Спосіб контролю герметичності виробів
Номер патенту: 83219
Опубліковано: 25.06.2008
Автори: Пономаренко Сергій Миколайович, Волошин Олексій Іванович, Сергійчук Борис Васильович, Кошкін Михайло Іванович, Конюхов Юрій Станіславович, Доброгорський Віктор Антонович, Чумак Володимир Анатолійович
Формула / Реферат
1. Спосіб контролю герметичності виробів, заснований на з'єднанні виробу з контрольною ємністю, заповненні їх газом до робочого тиску і вимірі зміни параметрів газу за час витримки, який відрізняється тим, що для виміру параметрів газу усередині контрольної ємності розміщують різноплечий важіль, на довге плече якого установлюють тіло, наприклад герметичний пустотілий циліндр, на коротке – гирі, які його зрівноважують та мають значно менший в порівнянні з тілом об'єм, на нижній частині довгого плеча важеля по нормалі до його поверхні закріплюють стрижень з нанесеним на нього покриттям з матеріалу, що не змочується рідиною, наприклад парафінової плівки, а під стрижнем установлюють прозору посудину, частково заповнену рідиною з малим тиском пружності парів, наприклад вакуумною олією ВО-1, з'єднують виріб з контрольною ємністю, подають у них газ під робочим тиском і визначають зменшення густини газу за час витримки по величині занурення стрижня в рідину, яку визначають візуальним та/або оптичним, та/або електричним способом, при цьому перед початком контролю герметичності забезпечують торкання незакріпленого кінця стрижня поверхні рідини спочатку підбором маси гир, а потім зміною, у невеликих межах, робочого тиску газу у виробі, а величину негерметичності виробу визначають по співвідношенню:
,
де - негерметичність виробу,
- густина рідини, у яку занурюється стрижень,
,
- діаметр стрижня,
- глибина занурення стрижня в рідину за одиницю часу,
- газова постійна газу, яким заповнюють виріб і контрольну
ємність,
- середня температура газу у виробі та контрольній ємності за
час витримки у градусах Кельвіна,
- відповідно об'єми внутрішньої порожнини виробу, тіла та гир,
– відповідно плечі установки стрижня, тіла та гир.
2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що глибину занурення стрижня в рідину візуальним способом визначають по поділках шкали лінійки, встановленої вертикально усередині прозорої посудини або поруч з нею.
3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при оптичному способі визначення глибини занурення стрижня в рідину на довгому плечі важеля, наприклад на зовнішній поверхні тіла, закріплюють дзеркало, освітлюють його вузьконаправленим променем світла і на відстані від дзеркала закріплюють лінійку, а збільшення глибини занурення стрижня в рідину за час витримки визначають по переміщенню відбитого від дзеркала променя відносно поділок шкали лінійки.
4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при електричному способі визначення глибини занурення стрижня в рідину на довгому плечі важеля закріплюють постійний магніт і перпендикулярно його силовим лініям, не торкаючись його полюсів, розташовують провідник, кінці якого через ізолятори виводять назовні контрольної ємності, а збільшення глибини занурення стрижня в рідину за час витримки визначають по величині індуктивного струму, що наводиться в провіднику при переміщенні відносно нього полюсів магніту в процесі повороту важеля.
Текст
1. Спосіб контролю герметичності виробів, заснований на з'єднанні виробу з контрольною ємністю, заповненні їх газом до робочого тиску і вимірі зміни параметрів газу за час витримки, який відрізняється тим, що для виміру параметрів газу усередині контрольної ємності розміщують різноплечий важіль, на довге плече якого установлюють тіло, наприклад герметичний пустотілий циліндр, на коротке – гирі, які його зрівноважують та мають значно менший в порівнянні з тілом об'єм, на нижній частині довгого плеча важеля по нормалі до його поверхні закріплюють стрижень з нанесеним на нього покриттям з матеріалу, що не змочується рідиною, наприклад парафінової плівки, а під стрижнем установлюють прозору посудину, частково заповнену рідиною з малим тиском пружності парів, наприклад вакуумною олією ВО-1, з'єднують виріб з контрольною ємністю, подають у них газ під робочим тиском і визначають зменшення густини газу за час витримки по величині занурення стрижня в рідину, яку визначають візуальним та/або оптичним, та/або електричним способом, при цьому перед початком контролю герметичності забезпечують торкання незакріпленого кінця стрижня поверхні рідини спочатку підбором маси гир, а потім зміною, у невеликих межах, робочого тиску газу у виробі, а величину негерметичності виробу визначають по співвідношенню: 2 (19) 1 3 83219 4 час витримки визначають по величині індуктивного щенні відносно нього полюсів магніту в процесі струму, що наводиться в провіднику при переміповороту важеля. Винахід відноситься до загального машинобудування і поширюється на способи і пристрої контролю герметичності порожнистих виробів з переважним використанням у ракетно-космічній техніці для контролю герметичності паливних баків ракет і приладових відсіків космічних апаратів (КА). В даний час для контролю герметичності виробів ракетно-космічної техніки застосовується в основному мас-спектрометричний спосіб, [див., наприклад, АС СРСР №1837170, МПК G01M3/00, патент РФ №2063013, МПК G01M3/02 і ОСТ 921527-89. "Изделия отрасли. Методы испытаний на герметичность с применением массспектрометрических течеискателей". Розділ 5. "Испытания на герметичность методом вакуумирования"]. Mac-спектрометричний спосіб (метод) полягає в розміщенні заправленого контрольним газом, наприклад, гелієм, виробу у вакуумній камері, підключенні до неї мас-спектрометричного течешукача, вакуумуванні вакуумної камери і визначенні зміни концентрації контрольного газу у вакуумній камері за час витримки, по якій судять про ступінь герметичності виробу. Цей спосіб, незважаючи на високу чутливість, потребує створення громіздких вакуумних камер для розміщення в них паливних баків ракет і КА, застосування вакуумного устаткування, масспектрометричних тече-шукачів та залучення кваліфікованого персоналу для їхнього обслуговування. Крім того, використання в якості контрольного газу гелію при його високій проникаючій здатності здебільше несумісне з напівпровідниковою радіоелектронною апаратурою, встановленої усередині приладових відсіків КА [див., наприклад, книгу Рязанов Л.Н. "Вакуумная техника". Μ., Высшая школа, 1982, стор.159]. Тому останнім часом для контролю герметичності КА усе частіше використовується менш чуттєвий, у порівнянні з мас-спектрометричним, спосіб, заснований на заповненні виробу нейтральним газом, приєднанні до виробу контрольної ємності і вимірі величини спаду тиску у виробі за час витримки щодо контрольної ємності [див., наприклад, АС СРСР №250163, МПК G01М3/26] - прототип. Незважаючи на простоту, цей спосіб має суттєвий недолік, який полягає у великій погрішності виміру негерметичності внаслідок значного впливу на величину спаду тиску різниці температур газу в порожнині випробуваного виробу та в контрольній ємності, внаслідок того, що темп зміни температури газу у виробі та ємності в процесі контролю може суттєво розрізнятися. Крім того, під час витримки температура газу у виробі може змінюватися. Тому для підвищення точності виміру спаду тиску в деяких випадках додатково вимірюють температуру газу, наприклад, шляхом виміру швидкості звуку в газі, який заповнює виріб, або шляхом установки усередині виробу великої кількості датчиків температури. Однак, як показали розрахунки, для достовірного визначення негерметичності приладових відсіків, при якій гарантується робота КА протягом 10 років, погрішність виміру температури, усередненої по всьому об'єму, не повинна перевищувати 0,005°С, яка при існуючих методах її контролю практично недосяжно. В основу винаходу поставлена задача підвищення якості контролю герметичності виробів шляхом розміщення в контрольній ємності різноплечного важеля, установки на його довге плече тіла, наприклад, герметичного пустотілого циліндру, на коротке - гир, які його врівноважують, значно меншого в порівнянні з тілом об'єму, а також шляхом закріплення на нижній частині довгого плеча важеля стрижня по нормалі до його поверхні і установки під ним прозорої посудини, частково заповненої рідиною з малим тиском пружності парів, наприклад, вакуумною олією ВО-1, і після з'єднання виробу з контрольною ємністю та подачі в них газу під робочим тиском, виміру зменшення густини газу за час витримки по зростанню глибини занурення стрижня в рідину, одним із трьох способів або їхньою комбінацією (по поділкам шкали лінійки, яку вертикально встановлюють усередині прозорої посудини або поруч з нею, по переміщенню дзеркально відбитого від важеля вузьконаправленого променя по іншій лінійці, і за показниками індукційного датчика повороту важеля) і шляхом нанесення на стрижень покриття, не змочуваного рідиною, а також шляхом забезпечення перед початком контролю герметичності торкання незакріпленого кінця стрижня поверхні рідини спочатку підбором маси гир, а потім зміни, у невеликих межах, робочого тиску газу у виробі, що дозволило підвищити точність, зменшити вартість і час контролю герметичності. Таким чином, пропоноване технічне рішення відрізняється від прототипу наступними суттєвими відмітними ознаками і витікаючими з них технічними результатами: - Контроль герметичності здійснюють шляхом виміру одного параметру - зменшення густини газу у виробі за час витримки. У цьому випадку відпадає необхідність виміру температури газу в декількох місцях виробу, від якої для замкнутих об'ємів густина не залежить, тому що вона визначається відношенням тиску до температури, яка для замкнутого об'єму постійна [див., наприклад, X. Кухлинг. "Справочник по физике". М., Мир, 1982, стор.154, формула Т13. 23; стор.150, формула Т13. 14]. Крім того, відпадає необхідність у вимірі спаду тиску газу у виробі. Таким чином, скорочується кількість (в основному датчиків температури) та номенклатура засобів вимірів параметрів газу у виробі, і, отже, зменшується вартість та погрішність контролю герметичності. У негерметичному виробі густина газу поступово зменшується. Величину зменшення густини газу можна визначити, наприклад, за законом Архімеда, відповідно до якого при зменшенні густини 5 83219 6 - Величину занурення стрижня в рідину визнасереди, у яке занурено будь-яке тіло, приводить чають одним із трьох способів: візуальним - по до зменшення сили, яка його виштовхує, та діє на переміщенню кінця стрижня відносно поділок на це тіло. Величина зменшення виштовхувальної шкалі лінійки, встановленої в прозорій посудині сили, за законом Архімеда дорівнює добутку змеабо поруч з нею, оптичним - по переміщенню дзеншення густини середи на об'єм тіла. Зменшення ркально відбитого від важеля вузьконаправленого виштовхувальної сили можна визначити зважупроменя щодо поділок іншої віддаленої від важеля ванням тіла до і після витримки за допомогою ваг, лінійки, та електричним - за показниками індукційнаприклад, пружинних. Однак у зв'язку з досить ного датчика повороту важеля. малим зменшенням густини газу у виробі точність При жорстких вимогах до герметичності вирозважування тіла вагами буде недостатньою. бу доцільна комбінація з двох або всіх трьох пере- У контрольній ємності розміщують різноплечрахованих способів. Це дозволяє підвищити віроний важіль, на довге плече якого встановлюють гідність контролю величини негерметичності тіло, наприклад, герметичний пустотілий циліндр, виробу. а на коротке - гирі, які його врівноважують, значно - Остаточне зрівноважування важеля провоменшого, у порівнянні з тілом, об'єму. При змендять перед початком витримки шляхом зміни, у шенні густини газу відбувається розбаланс важеневеликих межах, робочого тиску газу у виробі, ля. Величина розбалансу визначається співвіднодомагаючись занурення незакріпленого кінця шенням довжин пліч установлених гир та тіла, а стрижня в поверхню рідини. Необхідність такого також різницею в їхніх об'ємах. Тому за рахунок способу остаточного врівноважування важеля установки тіла на довге плече важеля, а гир - на обумовлена досить високою залежністю ступеня коротке і істотною різницею в їхніх об'ємах значно занурення стрижня в рідину від величини робочого підвищується точність виміру величини зменшення тиску газу. Тому, попереднє зрівноважування вавиштовхувальної сили, діючої на тіло і, як насліжеля, проведене підбором маси гир при робочому док, підвищується точність контролю герметичностиску газу в контрольній ємності, перед її приєдті виробу. нанням до виробу, з високим ступенем імовірності - На нижній частині довгого плеча важеля по може бути недостатньо точним. нормалі до його поверхні закріплюють стрижень і - Нанесення на стрижень покриття з матеріавстановлюють під ним прозору посудину, частково лу, що не змочується рідиною, наприклад, при заповнену рідиною, а величину розбалансу важезастосуванні як рідини вакуумної олії та виготовля визначають по збільшенню глибини занурення ленні стрижня з металу - парафінової плівки. стрижня в рідину за час витримки. Рівноважний Це виключає можливість появи капілярного стан важеля відбувається при вирівнюванні момеефекту, який полягає в підйомі рідини по поверхні нту від виштовхувальної сили, діючої на стрижень стрижня, що змочується, унаслідок притягання з боку рідини з моментом від зменшення виштовмолекул рідини до молекул стрижня. Висота підхувальних сил, діючих на тіло та гирі з боку газу у йому рідини обернено пропорційна діаметрові кавиробі. Оскільки за законом Архімеда величина пілярного отвору, а в розглянутому випадку - діавиштовхувальної сили, діючої на стрижень визнаметрові стрижня [див., наприклад, Х. Кухлинг. чається вагою витиснутої їм рідини, то за рахунок "Справочник по физике". М., Мир, 1982, стор.134, зменшення діаметра стрижня можна значно збіформула М11.3]. льшити глибину його занурення в рідину і в остаМіжмолекулярне притягання рідини і матеріаточному підсумку підвищити точність контролю лу стрижня по його довжині може змінюватися герметичності виробу. внаслідок різного ступеня чистоти і мікрогеометрії Крім того, пропонований метод визначення поверхні. Нестабільність висоти підйому рідини по величини розбалансу важеля виключає необхідстрижню буде спотворювати результати виміру ність його зрівноважування важками і дозволяє виштовхувальної сили, діючої з боку рідини на фіксувати зменшення густини газу у виробі, а отже стрижень, що приведе до помилок у визначенні і величину негерметичності у будь-який момент величини негерметичності виробу. часу, не перериваючи випробувань. Тому нанесення на стрижень покриття із мате- Стрижень занурюють у рідину з малим тисріалу, що не змочується рідиною, цілком виключає ком пружності парів, наприклад, у вакуумну олію можливість притягання молекул рідини і тіла і, як ВО-1, що практично виключає можливість його наслідок, дозволяє підвищити точність контролю випару і проникнення його парів у виріб і не вплигерметичності виробу. ває на результати контролю герметичності. Таким чином, поєднання відомих суттєвих Так, у порівнянні з водою, тиск пружності парів ознак (сполучення виробу з контрольною ємністю, вакуумної олії ВО-1 при температурі 20°С на дезаповнення їх газом до робочого тиску і вимір змісять порядків менше (згідно ОСТ 38.1402-86 тиск ни параметрів газу за час витримки) і нових суттєпружності парів вакуумної олії ВО-1 знаходиться в вих відмітних ознак (розміщення в контрольній межах 5,3·10-6-2,7·10-7Па, а тиск пружності парів ємності важеля, установка на його довге плече води 2,337кПа - [див., наприклад, X. Кухлинг. тіла, а на коротке - гир, які його врівноважують, "Справочник по физике". Μ., Мир, 1982, стор.468, значно меншого в порівнянні з тілом об'єму, закрітаблиця 26]). плення під тілом стрижня та установки під ним Зменшенню величини випару рідини також прозорої посудини, заповненої рідиною з малим сприяє мала площа її поверхні. Крім того, при нетиском пружності парів і після сполучення виробу з обхідності, внутрішній діаметр посудини, у яку законтрольною ємністю та подачі в них газу під роливається рідина, можна виконувати порівнянним бочим тиском, вимір зменшення густини газу за з діаметром стрижня. 7 83219 8 15 до дзеркала 10 і від нього у верхній частині кончас витримки по зміні глибини занурення стрижня трольної ємності 1 встановлюють прозорий ілюмів рідину одним із трьох способів або їхньою комбінатор 16. нацією (візуальним - по переміщенню кінця стрижДля підготовки до роботи засобів електричноня щодо поділок шкали лінійки, встановленої в го контролю на довгому плечі важеля 2 закріплюпрозорій посудині або поруч з нею; оптичним - по ють постійний магніт 17. Перпендикулярно силопереміщенню дзеркально відбитого від важеля вим лініям магніту, не торкаючись його полюсів, вузьконаправленого променя щодо поділок іншої, розташовують провідник 18. Кінці провідника у віддаленої від важеля лінійки, і електричним - за вигляді клем Б и В виводять назовні контрольної показниками індукційного датчика повороту важеємності 1 через ізолятори 19. Принцип дії індукційля, а також нанесення на стрижень покриття з маного датчика заснований на законі електромагніттеріалу, що не змочується рідиною, і забезпечення ної індукції (при переміщенні провідника у магнітторкання незакріпленого кінця стрижня в поверхню ному полі перпендикулярно силовим лініям або рідини перед початком контролю герметичності при переміщенні магніту щодо провідника на кіншляхом регулювання робочого тиску газу у виробі) цях провідника виникає індуктивний струм. Велизабезпечує одержання технічного результату, який чина напруги, яка індукується в провіднику пропополягає в підвищенні точності контролю герметичрційна швидкості переміщення магнітних силових ності до рівня, порівнянного з масліній щодо провідника [див., наприклад, X. Кухспектрометричним способом, при істотно менших линг. "Справочник по физике". Μ., Мир, 1982, витратах засобів та часу контролю. стор.344, формула Э30.17]. Для визначення велиСутність винаходу пояснюється схемним кресчини напруги і, як наслідок, швидкості повороту ленням контрольної ємності на Фіг.1 і розрізом по важеля, до клем Б и В підключають мікровольтА-А на Фіг.2. метр. Перед початком контролю герметичності викоРозміщення магніту індукційного датчика на нують ряд підготовчих робіт у нижчевикладеній довгому плечі важеля дозволяє підвищити швидпослідовності. кість переміщення магнітних силових ліній щодо У контрольній ємності 1 при атмосферному провідника і, як наслідок, - точність контролю гертиску розміщують різно-плечний важіль 2. У вузлі метичності. З цією ж ціллю можливе підвищення повороту важіль 2 закріплюють до верхньої частинапруги на виході з індукційного датчика за рахуни контрольної ємності 1 на двох гнучких нитках 3, нок виконання провідника в зоні дії магнітних сищо забезпечують мінімальний опір його поворотолових ліній у вигляді котушки. ві. При необхідності, можлива установка важеля у При необхідності, для виміру швидкості пововузлі повороту на підшипникових опорах. роту важеля замість індукційного датчика можливе На довге плече важеля 2 встановлюють тіло 4, застосування датчика ємнісного типу. виконане, наприклад, у виді герметичного пустотіПеред початком контролю герметичності вилого циліндра, а на коротке - гирі 5, які його врівробу врівноважують важіль 2 підбором маси гир 5, новажують, значно меншого в порівнянні з тілом забезпечуючи торкання незакріпленого кінця об'єму. стрижня 6 поверхні рідини, залитої в посудину 7. У даному технічному рішенні передбачено три Спочатку цю операцію здійснюють при атмосферспособи контролю-глибини занурення стрижня в ному тиску в контрольній ємності 1, а потім до рідину: візуальний, оптичний і електричний. приєднання контрольної ємності 1 до виробу, - при Спочатку підготовляють до роботи засоби віробочому тиску газу, за допомогою якого контрозуального контролю, для чого під тілом 4, у нижній люється герметичність виробу. Після зрівноважучастині важеля 2 по нормалі до його поверхні, завання важеля 2 гирями 5 тиск газу в контрольній кріплюють стрижень 6, а під ним установлюють ємності зменшують до атмосферного і за рахунок прозору посудину 7, заповнену рідиною з малим зменшення виштовхувальної сили на тіло 4 довге тиском пружності парів, наприклад, вакуумною плече важеля 2 стикається з упором 20. Це виолією ВО-1. Прозору посудину 7 заправляють ріключає упирання стрижня 6 у дно посудини 7 та диною до рівня, що забезпечує торкання її повердеформацію стрижня. хні незакріпленої частини стрижня 6 при рівноважКонтроль герметичності виробу здійснюють у ному положенні важеля 2. Для візуального наступному порядку. контролю (через ілюмінатор 8) глибини занурення Випробуваний виріб через фланець 21 з'єднустрижня 6 у рідину усередині прозорої посудини 7 ють з контрольною ємністю 1. У внутрішню порожабо поруч з нею встановлюють лінійку 9 з поділканину виробу подають контрольний газ, наприклад, ми. повітря, під робочим тиском, після чого роблять Для підготовки до роботи засобів оптичного невелику паузу, достатню для вирівнювання робоконтролю на довгому плечі важеля 2 або на зовнічого тиску у виробі і контрольній ємності 1. шній поверхні тіла 4 закріплюють дзеркало 10 і Після вирівнювання тиску перевіряють торканосвітлюють його вузьконаправленим променем ня незакріпленого кінця стрижня 6 поверхні рідини світла 11, наприклад, від лазерного джерела 12. в посудині 7 через ілюмінатор 8. При використанні джерела розсіяного світла для При необхідності торкання незакріпленого кінформування вузьконаправленого променя на ця стрижня 6 поверхні рідини регулюють шляхом шляху до дзеркала 10 установлюють щілинну діаплавної зміни робочого тиску газу у виробі в невефрагму 13. На віддаленій від дзеркала 10 відстані ликих припустимих межах. закріплюють лінійку 14, по поділках шкали якої Для визначення величини негерметичності випереміщається відбитий від цього дзеркала проробу роблять витримку. Унаслідок негерметичності мінь 15. Для проходження світлових променів 11 і 9 83219 10 По закінченню контролю герметичності тиск густина газу у виробі поступово зменшується і тогазу у виробі знижують до атмосферного і від'єдму зменшується виштовхувальна (Архимедова) нують виріб від контрольної ємності 1. сила, що діє з боку газу на тіло 4 і гирі 5. Чисельну величину негерметичності виробу Для підвищення точності контролю герметичвизначають виходячи з умови рівності моменту від ності виробу об'єм тіла 4 вибирають, принаймні, на зменшення виштовхувальних сил, діючих на тіло порядок більше об'єму гир 5. Тому зменшення ви4, гирі 5, довге і коротке плечі важеля 2 з моменштовхувальної сили за рахунок зменшення густитом від збільшення виштовхувальної сили при ни газу насамперед позначиться на тілі 4. У резануренні стрижня 6 у рідину посудини 7. зультаті довге плече важеля 2 з тілом 4 почне опускатися, і стрижень 6 буде занурюватися глибDr(VTLT+VдLд-Vr·Lr-VкLк)=rжVCT.LCT., ше в рідину посудини 7. При зануренні стрижня 6 у де рідину на нього буде діяти виштовхувальна сила, Dr - зменшення густини газу у виробі за час яка рівна ваги витиснутої їм рідини. У процесі опувитримки; скання тіла 4 буде постійно дотримуватися рівVт, Vд, Vг ,Vк, Vст. - відповідно об'єми тіла 4, доність моментів від зменшення виштовхувальної вгого плеча важеля 2, гир 5, короткого плеча васили, діючої на тіло 4 та виштовхувальної сили, желя 2, витиснутої стрижнем 6 рідини в посудині 7 діючої на стрижень 6 при його зануренні в рідину. за час витримки; Тому величину негерметичності виробу визначаLт, Lд, Lг, Lк, Lст. - відповідно плечі дії сил тіла 4, ють по глибині занурення стрижня 6 у рідину посудовгого плеча важеля 2, гир 5, короткого плеча дини 7 за час витримки. Тому, що стрижень покриважеля 2 від зменшення густини газу за час вивають матеріалом, що не змочується рідиною, тримки, а також стрижня 6 при його зануренні в точність контролю герметичності підвищується за рідину; рахунок виключення капілярного ефекту. rж - густина рідини, у яку занурюється стриГлибину занурення стрижня 6 у рідину посудижень 6. ни 7 за час витримки визначають: Оскільки об'єм довгого плеча важеля 2 значно - при візуальному способі по поділкам шкали менше об'єму тіла 4, а об'єм короткого плеча валінійки 9 через прозорий ілюмінатор 8; желя 2 значно менше об'єму гир 5, то вираз рівно- при оптичному методі - по переміщенню відсті моментів сил, без великої похибки, спрощуєтьбитого від дзеркала 10 вузьконаправленого прося до виду меня 15 щодо поділок шкали лінійки 14; Dr(VтLт-VгLг)=DrжVст.Lст. - при електричному способі - по швидкості поПри значній різниці в діаметрі посудини 7 і вороту важеля 2 шляхом виміру величини напруги стрижня 6 зміною рівня рідини в посудині 7 при на клемах Б и В провідника 18, індукованої при зануренні в неї стрижня 6 можна зневажити. перетинанні його магнітними силовими лініями Об'єм рідини, витиснутої стрижнем за час випостійного магніту 17. тримки, складає Вибір способу визначення глибини занурення стрижня 6 у рідину посудини 7 за час витримки p × d2 . ст × h , залежить від наступних основних факторів: Vст. = ст. 4 - величини припустимої негерметичності виробу та об'єму його внутрішньої порожнини; - припустимої погрішності (вірогідності) контде ролю герметичності; dст. - діаметр стрижня 6; - припустимими витратами часу на контроль hст. - глибина занурення стрижня 6 у рідину погерметичності; судині 7 за час витримки. - вартості виготовлення та обслуговування заЗ огляду на те, що негерметичність визначасобів контролю глибини занурення стрижня 6 у ється витоком газу за одиницю часу, величини рідину посудини 7. зменшення густини газу та занурення стрижня 6 у Найбільш простим є візуальний спосіб, але він рідину визначають також за одиницю часу, тобто придатний тільки для великих величин припустиDr & - зменшення густини газу у виробі за Dr = мої негерметичності, тому що при малих її значенt нях час контролю герметичності може скласти деодиницю часу; кілька діб. Найбільш точним є електричний спосіб h & при вимірі індукованої напруги мікровольт-метром. hст. = ст . - глибина занурення стрижня 6 у t Оптичний спосіб займає по точності контролю рідину за одиницю часу; проміжне положення між візуальним і електричним 2 способами. V p × dст. & & Vст. = ст. = × hст. - об'єм рідини, витиДля підвищення вірогідності контролю герме4 t тичності, тобто для зменшення помилки у визнаснутої стрижнем 6, із посудини 7 за одиницю часу; ченні величини негерметичності доцільна комбінаt - час витримки виробу під робочим тиском ція двох або всіх трьох способів визначення газу при контролі герметичності. глибини занурення стрижня 6 у рідину посудини 7 У цьому випадку у залежності від реєстрованої величини негерметичності, припустимій погрішності її визначення і 2 & розташовуваного часу витримки. r × p × dст. × hст. × Lст. & Dr = ж 4(Vт × Lт - VгLг ) 11 83219 12 похибки у визначенні величини негерметичності У техніці контролю герметичності її величина виробу усього ~ на 1%. визначається потоком газу [див., наприклад, довіОстаточний вираз для визначення негерметидник "Вакуумная техника" під загальною редакцією чності виробу дозволяє видати практичні рекоменЕ.С. Фролова, В.Е. Минайчева, М., Машиностроедації з підвищення точності її контролю. Мінімізание, 1985, стор.33). ція реєструємого витоку газу з виробу досягається шляхом зменшення густини рідини, у яку занурю& PV , Па × м 3 / с або Q= ється стрижень 6, зменшення діаметра стрижня 6, t збільшення часу витримки (зменшення швидкості & & Q = PV , занурення стрижня 6 у рідину), зменшення плеча дe установки гир 5 та стрижня 6, збільшення плеча & установки тіла 4 , збільшення об'єму тіла 4 і зменQ - величина негерметичності виробу; шення об'єму гир 5. Цілком природно, що за інших Ρ - робочий тиск газу у виробі; рівних умов, зі зменшенням об'єму випробуваного & Р - спад тиску газу у виробі за одиницю часу; виробу точність контролю герметичності підвищуV - об'єм внутрішньої порожнини виробу. ється. Величину спаду тиску газу у виробі за одиниПрактичне використання пропонованого споцю часу визначають по рівнянню стану газів собу контролю герметичності виробів технічних труднощів не викликає і дозволяє підвищити точ& & P = D rRT , ність контролю за рахунок винятку впливу коливань температури газу у виробі при випробуваннях де на результати виміру негерметичності. ПриведеR - газова постійна; ний математичний вираз для визначення негермеΤ - абсолютна температура газу у виробі в тичності дає можливість розраховувати величину процесі контролю герметичності в градусах Кельпохибки її виміру. Комбінація візуального, оптичновіна. го та електричного способів контролю герметичноТоді остаточний вираз для визначення негерсті виробу дозволяє значно підвищити вірогідність метичності виробу прийме вид визначення фізичної величини негерметичності виробу. Крім того, застосування пропонованого спосо2 ×h & & r × p × dст. ст. × L ст. × R × T × V бу дозволяє значно зменшити вартість контролю Q= ж 4(Vт × L т - Vг × Lг ) герметичності виробів за рахунок винятку необхідності будівництва та обслуговування дорогих вакуумних камер з вакуумним устаткуванням і масЗ остаточного виразу видно, що при контролі спектрометричною апаратурою. герметичності виробу по виміру густини газу зміна температури газу у виробі або у контрольній ємності за час витримки навіть на 3°С приводить до Комп’ютерна верстка О. Гапоненко Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for control of tightness of articles
Автори англійськоюSerhiichuk Borys Vasyliovych, Voloshyn Oleksii Ivanovych, Koshkin Mykhailo Ivanovych, Dobrohorskyi Viktor Antonovych, Chumak Volodymyr Anatoliiovych, Ponomarenko Serhii Mykolaiovych, Koniukhov Yurii Stanislavovych
Назва патенту російськоюСпособ контроля герметичности изделий
Автори російськоюСергийчук Борис Васильевич, Волошин Алексей Иванович, Кошкин Михаил Иванович, Доброгорский Виктор Антонович, Чумак Владимир Анатольевич, Пономаренко Сергей Николаевич, Конюхов Юрий Станиславович
МПК / Мітки
Мітки: спосіб, контролю, виробів, герметичності
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/6-83219-sposib-kontrolyu-germetichnosti-virobiv.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб контролю герметичності виробів</a>
Попередній патент: Піроклапан
Наступний патент: Портативний тренажер боксера
Випадковий патент: Спосіб отримання сиру плавленого пастоподібного