Устройство для измерения утечек жидкости через уплотнение Советский патент 1984 года по МПК G01M3/26 

i

00 Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям моделей на герметичность, и может быть использовано для исследования величины утечки жидкости через уплотнение в подвижных и неподвижных соединениях. Известно устройство для измерения утечки жидкости через уплотнение, с держащее цилиндрический корпус, в котором расположен измерительньй поршень с контактным уплотнителем (кольцом). Одна полость корпуса соединена с имитатором, в котором установлено исследуемое уплотнение. а другая - с источником давления lj Скорость перемещения штока измеряется с помощью электромагнитного датчика. Соединение одной полости с ;Источником дзвления позволяет поддерживать постоянное давление в рабочей полости исследуемого объекта при появлении утечки через уплотнение. Однако наличие контактного уплотнителя приводит к перетечке жидкости из одной полости дозатора в другую. Кроме того, при записи процесса утечки через уплотнители, работающие в динамическом режиме (наприйер, в режиме возвратно-поступательного движения) отсутствует синхронность процессов перемещения штока имитатора с исследуемым уплотнением и поршня дозатора. Отсутствие синхронности обусловлено наличием контак ного уплотнителя, вызывающего значительное усилие, которое снижает чувствительность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для измерения утечек жидкости через уплотнение, содержащее имитатор работы испытуемого уплотнения, сообщенный с ним чувствительный элемент в виде ка меры переменного объема со штоком, закрепленным на подвижной стенке камеры, и преобразователь перемещений штока. Камера переменного объема выпопнена в виде разделительной перекатывакмцейся мембраны И . Недостатком известного устройства является малая чувствительность, обусловленная тем, что малые объемы протекающей жидкости могут не приводить к заметным перемещениям штока чувствительного элемента, вызывая лишь незначительную деформацию мембраны. Кроме того, мембрана имеет определенные геометрические характеристики, ограничивающие возможность изготовления чувствительных элементов малых диаметров. Цель изобретения - повышение чувствительности. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения утечек жидкости через уплотнение, содержащее имитатор работы испытуемого уплотнения, сообщенный с ним чувствительный элемент в виде камеры переменного объема со штоком, закрепленным,на подвижной стенке камеры, и преобразователь перемещений штока, снабжено механизмом нагружения, связанным со штоком, и обратным клапаном, установленным в стенке камеры. Кроме того, оно снабжено термопреобразователем, размещенным в камере, и связанным с термопреобразователем термостатом, охватывающим камеру. На чертеже изображено устройство. Устройство для измерения утечек жидкости через уплотнение содержит имитатор, выполненный в виде цилиндрического корпуса 1, в который устанавливается испытуемое уплотнение 2. Уплотнение 2 делит внутренний объем цилиндрического корпуса 1 на две полости 3 и 4. Внутри цилиндрического корпуса 1 установлен уплотнякиций шток 5, который входит в уплотнение 2 и может совершать возвратно-поступательное движение. Полость 3 содержит рабочую жидкость, которая просачивается в полость 4 в процессе работы уплотнения 2 с уплотняющим штоком 5. Корпус 1 сообщен с чувствительным элементом в виде камеры 6 переменного объема (сильфона) с подвижной стенкой 7. Камера 6 герметично закреплена на корпусе 1. На подвижной стенке 7 закреплен шток 8, изменение положения которого регистрируется при помощи преобразователя 9 перемещений. В стенке 7 установлен обратный клапан 10, соединяющий в открытом состоянии внутреннюю полость камеры 6 с окружающей средой, а внутри камеры 6 на стенке 7 - термопреобразователь 11. Со штоком 8 связан механизм 12 нагружения (тарируемый груз). Камеру охватывает термостат 13. Контроль емпературы внутри камеры 6 и управ31

ление работой термостата 13 осуществляет связанный с термостатом 13 термопреобразователь 11.

Устройство работает следующим образом.

Перед измерением утечек жидкости камера 6 приводится в сжатое состояние, при этом открывается обратный клапан 10, после чего клапан 10 закрьшается. Затем к штоку 8 прикладывается постоянное усилие с помощью механизма 12, в результате чего в полости 4 создается заданное разряжение. В процессе работы имитатора происходит утечка жидкости через уплотнение 2 в полость 4. Попадая в полость 4 с пониженным давлением, эта жидкость испаряется, при этом увеличивается масса пара, содержащегося в полости 4 и в связанной с ней камере б. Увеличение массы пара приводит к нарушению термодинамического равновесия замкнутой системы, которая автоматически восстанавливает равновесие путем увеличения объема при постоянных давлении и температуре. Увеличение объема камеры 6 сопровождается перемещением штока 8,

734

регистрируемым преобразователем 9 перемещений.

Поскольку при работе имитатора возможны изменения температуры, связанные с разл1тчными факторами, то для повышения точности и надежности измерения утечек полость 4 имитатора и камера 6 помещены в термостат 13, управление которым осуществляется при помощи термойреобразователя 11, установленного внутри камеры 6.

Таким образом, устройство позволяет измерять объем пара, образующегося из этой жидкости, который

многократно превосходит объем самой жидкости, тем самым повышая чувствительность регистрации утечек.

Повьппение чувствительности, обеспечиваемое данным устройством, позволит эффективно измерять малые утечки жидкости через уплотнения и, таким образом, исследовать степень нарушения работоспособности уплотнений уже в начальной стадии их разрушения,

обеспечивая в конечном итоге увеличение срока службы уплотняемых узлов. Простота и дешевизна устройства способствуют снижению материальных затрат на проведение испытаний.

1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УТЕЧЕК ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ УПЛОТНЕНИЕ, содержащее имитатор работы испытуемого уплотнения, сообщенный с ним чувствительный элемент в виде камеры переменного объема со штоком, закрепленным на подвижной стенке камеры, и преобразователь перемещений штока, отличающееся тем, что, с целью,повьппения чувствительности, оно снабжено механизмом нагружения, связанным со штоком, и обратным клапаном,, установленным в стенке камеры. 2. Устройство поп,1, отличающееся тем, что оно снабжено термопреобразователем, размещенным в камере, и связанным с термопреобразователем термостатом, охватывающим камеру.