Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку

Реферат: Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку, в якому ущільнена ущільнювальними вузлами робоча камера контрольованого виробу заповнюється крізь клапан стисненим газом, використовуваним для гідравлічних випробувань, крім того, він включає контрольну камеру, з'єднану з ущільнювальним вузлом, що ущільнює вхід робочої камери контрольованого виробу, що включає встановлений на її вході клапан, крізь який у контрольну камеру від джерела газу надходить газ під тим же тиском, що і газ, що надходить через клапан від джерела газу у робочу камеру контрольованого виробу, а також диференціальний датчик тиску, розміщений між робочою камерою контрольованого виробу і контрольною камерою. UA 79266 U (12) UA 79266 U UA 79266 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Предметом корисної моделі є пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку. Однією з основних завдань виготовлювача при здачі-прийманні виготовлених виробів, що працюють під тиском, таких як клапани, засувки, гідранти та ін. є перевірка герметичності корпуса виробів і вимір величини витоку через закритий виріб. Герметичність корпусу є основною умовою безпеки експлуатації виробу. У ході контролю герметичності корпуса перевіряється наявність витоку середовища, а наступне визначення величини витоку дає можливість визначити причину витоку і усунути її. Важливим етапом приймально-здавальної процедури є також визначення величини витоку середовища через закритий виріб. Витік середовища є наслідком нещільного закривання проходу арматурного виробу, а по величині витоку визначається клас виробу в його закритому стані. Для визначення класу щільності закривання арматурних виробів необхідно визначити об'ємну витрату середовища в місці витоку. Якщо обсяг камери, у яку надходить витікаюче середовище великий, то вимір дуже малої об'ємної витрати витоку середовища практично неможливий або ж потрібен дуже тривалий проміжок часу для накопичення достатньої кількості витікаючого з місця витоку середовища. Контроль герметичності арматурних виробів і визначення величини витоку є досить складною операцією, що виконується, як правило, з використанням різних вимірювальних пристроїв. Особливо складним, однак украй необхідним, є контроль герметичності арматурного виробу при використанні як робочого середовища газу. Ця операція контролю полягає в наповненні арматурного виробу газом під певним тиском, рекомендованим відповідними нормативними документами, при цьому попередньо провадиться ущільнення арматурного виробу на вході і виході. Після заповнення арматурного виробу газом, через деякий проміжок часу проводиться вимір тиску газу усередині арматурного виробу і на підставі значення падіння тиску робиться висновок про наявність або відсутність витоку газу через корпус і при його наявності провадиться визначення величини витоку. Якщо заданий тиск випробування високий (порядку 1 МПа і вище), то досить складно зафіксувати незначне падіння тиску робочого середовища у виробі. Вимір величини витоку при закритому клапані провадять або безпосереднім визначенням витрати робочого середовища, що випливає через вихідний отвір виробу або шляхом визначення падіння тиску в корпусі виробу. Безпосередній вимір величини витоку вимагає використання досить складних і дорогих вимірювальних приладів, крім того, у випадку великого діапазону можливих значень витоку часто потрібне використання декількох вимірювальних приладів, розрахованих на різні діапазони виміру. З іншого боку, визначення витоку шляхом виміру падіння тиску робочого середовища в корпусі виробу є досить складним і довгостроковим процесом. У той же час точність виміру, особливо при високому робочому тиску, дуже мала, тому що у відсотковому відношенні (відносно робочого тиску в корпусі виробу) величина витоку середовища зневажливо мала. Тому при використанні звичайних вимірювальних приладів досить важко визначити витік і виміряти його величину. Для виконання такої операції потрібно дуже тривале спостереження, що значно збільшує тривалість всієї процедури здачі-приймання виробу. Такого роду випробування мають ще один недолік, що обумовлений тим, що результати вимірів значною мірою залежать від температури середовища. Навіть незначні зміни температури середовища усередині виробу, які викликані термодинамічними процесами, викликають значні зміни тиску середовища. Ці зміни тиску по своїй величині порівнянні зі зміною тиску внаслідок витоку середовища і тому можуть бути помилково інтерпретовані як падіння тиску внаслідок витоку середовища з контрольованого виробу. Для виключення такої помилки необхідно строге витримування постійної температури середовища в процесі випробувань, що, однак, повністю не виключає вплив температури на результат вимірів, а лише тільки зменшує ступінь її впливу. Задачею даної корисної моделі є збільшення точності при проведенні випробувань шляхом розробки пристрою, що дозволяє провадити як контрольні випробування герметичності корпуса клапану, так і вимір величини витоку середовища при закритому клапані, при цьому цей пристрій повинен забезпечити високу точність виміру зміни тиску середовища в процесі контролю і значно знизити вплив температури на результат вимірів. Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку при використанні як робочого середовища газу, у якому робоча камера контрольованого виробу, ущільнена ущільнювальними вузлами, заповнюється через клапан стисненим газом, призначеним для випробування ємностей під тиском, що характеризується тим, що він включає контрольну камеру, з'єднану з ущільнювальним вузлом вхідного отвору робочої камери контрольованого виробу, яка включає клапан, встановлений на її вході і крізь який від джерела в контрольну 1 UA 79266 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 камеру подається газ при тиску, рівному тиску газу, що подається із джерела в робочу камеру контрольованого виробу, а також диференціальний датчик тиску, встановлений між робочою камерою контрольованого виробу і контрольною камерою. Пристрій додатково оснащений датчиком температури, розміщеним у робочій камері контрольованого виробу, а також датчиком температури, розміщеним у контрольній камері. Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку, відповідно до корисної моделі, дозволяє провадити контроль герметичності виробів і вимір величини витоку за допомогою практично не зміненого вимірювального пристрою. Обидві контрольні операції виконуються в аналогічний спосіб. Суть предмету корисної моделі пояснюється за допомогою наведеного на кресленні прикладу виконання, на якому представлена принципова схема пристрою для контролю герметичності і виміру величини витоку. Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку в контрольованому виробі 1, у даному прикладі - клапані, що включає корпус 2 і запірний орган 3, оснащений ущільнювальним вузлом 4, що ущільнює вхід контрольованого виробу 1, і ущільнювальний вузол 5, що ущільнює вихід контрольованого виробу 1, при цьому ущільнювальний вузол 5 на виході оснащений клапаном 6, що з'єднує робочу камеру 7 контрольованого виробу 1 з атмосферою. Ущільнювальний вузол 4, що ущільнює вхід контрольованого виробу 1, має контрольну камеру 8, що з'єднана через клапан 9 із джерелом стисненого газу 10. Між входом контрольної камери 8 і джерелом стисненого газу 10 розміщений диференціальний датчик тиску 11. У робочій камері 7 контрольованого виробу 1 розміщений датчик температури 12, а в контрольній камері 8 розміщений датчик температури 13. При вимірі герметичності корпусу 2 контрольованого виробу 1 запірний орган 3 контрольованого виробу 1 перебуває у відкритому положенні, а вихід контрольованого виробу 1 закритий ущільнювальним вузлом 5 і закритим клапаном 6. При визначенні витоку запірний орган 3 контрольованого виробу 1 перебуває в закритій позиції, а вихід робочої камери контрольованого виробу 1 з'єднаний з атмосферою через відкритий клапан 6. В обох випадках результатом виміру є зміна тиску в робочій камері 7 у порівнянні з тиском у контрольній камері 8. Між входом контрольної камери 8 і входом робочої камери 7 контрольованого виробу 1 розміщений диференціальний датчик тиску 11. Перед проведенням вимірів робоча камера 7 контрольованого виробу 1 і контрольна камера 8 заповнюються стисненим газом до тиску, заданого при проведенні такого роду випробувань. У процесі заповнення обидва клапани 9 і 14, через які стиснений газ від джерела стисненого газу 10 надходить у робочу камеру 7 контрольованого виробу 1 і в контрольну камеру 8, відкриті. При досягненні заданого тиску закривається клапан 14, через який стиснений газ надходить у робочу камеру 7 контрольованого виробу 1 і в контрольну камеру 8. Після стабілізації і вирівнянні тисків газу в обох камерах 7 і 8 закривається також клапан 9, крізь який стиснений газ надходить у контрольну камеру 8. Визначення витоку полягає у вимірі різниці тисків стисненого газу в робочій камері 7 контрольованого виробу 1 і в контрольній камері 8. Для цього призначений диференціальний датчик тиску 11. Різниця тиску газу в обох камерах змінюється в невеликих межах, у зв'язку із цим необхідний для проведення випробувань діапазон вимірів використовуваного, відповідно до корисної моделі, диференціального датчику тиску 11 значно менше діапазону виміру манометра, необхідного для виміру тиску газу усередині контрольованого клапану. Завдяки цьому точність вимірів при використанні диференціального датчику тиску набагато вище точності вимірів при використанні традиційних відомих пристроїв для визначення витоку в клапанах. Вплив температури на результат виміру при використанні пропонованого вимірювального пристрою значно менше, ніж при використанні традиційних відомих пристроїв для визначення витоку. У пристрої для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку, запропонованому відповідно до корисної моделі, зміна температури впливає на величину тиску газу в робочій камері 7 контрольованого виробу 1 у такому ж ступені, як і на тиск газу в контрольній камері 8. З урахуванням диференціального виміру тиску в цьому випадку має місце компенсація зміни тиску, що викликана зміною температури газу в обох камерах. Компенсація впливу температури на тиск тим менше, чим менше різниця температур газу в робочій камері 7 контрольованого виробу 1 і в контрольній камері 8. Для вирівнювання температури газу в обох камерах у пристрої для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку, запропонованому відповідно до корисної моделі, контрольна камера 8, що є частиною ущільнювального вузла 4 має загальну стінку з робочою камерою 7 контрольованого виробу 1. Завдяки цьому при проведенні вимірів газ в обох камерах має практично однакову температуру. У робочій камері 6 2 UA 79266 U 5 10 15 20 25 30 контрольованого виробу 1 розміщений датчик температури 12, а в контрольній камері 8 розміщений датчик температури 13. Ці датчики дозволяють вимірювати температуру ущільнювального вузла 4, що приблизно дорівнює температурі корпуса 2 контрольованого виробу 1, а також температуру стисненого газу в робочій камері 7 контрольованого виробу 1. При вирівнюванні і стабілізації цих температур можна приступати до контролю герметичності контрольованого виробу і визначенню величини витоку. Якщо має місце різниця газу в обох камерах, у результати виміру можуть бути внесені відповідні поправки. Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку відповідно до корисної моделі дозволяє значно зменшити тривалість проведення контролю герметичності контрольованого виробу і герметичності запірного органа, тому що для реалізації обох контрольних операцій потрібне лише одне підключення вимірювального пристрою і при цьому тривалість контролю не залежить від обсягу камер контрольованого виробу. Крім того, існує можливість автоматизації контрольних операцій для підвищення ступеня об'єктивності отриманих результатів, а також виключення участі людини при проведенні випробувань, так як обслуговування виробів під високим тиском сполучено з певною небезпекою. Завдяки зменшенню ступеня впливу температури і підвищення точності вимірів можливо подальше зменшення тривалості проведення випробувань і, отже, збільшення пропускної здатності вимірювального пристрою. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 1. Пристрій для контролю герметичності виробів і виміру величини витоку, в якому ущільнена ущільнювальними вузлами робоча камера контрольованого виробу заповнюється крізь клапан стисненим газом, використовуваним для гідравлічних випробувань, який відрізняється тим, що він включає контрольну камеру, з'єднану з ущільнювальним вузлом, що ущільнює вхід робочої камери контрольованого виробу, що включає встановлений на її вході клапан, крізь який у контрольну камеру від джерела газу надходить газ під тим же тиском, що і газ, що надходить через клапан від джерела газу у робочу камеру контрольованого виробу, а також диференціальний датчик тиску, розміщений між робочою камерою контрольованого виробу і контрольною камерою. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що включає датчик температури, розміщений у робочій камері контрольованого виробу, а також датчик температури, розміщений у контрольній камері. 3 UA 79266 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4