Патент на изобретение №2309387

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МИКРОДОЗИРОВАНИЯ ГАЗА

(57) Реферат:

Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на повышение точностных и эксплуатационных характеристик устройств, используемых для микродозирования газа. Этот результат обеспечивается за счет того, что устройство для микродозирования газа содержит корпус с отверстием, стержень, входной и выходной патрубки. Стержень выполнен из газопроницаемого гидрофобного материала путем равномерного заполнения отверстия корпуса с обеспечением герметичного соединения. Длина корпуса и стержня l определяется в зависимости от требуемого микропотока газа по соотношению:

где Q – требуемый микропоток газа, м³·Па/с;

П – проницаемость газа для данного материала, м³/с·м;

F – площадь проходного отверстия в корпусе, заполненного материалом, м²;

Р – перепад давления газа при эксплуатации устройства, Па. 1 ил.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности испытательной технике, и может найти применение при контроле герметичности, изготовлении контрольных течей, основанных на микродозировании потоков газа.

Известно устройство для дозирования малых потоков газа, содержащее герметичный стеклянный баллон, заполненный гелием, и проницаемый элемент – трубку из кварцевого стекла (Л.Н.Розанов “Вакуумная техника” М.: Высшая школа. 1990. С.177).

К недостаткам данного устройства можно отнести избирательную пропускную способность газа (только для гелия), а также узкую сферу применения – только для вакуумных испытаний, т.к. вследствие хрупкости стеклянного баллона давление газа выше атмосферного может вызвать его разрушение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство микродозирования газа по авт. свид. СССР №1089418 (опубл. 30.04.84 г.), содержащее корпус с отверстием, стержень, установленный в отверстие корпуса с заданным зазором между ними, входной и выходной патрубки. Стержень выполнен из материала, термический коэффициент которого выше, чем у материала корпуса.

Недостатком данного устройство является сложность получения требуемого потока газа за счет обеспечения заданного зазора между корпусом и стержнем путем их нагрева до температуры, создающей пластическую деформацию, и последующего охлаждения поверхностей корпуса и стержня до нормальной температуры. Кроме того, стабильность и точность потока газа существенно зависит от наличия влаги в атмосфере и контрольном газе.

Целью предлагаемого устройства является повышение точностных выходных параметров устройства за счет исключения влияния влаги на стабильность и точность потока и улучшение его эксплуатационных характеристик.

Указанная цель достигается тем, что устройство содержит корпус с отверстием, стержень, входной и выходной патрубки.

Стержень выполнен их газопроницаемого гидрофобного материала, путем равномерного заполнения им отверстия корпуса с обеспечением герметичного соединения.

Длина корпуса и стержня l в зависимости от требуемого микропотока газа определяется из соотношения:

где Q – требуемый микропоток газа, м³·Па/с;

П – проницаемость газа для данного материала, м³/с·м;

F – площадь проходного отверстия в корпусе, заполненного материалом, м²;

Р – перепад давления газа при эксплуатации устройства, Па.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом.

Устройство для микродозирования газа содержит корпус 1 с отверстием, полость которого равномерно заполнена газопроницаемым гидрофобным материалом, образуя стержень 2 и обеспечивая герметичное соединение.

Корпус 1 герметично соединен с выходным 3 и входным 4 патрубками.

Торцы корпуса 1 и стержня 2 обработаны в размер l, зависящий от требуемого микропотока газа и определяемый по соотношению (1).

Работа устройства осуществляется следующим образом. Входной патрубок устройства герметично соединяется с баллоном (на чертеже не показан), заполненным контрольным газом под давлением. Газ, диффундируя из баллона через материал стержня, создает стабильный требуемый микропоток на выходном патрубке, значение которого зависит от длины корпуса и стержня l, определяемой по соотношению (1).

Если выходной патрубок присоединить к испытываемой системе (например, к барокамере), то предлагаемое устройство можно использовать в качестве контрольной течи с заданным микропотоком контрольного газа.

Предлагаемое устройство опробовано на практике при изготовлении контрольных течей, предназначенных для контроля герметичности. В качестве материала стержня использовался синтетический каучук термостойкий низкомолекулярный СКТН, марки Г. В качестве контрольного газа – гелий и гексафторид серы. В течение года периодически проводилась проверка потоков контрольных газов. Результаты проверок подтвердили стабильность потоков контрольных газов через предлагаемое устройство в диапазоне 10^-10…10^-7 м³·Па/c.

Формула изобретения

Устройство для микродозирования газа, содержащее корпус с отверстием, стержень, входной и выходной патрубки, отличающееся тем, что стержень выполнен из газопроницаемого гидрофобного материала путем равномерного заполнения им отверстия корпуса с обеспечением герметичного соединения, при этом длина корпуса и стержня l в зависимости от требуемого микропотока газа определяется из соотношения

где Q – требуемый микропоток газа, м³·Па/с;

П – проницаемость газа для данного материала, м³/с·м;

F – площадь проходного отверстия в корпусе, заполненного материалом, м²;

Р – перепад давления газа при эксплуатации устройства, Па.

РИСУНКИ