Контрольна теча

Изобретение относится к испытательной технике, а более конкретно - к области контроля герметичности изделий манометрическим методом, и может быть применено, например, для испытаний пневмораспределителей. Известно устройство, состоящее из цилиндра, внутри которого герметично установлена эластичная трубка с радиальным прокольным отверстием, выполненным соосно с отверстием в цилиндре, узла деформирования трубки в виде двух герметичных крышек, установленных на торцах трубки, вн утренняя полость трубки соединена с одной стороны через обратный клапан с источником контрольного давления газа, а с другой - с манометром и предохранительным клапаном [Авт.св. СССР №1483303, кл. G 01 М 3/02]. Недостатком известного устройства является зависимость потока через течь от величины контрольного давления, сложность изготовления и настройки течи на заданный поток, невозможность оперативной проверки величины потока и нестабильность заданного потока из-за изменения геометрических размеров отверстия в сжатой эластичной трубке. Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство, содержащее регулятор давления, подключенный через междроссельную камеру к корпусу, вн утри которого помещена эластичная емкость, соединенная с капилляром, установленным вне корпуса [Залунный А.И. и др. Контроль герметичности конструкций. - К.: Техника, 1976, с. 38, рис.7]. Недостатком известного устройства является невозможность его использования в схемах, где поток через течь должен быть неизменным при различных значениях контрольных давлений, сложность подготовки капилляра на заданный поток при заданной величине контрольного давления, невозможность оперативного задания и поверки величины потока, а также нестабильность потока из-за изменения величины контрольного давления или температуры во времени, загрязнения капилляра и т.п. В основу изобретения поставлена задача создать такую регулируемую контрольную течь, с независимым от контрольного давления потоком, которую можно встраивать непосредственно в установку контроля герметичности и проверять ее непосредственно на потоке, что позволило бы уменьшить погрешность измерений и обеспечило быструю перенастройку потока. Сущность изобретения состоит в том, что в регулир уемую контрольную течь, содержащую капилляр, в отличие от прототипа, дополнительно ввели повторитель со сдвигом, элемент сравнения, трехмембранное реле, элемент НЕ, контрольную емкость и нормально открытый клапан. Причем, вход капилляра соединен с минусовой камерой элемента сравнения и проточными камерами трехмембранного реле, нижнее сопло которого заглушено, а верхнее сообщается с контролируемым объектом. Разрешающая камера трехмембранного реле соединена с выходом элемента сравнения, а запрещающая - с выходом элемента НЕ, вход которого объединен с каналом питания элемента сравнения и является включающим входом устройства. Выход капилляра подключен через повторитель со сдвигом к плюсовой камере элемента сравнения и непосредственно к контрольной емкости и нормально открытому клапану. Причинно-следственная связь между достигаемым техническим результатом и существенными признаками изобретения состоит в том, что за счет введения в известное устройство повторителя со сдвигом, элемента НЕ, трехмембранного реле и элемента сравнения обеспечивается регулировка величины потока через капилляр и независимость от величины контрольного давления. За счет многократного уменьшения перепада давлений на капилляре (при контроле пневмораспределителей с 6,3 до ~0,15 кгс/см 2) в несколько раз возрастает диаметр капилляра (для одного и того же потока), что значительно уменьшает погрешность из-за изменения температуры загрязнения и т.п. Возможность регулирования величины потока по практически линейной характеристике обеспечивает и простоту изготовления капилляра на заданный поток: сначала капилляр изготавливается "грубо", а затем повторителем со сдвигом настраивается "тонко" (диапазон изменения потока ~1 порядок), Введение в известное устройство контрольной емкости и нормально-открытого клапана позволяет встраивать течь непосредственно в установку контроля герметичности и проверять ее не в лабораторных условиях, а непосредственно на потоке: при этом многократно замеряется время накопления воздуха в контрольную емкость и рассчитывается среднеквадратичное отклонение s. На чертеже представлена принципиальная схема предложенного устройства. Схема включает в себя трехмембранное реле 1, верхнее сопло которого сообщается с контролируемым объектом, а проточные камеры подключены к капилляру 2 и минусовой камере элемента сравнения 3. Нижнее сопло реле 1 заглушено, разрешающая камера соединена с выходом элемента сравнения 3, а запрещающая - с вы ходом элемента 4 НЕ, вход которого подключен к каналу питания элемента сравнения 3 и является включающим входом устройства. Выход капилляра 2 соединен через повторитель со сдвигом 5 с плюсовой камерой элемента сравнения 3 и непосредственно с нормально-открытым клапаном 6 и контрольной емкостью 7. Работает схема следующим образом. В режиме контроля герметичности изделий сигнал на включающий вход устройства не подается и контролируемый объект отсечен от устройства за счет подачи в запрещающую камеру реле 1 выходного сигнала элемента 4 НЕ. Устройство при этом не используется. В режиме поверки установки контроля герметичности на включающий вход устройства подается сигнал. Запрещающая камера реле 1 соединяется с атмосферой через элемент 4 НЕ. Давление на выходе элемента сравнения 3, а значит и в разрешающей камере реле 1 возрастает. Верхнее сопло приоткрывается и давление на входе капилляра 2 увеличивается. Одновременно возрастает давление и в минусовой камере элемента сравнения 3. Как только оно станет равным выходному давлению повторителя со сдвигом 5, то давление на выходе элемента сравнения 3 начинает уменьшаться. Соответственно начинает призакрываться верхнее сопло реле 1 и поступление воздуха на вход капилляра 2 уменьшается. В установившемся режиме выходное давление элемента сравнения 3 устанавливается на таком уровне, при котором обеспечивается равенство Рвх=Р вых.+D, где Pвх - давление на входе капилляра 2, Рвых - давление на выходе капилляра 2 (в описанном режиме оно равно нулю, т.к. проходящий через капилляр 2 воздух стравливается через клапан 6 в атмосферу) D - величина сдвига повторителя, таким образом обеспечивается постоянный перепад давлений на капилляре 2, равный D и не зависящий от величины контрольного давления, поступающего на сопло реле 1. Стабильность перепада в свою очередь обеспечивает постоянство расхода воздуха через капилляр 2, а значит и стабильность утечки из контролируемого объекта. В режиме поверки величины расхода через течь после подачи включающего сигнала закрывается клапан 6. Воздух, проходящий через капилляр 2, накапливается в контрольной емкости 7. Поскольку перепад давлений на капилляре относительно мал и равен постоянной величине D, то расход воздуха остается также постоянным и равным расходу в режиме поверки установки. Нестабильность расхода G оценивается косвенным образом - по нестабильности времени накопления воздуха в емкость 7 до некоторой выбранной величины давления Р. Правомерность такого подхода объясняется следующим: в соответствии с уравнением Клапейрона-Менделеева масса воздуха m, поступившего в емкость 7 за время t равна где V - величина объема накопления; R - газовая постоянная; Т - температура окружающей среды. Считая, что при проведении поверки температура Т не изменяется, получим Поделив 2 на 1 и переходя к приращениям, будем иметь т.е. относительная нестабильность расхода равна относительной нестабильности времени накопления. Соответственно равны и относительные среднеквадратичные отклонения s. При проведении поверки емкость 7 подключается к прибору, например, манометру, реле давления или другому пороговому элементу, срабатывающему при достижении заданного давления. Во время поверки многократно определяется время накопления t и рассчитывается величина s, которая и определяет погрешность устройства. Предложенное устройство может быть использовано для контроля пневмораспределителей, для которых одной из контрольных утечек является утечка в 50 см 3/мин при давлениях 6,3 и 2,5 кгс/см 3. Величина s при этом не превысит 1%.