Пристрій для контролю герметичності виробів

1 Пристрій для контролю герметичності виробів, що містить еталонну ємкість, розміщену усередині випробовуваного виробу, реєстратор негерметичності, приєднаний до виробу і ємкості, вентилі та магістраль подачі газу, який відрізняється тим, що еталонна ємкість виконана у вигляді оребреного трубопроводу, виконаного з металу високої теплопровідності, наприклад з алюмінію 2 Пристрій за п 1 , який відрізняється тим, що трубопровід виконаний у вигляді спіралі і розташований уздовж стінок випробовуваного виробу по усій його довжині 3 Пристрій за пп 1 і 2, який відрізняється тим, що трубопровід закріплений до стінок виробу через термоізолятори, виконані, наприклад із пінопласту Винахід відноситься до загального машинобудування і поширюється на пристрої контролю герметичності порожнистих виробів з переважним використанням у КОСМІЧНІЙ техніці для контролю герметичності ВІДСІКІВ космічних апаратів В даний час для контролю герметичності виробів застосовується, в основному, масспектрометричний метод, дивись, наприклад, ОСТ 92-1527-79 СРСР Стосовно до космічних апаратів з великими розмірами, цей метод, незважаючи на високу чутливість, потребує створення громіздких вакуумних камер, застосування масспектрометричних течешукачів з залучанням кваліфікованого персоналу для їхнього обслуговування і використання в якості контрольного газу гелію, який внаслідок високої проникаючої спроможності здебільшого несумісний із напівпровідниковою радіоелектронною апаратурою, встановленою всередині герметичних ВІДСІКІВ Тому в даний час для контролю герметичності космічних апаратів все частіше використовується метод, заснований на приєднанні до герметичного відсіку еталонної ємкості з виміром зміни тиску у відсіку щодо еталонної ємкості (дивись, наприклад, авторське свідоцтво СРСР №1769033, МПК G01МЗ/00) виміру негерметичності внаслідок різниці температур газу в порожнині випробуваного виробу і в еталонній ємкості, враховуючи, що темп зміни температур газу у виробі і ємкості в процесі контролю може істотно розрізнятися Для вирівнювання температури газу в порожнині виробу і еталонній ємкості по авторському свідоцтву СРСР №1224640, МПК G01M3/04, запропоноване розміщення еталонної ємкості не зовні виробу, а усередині випробовуваного виробу — прототип У цьому способі еталонна ємкість заповнюється газом до тиску, що перевищує тиск у порожнині виробу, і за рахунок наявності в ній пружної ділянки поверхні виконує функцію датчика тиску, за показниками якого визначають величину негерметичності порожнини виробу внаслідок спаду тиску в ній Однак, як показали випробування, цей спосіб незначно підвищує точність виміру негерметичності через велику різницю температур газу в різних зонах внутрішньої порожнини випробуваного виробу, що досягає 2°С Тому різниця температур газу в локальній зоні виробу і в еталонній ємкості може досягати також 2°С Незважаючи на простоту, цей спосіб має істотний недолік, що полягає у великій погрішності температурою газу, що знаходиться в ній Тому, навіть при рівності температур газу в еталонній Відомо, ЩО фактичний тиск у будь-якій ємкості визначається КІЛЬКІСТЮ та середньоштегральною О 00 1 C O ю 53718 ємкості і у локальній зоні внутрішньої порожнини виробу, де вона розміщена, з'являється значна помилка у визначенні негерметичності за рахунок невідповідності середньоштегральної температури газу в порожнині виробу і у и локальній зоні У герметичних відсіках космічних апаратів довжиною 8 метрів і діаметром до 3 метрів заміряна різниця температур газу в різних зонах досягала 2°С Особливо велика різниця температур газу зафіксована між нижньою і верхньою частинами відсіку За результатами розрахунку для достовірного визначення негерметичності, при якій гарантується робота космічних апаратів протягом 10 років, різниця між середньоінтегральною температурою газу в порожнині виробу і температурою в еталонній ємкості не повинна перевищувати 0,01 °С Внаслідок указаної різниці температур газу в різних зонах випробуваного виробу температура газу в еталонній ємкості буде визначатися місцем и розташування у виробі Невідповідність локальної температури газу у виробі середньоштегральній і можливість її зміни за час випробувань призводить до великої похибки у вимірі тиску в еталонній ємкості і до не меншої похибки у визначенні негерметичності виробу В основу винаходу поставлена задача вирівнювання середньоштегральних температур газу у виробі і еталонній ємкості шляхом виконання ємкості з металу високої теплопровідності у вигляді оребреного спірального трубопроводу з капілярним внутрішнім діаметром і закріпленого уздовж стінок виробу через теплоізолятори, що дозволило зменшити час і підвищити точність визначення негерметичності Основною загальною із прототипом ознакою в технічному рішенні, що заявляється, є розташування еталонної ємкості усередині випробуваного виробу Відзначимо основні ВІДМІТНІ ознаки запропонованого пристрою в порівнянні з прототипом і технічні результати при його здійсненні Перша відмітна ознака запропонованого пристрою полягає у виконанні еталонної ємкості у вигляді капілярного трубопроводу замість датчика тиску у вигляді ємкості невеликого розміру з пружною ділянкою поверхні Виконання ємкості у вигляді капілярного трубопроводу дозволяє зменшити вагу як самої ємкості, так і газу, що знаходиться в ній, що особливо важливе для космічної техніки, оскільки немає принципових обмежень по зменшенню діаметра прохідного перетину трубопроводу до капілярного, наприклад, до 0,5 мм Зменшення ваги розміщеного в трубопроводі газу і збільшення площі контакту контрольної ємкості з газом у виробі прискорює процес вирівнювання його температури з температурою газу у виробі, що скорочує час випробувань Другою ВІДМІТНОЮ ознакою є зовнішнє оребрення трубопроводу і виконання його з металу високої теплопровідності, наприклад, з алюмінію Оребрення трубопроводу може бути подовжнім, спіральним або поперечним, наприклад, дисковим Оребрення трубопроводу і виконання його з металу високої теплопровідності збільшує інтенсив ність теплообміну з газом усередині виробу і також дозволяє прискорити час випробувань Третьою ВІДМІТНОЮ ознакою є виконання трубопроводу у вигляді спіралі, розташованої уздовж стінок виробу по усій його довжині, що дозволяє вирівнювати температуру газу у виробі і трубопроводі в усіх локальних зонах У результаті забезпечується рівність середньоштегральних температур газу у виробі і трубопроводі на усіх етапах випробувань, і у кінцевому результаті підвищити точність контролю негерметичності виробу У прототипі таку рівність температур забезпечити принципово неможливо внаслідок малого розміру еталонної ємкості Четвертою ВІДМІТНОЮ ознакою є кріплення трубопроводу до стінок виробу через теплоізолятори, виконаних, наприклад, із пінопласту Таке рішення дозволяє зменшити теплообмін ємкості зі стінками виробу і також підвищити точність контролю негерметичності У прототипі ця ознака також відсутня Для пояснення принципу дії пристрою контролю герметичності виробів додається його схема Пристрій містить магістралі 1 і 2 подачі газу у виріб 3, реєстратор негерметичності 4 і еталонну ємкість 5 Реєстратор негерметичності 4 з'єднаний з випробуваним виробом 3 магістраллю 2 через вентиль 6, а з еталонною ємкістю 5 - магістраллю 7 через вентиль 8 Кріплення еталонної ємкості 5 до стінок виробу 3 здійснюється за допомогою теплоізоляторів 9 Зображений на схемі реєстратор негерметичності 4, виконаний у вигляді рідинного диференціального манометра Проте можливе застосування реєстратора іншого типу, наприклад, бульбочного, у якому про негерметичність судять по обсягу і КІЛЬКОСТІ бульбочок, що надходять за одиницю часу з еталонної ємкості в мірну ємкість із рідиною Контроль герметичності виробу провадиться в такій ПОСЛІДОВНОСТІ Спочатку від зовнішнього джерела виріб 3 і еталонну ємкість 5 заповнюють газом, наприклад, азотом, до необхідного надлишкового тиску шляхом відкриття вентиля 10 при попередньо відкритих вентилях 6, 8, 11 Після заповнення виробу до необхідного тиску, контрольованого по манометру 12, вентиль 10 закривають і роблять першу витримку до вирівнювання тисків у виробі 3 і еталонній ємкості 5 У процесі контролю рівності тисків вентиль 11 періодично закривають При відкритому вентилі 11 тиск газу у виробі 3 і еталонній ємкості 5 вирівнюється і реєстратор фіксує нульовий перепад тиску між ними При закритому вентилі 11 між виробом 3 і еталонною ємкістю 5 виникає перепад тиску за рахунок нерівності температур газу в них Цей перепад тиску буде фіксуватися реєстратором до моменту вирівнювання середньоінтегральних температур газу у виробі 3 і еталонній ємкості 5 При досягненні рівності тисків газу у виробі 3 і еталонній ємкості 5 роблять другу витримку при закритому вентилі 11 У процесі другої витримки контролюється негерметичність виробу за допомогою реєстратора 4, що фіксує в даному випадку спад тиску у виробі в порівнянні з еталонною ємкістю порізниці А рівнів рідини Знаючи спад тиску 53718 за час витримки, визначають негерметичність виність середньоінтегральних температур газу у виробу за одиницю часу робі і еталонній ємкості при випробуваннях і в реЗастосування запропонованого пристрою в зультаті скоротити час і істотно підвищити точність порівнянні з відомими дозволяє забезпечити рівконтролю герметичності виробів 5 З //УШ/ ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24