Способ определения степени герметичности изделий Советский патент 1993 года по МПК G01M3/26 

Изобретение относится к способам испытания изделий на герметичность и может быть использовано при испытании на герметичность кузовов и кабин транспортных средств и сельскохозяйственных машин.

Известен способ определения степени герметичности изделий, в соответствии с которым в изделие подают контрольное вещество до давления, превышающего рабочее давление, и затем оценивают степень герметичности по времени падения давления с помощью формулы

V

ЛР

ЛТ

где К - степень герметичности;

V - внутренний объем объекта; АР - изменение давления в объекте;

А t - время падения давления.

Данный способ недостаточно точен и для его осуществления необходимы большие затраты.

Известен способ проверки воздухопроницаемости ограждающих конструкций, в соответствии с которым на проверяемый элемент с наружной стороны устанавливают обойму, герметизируют ее по периметру и, образовавшуюся полость, через два штуцера сообщают с источником разрежения и измерительными приборами.

х| о о о

о

Откачивают воздух из полости, обеспечивая различные перепады давлений. Проводят испытания при каждой разности давлений. По средним расходам воздуха строят график зависимости расхода воздуха от величины перепада давлений и по графику определяют коэффициент воздухопроницаемости.

Проводят испытания при каждой разности давлений. По средним расходам воздуха строят график зависимости расхода от величины перепада давлений и по графику определяют коэффициент воздухопроницаемости.

Для этого способа характерна невысокая точность м сложность его реализации.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения уровня герметичности изделий. В соответствии с данным способом изделие соединяют через расходомер с контрольной емкостью, заполненной испытательной средой. Измеряют давления вне и внутри изделия, температуру и молекулярную массу рабочей среды в изделии. Уровень герметичности определяют по формуле

« Q /lu Ри ; Тр

М ЗГР /4р Рр Ти

где Q - величина расхода рабочей среды; АР- величина перепада давлений; ц и молекулярная масса испытательной среды;

/г р - молекулярная масса рабочей среды;

Ри - давление испытательной среды;

Рр - давление рабочей среды;

Ти -.температура испытательной среды;

Тр - температура рабочей среды.

Этот способ сложен в реализации, требует больших затрат, обладает недостаточной точностью, т.к. не учитывает влияние перепадов температур в изделии и вне его. Цель изобретения - упрощение реализации, снижение затрат и повышение точно- сти.

Поставленная цель достигается тем, что для определения степени герметичности в изделие подают или откачивают из него испытательную среду с расходом, компенсирующим утечку через изделие и измеряют перепад давлений между изделием и окружающей его средой, при этом в качестве испытательной среды выбирают окружающую изделие среду. По всему объему изделия и вокруг него выравниваюттемпе- ратуру и поддерживают ее одинаковой во время измерений. Измеряют внутренний обьем изделия или площадь его внутренней поверхности. После чего определяют степень герметичности по зависимости

Kv

W

V Ј v2 р А р /х

если измерялся внутренний объем изделия, или по зависимости

10

W

S -fiVZ/oAp

если измерялась площадь внутренней поверхности изделия.

Где Kv и Ks - степень герметичности;

W - расход испытательной среды. V - внутренний объем изделия, м ; S - площадь внутренней поверхности изделия, м2.

е - коэффициент сжимаемости испытательной среды;

о - плотность испытательной среды, кг-м 3;

А Р - перепад давлений, Па.

На фиг. 1 изображена схема установки для проведения измерений; на фиг. 2 -.установка для проведения измерений; на фиг, 3 - график изменения степени герметичности изделия,

Изобретение осуществляется следующим образом.

Схема установки для проведения измерения, состоит из нагнетательного или отсасывающего устройства 1, трубопроводов 2,

расходомерного устройства 3, регулятора температуры 4, исследуемого изделия 5 и испытательной камеры 6. При испытании используется также манометр для измерения давления в изделии, барометр и термометр. В качестве нагнетательного или отсасывающего устройства может быть использован насос, компрессор или баллон со сжатым газом или с вакуумом, В качестве расходбмерного устройства - любое устройство, позволяющее измерять расход испытательной среды, например, сопло. В качестве регулятора температур в простейшем случае может использоваться простой теплообменник, например, бак, в котором

испытательная среда перед перетеканием в изделие выравнивает свою температуру с температурой среды испытательной камеры.

Проводятся испытания следующим о.бразом. К испытываемому изделию присоединяется установка. Из изделия и из испытательной камеры убираются все тепловые источники, способные вызвать локальное изменение температур в

испытательном веществе. Затем включают установку и создают движение испытательного вещества в изделие и из него. Для устранения выявленных неоднородностей поля температур создают циркуляционное движение испытательного вещества, например, с помощью вентиляторов или насосов. Затем задается какой-либо расход испытательного вещества и регистрируется соответствующий данному расходу перепад давлений. Затем расход испытательного вещества изменяется и регистрируется новый перепад давлений. Диапазон изменений расхода подбирается таким, чтобы охватить весь диапазон перепадов давлений между изделием и атмосферой, возникающий при его эксплуатации. Кроме того, измеряется внутренний объем изделия и площадь внутренней поверхности в нём. По полученным результатам по соответствующим формулам определяется степень герметичности.

П р и м е р, С помощью предлагаемого способа проведено измерение степени герметичности кузовов многих отечественных автомобилей. Испытания проводились с помощью установки (фиг. 2). В ней в качестве нагнетающего устройства использовался обычный промышленный вентилятор с электродвигателем. Количество подаваемого в автомобиль воздуха изменялось с помощью заслонки 7. К расхрдомерному устройству 3, представляющему сопло и микроманометр 8, воздух поступал по воздухопроводу 2. От расходомерного устройства к теплообменной камере 4 воздух поступал по трубопроводу 9.

На графике (фиг. 3) приведены кривые, показывающие изменение величины степени герметичности кузова автомобиля УАЗ- 4962 и кабины автомобиля ГАЗ-3307. Из графиков видно, что в диапазоне изменений перепадов давлений от нуля до 5О60 Па расход воздуха через неплотности будет изменяться как от изменения перепада давления, так и от изменения величины ц F, так как эта величина в данном диапазоне непостоянна. При больших же перепадах изменение расхода воздуха происходит только

за счет изменения величины перепадов давлений и, значит, изменение расхода воздуха в функции изменения перепадов давлений в соответствии с уравнением 4 будет носить

параболический характер.

Если сравнить степени герметичности данных двух автомобилей, то автомобиль УАЗ-4962 является более герметичным, так как у него на единицу внутреннего объема

приходится меньшая площадь неплотностей.

Формула изобретения Способ определения степени герметичности изделий путем подачи в него или откачки из него испытательной среды с расходом, компенсирующим утечку через изделие, и измерения перепада давлений между изделием и окружающей его средой, отличающейся тем, что, с целью

упрощения, снижения затрат и повышения точности, в качестве испытательной среды выбирают окружающую изделие среду, выравнивают температуру по объему изделия и вокруг него и поддерживают одинаковой

во время измерения, измеряют внутренний объем изделия или площадь его внутренней поверхности, а степень герметичности определяют соответственно.по зависимости

Kv

W

1

V -ЈV2/9Ap

или по зависимости

Ks

W

S eV2yoAp

где Kv и Ks - степень герметичности;

W - расход испытательной среды, V - внутренний объем изделия, м ;

S - площадь внутренней поверхности изделия,м ;

е - коэффициент сжимаемости испытательной среды; р - плотность испытательной среды,

кг-м

Л Р - перепад давлений, Па.

Использование: испытание на герметичность кузовов и машин транспортных средств. Сущность изобретения: в изделие подают или откачивают из него испытательную среду с расходом, компенсирующим утечку через изделие, и измеряют перепад давлений между изделием и окружающей его средой. В качестве испытательной среды выбирают окружающую изделие среду. По всему объему изделия и вокруг йегр выравнивают температуру и поддерживают ее одинаковой во время измерений. Измеряют внутренний объем изделия или площадь его внутренней поверхности. Определяют степень герметичности по зависимости Kv W/(V е р ) )(1 /м), если измерялся внутренний объем изделия, или по зависимости (S е /2,0 А р ) если измерялась площадь внутренней поверхности изделия, где Kv и Ks - степень герметичности; W - расход испытательной .среды, кг.с ; V- внутренний объем изделия, м ; S - площадь внутренней поверхности изделия, м2; е - коэффициент сжимаемости испытательной среды; р - „плотность испытательной среды; кг.м; Ар -перепад давлений. Па. 3 ил. (Я С

Фиг 2

к,м

,-1

410

гЗ

ГАЗ-3307

Но

-3

о

50foO 150 лР-.ТА

Фиг. 3