УСТРОЙСТВО ПРОВЕРКИ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СИСТЕМЫ ДЛЯ ГЕРМЕТИЧНОГО ИЗОЛИРОВАНИЯ ДВУХ СРЕД Российский патент 2024 года по МПК G21F7/05 G01M3/28 G01M3/02 G01M3/32 

Область техники и предшествующий уровень техники

Изобретение относится к устройству проверки герметичности системы для герметичного изолирования двух сред, например, для системы переноса с двойной створкой, и для перчаток, позволяющих выполнять манипуляции в герметичной окружающей среде.

В некоторых отраслях промышленности, таких как ядерная, медицинская и фармацевтическая, а также пищевая промышленность, необходимо или желательно выполнять определенные задачи в замкнутой атмосфере либо для защиты окружающей среды, например, от радиоактивности, токсичности и т.д., либо наоборот, чтобы иметь возможность выполнять эти задачи в асептической или беспыльной атмосфере, либо и для того, и для другого одновременно.

Перенос устройства или продукта из одного замкнутого объема в другой без нарушения герметичности каждого из этих объемов по отношению к внешней стороне представляет собой трудную задачу. Эту задачу можно решить с помощью устройства переноса с двойной створкой.

Такое устройство с двойной створкой, обеспеченное множественным контролем безопасности, известно, например, из документа FR2695343. Каждый объем закрыт створкой, установленной на фланце. Каждая створка составляет одно целое с ее фланцем посредством байонетного соединения, и два фланца предназначены для соединения друг с другом байонетным соединением.

Например, один из замкнутых объемов образован изолятором, а другой - контейнером.

Обычно соединительная часть, находящаяся на изоляторе, выполнена в виде альфа-части, а соединительная часть, находящаяся на контейнере выполнена в виде бета-части.

Перед соединением двух замкнутых объемов желательно убедиться, что каждая альфа- и бета-створка соответствует критериям герметичности, чтобы избежать любого риска загрязнения внутри или снаружи во время соединения двух замкнутых объемов.

Технология, используемая для проверки герметичности альфа- и бета-частей, реализует устройство, включающее в себя полость, проем которой ограничен тонким и сравнительно жестким уплотнительным кольцом, причем уплотнение предназначено для наложения на тонкую поверхность фланца альфа-части или бета-части, чтобы с его помощью ограничить испытательный объем, герметичность которого проверяют. Например, в объеме создают заданный уровень давления, например снижают давление, и проверяют, является ли оно стабильным с течением времени.

Устройство закрепляют на альфа-части или бета-части так, чтобы прижать уплотнение к поверхности альфа-части или бета-части.

В другом примере изолятор образует перчаточный корпус, и перчатка позволяет оператору работать внутри перчаточного корпуса, оставаясь изолированным от внутренней части перчаточного корпуса. Также желательно проверить герметичность перчатки перед ее использованием.

Кроме того, желательно, чтобы устройства проверки были не громоздкими и легкими.

Раскрытие изобретения

Следовательно, задачей изобретения является создание негромоздких и легких устройств проверки, позволяющих проверить герметичность систем для герметичного изолирования двух сред, чтобы проверить герметичность, например, по меньшей мере одной части системы переноса с двойной створкой или перчатки, установленной на перчаточном корпусе.

Поставленную выше задачу решают посредством устройства для проверки герметичности, включающего в себя корпус, содержащий надувное уплотнение, предназначенное для взаимодействия с системой, подлежащей проверке, для ограничения испытательного объема, и один единственный насос, который обеспечивает как надувание уплотнения, так и испытание на герметичность.

В случае проверки перчатки насос может обеспечить надувание перчатки, которая образует испытательный объем. В случае испытания системы переноса с двойной створкой насос может обеспечить откачку воздуха из испытательного объема.

Для проверки герметичности перчатки или любой системы, включающей в себя гибкую часть, предпочтительно выбирать насос, который способен накачивать значительный объем с низким давлением, чтобы накачать перчатку или гибкую часть, и накачать уменьшенный объем с высоким давлением для надувания надувного уплотнения, позволяя проводить проверку герметичности перчатки или системы, оснащенной гибкой частью, за приемлемое время.

Для проверки герметичности системы переноса с двойной створкой предпочтительно выбирать насос, который способен накачивать уменьшенный объем под высоким давлением и создавать разрежение между корпусом устройства и альфа-частью или бета-частью.

Очень предпочтительно, чтобы насос представлял собой мембранный или диафрагменный насос, который позволяет накачивать значительный объем с низким давлением, накачивать уменьшенный объем с высоким давлением и создавать разрежение.

Другими словами, устройство для проверки герметичности применяет один единственный насос, способный надувать уплотнение и создавать давление в объеме, герметичность которого необходимо проверить, и пневматический контур, который может быть задействован для установления пневматических соединений, необходимых для различных этапов проверки герметичности.

Таким образом, одним объектом изобретения является устройство для проверки герметичности по меньшей мере одной системы для герметичного изолирования двух сред, включающее в себя корпус, содержащий надувное уплотнение, выполненное с возможностью контакта в надутом состоянии с системой и обеспечения герметичности, позволяющее ограничить испытательный объем между системой и корпусом, пневматический насос и пневматический контур, на первом этапе выполненный с возможностью соединения насоса с надувным уплотнением так, что насос надувает надувное уплотнение, а на втором этапе - с возможностью соединения насоса с испытательным объемом, чтобы насос создавал в испытательном объеме давление заданного значения, и средство измерения давления в испытательном объеме.

В примере осуществления пневматический контур включает в себя по меньшей мере один распределитель между насосом и надувным уплотнением, по меньшей мере один распределитель между насосом и испытательным объемом и по меньшей мере один распределитель между надувным уплотнением, испытательным объемом и зоной спуска.

Распределитель между насосом и испытательным объемом предпочтительно выполнен с возможностью обеспечивать соединение испытательного объема, либо с напорным отверстием насоса, либо с отверстием разрежения насоса.

Пневматический контур предпочтительно включает в себя средство мониторинга давления в надувном уплотнении.

Насос предпочтительно представляет собой диафрагменный насос.

Устройство для проверки герметичности предпочтительно включает в себя блок управления, выполненный с возможностью управлять насосом и пневматическим контуром.

Например, если проверяемая система представляет собой систему переноса с двойной створкой изолятора, то насос, таким образом, может быть выполнен с возможностью снижать давление в испытательном объеме по сравнению с внешним давлением.

В другом примере, если проверяемая система представляет собой систему переноса с двойной створкой контейнера, то насос, таким образом, может быть выполнен с возможностью снижать давление в испытательном объеме по сравнению с внешним давлением.

В соответствии с дополнительной особенностью устройство для проверки герметичности включает в себя средство крепления, предназначенное для соединения с проверяемой системой, например средство крепления байонетного типа.

Если проверяемая система представляет собой систему, содержащую гибкую часть, например система представляет собой перчатку, то контур предпочтительно выполнен с возможностью надувать гибкую часть.

В случае если проверяемая система представляет собой либо систему, содержащую гибкую часть, либо систему переноса с двойной створкой изолятора или контейнера, то в случае проверки системы, содержащей гибкую часть, блок управления выполнен с возможностью соединения, на этапе проверки, системы, содержащей гибкую часть, с напорным отверстием насоса, а в конце проверки - системы, содержащей гибкую часть, с отверстием разрежения насоса, а в случае проверки системы переноса с двойной створкой блок управления выполнен с возможностью соединения испытательного объема с отверстием разрежения насоса на этапе проверки.

В соответствии с дополнительной особенностью, блок управления включает в себя средство выдачи сигнала, представляющего результат проверки на герметичность.

Распределители представляют собой, например, электромагнитные клапаны.

Другим объектом изобретения является способ проверки герметичности системы для герметичного изолирования двух сред, в котором используют устройство для проверки герметичности согласно изобретению и включающий в себя этапы, на которых:

- устанавливают устройство в системе;

- пневматически соединяют насос с надувным уплотнением;

- приводят в действие насос до тех пор, пока давление в надувном уплотнении не достигнет первого заданного значения;

- останавливают насос;

- пневматически соединяют насос с испытательным объемом;

- приводят в действие насос для установления в испытательном объеме давления, равного второму заданному значению;

- останавливают насос;

- осуществляют мониторинг давления в испытательном объеме;

- выдают сигнал, представляющий результат испытания;

- при необходимости спускают надувное уплотнение и испытательный объем.

Первое заданное значение составляет, например, порядка 2 бар.

В случае, когда система представляет собой систему переноса с двойной створкой изолятора или контейнера, первое заданное значение предпочтительно представляет собой более низкое давление, чем внешнее давление.

В случае системы, содержащей гибкую часть, второе значение предпочтительно представляет собой положительное давление порядка от нескольких мбар до нескольких десятков мбар.

Предпочтительно, для этапа спуска систему, содержащую гибкую часть, подсоединяют к всасывающему отверстию насоса.

Краткое описание чертежей

Изобретение будет понятнее из последующего описания и чертежей.

На фиг. 1 схематично представлено присоединение контейнера к ячейке посредством герметичного устройства переноса с двойной створкой посредством байонетного соединения, вид в продольном разрезе;

на фиг. 2A - пример устройства для проверки герметичности до его установки на изолятор, при этом уплотнение находится в ненадутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 2B - устройство для проверки герметичности, показанное на фиг. 2A, установленное на изолятор, при этом уплотнение находится в ненадутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 2C - устройство для проверки герметичности, показанное на фиг. 2A, установленное на изолятор, при этом уплотнение находится в надутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 3 - пример пневматического контура устройства для проверки герметичности, реализованного для проверки герметичности системы переноса с двойной створкой, установленной на изоляторе;

на фиг. 4 - вариант пневматического контура, приведенного на фиг. 3;

на фиг. 5A - пример устройства для проверки герметичности до его установки на контейнер, при этом уплотнение находится в ненадутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 5B - устройство для проверки герметичности, показанное на фиг. 5A, установленное на контейнер, при этом уплотнение находится в ненадутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 5С - устройство для проверки герметичности, показанное на фиг. 5A, установленное на контейнер, при этом уплотнение находится в надутом состоянии, вид в продольном разрезе;

на фиг. 6 - пример проверки на герметичность для проверки герметичности перчатки, вид в продольном разрезе;

на фиг. 7 - пример пневматического контура устройства для проверки герметичности, реализованного для проверки герметичности перчатки, а также приспособленного для проверки герметичности системы переноса с двойной створкой;

на фиг. 8 - другой пример пневматического контура устройства для проверки герметичности, реализованного для проверки герметичности перчатки.

Варианты осуществления изобретения

Устройство для проверки герметичности в соответствии с изобретением предназначено для проверки герметичности системы для герметичного изолирования двух сред. Система, например, может представлять собой, не ограничиваясь:

- альфа-часть системы переноса с двойной створкой, установленную на стенке изолятора и изолирующую внутреннюю часть изолятора от внешней окружающей среды;

- бета-часть устройства переноса с двойной створкой, установленную на контейнере или эластичном резервуаре и изолирующую внутреннюю часть контейнера или эластичного резервуара от внешней окружающей среды;

- перчатку, установленную в отверстии перчаточного корпуса и изолирующую внутреннюю часть перчаточного корпуса от внешней окружающей среды и позволяющую оператору работать в перчаточном корпусе, оставаясь при этом изолированным от его внутренней части.

На фиг. 1 можно видеть схематичное представление примера системы переноса с двойной створкой.

В последующем описании два замкнутых объема, герметичность которых необходимо проверить перед их соединением, соответствуют, соответственно, изолятору 10 и контейнеру 12. Однако будет понятно, что изобретение применимо в случае, когда замкнутые объемы могут представлять собой, не ограничиваясь, например, для одного - перчаточный корпус, а для другого - контейнер или перчаточный корпус.

Изолятор 10 ограничен стенкой 14, только часть которой видна на фиг. 1. Обычно он снабжен, например, средством дистанционного управления, таким как дистанционные манипуляторы и/или перчатки (не показаны), встроенные в стенку 14, благодаря чему механизмом централизованного управления можно управлять изнутри этой ячейки 10. Контейнер 12 также ограничен стенкой 16, как показано, в частности, на фиг. 1.

Герметичное устройство переноса с двойной створкой в основном содержит изолирующий фланец 18, фланец 20 контейнера, изолирующую створку 22, обычно закрывающую круглый проем, ограниченный изолирующим фланцем 18, и створку 24 контейнера, обычно закрывающую проем, ограниченный фланцем 20 контейнера. Изолирующий фланец 18 и фланец 20 контейнера закреплены соответственно на стенке 14 изолятора 10 и на стенке 16 контейнера 12. Створка 22 изолятора шарнирно соединена с изолирующим фланцем 18 посредством шарнира 26.

Средство, обозначенное в целом ссылочной позицией 28 (не показано), позволяет управлять открыванием и закрыванием створки 22 и 24.

Например, фиксацию створки 24 контейнера на фланце 20 контейнера обеспечивают байонетным соединением 30, как описано в документе FR2695343. Например, позволяя закрепить фланец 20 контейнера на изолирующем фланце 18, а створку 24 контейнера - на изолирующей створке 22, герметичная система переноса с двойной створкой также содержит два других байонетных соединения, обозначенных соответственно ссылочными позициями 32 и 34. Три байонетных соединения 30, 32 и 34 расположены так, что после установки фланца 20 контейнера на изолирующем фланце 18, поворот контейнера 12 вокруг его оси, например по часовой стрелке, приводит к фиксации фланца 20 контейнера и изолирующего фланца 18, фиксации створки 24 контейнера и изолирующей створки 22, и отсоединению створки 24 контейнера от фланца 20 контейнера. Две последние операции выполняют последовательно, так что открытие контейнера происходит только после того, как створка 24 закреплена на изолирующей створке 22, образуя двойную створку.

Изолирующий фланец и изолирующую створку обычно обозначают как «альфа-часть». Фланец контейнера и створку контейнера обычно обозначают как «бета-часть».

Как правило, система переноса с двойной створкой обладает симметрией вращения вокруг оси X, которая является осью изолирующего фланца.

На фиг. 2A - 2C можно увидеть схематичное представление примера устройства D1 проверки, приспособленного для проверки герметичности альфа-части.

На фиг. 2A - 2С можно подробно увидеть створку 22 альфа-части. Она включает в себя уплотнение 23, установленное на ее внешней поверхности 22.1 и по внешней периферии. Уплотнение 23 проходит как по внешней поверхности 22.1 створки, так и по ее боковой кромке 22.2. Уплотнение 23 обеспечивает, с одной стороны, уплотнение между изолирующей створкой 22 и изолирующим фланцем 18, а также уплотнение между внешней поверхностью изолирующей створки 22 и внешней поверхностью створки 24 контейнера, изолируя эти внешние поверхности от внутренней части замкнутых объемов.

Уплотнение 23 закреплено на изолирующей створке 22 посредством кольцевого выступа 25, называемого «пяткой», установленного в кольцевом углублении 21, образованном в изолирующей створке 22.

Могут возникнуть потенциальные утечки, обозначенные стрелкой F1, между уплотнением 23 и изолирующим фланцем 18, и потенциальные утечки, обозначенные стрелкой F2, между створкой 22 и уплотнением 23 на уровне установки пятки 25.

Устройство D1 проверки предназначено для обнаружения утечек F1 и F2. Устройство D1 проверки включает в себя корпус или головку 36, ограничивающую полость 38 и включающую в себя дно 40, боковую стенку 42 и отверстие 44 напротив дна. Полость 38 проходит вдоль продольной оси X1.

Корпус 36 включает в себя углубление 46, окружающее отверстие 44, и надувное уплотнение 48, установленное в углублении 46. В ненадутом состоянии (фиг. 2А и 2В) надувное уплотнение 48 предпочтительно не выступает из углубления, уменьшая трение во время соединения устройства D1 проверки с альфа-частью. Кроме того, уплотнение защищено. Например, надувное уплотнение 48 приклеено поверхностью, противоположной его поверхности, предназначенной для расширения.

Надувное уплотнение, например, изготовлено из эластомера, например силикона, бутадиенстирола или SBR (стирол-бутадиеновый каучук), EPDM (этилен-пропилен-диеновый мономер), фторполимера, например фторэластомера (FKM), гидрогенизированного нитрила HNBR (гидрированного нитрил-бутадиенового каучука).

Диаметр полости выбирают так, чтобы надувное уплотнение 48 в надутом состоянии не покрывало зоны F1 и F2 потенциальных утечек изолятора. Кроме того, предпочтительно, чтобы корпус был таким, чтобы он не контактировал с уплотнением 23. Размеры корпуса такие, что край углубления 46 примыкает к отверстию 44, другими словами, перегородка между углублением 46 и отверстием 44 не контактирует с уплотнением 23. Позиционирование устройства D1 проверки обеспечивают с помощью средства крепления; в соединенном состоянии корпус и, в частности, внутренний край углубления 46 достаточно короткий, чтобы не касаться уплотнения 23.

Устройство D1 проверки включает в себя средство 50 для механического соединения корпуса 36 с альфа-частью, в частности корпуса с изолирующим фланцем 18, так что уплотнение 48 в надутом состоянии контактирует с внешней поверхностью 18.1 изолирующего фланца 18.

Преимущественно средство 50 для механического соединения входит в зацепление со средством крепления фланца 20 контейнера на изолирующем фланце 18. В описанном примере это байонетное средство. Таким образом, средство 50 для механического соединения идентично средству, установленному на фланце 20 контейнера, поскольку устройство D1 устанавливают на фланце вместо контейнера.

Таким образом, в примере, показанном на фиг. 2A - 2C, средство для механического соединения включает в себя выступы 52, проникающие в углубление 54 изолирующего фланца 18 и блокирующие перемещение двух фланцев 18, 20. В одном варианте средство для механического соединения может быть защелкивающегося типа, свинчиванием и т.д.

Устройство проверки также включает в себя насос P1 и пневматический контур C1, выборочно соединяющий насос P1 с надувным уплотнением 48 и с полостью 38. Контур C1 не показан на фиг. 2A - 2C.

На фиг. 3 показано схематическое представление примера такого пневматического контура C1.

Пневматический контур С1 включает в себя средство выборочного соединения между насосом Р1, надувным уплотнением 48 и полостью 38.

Преимущественно пневматическое средство соединения включает в себя первый распределитель 3/2 66, образующий распределительный клапан. Распределитель включает в себя два положения и три отверстия, первое отверстие, соединенное с насосом P1, второе отверстие, соединенное с надувным уплотнением 48, и третье отверстие, соединенное с первой системой 68 продувки, позволяющей уплотнению 48 сдуваться.

Первый распределитель 3/2 66 включает в себя затвор, который может занимать два положения, так что либо он соединяет насос P1 и уплотнение 48 и прерывает сообщение между уплотнением 48 и первой системой 68 продувки, либо соединяет уплотнение 48 и первую систему 68 продувки и прерывает сообщение между насосом P1 и уплотнением 48.

Например, первая система 68 продувки включает в себя первый распределитель 2/2 70, включающий в себя первые отверстия, соединенные с третьим отверстием первого распределителя 3/2 66, и второе отверстие, соединенное с зоной 69 продувки. Первый распределитель 2/2 70 включает в себя два положения: положение, в котором первое отверстие соединено со вторым отверстием, и положение, в котором соединение между первым и вторым отверстием прерывается.

Преимущественно пневматическое средство соединения включает в себя второй распределитель 3/2 72, образующий распределительный клапан, включающий в себя первое отверстие, соединенное с насосом P1, второе отверстие, соединенное с полостью 38, и третье отверстие, соединенное со второй системой 74 продувки, позволяющее спускать полость.

Затвор второго распределителя 3/2 72 может занимать два положения, так что либо он соединяет насос P1 и полость 38 и прерывает сообщение между полостью 38 и второй системой 74 продувки, либо соединяет полость 38 и вторую систему 74 продувки и прерывает сообщение между насосом P1 и полостью 38.

Например, вторая система 74 продувки включает в себя второй распределитель 2/2 76, включающий в себя первое отверстие, соединенное с третьим отверстием второго распределителя 3/2 72, и второе отверстие, соединенное с зоной 75 продувки. Второй распределитель 2/2 76 включает в себя два положения: положение, в котором первое отверстие соединено со вторым отверстием, и положение, в котором соединение между первым и вторым отверстием прерывается.

Средство для перемещения затворов распределителей 66, 70, 72, 76 предпочтительно представляет собой электромеханическое средство, причем распределители представляют собой клапаны с электрическим приводом или электромагнитные клапаны. В одном варианте средство перемещения затворов представляет собой пневматическое средство или механическое средство.

Распределителями 66, 70, 72, 76 преимущественно управляет блок UC управления, например, расположенный на электронной плате.

Понятно, что все или некоторые из распределителей 66, 70, 72, 76 могут быть заменены отдельными клапанами, управляемыми блоком UC управления.

Насос P1 позволяет надувать уплотнение 48 при давлении в несколько бар, например, при давлении 2 бара с низкой скоростью потока, в действительности объем уплотнения невелик. Кроме того, насос P1 позволяет создать вакуум относительно внешнего давления, например, 40 мбар, в полости 38, которая имеет уменьшенный объем.

Диафрагменный насос позволяет обеспечить как надувание уплотнения, так и создание вакуума в полости. В одном варианте в устройстве проверки можно использовать поршневой насос, лопастной насос или центробежный насос.

Пневматический контур С1 также включает в себя средство 78 для регулирования давления в полости 38 для проверки ее герметичности, причем средство 78, например, включает в себя датчик давления. Действительно, если давление увеличивается, это означает, что альфа-часть не герметична.

Очень предпочтительно, оно также включает в себя средство 80 мониторинга для мониторинга давления в надувном уплотнении 48, позволяющее проверить его состояние и/или установку устройства на изолирующий фланец 18. Например, средство 80 мониторинга включает в себя реле давления. Реле давления контролирует потерю давления. Предварительно заданная инструкция соответствует значению давления накачивания уплотнения, которое было зафиксировано заранее. Реле давления сравнивает предварительно заданную инструкцию и фактическое измерение давления уплотнения. Если эта разница между инструкциями/измерениями превышает пороговое значение, например, если уплотнение пробито, то реле давления посылает сигнал, например аварийный сигнал в виде световой сигнализации. Таким образом, можно проверить, остается ли давление стабильным на протяжении всего испытания, а также проверить, что условия испытания действительны. Во время накачивания реле давления подает команду на остановку насоса при достижении давления накачивания уплотнения.

Контур C1 имеет оптимизированный объем с уменьшенным количеством распределителей.

Теперь будет описана работа устройства D1 для проверки герметичности альфа-части.

Устройство D1 присоединяют к фланцу альфа-части, как присоединяют контейнер. В этом примере соединение устройства с альфа-частью является байонетным.

Распределители 2/2 70, 76 находятся в положении, прерывающем соединение с зонами 69, 75 продувки.

Когда устройство D1 установлено на альфа-части, полость 38 устройства проверки закрывают альфа-частью, блок UC управления подает команду первому распределителю 3/2 66 соединить насос P1 с надувным уплотнением 48 и подает команду насосу P1 надуть уплотнение 48. Когда уплотнение 48 достаточно надуто, насос P1 останавливают. Затем первому распределителю 3/2 66 дают команду изолировать уплотнение 48 и насос P1 и соединить уплотнение 48 с первым распределителем 2/2 70, который находится в заблокированном положении. Таким образом, объем уплотнения закрывают. Полость 38, ограниченная альфа-частью с надувным уплотнением, образует испытательный объем V.

Начинается этап проверки. Блок UC управления подает команду второму распределителю 3/2 72, чтобы подключить насос P1 к полости 38, и приводит в действие насос P1, чтобы откачивать текучую среду, например воздух, из полости 38, чтобы создать отрицательное давление по отношению к внешнему давлению. При достижении требуемого уровня давления работу насоса P1 прерывают, и переключают второй распределитель 3/2 72, чтобы изолировать полость 38, подключив ее ко второму распределителю 2/2 76, который находится в заблокированном положении.

Затем отслеживают уровень давления в полости 38 с помощью средства 78.

Если давление увеличивается, то это означает, что имеет место утечка между внутренней частью изолятора и полостью. Из этого следует, что альфа-часть, то есть соединение между створкой и фланцем альфа-части, не герметично. Надувное уплотнение контактирует с альфа-частью, чтобы не блокировать потенциальные зоны утечки.

Если давление в полости стабильное, то из этого делают вывод, что альфа-часть герметична.

Затем первому 70 и второму 76 распределителям 2/2 дают команду соединить уплотнение 48 и полость 38 с соответствующими зонами 69, 75 продувки.

На фиг. 4 показан вариант C1' контура C1.

Контур C1' включает в себя первый распределитель 3/2 82, выборочно соединяющий насос с надувным уплотнением 48 и с полостью 38.

Контур C1' включает в себя ответвление C1.1' между распределителем 82 и надувным уплотнением 48 и ответвление C1.2' между распределителем 82 и полостью 38.

Ответвление C1.1' включает в себя распределитель 2/2 84, допускающий или не допускающий поток между распределителем 82 и надувным уплотнением, и распределитель 2/2 86 ниже по потоку от распределителя 84 для спуска надувного уплотнения 48.

Ответвление C1.2' включает в себя распределитель 2/2 88, допускающий или не допускающий поток между распределителем 82 и полостью 38, и распределитель 2/2 90 ниже по потоку от распределителя 88 для спуска полости 38.

Блок управления управляет различными распределителями.

Работа контура C1' аналогична работе контура C1.

На фиг. 5A - 5C можно увидеть пример устройства D2, позволяющего проверить бета-часть.

На фиг. 5A-5C можно увидеть устройство D2 для проверки герметичности, в частности, приспособленное для проверки герметичности бета-части. Фланец 20 контейнера включает в себя уплотнение 27, аналогичное уплотнению 23, установленному на изолирующей створке 22.

Устройство D2 очень близко к устройству D1 в том, что в нем также реализовано надувное уплотнение для ограничения герметичной полости с бета-частью. Оно отличается от устройства D1 тем, что надувное уплотнение 148 контактирует с внешней в радиальном направлении периферией фланца 20 контейнера. Устройство D2 имеет ось X1' вращения.

Корпус 136 включает в себя полость 138, ограниченную дном 140 и боковой стенкой 142, отверстие 144, диаметр которого меньше внутреннего диаметра полости, чтобы ограничить радиальное углубление 146 в корпусе, вмещающем надувное уплотнение 148.

Например, надувное уплотнение 148 приклеено поверхностью, противоположной его поверхности, предназначенной для расширения. Надувное уплотнение 148 приклеено ко дну радиального углубления 146. Примеры материалов, приведенные для уплотнения 48, применимы к уплотнителю 148.

Преимущественно отверстие 144 имеет внутренний в радиальном направлении скошенный край, облегчающий установку корпуса на бета-части.

Устройство устанавливают на бета-части так, что между свободной поверхностью бета-части и дном 140 полости 138 остается зазор, чтобы образовать испытательный объем V' между бета-частью и устройством и избежать блокировки зон F1' и F2' потенциальной утечки. Объем V' обычно составляет несколько см³.

В примере, показанном на фиг. 5A - 5C, устройство D2 проверки выполнено с возможностью соединения с бета-частью посредством байонетного соединения. В этом примере устройство D2 включает в себя выступы 152, расположенные в радиальном углублении 146 между дном полости 138 и уплотнением 148 и входящие в зацепление с внешним периферийным краем фланца 20 контейнера.

В одном варианте средство для механического соединения может быть защелкивающегося типа, свинчиванием и т.д.

Работа устройства D2 для проверки герметичности бета-части аналогична работе устройства для проверки герметичности альфа-части. Поэтому его подробное описание опущено.

На фиг. 6 схематично представлен пример устройства D3, позволяющего проверить герметичность перчатки G, предназначенной для установки в отверстие перчаточного корпуса. Это устройство способно проверять герметичность всей системы, содержащей по меньшей мере одну гибкую часть или элемент, который требуется соединить с изолятором. Например, это может быть перчатка, манжета, связанная с перчаткой, гидрокостюм, полугидрокостюм.

Поскольку объем гидрокостюма или полугидрокостюма существенно отличается от объема перчатки, предпочтительно использовать насос, приспособленный для надувания гидрокостюма или полугидрокостюма, и отличный от того, который используют для надувания перчатки, чтобы сократить продолжительность проверки.

Перчатка включает в себя гибкую часть S, снабженную отверстием и предназначенную для герметичного соединения с патрубком R для перчатки, закрепленным через стенку 155 изолятора.

Устройство D3 имеет конфигурацию, близкую к конфигурации устройства D2. Уплотнение 148 установлено в боковом углублении 156 так, чтобы контактировать с внутренней боковой поверхностью патрубка R для перчатки. Например, как показано на фиг. 6, перчатка установлена отверстием на конце патрубка для перчатки, который снабжен углублением 158 на его внешней периферии. Уплотнительное кольцо 160 установлено над перчаткой в углублении 158 и обеспечивает удержание перчатки G на патрубке R для перчатки.

В показанном примере патрубок R для перчатки снабжен винтовой резьбой 162 на уровне конца, противоположного тому, на котором находится углубление 158, причем винтовая резьба предназначена для размещения за пределами изолятора. Гайку 164 навинчивают на винтовую резьбу с внешней стороны изолятора, и она фиксирует патрубок R для перчатки через стенку. Предпочтительно между патрубком R для перчатки и стенкой 155 внутри изолятора вставляют уплотнение 165.

Устройство D3 включает в себя один единственный насос P2 и пневматический контур, выборочно соединяющий насос с надувным уплотнением и с перчаткой.

На фиг. 7 схематично представлен пример такого пневматического контура C2.

Пневматический контур С2 включает в себя средство выборочного соединения между насосом Р2, надувным уплотнением 148 и внутренней частью перчатки G.

Насос Р2 включает в себя отверстие разрежения, посредством которого всасывают воздух, и напорное отверстие, через которое выталкивают воздух.

Пневматический контур C2 включает в себя ответвление C2.1, присоединенное непосредственно к напорному отверстию насоса P2, и три ответвления C2.2, C2.3 и C2.4, соединенные с ответвлением C2.1.

Ответвление С2.2 соединяет напорное отверстие насоса Р2 с внутренней частью перчатки через ответвление C2.1. Ответвление C2.2 включает в себя распределитель 3/2 172, образующий распределительный клапан, включающий в себя первое отверстие, соединенное с ответвлением C2.1, второе отверстие, соединенное с перчаткой G, и третье отверстие, соединенное со отверстием разрежения насоса, при этом клапан 172 может быть переключен для соединения второго отверстия с первым отверстием или с третьим отверстием.

Ответвление C2.3 соединяет насос P2 и внутреннюю часть надувного уплотнения 148 через ответвление C2.1. Оно включает в себя распределитель 2/2 166, образующий распределительный клапан, включающий в себя первое отверстие, соединенное с ответвлением C2.1, и второе отверстие, соединенное с надувным уплотнением.

Ответвление C2.4 включает в себя распределитель 2/2 170, включающий в себя отверстие, соединенное с ответвлением C2.1, и отверстие, соединенное с внешней средой.

Контур также включает в себя ответвление C2.5, включающее в себя распределитель 3/2 176, включающий в себя отверстие, соединенное с отверстием разрежения насоса P2, отверстие, соединенное с перчаткой через клапан 172, и отверстие, соединенное с внешней стороной. Клапан 176 может быть переключен так, чтобы первое отверстие сообщалось со вторым отверстием или с третьим отверстием.

Что касается устройства D1, средство для перемещения затворов распределителей 166, 170, 172, 176 предпочтительно представляет собой электромеханическое средство, причем распределители представляют собой клапаны с электрическим приводом или электромагнитные клапаны. В одном варианте средство перемещения затворов представляет собой пневматическое средство или механическое средство.

Распределителями 166, 170, 172, 176 преимущественно управляет блок UC' управления, например, расположенный на электронной плате.

Понятно также, что все или некоторые из распределителей 166, 170, 172, 176 могут быть заменены отдельными клапанами, управляемыми блоком UC' управления.

Устройство D3 также включает в себя средство 178 для проверки давления в перчатке, чтобы проверить ее герметичность. Действительно, если давление снижается, это означает, что перчатка не герметична. Например, средство включает в себя датчик давления.

Теперь будет описана работа устройства D3. Перчатку герметично устанавливают на устройстве для соединения с перчаточным корпусом с использованием патрубка для перчатки известным способом.

Перчатку расправляют внутри изолятора.

Устройство D3 устанавливают в патрубок R для перчатки (фиг. 6).

Сначала надувают надувное уплотнение 148. Для этого клапаны 166 и 172 находятся в положении, показанном на фиг. 7, клапан 170 переключают для прерывания циркуляции в ответвлении C2.4, а клапан 172 переключают для соединения отверстия разрежения с внешней средой. Включают насос. Надувают уплотнение 148. Насос P2 останавливают, когда уплотнение в достаточной степени надуто. Клапан 166 переключают, чтобы изолировать уплотнение.

Начнется этап проверки. Блок управления дает команду распределителю 3/2 172 соединить насос P2 с внутренней частью перчатки G и приводит в действие насос P2, чтобы надуть перчатку G, например, до давления порядка 10 мбар. При достижении требуемого уровня давления работу насоса P2 прерывают, и переключают распределитель 3/2 172, чтобы изолировать внутреннюю часть перчатки G.

Затем отслеживают уровень давления в перчатке G.

Если давление снижается, это означает, что имеет место утечка в перчатке G, и перчатку G признают неисправной. Перчатку необходимо заменить.

Если давление в перчатке стабильное, то из этого делают вывод, что перчатка герметична, и ее можно использовать.

По окончании проверки уплотнение и перчатку сдувают. Очень предпочтительно, чтобы был выполнен этап сдувания перчатки или ее продувки силой. Клапаны 166 и 172 переключают, чтобы соединить внутреннюю часть перчатки с отверстием разрежения насоса Р2, а клапан 170 переключают, чтобы соединить напорное отверстие насоса с внешней окружающей средой через ответвление C2.4. Насос P2 приводят в действие, всасывая воздух из перчатки G, что обеспечивает быстрое сдувание перчатки, имеющей значительный объем.

Уплотнение соединяют непосредственно с внешней окружающей средой посредством переключения клапана 166. Действительно, уплотнение имеет объем, существенно меньше, чем объем перчатки, поэтому его естественное сдувание происходит очень быстро.

Таким образом, устройство D3 обладает преимуществом, которое заключается в том, что оно обеспечивает быстрое сдувание перчатки. Кроме того, оно отличается превосходной компактностью.

Кроме того, пневматический контур C2 обладает преимуществом, которое заключается в том, что его можно использовать для устройства D1 проверки герметичности альфа-части или для устройства D2 проверки герметичности бета-части, чтобы проверить систему переноса с двойной створкой. Действительно, соединение между клапаном 166 и отверстием разрежения насоса позволяет создать разрежение в проверяемой системе, что желательно для проверки системы переноса с двойной створкой.

Таким образом, пневматический контур C2 позволяет проверять как перчатки, так и любой гибкий объект соединения, как перечисленные выше, так и системы переноса с двойной створкой в соответствии с установкой его на устройстве D1, D2 или D3.

На фиг. 8 можно увидеть другой пример контура C3, приспособленного к устройству, позволяющему проверять герметичность перчатки G, предназначенной для установки в патрубок перчаточного корпуса.

Преимущественно пневматическое средство соединения включает в себя первый распределитель 3/2 266, образующий распределительный клапан, включающий в себя первое отверстие, соединенное с насосом P3, второе отверстие, соединенное с надувным уплотнением 148, и третье отверстие, соединенное с первой системой 268 продувки, позволяющее сдувать уплотнение 148.

Первый распределитель 3/2 266 включает в себя затвор, так что он может соединять насос P3 и уплотнение 148 или уплотнение 148 и первую систему 268 продувки.

Например, первая система 268 продувки включает в себя распределитель 2/2 270 между зоной продувки и третьим отверстием первого распределителя 3/2 266.

Преимущественно пневматическое средство соединения включает в себя второй распределитель 3/2 272, образующий распределительный клапан, включающий в себя первое отверстие, соединенное с насосом P3, второе отверстие, соединенное с внутренней частью перчатки G, и третье отверстие, соединенное со второй системой 274 продувки, позволяющее продувать внутреннюю часть перчатки G.

Второй распределитель 3/2 272 включает в себя затвор, так что он может соединять насос P3 и внутреннюю часть перчатки G или внутреннюю часть перчатки G и вторую систему 274 продувки.

Например, вторая система 274 продувки включает в себя распределитель 2/2 276 между зоной продувки и третьим отверстием второго распределителя 3/2 272.

Теперь будет описана работа устройства для проверки герметичности перчатки, оснащенного контуром C3.

Устройство проверки устанавливают в патрубок R для перчатки.

Распределители 270, 276 систем продувки находятся в закрытом положении.

Блок управления подает первому распределителю 3/2 266 команду соединить насос P3 с уплотнением 148, и дает команду насосу P3 надуть уплотнение 148. Когда уплотнение 148 достаточно надуто, насос P3 останавливают. Первому распределителю 3/2 266 дают команду изолировать уплотнение 148 от насоса P3. Уплотнение 148 соединено с распределителем 270, который находится в заблокированном положении. Внутренняя часть перчатки, ограниченная устройством проверки и надувным уплотнением, образует испытательный объем.

Начнется этап проверки. Блок управления дает команду второму распределителю 3/2 272 соединить насос P3 с внутренней частью перчатки G и приводит в действие насос P3, чтобы надуть перчатку G, например, до давления порядка 10 мбар. При достижении требуемого уровня давления работу насоса P3 прерывают, и переключают второй распределитель 3/2 272, чтобы изолировать внутреннюю часть перчатки G, соединив ее с распределителем 276 второй системы 274 продувки, который находится в заблокированном положении.

Затем отслеживают уровень давления в перчатке G.

Если давление снижается, это означает, что имеет место утечка в перчатке G, и перчатку G признают неисправной. Если давление в перчатке стабильное, то из этого делают вывод, что перчатка герметична, и ее можно использовать.

Затем распределителям 270, 276 систем 268, 274 продувки дают команду соединить уплотнение 148 и перчатку G с системами 268, 274 продувки соответственно.

Выполнение проверки на герметичность и выдача команд распределителям и насосу различных устройств, описанных выше, предпочтительно автоматизированы, причем блок управления отправляет команды распределителям и насосу в соответствии с заданной последовательностью и отправляет сообщение пользователю, чтобы проинформировать его о результате проверки, например, с помощью цветной лампы. Проверка становится проще, а риски неправильных манипуляций существенно снижаются.

В одном варианте можно считать, что пользователь вручную управляет всеми или некоторыми распределителями и насосом в соответствии с заданной последовательностью.

Понятно, что конфигурация пневматических контуров может существенно различаться, в частности, в зависимости от доступного места и количества распределителей, которые можно использовать.

Устройство проверки в соответствии с изобретением обладает преимуществом, которое заключается в том, что оно компактно и имеет меньшую массу, благодаря применению одного единственного насоса для обеспечения герметичности установки устройства на проверяемой системе и для выполнения проверки герметичности.

Кроме того, устройство сравнительно простое в использовании. Кроме того, снижаются риски выхода из строя, благодаря сниженному количеству компонентов.

Изобретение относится к устройству проверки герметичности системы для герметичного изолирования двух сред. Устройство для проверки герметичности по меньшей мере одной системы для герметичного изолирования двух сред. Устройство проверки включает в себя корпус, содержащий надувное уплотнение. Уплотнение предназначено для контакта в надутом состоянии с системой и для обеспечения герметичности и позволяющее ограничить испытательный объем между системой и корпусом. Пневматический насос и пневматический контур на первом этапе выполнены с возможностью соединения насоса с надувным уплотнением так, что насос надувает надувное уплотнение. На втором этапе - с возможностью соединения насоса с испытательным объемом, чтобы насос создавал в испытательном объеме давление заданного значения, и средство измерения давления в испытательном объеме. Изобретение позволяет создать негромоздкие и легких устройства проверки, позволяющие проверить герметичность систем для герметичного изолирования двух сред. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Устройство для проверки герметичности по меньшей мере одной системы для герметичного изолирования двух сред, включающее в себя корпус (36), содержащий надувное уплотнение (48, 148), выполненное с возможностью контакта в надутом состоянии с системой и обеспечения герметичности, позволяющее ограничить испытательный объем между системой и корпусом, пневматический насос (P1, P2) и пневматический контур (C1, C2), на первом этапе выполненный с возможностью соединения насоса (P1, P2) с надувным уплотнением (48, 148) так, что насос (P1, P2) надувает надувное уплотнение (48, 148), а на втором этапе - с возможностью соединения насоса (P1, P2) с испытательным объемом, чтобы насос (P1, P2) создавал в испытательном объеме давление заданного значения, и средство (78, 178) измерения давления в испытательном объеме, причем пневматический контур (C1, C2) выполнен с возможностью обеспечивать по меньшей мере соединение испытательного объема с отверстием разрежения насоса.

2. Устройство для проверки герметичности по п. 1, в котором пневматический контур включает в себя по меньшей мере один распределитель (66, 166) между насосом (P1, P2) и надувным уплотнением (48, 148), по меньшей мере один распределитель между насосом и испытательным объемом и по меньшей мере один распределитель между надувным уплотнением, испытательным объемом и зоной спуска, причем распределитель между насосом и испытательным объемом выполнен с возможностью обеспечивать по меньшей мере соединение испытательного объема с отверстием разрежения насоса.

3. Устройство для проверки герметичности по п. 2, в котором распределитель между насосом и испытательным объемом выполнен с возможностью обеспечивать соединение испытательного объема с напорным отверстием насоса.

4. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, включающее в себя блок (UC, UC') управления, выполненный с возможностью управлять насосом и пневматическим контуром.

5. Устройство для проверки герметичности по п. 3, включающее в себя блок (UC, UC') управления, выполненный с возможностью управлять насосом и пневматическим контуром, причем блок управления выполнен с возможностью управлять распределителями так, чтобы на одном этапе соединять надувное уплотнение с напорным отверстием насоса, а на следующем другом этапе - испытательный объем с отверстием разрежения насоса.

6. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, в котором пневматический контур включает в себя средство мониторинга давления в надувном уплотнении.

7. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, в котором насос представляет собой диафрагменный насос.

8. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, в котором если проверяемая система представляет собой систему переноса с двойной створкой изолятора, то насос выполнен с возможностью снижать давление в испытательном объеме по сравнению с внешним давлением.

9. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, в котором если проверяемая система представляет собой систему переноса с двойной створкой контейнера, то насос выполнен с возможностью снижать давление в испытательном объеме по сравнению с внешним давлением.

10. Устройство для проверки герметичности по п. 8, включающее в себя средство крепления, предназначенное для соединения с проверяемой системой, например средство крепления байонетного типа.

11. Устройство для проверки герметичности по п. 9, включающее в себя средство крепления, предназначенное для соединения с проверяемой системой, например средство крепления байонетного типа.

12. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-3, в котором если проверяемая система содержит по меньшей мере одну гибкую часть, то насос выполнен с возможностью надувать гибкую часть.

13. Устройство для проверки герметичности по п. 1 или 2, в котором если проверяемая система представляет собой либо систему, содержащую гибкую часть, либо систему переноса с двойной створкой изолятора или контейнера, то устройство для проверки герметичности включает в себя блок (UC, UC') управления, выполненный с возможностью управлять насосом и пневматическим контуром, причем распределитель между насосом и испытательным объемом выполнен с возможностью обеспечивать соединение испытательного объема с напорным отверстием насоса, причем в случае проверки системы, содержащей гибкую часть, блок управления выполнен с возможностью соединения на этапе проверки системы, содержащей гибкую часть, с напорным отверстием насоса, а в конце проверки - системы, содержащей гибкую часть, с отверстием разрежения насоса, а в случае проверки системы переноса с двойной створкой блок управления выполнен с возможностью соединения испытательного объема с отверстием разрежения насоса на этапе проверки.

14. Устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-13, включающее в себя блок (UC, UC') управления, выполненный с возможностью управлять насосом и пневматическим контуром, причем блок управления включает в себя средство выдачи сигнала, представляющего результат проверки на герметичность.

15. Устройство для проверки герметичности по п. 2 или 3, в котором распределители представляют собой электромагнитные клапаны.

16. Способ проверки герметичности системы для герметичного изолирования двух сред, в котором используют устройство для проверки герметичности по любому из пп. 1-15, и включающий в себя этапы, на которых:

устанавливают устройство в системе;

пневматически соединяют насос с надувным уплотнением;

приводят в действие насос до тех пор, пока давление в надувном уплотнении не достигнет первого заданного значения;

останавливают насос;

пневматически соединяют насос с испытательным объемом;

приводят в действие насос для установления в испытательном объеме давления, равного второму заданному значению;

останавливают насос;

осуществляют мониторинг давления в испытательном объеме;

выдают сигнал, представляющий результат испытания;

при необходимости спускают надувное уплотнение и испытательный объем.

17. Способ проверки герметичности по п. 16, в котором первое заданное значение составляет порядка 2 бар.

18. Способ проверки герметичности по п. 16 или 17, в котором если система представляет собой систему переноса с двойной створкой изолятора или контейнера, то первое заданное значение представляет собой более низкое давление, чем внешнее давление.

19. Способ проверки герметичности по п. 16 или 17, в котором если система представляет собой систему, содержащую гибкую часть, то второе значение представляет собой положительное давление порядка от нескольких мбар до нескольких десятков мбар.

20. Способ проверки герметичности по п. 19, в котором для этапа спуска систему, содержащую гибкую часть, соединяют с отверстием разрежения насоса.