Способ изготовления эталонной течи Советский патент 1980 года по МПК C03B23/08 

. -i

Изобретение относится к технике изготовления эталонных течей, применяемых при испытании на герметичность во многих отраслях промышленности.

Известен сгаэсоб изготовления эталонной течи заключающийся в запаивании вольфрамовой проволоки известного диаметра в кварцевую капиллярную трубку с последующим извлечением ее путем растворения в царской водке, что позволяет изготовить течь с известным диаметром, а не потоком, так как остаются неизвестными соотношения между давлением калибровки, производительностью течи и ее диаметром 1.

Однако известный способ изготовления течей не позволяет контролировать производительност эталонных течей в процессе их изготовления. Производительность течи определяется гюсле проведения процесса калибровки. Изготовление течи требуемого номинала потока является до некоторой степени случайньщ явлением. Требуется изготовить и откалибровать достаточное . количество эталонных течей, чтобы получить течь требуемой производительности.

Наиболее близким к предлагаемому является способ, изготовления эталонных течей с заранее известной производительностью 2. Для капиллярных течей с определенными размерами оттянутой части было получено отношение между скоростью истечения через течь и диаметром суживающегЪся конца капилляра

Q K.D.2,99.

где Я производительность (скорость) течи; В - диаметр капилляра; К - коэффициент пропорциональности.

На основании от1юшения для определенных условий испытания была построена графическая зависимость между Q (л,мкм/с) и В (мкм).

Наличие данной зависимости позволяет изготовить зталоиную течь для определенных условий испытания с известной производительностью

Способ изготовления заключается в следующем. .

Капиллярную трубку с внутренним диаметром отверстия, равным 1,15 мм нагревают в кислородном Ш1амейи и запаивают внутреннее отверстие на расстоянии, рапном наружному

3726036 -4

диаметру капштляра. Соблюдая режимм вытяж-чения скорости передвижения капли по капилки (температуру и -размер пламени, усилиеляру, соответствующей заданной проигзводивытяжки, температуру охлаждения), вытягива-тельности течи (в см/с). Скорость передвигот равномерно суживпгоп.шйся конец воронкооб- жения капли непрерывно фиксируют с пораэкой формы длиной порядка 75,5 мм от начала сужения в утреннего отверстия капил,ляра и наружным диаметром от 1,59 до 0,7о Исхолд из требуемой производительности течи, с номоицгю микроскопа определяют диаметр оттянутой части капилляра, соответствую щий .заданному расходу течи, руководствуясь данными графической зависимости, после чего капилляр отмечают в данной точке и отламывают. Таким образом получают течь с заранее известной производительностью. Недостатками этого способа изготовления эталонной теш с заранее известной производи тельностью являются ограниченность применения из-за отсутствия зависимостей между (3 и D для различных условий испытания и течей различной конфигурации; необходимость применения сложной оптической техники с большой разрешающей способностью для опре деления диаметров отверстий течей с маленькой Производительностью; ограниченная точ-ность изготовления течи на заранее заданную производительность, достигающая более 100%. Цель изобретения - упрощение способа и повышение точности изготовления течи заране заданной производительности. Цель достигается тем, что в способе изготовле шя эталонной течи, преимущественно, стеклянной, путем последовательного нагрева капилляра определенного диаметра, запаивания оттягивания и отрезания запаятшого конца ка:1илляра, капилляр определенного диаметра до нагревания промьгеайт, просушивают, вводят с одного конца каплю жидкости и после оттягивания запаянного конца капилляра создают давление калибровки, вьвдёрживают до выравнивания давления с обеих сторон капли, фиксируют положение медаска ка1гти, а отрезание капилляра осуществляют част5гми фиксируя при этом скорость перемещения мениска и при скорости, равной заданной, сбрасывают давление и отрезают часть капилляра с каплей жидкости. Способ осуществляют следующим образом. В промытую и просу1ленную капиллярную трубку известного диаметра с одного конца вводят каплю жидкости, например, спирт. Противоположный конец запаивают в отгяги-, вают в пламени горелки С открытого конца каюшлярной трубки создают давление калибровки и вьздерживают до выравнивания давления с обеих сторон капли жидкости. Фиксируют с помощью щкалы окуляра микроско па kamiK в капиллярной трубке. Постепенно отрезают оттянутую часть капилляра до полумощью окуляра микроскопа и секундомера. После получения заданной скорости передвижения капли покапилляру, сбрасывают давление и отрезают часть капилляра с жидкостью. Непрерывность контроля за производительностью течи в процессе ее изготовления и измерения производительности течи по расходу газа обеспечивается последовательность операций и определением объема газа, вытекающего через течь в единицу времени. Определение объема газа, вытекающего через тсш, производят через измерение перемепдения жидкости капли в капилляре известного диаметра с помощью микроскопа. Время перемещения капли измеряют с помощью секундомера. Упрощение способа и расширение диапазона его применения достигается за счет того, что отпадает необходимость определения зависимости Q и D для различных условий испытаний. В качестве примера рассмотрим изготовление течи с потоком по воздуху, равным Q - Ii., лМКМ/С, при давлении калибровки, равном 0,3 кгс/см, что соответствует 1Л210- см/с. , Для изготовления течи с такой производительностью берут капиллярную трубку с внутренним диаметром 60 мкм. Измерение перемещения капли жидкости производят -с использованием биологического микроскопа с ценой деления сетки окуляра, равной 16 мкм. Промывают капиллярную труб У растворителем и просушивают. Вводят в капиллярную трубку капельку спирта, после чего нагревают, запаивают и оттягивают капилляр. Создают с открытой сторонь; капилляра давление воздуха, равное давлению калибровки и выдерживают в течение времени, необходимого для выравнивания давления с обеих сторон капли жидкости. Фиксируют положение мениска капли жидкости на сетке окуляра микроскопа. Определяют скорость движения капли жидкости, которая должна соответствовать заранее заданной скорости производительности течи, т.е. 13210 CMVc. Передвижение мениска капли на одно деление сетки окуляра микроскопа соответствует выгек1пему объему газа 4,51-10 см (при диаметре капиллярной трубки 60 мкм и цене деления сетки окуляра микроскопа 16 мкм). С учетом приведешш данного объема к норма; ьному дчнлению его величина pdBHa 5,86-10 см .

Определяют скорость прохождения мениском одного деления сетки микроскопа поформуле

а Ь заранее заданная про изводительность течи V 5,86-10 объем, соответствующий одному делению сетки микроскопа, приведенный к атмосферному давлению; время прохождения мениском капли одного деления при заданной производительности течи. 5,86-ю 1,52-10Последовательным отрезанием оттянутой части капилляра добиваются прохождения мениском ID делений за 44 с, что соответствует изготовлению эталонной течи с заранее заданным потоком 5,86-Ю ,32-Ю смЗ/с 44 . Точность определения потока составляет ± 28% (у известного более 100%). Предлагаемый способ изготовления течи заранее известной производительности позволяет снизить трудоемкость процесса изготовления течи на заданный поток в 10 раз за.счет конт ролирования производительности в процессе

изготовления течи. Этот способ изготовления течей позволяет повысить точность изготовления течей, а также надежность контроля. Способ прост в осуществлении и не требует специального оборудования. Формула изобретения Способ изготовления эталонной течи, преимущественно, стеклянной, путем последовательного нагревания капилляра определенного диаметра, запаивания, оттягивания и отрезами запаянного конца капилляра, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа и повышения точности изготовления течи заранее заданной производительности, кагшлляр определенного диаметра до нагревания промывают, просушивают, вводят с одного конца кafшю жидкости и после оттягивания запаянного конца капилляра создают давление калибровки, выдерживают до вьфавнивания давления с обеих сторон капли, фиксируют положение мениска капли, а отрезание конца капилляра осущ ствляют частями, фиксируя при зтом скорость перемещения мениска и при скорости, равной заданной, сбрасывают давление н отрезают часть капилляра с каплей жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР N 88420, кл. С 03 В 23/04, 1950. 2.The Reviev of Scientific instruments , 1958, V. 29, № 6, p. 501--504.