Патент на изобретение №2331857

(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ ИЗДЕЛИЙ

(57) Реферат:

Изобретение относится к области испытательной техники и позволяет испытывать на герметичность полые изделия, например, водяные радиаторы тракторов, сельхозмашин и автомобилей. Техническим результатом изобретения является повышение точности контроля герметичности изделий, что обеспечивается за счет того, что в устройстве для контроля герметичности, которое содержит эталонную емкость, соединенный с ней через вентиль источник давления, магистраль, состоящую из двух участков, с запорным органом, при этом один конец магистрали соединен с эталонной емкостью, а другой – с изделием, индикатор с подвижной перегородкой, выполненный в виде трубки с каплей жидкости, первая полость которого сообщена с эталонной емкостью, вторая с противоположной стороны от запорного органа и узел поворота магистрали – с запорным органом, и индикатора с подвижной перегородкой, возбудитель периодических колебаний давления, подключенный к концу магистрали, соединенный с эталонной емкостью и индикатором с подвижной перегородкой, вызывающий возвратно-поступательные перемещения подвижной перегородки индикатора, согласно изобретению к подвижному торцу возбудителя периодических колебаний давления присоединен нижней частью Т-образный шток, причем на верхней части Т-образного штока размещен рычаг, который с правой стороны через поворотный шарнир соединен с выходным устройством электрического исполнительного механизма прямоходного, с левой стороны рычаг противоположной от Т-образного штока плоскостью соприкасается с пальцем, закрепленном на диске с осью, закрепленной с противоположной от пальца плоскости, на определенном расстоянии от оси диска, ось диска соединена с выходным валом второго механического редуктора, а входной вал второго редуктора соединен с валом второго электродвигателя, и рычаг к пальцу поджимается через Т-образный шток подвижной частью возбудителя периодических колебаний давления, внутренняя полость которого соединена с эталонной емкостью устройства контроля герметичности изделий. 1 ил.

Изобретение относится к испытательной технике и позволяет испытывать полые изделия газом на герметичность, например автотракторные теплообменники.

Известно устройство контроля герметичности изделий (патент РФ №2234069, G01М 3/26, 10.08.2004), которое содержит эталонную емкость, соединенный с ней через вентиль источник давления, магистраль, состоящую из двух участков, с запорным органом, выполненным в виде герметичного сосуда, частично заполненного жидкостью, двух трубок, жестко соединенных с сосудом, открытые торцы которых погружены в жидкость на одинаковую глубину, вторые торцы трубок соединены с обращенными друг к другу концами участков магистрали, один конец магистрали соединен с эталонной емкостью, а другой – с изделием, индикатор с подвижной перегородкой, выполненный в виде трубки с каплей жидкости, первая полость которого сообщена с эталонной емкостью, вторая с противоположной стороны от запорного органа и узел поворота магистрали – с запорным органом, и индикатора с подвижной перегородкой вокруг оси, лежащей в плоскости, параллельной зеркалу жидкости, на угол, величина которого выбирается из условия сообщения открытых торцов трубок с воздушной полостью сосуда, возбудитель периодических колебаний давления, подключенный к концу магистрали, который соединен с эталонной емкостью и индикатором с подвижной перегородкой, вызывающий возвратно-поступательные перемещения подвижной перегородки индикатора.

Однако это устройство контроля герметичности изделий имеет невысокую точность из-за отсутствия исполнительного механизма для автоматического возбуждения периодических колебаний давления в эталонной емкости, то есть исполнительного механизма, который включенный в систему автоматического управления, позволяет генерировать в эталонной емкости периодические колебания давления заданной амплитуды и частоты и корректировать (поддерживать) заданное значение амплитуды колебаний давления.

Известен электрический исполнительный механизм прямоходный (книга: Промышленные приборы и средства автоматизации. Справочник / В.Я.Баранов, Т.Х.Безновская и др./ Под общей редакцией В.В.Черенкова. – Ленинград: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1987. – 847 с., стр.725-726), содержащий (стр.716 в той же книге) электродвигатель, редуктор, понижающий число оборотов, возвратно-поступательное выходное устройство для механического сочленения с регулирующим органом, ручной привод на случай выхода из строя системы автоматики или для наладки, устройства, обеспечивающие останов механизма в крайних положениях, устройство самоторможения при отключении электродвигателя, устройство обратной связи в системах автоматического управления, устройства для дистанционного указания и сигнализации положения механизма.

Однако известный электрический исполнительный механизм прямоходный не позволяет автоматически генерировать в эталонной емкости периодические колебания давления заданной амплитуды и частоты и корректировать заданное значение амплитуды колебаний давления.

Известное устройство контроля герметичности изделий (патент РФ №2234069, G01М 3/26, 10.08.2004) является наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту.

Технический результат изобретения – повышение точности контроля герметичности изделий за счет автоматизации генерирования в эталонной емкости периодических колебаний давления заданной амплитуды и частоты и корректирования заданного значения амплитуды колебаний давления в эталонной емкости устройства контроля герметичности в начале и в конце контроля герметичности.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве контроля герметичности изделий, которое содержит эталонную емкость, соединенный с ней через вентиль источник давления, магистраль, состоящую из двух участков, с запорным органом, выполненным в виде герметичного сосуда, частично заполненного жидкостью, двух трубок, жестко соединенных с сосудом, открытые торцы которых погружены в жидкость на одинаковую глубину, вторые торцы трубок соединены с обращенными друг к другу концами участков магистрали, один конец магистрали соединен с эталонной емкостью, а другой – с изделием, индикатор с подвижной перегородкой, выполненный в виде трубки с каплей жидкости, первая полость которого сообщена с эталонной емкостью, вторая с противоположной стороны от запорного органа и узел поворота магистрали – с запорным органом, и индикатора с подвижной перегородкой вокруг оси, лежащей в плоскости, параллельной зеркалу жидкости, на угол, величина которого выбирается из условия сообщения открытых торцов трубок с воздушной полостью сосуда, возбудитель периодических колебаний давления, подключенный к концу магистрали, соединенный с эталонной емкостью и индикатором с подвижной перегородкой, вызывающий возвратно-поступательные перемещения подвижной перегородки индикатора, согласно изобретению к подвижному торцу возбудителя периодических колебаний давления присоединен нижней частью Т-образный шток, на верхней части Т-образного штока размещен рычаг, который с правой стороны через поворотный шарнир соединен с возвратно-поступательным выходным устройством для механического сочленения с регулирующим органом электрического исполнительного механизма прямоходного, содержащего механический редуктор и электродвигатель, с левой стороны рычаг противоположной от Т-образного штока плоскостью соприкасается с пальцем, закрепленном на диске с осью, закрепленной с противоположной от пальца плоскости, на определенном расстоянии от оси диска, ось диска соединена с выходным валом второго понижающего число оборотов механического редуктора, а входной вал второго редуктора соединен с выходным валом второго электродвигателя, и рычаг к пальцу поджимается через Т-образный шток подвижной частью возбудителя периодических колебаний давления, внутренняя полость которого соединена с эталонной емкостью устройства контроля герметичности изделий.

На чертеже изображена схема устройства контроля герметичности изделий.

Устройство содержит эталонную емкость 1, соединенный с ней через вентиль 2 источник давления 3. Магистраль, состоящая из двух участков 4 и 5, соединена с эталонной емкостью 1 и изделием 6 через вентиль 7 гибкими трубопроводами 8 и 9. Герметичный сосуд 10 частично заполнен жидкостью, например ртутью. В нее на одинаковую глубину погружены открытые торцы двух трубок 11 и 12, жестко соединенных с обращенными друг к другу концами участков 4 и 5 магистрали и с сосудом 10. Имеется узел поворота вокруг оси, лежащей в плоскости, параллельной зеркалу жидкости, на угол, величина которого выбирается из условия сообщения открытых торцов трубок 11 и 12 с воздушной полостью сосуда 10. Узел поворота выполнен в виде шарнира 13, на который опирается конец участка 4 магистрали, и неподвижной опоры 14, на которую опирается конец участка 5 магистрали. В трубке 12 выполнено отверстие 15, соединяющее ее полость с воздушной полостью сосуда 10. Индикатор 16 с подвижной перегородкой 17, например капли токопроводящей жидкости, одной полостью соединен с участком 4 магистрали со стороны эталонной емкости, а другим – с участком 5 магистрали. Датчики положения 18 с вторичным прибором 19 измеряют положение подвижной перегородки 17. К магистрали 4, соединенной с эталонной емкостью 1 и индикатором 16 с подвижной перегородкой 17, подключен возбудитель периодических колебаний давления 20, вызывающий возвратно-поступательные перемещения подвижной перегородки 17 индикатора 16. Электрический исполнительный механизм прямоходный 21 содержит электродвигатель 22, редуктор 23, понижающий число оборотов, возвратно-поступательное выходное устройство 24 для механического сочленения с регулирующим органом, ручной привод 25 на случай выхода из строя системы автоматики или для наладки, устройства, обеспечивающие останов механизма в крайних положениях 26, устройство самоторможения 27 при отключении электродвигателя, устройство обратной связи в системах автоматического управления 28, устройства для дистанционного указания и сигнализации положения механизма 29.

Т-образный шток 30 присоединен нижней частью к подвижному торцу возбудителя периодических колебаний давления 20. На верхней части Т-образного штока 30 размещен рычаг 31. Рычаг 31 с правой стороны через поворотный шарнир 32 соединен с возвратно-поступательным выходным устройством 24 для механического сочленения с регулирующим органом электрического исполнительного механизма прямоходного.

С левой стороны рычаг 31 противоположной от Т-образного штока плоскостью соприкасается с пальцем 33, закрепленном на диске 34 с осью 35. Ось 35 закреплена с противоположной от пальца 33 плоскости на определенном расстоянии от оси 35 диска 34. Ось 35 диска 34 соединена с выходным валом второго понижающего число оборотов механического редуктора 36, а входной вал второго редуктора соединен с выходным валом второго электродвигателя 37. Рычаг 31 к пальцу 33 поджимается через Т-образный шток 30 подвижной частью возбудителя периодических колебаний давления 20, внутренняя полость которого соединена с эталонной емкостью 1 устройства контроля герметичности изделий.

Устройство работает следующим образом.

Герметичную емкость 10, частично заполненную жидкостью, две трубки 5 и 4, индикатор 16 с подвижной перегородкой 17 наклоняют путем поворота вокруг шарнира 13 на угол, при котором трубки 4 и 5 полностью выходят из жидкости, находящейся в сосуде 10. Подсоединяют к магистрали эталонную емкость 1 и изделие 6 с помощью гибких трубопроводов 8 и 9. Открывают запорные вентили 2 и 7 и заполняют устройство контрольным газом от источника 3 до необходимого давления. Прекращают подвод контрольного газа путем перекрытия вентиля 2 и устанавливают сосуд 10 с индикатором 16 в горизонтальное положение на опору 14. При этом открытые торцы трубок 4 и 5 погружаются в жидкость и рассоединяют эталонную емкость 1 от изделия 6. Во время погружения трубок 4 и 5 в жидкость из них вытесняются равные объемы контрольного газа, в результате чего давления в эталонной емкости 1 и изделии 6 остаются равными. Подвижная часть возбудителя периодических колебаний давления 20 после заполнения устройства контрольным газом заданного давления поджимает через Т-образный шток 30 левый конец рычага 31 к пальцу 33, закрепленному на диске 34.

Включают в работу электродвигатель 37, который через редуктор 36 и ось 35 вращает диск 34 и производит качание вверх-вниз левой части рычага 31 относительно шарнира 32. Качание рычага 31 и осуществляет перемещение подвижной части возбудителя периодических колебаний давления 20, который создает возвратно-поступательные движения подвижной перегородки 17 индикатора 16. Включают в работу электрический исполнительный механизм прямоходный 21 и корректируют до заданного значения периодические колебания давления (по амплитуде) путем постепенных смещений в одну или другую сторону рычага 31, закрепленного в шарнире 32, с помощью возвратно-поступательного выходного устройства 24 для механического сочленения с регулирующим органом электрического исполнительного механизма прямоходного. Выходное устройство 24 перемещает шарнир 32 с качающимся рычагом 31 соответственно в одну или другую сторону, изменяя расстояние от шарнира 32 до точки соприкосновения рычага 31 с Т-образным штоком 30, изменяя ход подвижной части возбудителя 20, и, таким образом, корректируя периодические колебания давления и возвратно-поступательные движения подвижной перегородки 17 индикатора 16.

Берут отсчет по вторичному прибору 19. Этот отсчет берут по крайнему левому или крайнему правому положениям перемещающейся возвратно-поступательно подвижной перегородки или по вычисленному среднему значению крайних правых и крайних левых положений подвижной перегородки. Испытывают изделие на герметичность в течение заданного промежутка времени, корректируют вторично периодические колебания давления и возвратно-поступательные движения подвижной перегородки 17 индикатора 16 с помощью электрического исполнительного механизма прямоходного 21 и рычага 31 с шарниром 32 и берут второй отсчет по вторичному прибору 19 о положении подвижной перегородки 17 при воздействии возбудителя периодических колебаний давления. О негерметичности изделия 6 судят по перемещению подвижной перегородки 17 индикатора 16 за время испытаний. Перемещение подвижной перегородки 17 измеряют датчиками положения 18 с вторичным прибором 19.

Отверстие 15 в нижней части трубки 5 предназначено для аварийного выравнивания давлений между эталонной емкостью 1 и изделием 6, когда сосуд 10 не наклонен при выполнении подготовительной операции перед контролем изделия 6 на герметичность.

Общая сущность данного изобретения состоит в том, что только в автоматическом режиме может производиться непрерывное генерирование колебаний заданной амплитуды и частоты.

При непосредственном контроле герметичности изделия давление контрольного газа во всех элементах устройства уменьшается в связи с утечками газа из изделия, поэтому и амплитуда периодических колебаний изменяется (амплитуда колебаний давления может изменяться и от множества других случайных факторов, например от происшедшей усталостной деформации гофра упругой емкости 20, используемой в качестве возбудителя периодических колебаний давления). Для корректировки значений периодических колебаний давления до начала контроля и после завершения контроля герметичности изделий используются все элементы устройства 1-37.

По сравнению с прототипом изобретение позволяет повысить точность контроля герметичности изделия за счет автоматизации генерирования в эталонной емкости периодических колебаний давления заданной амплитуды и частоты и корректирования заданного значения амплитуды колебаний давления в эталонной емкости устройства контроля герметичности в начале и в конце контроля герметичности.

Формула изобретения

Устройство контроля герметичности, содержащее эталонную емкость, соединенный с ней через вентиль источник давления, магистраль, состоящую из двух участков, с запорным органом, выполненным в виде герметичного сосуда, частично заполненного жидкостью, двух трубок, жестко соединенных с сосудом, открытые торцы которых погружены в жидкость на одинаковую глубину, вторые торцы трубок соединены с обращенными друг к другу концами участков магистрали, один конец магистрали соединен с эталонной емкостью, а другой с изделием, индикатор с подвижной перегородкой, выполненный в виде трубки с каплей жидкости, первая полость которого сообщена с эталонной емкостью, вторая с противоположной стороны от запорного органа и узел поворота магистрали – с запорным органом, и индикатора с подвижной перегородкой вокруг оси, лежащей в плоскости, параллельной зеркалу жидкости, на угол, величина которого выбирается из условия сообщения открытых торцов трубок с воздушной полостью сосуда, возбудитель периодических колебаний давления, подключенный к концу магистрали, соединенный с эталонной емкостью и индикатором с подвижной перегородкой, вызывающий возвратно-поступательные перемещения подвижной перегородки индикатора, отличающееся тем, что к подвижному торцу возбудителя периодических колебаний давления присоединен нижней частью Т-образный шток, на верхней части Т-образного штока размещен рычаг, который с правой стороны через поворотный шарнир соединен с возвратно-поступательным выходным устройством для механического сочленения с регулирующим органом электрического исполнительного механизма прямоходного, содержащего механический редуктор и электродвигатель, с левой стороны рычаг противоположной от Т-образного штока плоскостью соприкасается с пальцем, закрепленном на диске с осью, закрепленной с противоположной от пальца плоскости, на определенном расстоянии от оси диска, ось диска соединена с выходным валом второго понижающего число оборотов механического редуктора, а входной вал второго редуктора соединен с выходным валом второго электродвигателя, и рычаг к пальцу поджимается через Т-образный шток подвижной частью возбудителя периодических колебаний давления, внутренняя полость которого соединена с эталонной емкостью устройства контроля герметичности изделий.

РИСУНКИ