Устройство для детектирования утечки с помощью газа-индикатора Советский патент 1993 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к системе детектирования утечек с помощью газа-индикатора, состоящей из трубопровода, снабженного форвакуумным вентилем и обеспечивающего связь тестируемой емкости со стороной всасывания форвакуумного насоса, газоанализатора, связанного со стороной всасывания вторичного механического насоса, нагнетающая сторона которого связана каналом с первичным насосом по меньшей мере одной связью, снабженной входным вентилем, связывающим указанную емкость с вторичным механическим насосом.

Цель изобретения. - повышение чувствительности за счет уменьшения фонового шума, который существует в этой системе детектирования.

На фиг. 1 показана система детектиро-, вания утечек с помощью газа-индикатора в случае, когда используются два различных лопаточных насоса; на фиг, 2 - система детектирования в случае, когда используется лишь один лопастный насос; на фиг. 3 - вариант с одним лопаточным насосом, работает в режиме противотока.

По фиг. 1 система детектирования утечки с помощью газа-индикатора имеет фор- вакуумный насос 1, например лопаточный насос. Этот лопаточный насос 1 связан стороной всасывания с трубопроводом 2, другой - конец которого связан сходным фланцем 3 с тестируемой емкостью 4. Этот трубопровод 2 снабжен форвакуумным вентилем 5. Газоанализатор 6, такой как масс-спектрометр, настроенный, например, на гелий, связан со стороной всасывания вторичного механического насоса 7, Речь идет о молекулярном насосе типа турбомолекулярного, например, но можно также использовать другие типы насосов, например насос Хольвека или гибридный насос.

Сторона нагнетания вторичного насоса 7 связана каналом 8 с первичным насосом 9, таким как лопаточный насос.

Тестируемая емкость 4 связана, кроме того, со стороной всасывания вторичного насоса 7 связью 10, снабженной входным вентилем 11.

Эта связь позволяет выполнить тест в. режиме прямотока.

ел

G

00

о

Ч

ю ю

СлЭ

Кроме того, факультативно, система может иметь другую связь 12, снабженную также входным вентилем 13, который связывает непосредственно сторону нагнетания вторичного насоса 7с тестируемой емкостью посредством трубопровода 2. Эта связь 12 позволяет выполнить тест в режиме противотока.

Согласно изобретению, второй вторичный механический насос 14 расположен на трубопроводе 2, ниже форвакуумного вен- тиля 5.

Связь 12 присоединяет трубопровод 2 ниже насоса 14. Благодаря этому вторичному механическому насосу 14, например молекулярному насосу 14, например молекулярному насосу турбомолекулярного типа, быстро снижают входное давление, используя большую скорость откачки моле

кулярного насоса ниже 10 мб.ар, а отличие от лопаточного насоса при этих давлениях.

Так достигается граничное давление порядка мбар, существенно меньшее мбар, достигаемых ранее в предшествующем уровне техники, откуда лучшее удаление, в ходе фазы форвакуумирования, гелия, со- держащегося в воздухе; таким образом устраняется фоновый шум.

Другое преимущество состоит еще в том, что этот насос 14 препятствует ретро- диффузии масла насоса 1, откуда реализа- ция собственного детектора.

Наконец, в случае работы в режиме прямотока явление памяти гелия, обусловленное насосом 1, снижается этим насосом 14.

В качестве примера: насосы 7 и 14 являются турбомолекулярными с расходом 100 л/с. Иасос 9 является лопаточным с расходом 4 м3/ч, а форвакуумный насос 1 имеет расход 20м3/ч.

В процессе тестирования в работе с режимом прямотока после выполнения форвакуумирования насосами 1 и 14 закрывают вентили 5 и 13 и открывают вентиль 11. Получают максимально 10 атм см /с со скоростью откачки 8 л/с.

В случае измерения большой утечки работают в режим е противотока : вентиль 11 остается открытым, а после форвакуумирования емкости 4 открывают вентиль 13. Та- ким образом можно работать при высоком давлении (выше 10 мбар) со скоростью откачки 15 л/с). ..Для обеспечения контроля больших объемов, достигающих, например 200 л, возмож- но реализовать чистый тест, оставляя одновременно вентили 11 и 13 открытыми. Чувствительность уменьшена в отношении 3, но скорость подкачки гелия переходит к 23 л/с, откуда улучшение времени отклика.

5

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На фиг. 2 представлена упрощенная схема, в которой отсутствует лопаточный насос, обозначенный позицией 19, играющий в действительности роль двух насосов 1 и 9 на фиг. 1. Тогда был добавлен дополнительный вентиль 15.

В процессе фбрвакуумирования вентили 5 и 15открыты,а вентили 11 и 13 закрыты.

В процессе тестирования в прямотоке закрывают вентили 5 и 15 и открывают вентили 11 и 13.

В процессе тестирования в противотоке вентиль 11 остается закрытым, а три вентили 5, 15 и 13 открыты. ..

Позицией $12 отмечен единственный трубопровод, который играет роль канала 8 фиг. 1 и роль связи 12 этого фиг, 1. На фиг. 2 используемый лопаточный насос 19 имеет расход, соответствующий расходу насоса 1 (фиг. 1), следовательно 20 м3/ч в указанном не ограничивающем примере.

Таким образом, благодаря систем.е детектирования теперь имеется аппаратура с лучшими характеристиками, чем у наилуч-- ших приборов с диффузионным насосом с ловушкой на жидком азоте.Характеристики, которые не были достигнуты до настоящего времени на аппаратах с механическими молекулярными насосами в применяемых схемах.

Действительно, получают:

-высокую чувствительность: атм/см3/с;

- высокую скорость откачки:

- 8 л/с для малых утечек

- 15 л/с для больших утечек,

- 23 л/с для быстрого .поиска утечек на значительных объемах, . - система чистого детектирования,

- пониженная память гелия.

Устройство применимо к любой системе детектирования, имеющей описанные компоненты, Причем комплекс этих компонент может быть перегруппирован в аппарате, называемом детектором, но этот аппарат может в случае необходимости группировать лишь часть компонент, что позволяет реализовать меньшие и более легкие детекторы, если например контролируемый объем обладает собственной группой откачки. Формула изобретения 1. Устройство для детектирования утечки, с помощью газа-индикатора, содержащее первый трубопровод, форвакуумный насос, соединенный с этим трубопроводом, форвакуумный вентиль, расположенный со

стороны всасывания форвакуумного насоса, предназначенный для соединения с испытываемой емкостью, второй трубопровод с входным вентилем, соединенный с ним стороной всасывания первый вторичный механический насос, анализатор газа, соединенный с стороной всасывания первого вторичного механического насоса, третий трубопровод, связывающий сторону нагнетания первого вторичного механического насоса с форвакуумным насосом, отличающееся тем, что, с целью повышения чувствительности путем уменьшения фонового шума, оно снабжено вторым вторич0

ным механическим насосом, расположенным на первом трубопроводе между форвакуумным вентилем и форвакуумым насосом.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что третий трубопровод соединен с вторым трубопроводом между вторым вторичным механическим насосом и форвакуумным насосом.

3. Устройство по п. 2, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что оно содержит дополнительный вентиль, расположенный на втором трубопроводе между вторым вторичным насосом и соединением третьего трубопровода с первым трубопроводом.

Изобретение касается контроля на герметичность с помощью газа-индикатора и позволяет повысить чувствительность путем уменьшения фонового шума. Для этого на линии 2 первичной откачки изделия 4 установлен дополнительный вторичный механический насос 14, расположенный между форвакуумным вентилем 5 и первичным форвакуумным насосом 1. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

&#г.2