РЕГУЛИРУЕМЫЙ ИСТОЧНИК ПОТОКА ГАЗА

Предлагаемая полезная модель относится к физико-химическим методам контроля, анализа и метрологического обеспечения газоаналитической аппаратуры и может быть использована в качестве натекателя для дозирования потока газа, используемого, в частности, для испытаний изделий на локальную герметичность с использованием пробных газов и течеискателей и может найти применение в таких областях техники, как газовая, атомная, авиационная, машиностроение.
Известен диффузионный источник микропотока газа (п. РФ №2111460, G01F 13/00, опубл. 20.05.1998), содержащий герметичный газонепроницаемый корпус, заполненный дозируемым газом в жидкой фазе, и герметично прикрепленный к корпусу диффузионный узел, выполненный в виде размещенного внутри корпуса заглушенного капилляра плоской формы, стенки которого соприкасаются своими внутренними поверхностями.
Недостатком данного устройства является отсутствие возможности прецизионного автоматического регулирования потока газа.
В качестве прототипа выбран термодиффузионный натекатель (Фролов Е.С., Минайчев В.Е., Александрова и др. Вакуумная техника: Справочник. - М.: Машиностроение, 1985, 360 с., ил.), состоящий из стеклянного баллона с патрубком для ввода контролируемого газа, в котором размещена палладиевая диффузионная трубка, обвитая нагревателем, через которую происходит выход газа.
Недостатком данного натекателя является малая величина генерируемого газового потока и узкий интервал изменения газового потока, а также низкая ремонтопригодность, т.к. нагреватель находится внутри стеклянного баллона.
Задачей данного решения является обеспечение точности регулирования и повышение производительности при высокой стабильности газового потока. Устройство должно отвечать требованиям автоматизации процесса регулирования и поддержания пропускной способности.
Задача решается следующим образом. Регулируемый источник потока газа, содержащий диффузионный натекатель, состоящий из вакуумного сосуда с входным патрубком для ввода контролируемого газа, сосуд снабжен диффузионным элементом, через который происходит выход газа, и нагревателем, отличающийся от прототипа тем, что устройство содержит, по крайней мере два диффузионных натекателя, установленных в кассете, каждый из них настроен на определенный поток, при этом диффузионный элемент выполнен в виде мембраны, закрепленной на открытом торце сосуда, входной патрубок снабжен клапаном-дозатором. Нагреватель снабжен устройством регулирования нагрева. Нагреватель может быть размещен снаружи вокруг стенок сосуда или внутри сосуда, при этом он может быть размещен у стенок сосуда или под мембраной и выполнен в виде диска. Сосуд для прочности может быть выполнен металлическим.
В основе действия термодиффузионных натекателей лежит явление избирательной диффузии газов через некоторые материалы при нагреве. Известно, что тонкостенные элементы проницаемы для гелия, водорода и некоторых других газов, особенно, при повышенных температурах.
На фиг.1 изображена схема устройства (кассета с диффузионными натекателями), на фиг.2 - диффузионный натекатель.
Регулируемый источник потока газа состоит из кассеты 1, в которой установлено несколько диффузионных натекателей 2, при этом каждый из них настроен на определенный поток. Диффузионный натекатель 2 представляет собой металлический цилиндрический сосуд 3, открытый торец которого закрыт диффузионной мембраной 4. Вокруг цилиндрической части сосуда 1 размещен нагреватель 5. Входной патрубок сосуда снабжен клапаном 6. Нагреватель снабжен устройством регулирования нагрева, представляющее собой следующую электрическую схему: последовательно соединенные емкость, регулируемое сопротивление и вольтметр. Электрическую схему подключают к электрической сети например 12 В.
Устройство работает следующим образом.
В принципе работы данной конструкции использована газопроницаемость твердых веществ. Для подачи чистых газов в вакуумную систему может быть использована их диффузия через некоторые материалы. Так, через палладий и сплав палладий-серебро свободно диффундирует водород, через серебро - кислород, через тонкое кварцевое стекло - гелий, через железо -азот и двуокись углерода и т.д.
В цилиндрический сосуд 1 через клапан дозатор 4 подается контролируемый газ, затем включается нагреватель 3. Температуру выбирают, исходя из условий обеспечения требуемого потока контрольного газа. Тепловой поток от электронагревателя быстро и равномерно распределяется по поверхности сосуда. Газ изменяет объем при изменении температуры, что изменяет поток контрольного газа через мембрану 2.
Кассета с диффузионными натекателями предназначена для формирования различных по величине потоков контрольного газа, необходимых для текущих калибровок течеискателя при контроле объекта (объектов), имеющих различные требования по негерметичности.
Эта конструкция позволяет дозировать поток газов в широких пределах с заданными величинами натекания.