Полуавтомат для контроля герметичности газонаполненных изделий Советский патент 1991 года по МПК G01M3/02 

6

РьгЗ

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности изделий, наполненных пробным газом, например, для контроля полупроводниковых приборов, герметизированных часов, кварцевых резонаторов и пр.

Целью изобретения является упрощение разбраковки изделий и повышение дол- говечности путем исключения заклинивания изделий.

На фиг. 1 изображен предлагаемый полуавтомат (момент детектирования), вид сверху; на фиг. 2 - то же (момент продувки детектора), вид сверху; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - вид по стрелке Б на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 1; на фиг. 6 - сечение Г-Г на фиг. 1; на фиг. 7 - сечение Д-Д на фиг. 2; на фиг. 8 - сечение Е-Е на фиг. 2; на фиг. 9 - сечение Ж-Ж на фиг. 1; на фиг. 10 - разрез 3-3 на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез И-Й на фиг. 3; на фиг. 12 - разрез К-К на фиг. 3; на фиг. 13 - полуавтомат, схема перемещения барабана над золотником (момент окончания продувки и начала детектирования).

Полуавтомат содержит вращающийся барабан 1, установленный между двумя неподвижными направляющими дисками 2 и 3. Барабан 1 приводится во вращение с помощью электродвигателя 4, редуктора 5 и открытой передачи 6. Барабан 1 имеет рабочие камеры 7 в виде сквозных отверстий для загрузки в них газонаполненных изделий,-предназначенных для проверки на герметичность.

Эти камеры закрываются верхними 8 и нижними 9 крышками. Барабан 1 также имеет каналы 10, 11, соединяющие в определенные периоды времени полости камер 7 барабана 1 с пазом 12 и сквозными отверстиями 13, 14 распределителя 15-с пазами 16, 17 и сквозными отверстиями 18, 19 распределителя 15. Барабан 1 также имеет радиальные пазы 20, соединяющие пазы 2,1, 22 и отверстия 13, 23 распределителя 15 в определенные периоды времени между собой. Распределитель 15 поджат к барабану 1 пружинами 24. Пазы 16, 25 и сквозные отверстия 14,18,26 распределителя 15 соединены с системами откачки или подачи газа-носителя (не изображено). Паз 21 и сквозное отверстие 13 распределителя 15 соединены с детектором утечки (не показан). Паз 17 и сквозное отверстие 19 распределителя 15 соединены с атмосферой.

Диск 3 выполнен с кольцевой выемкой, а распределитель 15 - в виде кольца, установленного в этой выемке.

Верхние и нижние крышки 8, 9 камер 7 с помощью осей 27 шарнирно-закреплены на кронштейнах 28, установленных на барабане 1. Крышки 8, 9 на внешней стороне

имеют подпружиненные элементы, например, в виде пружин 29 или др. элементов; на внутренней поверхности, прижимаемой к поверхности барабана 1, - защитные уплот- нительные канавки 30. Защитные уплотни0 тельные канавки 30 в определенные периоды времени соединяются с помощью каналов 31, 32 барабана 1 с пазом 25 и отверстием 26 распределителя 15.

Направляющие диски 2 и 3 имеют выре5 зы. Верхние крышки 8 камер барабана 1 на участке выреза в верхнем направляющем диске 2 находятся в открытом лоложении благодаря взводным пружинам 33, установленным на осях 27. Нижние крышки 9 «а

0 участке выреза в нижнем направляющем диске 3 находятся в открытом положении под действием веса. На участке, где направляющие диски 2 и 3 не имеют выреза, крышки 8, 9 камер 7 находятся в закрытом

5 положении и подпружинены. Камеры 7 барабана 1 герметично закрыты. На верхних и нижних крышках 8, 9 находятся задвижки 34, которые могут выдвигаться с помощью штырей 35, связанных с толкателями (на0 пример, электромагнитами) 36, управляемыми детектором утечки (не изображен).

Сверху на месте выреза в верхнем направляющем диске 2 находится сектор загрузки газонаполненных изделий, а снизу в

5 месте выреза в нижнем направляющем диске 3 находится сектор выгрузки газонаполненных изделий. Эти сектора смещены друг относительно друга. На нижнем диске 3 в секторе выгрузки вырез выполнен ступенча0 тым. В первой (после толкателя) части выреза выгружаются годные изделия, во второй части выреза - бракованные. Соответственно, под первой частью выреза находится тара для годных изделий (не изображено), а

5 во второй части выреза - тара для бракованных изделий (не изображено). Штырь 35 и толкатель 36, установленные на верхнем направляющем диске 2 возле выреза загрузки, вместе с задвижками 34 верхних крышек 8

0 образуют блокировочное устройство, которое при выдвинутых задвижках 34 (выдвига- емых при обнаружении детектором негерметичного изделия в камере 7) не дает возможности крышке 8 открыться после выгрузки из данной камеры негерметичного

5 изделия. И таким образом, в эту загазованную камеру 8 нельзя загрузить новое изделие для исключения ложных забраковок.

Штырь 35 и толкатель 36, установленные на нижнем направляющем диске 3 возле сектора выгрузки, вместе с задвижками 34 нижних крышек 9 образуют разбраковоч- ное устройство, которое при выдвинутых задвижках 34 (выдвигаемых при обнаружении детектором негерметичного изделия в камере 7) не дает возможности крышке 9 открыться в первой части выреза нижнего диска 3. Крышка 9 может открыться только во второй части выреза над тарой для бракованных изделий.

Полуавтомат работает следующим образом (рассматривается только случай с системой продувки камер, детектора и канавок крышек).

При непрерывном вращении барабана 1 по стрелке Л газонаполненные изделия в секторе загрузки укладывают сверху в рабочие камеры 7 барабана 1 вручную (или с помощью загрузчика, манипулятора автоматически) при открытых верхних крышках 8 и закрытых нижних крышках 9. При дальнейшем вращении барабана 1 камеры 7 выходят из сектора загрузки, верхние крышки 8 заходят за край выреза в верхнем направляющем диске 2 и закрываются, герметизируя рабочие камеры 7 (нижние крышки 9 зашли за край выреза в нижнем направляющем диске 3 до начала загрузки и остаются закрытыми герметично все время до выхода рабочих камер 7 в сектор выгрузки).

Таким образом повышается надежность в работе механической части, а также долговечность механической части, В дальнейшем, вращаясь, барабан 1 перемещает камеры 7 последовательно в секторы продувки камер 7, накопления, продувки детек- тора; детектирования и выгрузки изделий. Натеканию в камеру 7 атмосферного кислорода препятствует постоянная продувка газа-носителячереззащитныеуплотнительные канавки 30, расположенные на внутренних поверхностях крышек 8, 9, прижимаемых к поверхности барабана 1.

Пневматическое соединение защитных уплотнительных канавок 30 на крышках 8,9; рабочих камер 7 барабана 1; радиальных пазов 20 на барабане 1 для продувки детектора с системой подачи газа-носителя (или с вакуумной системой) осуществляется в определенные периоды цикла с помощью газораспределительных пазов 12, 16, 17, 22,

25и сквозных отверстий 13, 14, 18, 19, 23,

26распределителя 15, сопряженного с барабаном 1 и поджатого к нему.

После закрытия верхней крышки 8 и герметизации рабочей камеры 7 с помощью пружин 29, поджимающихся к верхнему неподвижному направляющему диску 2, рабочая камера 7 попадает в сектор продувки, где соединяется с системой подачи газа-носителя. В это время газ-носитель, поступающий в камеру 7, вытесняет воздух, наполняющий ее свободный объем.

После продувки камера 7, заполненная

газом-носителем, перемещается в сектор накопления (подача в нее газа-носителя прекращается). В случае, если газонаполненное изделие негерметично, то пробный газ, которым заполнена внутренняя полость

0 этого изделия, вытекает из нее в объем камеры 7 и накапливается в нем. Затем камера 7 перемещается в сектор продувки детектора и в сектор детектирования, где соединяется с системой подачи газа-носителя и

5 детектором утечки (детектором утечки перед этим продувался в секторе продувки детектора газом-носителем, минуя камеры 7). Вся порция газа-носителя в камере 7 вместе с вытекшим из изделия в нее проб0 ным газом происходит через детектор утечки, который определяет наличие пробного вещества и, таким образом, обнаруживает негерметичное изделие, и от него поступает сигнал на толкатели 36 блокировочного и

5 разбраковочного устройства, которые с помощью штырей 35 выдвигают задвижки 34 крышек 8 и 9. При этом нижняя крышка 9 не может .открыться в первой части выреза нижнего диска 3 сектора выгрузки, а откры0 вается только во второй части над тарой для бракованных изделий, куда и попадает изделие.

Соответственно, при этом верхняя крышка 8 в секторе загрузки вообще не мо5 жет открыться и, таким образом, изделие, подлежащее контролю, не может быть загружено в камеру 7, на стенках которой мо; жет остаться адсорбированным пробный газ, и, таким образом, исключается воэмож0 ность ложной забраковки годного изделия за счет десорбции пробного вещества со стенок этой камеры. При дальнейшем вращении барабана 1 задвижки 34 верхних 8 и нижних 9 крышек задвигаются в исходное

5 положение с помощью направляющих 37, установленных на нижнем 3 и верхнем 2 неподвижных дисках.

В случае, если газонаполненное изделие герметично, то пробный газ, которым

0 заполнена внутренняя попость этого изделия, не вытекает из нее ч объем камеры 7 и не накапливается в нем. В секторе детектирования детектор не обнаруживает пробного вещества в камере 7 и от него не

5 поступает сигнала на толкатели 36 блокировочного и сортировочного устройств, задвижки 34 кры-иек 8 и 9 остаются в задвинутом положении. При этом верхняя крышка 8 открывается а секторе загрузки и в нее загружается изделие, подлежащее

контролю. Соответственно, при этом нижняя крышка 9 открывается в первой части сектора выгрузки (окно нижнего диска 3) над тарой для годных изделий, куда и попадает изделие. В промежутках между детектированием каждой камеры 7 детектор (без перерывов) продувается газом-носителем с помощью радиальных пазов 20 барабана 1, соединяющихся в эти промежутки пневматически с пазами 21, 22 и отверстиями 13, 23 распределителя 15 (фиг. 3, 7, 11, 12, 13). На фиг. 13 схематически показан момент окончания продувки детектора и начала детектирования при вращении барабана 1 по стрелке Л над распределителем 15, при котором еще до выхода радиального паза 20 барабана 1 из зацепления с пазами 21, 22 распределителя 15, что соответствует продувке детектора; в зацепление с пазом 12 и отверстием 14 распределителя 15 входят каналы 10 и 11 барабана 1, что соответствует детектированию. Причем соотношение размеров каналов 10,11 и радиальных пазов 20 на барабане 1 с размерами пазов 12, 21, 22 и сквозных отверстий 13,14, 23 распределителя 15 подобраны так, что газ без перерывов с неизменной скоростью проходит через детектор (во время продувки, во время детектирования, во время перехода от продувки детектора к детектированию, во время перехода от детектирования к продувке детектора).

Таким образом повышается производительность контроля, чувствительность контроля.

Изобретение позволяет значительно повысить надежность в работе и долговечность механической части; повысить надежность контроля герметичности; повысить производительность работы полуавтомата и чувствительность отбраковки при упрощении конструкции разбраковочного и блокировочных устройств.

Опытный образец полуавтомата для контроля герметичности позволяет, как показали испытания, контролировать одновременно малые, средние и большие течи на одном полуавтомате с производительностью 2500 шт./ч, производить испытания герметичности разнотипных приборов различных типоразмеров с максимальными габаритными размерами 35X35X4 или изделий в круглых корпусах диаметром до 15 мм и длиной до 40 мм (т.е. позволяет контролировать изделия со всеми.типоразмерами, применяемыми в отрасли).

Формула изобретения 1. Полуавтомат для контроля герметич- ности газонаполненных изделий, содержа- .щий барабан с приводом вращения и

сквозными камерами, открытыми со стороны торцов барабана и расположенными по его периметру, два неподвижных диска, первый из которых имеет вырез под загрузку, а второй - под выгрузку, и которые установлены соосно барабану со стороны его торцов, один из дисков имеет распределитель в виде системы проточек, узел разбраковки, систему подачи газоносителя, соединенную через проточки распределителя с камерами и детектором на позициях продувки камеры и детектирования и с пазами барабана и детектором на позиции продувки детектора, детектор утечки, соединенный через проточки распределителя с

камерами на позиции детектирования, о т- личающийся тем, что, с целью повышения производительности, долговечности и надежности путем исключения заклинивания изделий, он снабжен узлом

блокировки и откидными крышками, установленными шарнирно с обеих сторон камер с возможностью только поворота вокруг оси шарнира, параллельной торцовым поверхностям барабана, и подпружиненными

относительно барабана с возможностью открытия на позиции загрузки и разбраковки, диски установлены с зазором относительно торцов барабана, размер которого выбран из условия обеспечения герметичного закрытия крышек, узлы разбраковки и блокировки выполнены в виде запорных элементов, установленных на крышках, и толкателей, установленных на дисках, связанных с детектором утечки, и имеющих

возможность полного запирания крышек на позиции загрузки-посредством сплошного выреза в одном из дисков и частичного запирания - посредством ступенчатого выреза в другом диске.

2. Полуавтомат по п. 1,отличающий- с я тем, что, с целью повышения чувстви- . тельности, барабан установлен с возможностью непрерывного вращения, один из дисков выполнен с кольцевой выемкой, рас. пределитель выполнен в виде кольца, установленного в этой выемке, а барабан имеет систему отверстий и пазов, сообщающих детектор утечки непрерывного с системой подачи газа-носителя на позициях продувки

детектора и детектирования и периодически то с пазами, то с камерами барабана при соединении детектора утечки с пазами и с камерами.

37

гв $

29

Изобретение относится к контролю герметичности газонаполненных изделий и позволяет упростить разбраковку изделий и повысить долговечность путем исключения заклинивания изделий. Для неподвижных диска 2 и 3 установлены с зазором относительно торца барабана 1 с камерами 7. Подвижные крышки 8 и 9 установлены с обеих сторон камер 7 и подпружинены относительно барабана 1, На крышках 8 и 9 установлены задвижки 34, которые могут фиксировать их от открытия на позициях J № 1в isi9i7 $/ И загрузки и разбраковки. На последней позиции могут одновременно открываться две крышки 9, на позиции загрузки - одна крышка 8. Диск 3 выполнен в виде шайбы, а распределитель 15 - в виде кольца, расположенного в отверствии шайбы. Распределитель 15 имеет систему проточек, сообщающих камеры 7 с источником газа-носителя и детектором утечки на соответствующих позициях. Изделия загружаются в камеру 7 при открытой крышке 8, затем барабан 1 поворачивается и диск 2 закрывает крышку 8 и герметизирует камеру 7. Если изделие негерметично, то детектор утечки подает сигнал на задвижки 34 крышек 8, 9 этой камеры 7 и крышка 9 камеры 7 откроется на позиции выгрузки бракованных изделий, а крышка 8 на позиции Зчгрузки не откроется. Камера 7 при следующем цикле будет проверена на наличие остаточного контрольного газа. Если его не обнаружится, то на следующем цикле в камеру 7 можно будет загрузить изделие, т.к. крышка 8 откроется. 1 з.п.ф-лы, 13 ил. СО С о ъ ел о

Фиг Л

В-В подернуто

Лродцдко. защитных канавок крышек

37

Фиг. 5 Д-Д Прадуока детектора

20

22

Фиг. 7

Фиг Л

Г-Г подернуто Накопление

Е -Ј побернуто блокировка

-36

зцJV

36

РазВракодка Фиг 8

Фиг. 10

Ж-Ж раздернуто

Фиг 9

Фиг. 11

15

11

15

т

Фиг. 12