Патент на изобретение №2193173
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НЕГЕРМЕТИЧНОСТИ ОБЪЕКТА (ВАРИАНТЫ)
(57) Реферат: Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на обеспечение высокой точности и надежности испытаний даже при наличии минимальной течи простым и дешевым способом. Изобретение осуществляется с помощью теплоизолированной камеры, внутренняя полость которой образована входной и выходной полостями, разделенными проходным сужающимся каналом с критическим сечением. Два датчика температуры размещены во входной и выходной полостях камеры. Входная полость камеры выполнена с возможностью герметичного соединения со стенкой испытываемого объекта, а выходная полость камеры сообщена с вакуумной системой, кроме того, во входной полости между датчиком температуры и стенкой объекта установлен экран-обтекатель. Производят измерение температуры отдельно во входной и выходной полостях камеры и по разности этих температур судят о наличии негерметичности и ее местоположении, а по величине этой разности определяют количественное значение негерметичности. Для определения негерметичности объекта при минимальной течи теплоизолированную камеру вакуумируют на объекте, затем отсекают ее от системы вакуумирования и производят выдержку в течение фиксированного промежутка времени, после чего сообщают камеру с вакуумной системой и одновременно измеряют температуру газа во входной и выходной полостях камеры, и по разности этих температур судят о наличии негерметичности и ее местоположении, а по величине этой разности определяют количественное значение негерметичности. 3 с. п. ф-лы, 1 ил. Изобретение относится к испытательной технике, в частности к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение также в тех областях техники, где предъявляются повышенные требования к надежности изделий. Известны устройство и реализованный на этом устройстве способ для обнаружения утечек в газопроводах, содержащие термодатчики, которые устанавливаются в трубопроводах по направлению движения потока, и по их показаниям судят о герметичности изделия [1]. Наиболее близкими по технической сущности к предлагаемым устройству и способу являются устройство и реализованный на этом устройстве способ для обнаружения утечек в газопроводах [2], содержащие теплоизолированную камеру, сообщенную с газопроводом, в которой размещен датчик температуры. Принцип работы устройства заключается в том, что при наличии в газопроводе утечки давление в нем падает, при этом падение давления распространяется в теплоизолированную камеру устройства, в которой теплоизоляция обуславливает адиабатический процесс расширения газа, сопровождающийся падением температуры, а о величине утечки судят по изменению температуры во времени. Данное устройство и способ приняты заявителем за прототипы. Недостатками аналога и прототипа является то, что при испытаниях на герметичность они не обеспечивают возможности определения предполагаемого места течи, а также не обладают высокой точностью испытаний из-за больших погрешностей при измерении температуры газа в газопроводе и в теплоизолированной камере, соединенной с газопроводом, вследствие неравномерности поля температур, обусловленных большими объемами газопровода и теплоизолированной камеры и турбулентностью газовых потоков. Задачей изобретения является возможность определения места и количественного значения негерметичности с обеспечением высокой точности и надежности испытаний даже при наличии минимальной течи для объектов, находящихся в условиях перепада внутреннего и внешнего давлений, например, в условиях космического полета. Указанный технический результат достигается за счет того, что: – в предлагаемом устройстве определения негерметичности объекта, содержащем теплоизолированную камеру с датчиком температуры, в которую дополнительно установлен второй датчик температуры, а входная и выходная полости камеры разделены проходным сужающимся каналом с критическим сечением, причем, датчики температуры размещены соответственно во входной и выходной полостях, при этом входная полость камеры имеет возможность герметичного соединения со стенкой испытываемого объекта, а выходная полость камеры сообщена с системой вакуумирования, кроме того, во входной полости между датчиком температуры и стенкой объекта установлен экран-обтекатель; – в предлагаемом способе определения негерметичности объекта, включающем измерение температуры газа на выходе теплоизолированной камеры, проводят измерение температуры во входной полости камеры и по разности температур во входной и выходной полостях судят о наличии негерметичности и ее местоположении, а по величине этой разности определяют количественное значение негерметичности; – в предлагаемом способе определения негерметичности объекта, включающем измерение температуры газа на выходе теплоизолированной камеры, с целью определения места и количественного значения негерметичности при наличии минимальной течи входную полость камеры герметично соединяют со стенкой испытываемого объекта, предварительно вакуумируют полость камеры, далее с помощью запорной арматуры отсекают ее от системы вакуумирования и производят выдержку в течение фиксированного промежутка времени, после чего открытием запорной арматуры сообщают выходную полость камеры с вакуумной системой и одновременно измеряют температуру во входной и выходной полостях камеры. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство определения негерметичности объекта содержит теплоизолированную камеру 2, которая имеет возможность герметичного соединения со стенкой 4 объекта испытания 1 посредством эластичной манжеты 3, образующей со стенкой объекта дополнительную вакуумную полость 5, связанную со штуцером вакуумирования дополнительной полости 6. Теплоизолированная камера 2 имеет входную полость 8 и выходную полость 9, которые разделены между собой проходным сужающимся каналом 10 с критическим сечением и по оси проточной части которых установлены чувствительные элементы датчиков температуры 11 и 12 (например, термопары), соединенные с вторичными приборами измерения температуры 13 и 14. Во входной полости теплоизолированной камеры 8 между датчиком температуры 11 и стенкой 4 объекта испытания 1 установлен экран-обтекатель 15. Входная полость 8 и выходная полость 9 теплоизолированной камеры 2 через штуцер вакуумирования дополнительной полости 6 и штуцер вакумирования теплоизолированной камеры 7 сообщены с вакуумной системой, состоящей из сети трубопроводов (на чертеже не обозначены) с запорной арматурой (запорными клапанами) 16-20, вакумной емкости 21, оснащенной мановакуумметром 22 и соединенной с вакуумным насосом (на чертеже не показан). Для определения негерметичности объекта и местоположения негерметичности осуществляется последовательное контактное зондирование поверхности объекта в местах предполагаемой негерметичности. При этом устройство работает следующим образом. Производят предварительное вакуумирование емкости 21 до остаточного давления ~1 ![]() ![]() – объемы входной полости камеры 8, а также выходной полости камеры 9 и прилегающей к ней полости газопроводов до запорных клапанов 18 и 19 должны быть минимальными; – диаметр критического сечения камеры 10 выбирается исходя из количественного значения предполагаемой негерметичности исследуемого объекта, т.е. чем меньше предполагаемая течь, тем меньше должен быть конструктивно выполняемый диаметр критического сечения; – датчик температуры 12, регистрирующий значение температуры газа в выходной полости камеры 9, должен располагаться как можно ближе к критическому сечению камеры. Использование предлагаемого устройства и способа определения негерметичности объекта дает следующие положительные результаты: а) определение места и количественного значения негерметичности даже при наличии минимальной течи; б) повышение точности и надежности испытаний на герметичность; в) относительная простота и дешевизна устройства и способа определения негерметичности. Предлагаемое устройство и способ определения негерметичности объекта могут иметь широкое практическое применение для получения достоверных результатов при испытании на герметичность особо ответственных объектов, к которым предъявляются повышенные эксплуатационные требования и, в частности, могут быть использованы для проведения локального ремонта и устранения негерметичности на эксплуатируемых космических объектах, что особенно важно в условиях длительных космических экспедиций. Источники информации 1. Патент США 3304764, кл.73-46, 1964. 2. Патент СССР 826976, кл. G 01 М 3/08, публ. 05.05.81. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||