Способ заполнения резервуаров контрольной смесью и их опорожнения Советский патент 1989 года по МПК G01M3/02 

1

Изобретение относится к технике контроля герметичности и может быть использовано в процессах, требующих периодического заполнения крупнога- баритных резервуаров как чистыми тазами, так и смесью газов, и их опорожнения, и позволяющих сохранять дефицитные газы, применяемые, например, при течеискании (гелий, фреон, элегаз и др.).

Цель изобретения - сокращение потерь пробного газа при испытании :

на герметичность крупногабаритных резервуаров путем полного возврата контрольной смеси пробного и балластного газов после испытаний из резервуара в ресивер.

На фиг. представлена схема заполнения резервуара контрольной смесью плотностью меньще ппотности воздуха (воздущно-гелиевая смесь); на фиг.2 - схема сброса смеси в ресивер при тех же условиях; на фиг.З - график изменения относительной кон«lib

Од

9д СО СО

центрации гелия в вытесняемом газе при заполнении воздушно-гелиевой смеси; на фиг.4 - то же, при сбросе.

Способ заполнения резервуаров контрольной смесью и их опорожнения осуществляют следуюо;им образом.

Цилиндрический резервуар диаметром d I м и длиной L 6 м устагелия в вытесняемом газе практически равна {улю. Затем относительная концентрация (С - текущая концентрация на фронте газа) медленно увеличивается до 0,2-0,4 и, наконец, быстро достигает максимального значения 0,8-1. После зтого резервуар изолируют от атмосферы

Изобретение относится к технике контроля герметичности и может быть использовано в процессах, требующих периодического заполнения крупногабаритных резервуаров как чистыми газами, так и смесью газов , и их опорожнения, позволяющих сохранять дефицитные газы. Цель изобретения - сокращение потерь пробного газа. Заполнение резервуаров контрольной смесью пробного и балластного газов с испытательными концентрацией и давлением и сброс смеси плотностью, меньшей или больщей плотности газа, заполняющего резервуар, осуществляют соответственно через верхнюю или нижнюю часть резервуара, с началом заполнения одновременно вытесняют через противоположную часть резервуара содержащийся в нем балластный газ, в конце сброса одновременно подают через противоположную часть pesepj3yapa балластный газ. Расход вытесняемого газа V выбирают из соотношения V iT.K-D-L/(1 - -) di где К 0,8-1 ,2 - эмпирический фициент; D - коэффициент диффузии пробного газа в вытесняющему L и d|V высота и диаметр резервуара; d (Л диаметр отверстия, через подают вытесняющий газ. 1 ф-лы, 4 ил. которое з.п.„

навливают вертикально на испытатель- ю и заполняют гелиевой смесью до испыном стенде для контроля герметичности с помощью гелиевого течеискателя. Перед заполнением резервуара гелиевой смесью его нижнюю часть сообщают с атмосферой, верхнюю часть подключают к ресиверу, в котором предварительно приготавливают смесь гелия с азотом (как Г5япластный газ) конценрацией например, С 80 об.% и из- быточшлм давлением не менее 250 кПа (2,5 атм). Затем вытесняют содержащийся в резерруаре газ, например атмосферный воздух и контролируют концентрацию гелия в вытесняемом газе. Расход, вытесняемого газа V выбирают из соотношения

V. К..1Г. D-L/d - -)

1

где ,8-1,2 - эмпирический коэффициент, записящий от формы резервуара; D - коэффициент диффузии пробного газа в балластном;d - диаметр выходного

фронта вытесняющего газа (диаметр входно го патрубка);

L и d,- высота и диаметр резервуара.

При этом расход вытесняемого газа (воздуха в атмосферу или гелиевой смеси в ресивер) поддерживают в пределах 420% от выбранного (принимают ). V,. 0,0045 м /с -16 м /ч.

Таким образом, чем больше отношение , , тем выте допускаемый расход вытесняемого газа (скорость испытаний,в данном случае dj/d, 0,5; D 0,6.10 .

В начале заполнения фронт контрольной смеси в верхней части резервуара перемещается поступательно вниз со скоростью V , и к стенкам резервуара (за счет диффузии) со скоростью порядка 2 D/(d, -d), при этом концентрация

тательного давления.

После испытания на герметичность гелиевую смесь сбрасывают из резервуара в ресивер до атмосферного давления в резервуаре, .затем нижнюю часть резервуара вновь сообщают с атмосферой или источником азота (например, баллоном) и вытесняют более тяжелым газом гелиевую смесь в ресивер.

В начале заключительной стадии

сброса концентрации гелия в вытесняемой гелиевой смеси равна испытательной (), затем она относительно медленно уменьшается до С./С 0,80,9 и относительно быстро падает до 0,1.

Такое соотношение для выбора расхода вытесняемого газа позволяет оптимизировать процесс - сократить

время заполнения или сброса и сэкономить пробный газ.

При уменьшении расхода пропорционально увеличивается время испытаний (соответственно снижается производительность), при увеличении расхода не будет успевать формироваться поперечный фронт концентрации в потоке вытеснягатего газа. В последнем случае в начале заполнения пробньй

40

газ (гелий) будет проскакивать в

атмосферу, в балластный газ (воздух) задерживаться в периферийной части резервуара, аналогично в конце сброса воздух будет проскакивать в ресивер, а гелий - оставаться в резер-; вуаре после испытаний, что приводит к потерям пробного газа.

В приведенном примере время вытеснения С ,29 ч 18 мин,

где объем резервуара VflT d L/4 4,7 м

. Аналогично проводят заполнение и сброс контрольной смеси плотностью, большей воздуха, например,. при ис-

пользовании элегаза в качестве пробного газа, изменяется на противопо,- ложное только место подклю,чения ресивера.

Таким образом обеспечивается существенное сокращение потерь гелия в процессе заполнения и проверки крупногабаритных резервуаров. Формула изобретени

1-1ми.н

Г 5ми,н

t 10 мин

С 15 мин

1А60633

верхнюю или нижнюю часть резервуарас соответственно, .а в конце сброса в противоположную часть .резервуара подают балластный газ.

ITKDL

(Г -

d. d

где К

5

0

0,8-1,2 - эмпирический коэффици ент ;

., П - коэффициент диффузии пробного газа в балластному - высота и диаметр

резервуара;

L и d, d.

(онтро/г ная смесь

15мин

10 мин

J мин

Воздух

1 мин

Фиг.

0.6 0. 0.2

t Вытеснений воздуха

0,8

0,6O.

аг-1020

Вытеснения гепиевой смеси

20 С,ни,

Фиг.З