый элемент 2 в виде трубки с уплотнительными элементами 5. С одной стороны трубка проницаемого элемента закрыта заглушкой 7, а с другой стороны в проницаемый элемент вставляется непроницаемая трубка 3. Пары контрольной жидкости за счет перепада, вызванного давлением насыщенных паров, диффундируют через проницаемый элемент, попадая в канал непроницаемой трубки. При ослаблении гайки 4 непроницаемая трубка 3 может перемещаться внутри проницаемого элемента 2, тем самым регулируя поток пробного вещества, который может быть оценен в зависимости от длины открытой части проницаемого элемента, по соотношению:

где G - поток пробного вещества через проницаемый элемент, г/с;

d - внутренний диаметр трубки проницаемого элемента, см;

δ - толщина стенки проницаемого элемента, см;

П - проницаемость материала трубки, г·см/с·кг;

ΔP - перепад давления на проницаемом элементе, кг/см²;

- длина открытой части проницаемого элемента, см.

Свободная сторона непроницаемой трубки 3 может быть соединена с испытательной системой или с источником газа-разбавителя.

Контрольная течь предварительно калибруется при определенном положении непроницаемой трубки l=l_к (см) с целью получения необходимого значения проницаемости П (г·см/с·кг) материала проницаемого элемента по соотношению:

где G_к - поток паров контрольной жидкости, полученный при калибровке, г/с.

При хранении контрольной течи непроницаемая трубка задвинута в проницаемый элемент до упора, т.е. находится в положении l=0, проницаемый элемент полностью закрыт и соответственно поток паров контрольной жидкости отсутствует.

В процессе эксплуатации в зависимости от требуемого потока паров контрольной жидкости G_m (г/с) необходимо выдвинуть непроницаемую трубку в положении l=l_x (см), которое определяется по соотношению:

Таким образом, меняя положение непроницаемой трубки относительно проницаемого элемента, можно изменять значение потока паров контрольной жидкости. Использование регулируемой контрольной течи позволяет расширить диапазон контрольных потоков пробного вещества от одной течи. Кроме того, при хранении, перекрыв проницаемый элемент непроницаемой трубкой, можно уменьшить поток паров контрольной жидкости практически до нуля, т.е. повысить длительность эксплуатации контрольной течи.

Предлагаемая регулируемая контрольная течь опробована на практике. Контрольная течь, конструктивная схема которой представлена на чертеже, была заправлена фреоном. При различных положениях непроницаемой трубки относительно проницаемого элемента, т.е. различных значениях l, проводилась калибровка потока паров контрольной жидкости. Результаты проверок подтвердили возможность регулирования потока паров контрольной жидкости в диапазоне от 10^-9 до 10^-7 г/с.

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на расширение диапазона контрольных потоков пробного вещества, воспроизводимых одной контрольной течью. Этот результат обеспечивается за счет того, что регулируемая контрольная течь содержит герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным веществом, и герметично встроенный внутри корпуса проницаемый элемент, выполненный в виде трубки. Внутри проницаемого элемента установлена непроницаемая трубка, плотно прилегающая к внутренним стенкам проницаемого элемента и перемещающаяся по всей его длине, тем самым регулируя поток пробного вещества. Поток пробного вещества может быть оценен в зависимости от длины открытой части проницаемого элемента по соотношению: , где G - поток пробного вещества через проницаемый элемент, г/с; d - внутренний диаметр трубки проницаемого элемента, см; δ - толщина стенки проницаемого элемента, см; П - проницаемость материала трубки, г·см/с·кг; ΔР - перепад давления на проницаемом элементе, кг/см²; - длина открытой части проницаемого элемента. 1 ил.

Регулируемая контрольная течь, содержащая герметичный непроницаемый корпус, заполненный пробным веществом и герметично встроенный внутри корпуса проницаемый элемент, выполненный в виде трубки, отличающаяся тем, что внутри проницаемого элемента установлена непроницаемая трубка, плотно прилегающая к внутренним стенкам проницаемого элемента и способная перемещаться по всей его длине, тем самым регулируя поток пробного вещества, который может быть оценен, в зависимости от длины открытой части проницаемого элемента, по соотношению:

где G - поток пробного вещества через проницаемый элемент, г/с;
d - внутренний диаметр трубки проницаемого элемента, см;
δ - толщина стенки проницаемого элемента, см;
П - проницаемость материала трубки, г·см/с·кг;
ΔР - перепад давления на проницаемом элементе, кг/см²;
l - длина открытой части проницаемого элемента, см.