Способ контроля герметичности изделий, работающих под внешним давлением Советский патент 1993 года по МПК G01M3/02 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для контроля герметичности изделий, работающих под внешним избыточным давлением, например отсеков и пневмогидравлических систем (ПГС) космических аппаратов (КА).

Целью изобретения является обеспечение контроля герметичности изделий с повышенным внутренним газоотделением.

j Цель достигается тем, что по способу, заключающемуся в том, что изделие помешают в атмосферу контрольного газа, ваку- умируют внутреннюю полость изделия через откачную магистраль, во время вакуу- м/фования измеряют установившееся давление РИЭД контрольного газа в откачной магистрали, подают в .наиболее удаленную о места соединения изделия с откачной магистралью точку калиброванный поток контрольного газа величиной 0Кт1 и повторно измеряют установившееся давление Ркт1 контрольного газа в откачной магистрали,

после чего увеличивают подачу калиброванного потока контрольного газа до величины О.кт2 и измеряют установившееся давление Ркт2 в откачной магистрали, а о величине негерметичности Оизд изделия судят по соотношению

-O.TI ( P.1I - Р.М ) (O.q-Q.n)

( P«i - Р ) - ( P«i Рим ) ( 0.1 - От )

.(1)

Ё

Способ осуществляется с помощью устройства, схема которого изображена на фиг.1,

Контролируемое изделие 1 снабжено заправочными клапанами 2 и 3, которые можно открывать и закрывать вручную. Через клапан 2 и вымораживающую ловушку А с жидким азотом производится вакуумиро- вание внутренней полости: изделия 1 с помощью вакуумного насоса 5 при открытом вентиле 6. Откачная магистраль простирается от клапана 2 до вентиля 6. Измерение

00

ы

V4

4 00

ю

давления в откачной магистрали производят с помощью манометрического датчика 7 и вторичного прибора 8. Заправочный клапан 3 располагается в наиболее удаленной от заправочного клапана 2 точке изделия. Обычно на гермоотсеках КА клапаны 2 и 3 располагаются на корпусе диаметрально противоположно, а на ПГС клапан 3 представляет собой дренажный клапан системы, располагаемый в наиболее удаленной точке системы (и используемый для заполнения системы рабочей жидкостью на завершающем этапе подготовки КА к пуску). К клапану 3 подключена контрольная течь 9. Определенный (калиброванный) поток газа через контрольную течь 9 создается- подачей на ее вход через вентиль 10 соответствующего давления сжатого воздуха, регистрируемого по манометру 11. Зависимость величины потока газа через контрольную течь от давления на ее входе (калибровочную характеристикутечи)определяют экспериментально до начала операций по контролю герметичности изделия.

Внутреннюю полость изделия 1 при открытом клапане 2 и закрытом клапане 3 вакуумируют с помощью насоса 5 до установившегося давления Ризд в откачной магист- рали, .величину которого измеряют по прибору 8. При этом в ловушке 4 вымораживаются конденсируемые (органические) продукты газовыделения из внутренней полости изделия. Однако значительная часть (20-40%) продуктов газоотделения (азот, кислород, гелий и т.п.) не конденсируется в ловушке. Неконденсируемая часть продуктов газоотделения составляет поток величиной QO, которому соответствует установившееся давление Ро в откачной магистрали (см. фиг.2). Установившемуся давлению РИЭД в откачной магистрали соответствует поток, состоящий из суммы Qo + Оизд, где Q иэд - величина потока газа Снаружи внурь изделия через его негерметичность, т.е. величина негерметичности изделия.

После измерения величины Ризд, продолжая вакуумирование изделия через от- качную магистраль, открывают клап.ан 3 и подают на вход контрольной течи 9 давление воздуха по манометру 11, соответствующее известной (по калибровочной характеристике контрольной течи) величине потока Окт1 через течь. Затем измеряют установившееся давление Ркт1 в откачной магистрали. Давлению PKTI соответствует поток газа, состоящий из суммы 00 + Оизд + +0кт1 (см. фиг.2), Затем увеличивают поток газа через контрольную течь 9 до величины 0Кт2 и вновь измеряют установившееся давление Рхт2 в откачной магистрали. Давлению Ркт2 соответствует поток газа, состоящий ИЗ СУММЫ Оо + Оизд + Окт2 (СМ. фиг.2).

В связи с тем, что в используемом рабочем диапазоне давлений (1«10 - мм рт.ст.) эффективная скорость откачки вакуумного насосз 5 постоянна, то давление в откачной магистрали контролируемого изделия при прочих равных условиях линейно зависит от суммарной газовой нагрузки, т.е. линия а, Ь, с, d (см. фиг.2) прямая (это подтверждается также экспериментальными

данными).

. ..

Исходя из этого, справедливы следую- щие соотношения:

0

5

0

РКТ РО Ркт2 РИЗД

Оизд + QKTIОкт2

Ризд Ро Оизд

РИЭД РО

Ркт2 - Р

КТ1

Окт2 О

КТ1

PKTI РИЗД Ркт2 Ризд

(2) (3)

(4)

PKTI РО

Из соотношений (2) и (3) получим

( Оизд + РКЦ ) ( Ркт2 - Ризд )

PKTI - РО - -

Окт2

;(5)

Р -Р Оизд(Ркт2 -Ркт1 ),

Ризд РО-- .(О)

Окт2 - Октч

Подставив выражения (5) и (6) в уравнение (4), получим

Оизд

Q.rl(P«M -Ризд) (Q.T2 -0.il)

( Р.,2 - P.II ) 0«.2 - ( Р«1 - Ризя ) ( 0.4 - Q.4 )

00

Поскольку контрольная течь 9 установлена в наибольшем удалении от прибора 8,

а фактическая негерметичность может иметь место в более близком к прибору 8 месте изделия, то знак равенства в соотношении (7) может быть заменен на знак , в результате чего получим соотношение (1), по

которому определяют величину негерметичности изделия.

Формула изобретения Способ контроля герметичности изделий, работающих под внешним давлением

по авт.св. № 221337, отличающийся тем, что, с целью повышения точности контроля изделий с повышенным внутренним газоотделением, после повторного измерения давления изменяют величину подаваемого калиброванного потока контрольного

газа и вновь измеряют установившееся дав- тение в откачной магистрали, которое учитывают при определении величин негерметичности.

Использование: контроль герметичности изделий, работающих под внешним избыточным давлением. Сущность: после повторного измерения установившегося давления контрольного газа в откачной магистрали изменяют величину подаваемого калиброванного потока контрольного газа. Вновь измеряют установившееся давление в откачной магистрали и учитывают eYo при определении негерметичности. 2 ил.

/

//

f$

§

го

pt/af