УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ГЕРМЕТИЧНОСТИ СОСУДОВ БОЛЬШОГО ОБЪЁМА

Полезная модель относится к области испытательной техники и может быть использована для проверки герметичности сосудов большого объема с использованием эталонной камеры.
В качестве аналога рассмотрим техническое решение "Способ испытания на герметичность" (см. патент RU №2290617, G01M 3/00, опубл. 27.12.2006, Бюл. №36).
Изобретение относится к области испытательной техники и направлено на обеспечение недорогостоящего способа испытания герметичности закрытых сосудов при условии, что одним из заполняющих продуктов является жидкий компонент, обеспечивающий короткий цикл испытания и высокую точность измерения.
Этот результат обеспечивается за счет того, что испытуемый сосуд устанавливают в испытательной камере, которую откачивают, по меньшей мере, до давления пара этого жидкого компонента. Контролируют давление в окружающем пространстве и, таким образом, в испытуемой камере.
Контроль осуществляется вакуумным датчиком давления, тогда как понижение давления, окружающего сосуд пространства, осуществляется вакуумным насосом.
Утечка обнаруживается посредством контроля изменения давления в окружающем пространстве, которое происходит из-за испарения жидкости, выходящей из места утечки и, испаряющейся в окружающем пространстве с нижним давлением.
Недостатком аналога является необходимость заполнения внутреннего объема испытываемого сосуда жидким компонентом.
В качестве прототипа выбрано устройство для контроля герметичности сосудов большого объема (п. РФ №123948, опубл. 10.01.2013), представляющее собой компактный узел, размещенный внутри замкнутого объема проверяемого сосуда, и содержащее эталонную камеру давления с присоединенными к ней герметично последовательно с помощью переходников-газовводов двумя электроклапанами, датчик перепада давления, установленные в эталонную камеру термосопротивления, а также жгуты управления приборами устройства и контроля за их показаниями через проходные термоэлементы проверяемого сосуда на контрольно-регистрирующую аппаратуру, расположенную вне сосуда, введен предохранительный клапан. Предохранительный клапан обладает диапазоном регулирования предельного давления.
Недостатком устройства является влияние температуры окружающей среды на результаты контроля герметичности сосудов большого объема.
3
При контроле герметичности металлических сосудов большого объема (до 10 м) манометрическим методом путем подачи избыточного давления (в том числе и дифференциально-манометрическим методом с применением эталонной камеры) для обнаружения течей контролируют изменение давления за определенное время. В зависимости от требований по контролируемой величине течи время измерений может составлять десятки часов. При этом наиболее важно устранить влияние температуры на результаты контроля.
Техническим результатом полезной модели является повышение точности и достоверности контроля герметичности путем снижения влияния температуры окружающей среды на контролируемый сосуд.
Технический результат достигается тем, что устройство для контроля герметичности сосудов большого объема содержит установленный внутри сосуда эталонную камеру давления с присоединенными к ней герметично последовательно с помощью переходников-газовводов двумя электроклапанами, датчик перепада давления, установленные в эталонную камеру термосопротивления, а также жгуты управления приборами устройства и контроля за их показаниями через проходные термоэлементы проверяемого сосуда на контрольно-регистрирующую аппаратуру, расположенную вне сосуда. В устройство введена система термостатирования, содержащая, по крайней мере, один нагреватель, блок коммутации с, по крайней мере, одним встроенным устройством защитного отключения нагревателя, ПИД-регулятор температуры, датчики температуры, один из которых установлен на нагревателе, другие установлены на поверхности и внутри контролируемого сосуда. Нагреватель может представлять собой нагревательный кабель, охватывающий контролируемый сосуд. На контролируемом сосуде может быть установлена дополнительная теплоизоляция, состоящая из, по крайней мере, одного утеплителя.
На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для контроля герметичности сосудов большого объема, содержащего систему термостатирования.
Устройство для контроля герметичности сосудов большого объема 1 состоит из эталонной камеры давления 2, с присоединенными к ней герметично через посредство переходников-газовводов 3, 4, 5, последовательно двух электроклапанов 6, 7, датчика перепада давления 8, установленных в эталонную камеру термосопротивлений, предохранительного клапана 10, герметично соединенного трубопроводом 11 с эталонной камерой 2, а также соединительных жгутов 12. На внешнюю поверхность контролируемого сосуда 1 установлен нагревательный кабель 13. Нагревательный кабель подключается к электрической сети ~ 220 В через встроенной в блок коммутации 14 устройство защитного отключения 15. ПИД-регулятор 16 включает или отключает электропитание нагревательного кабеля в зависимости от показаний регулирующего датчика температуры 17 и установленных коэффициентов ПИД-регулирования. Измерительный датчик температуры 18 совместно с регулирующим датчиков температуры контролирует неравномерность термостабилизации сосуда. Дополнительно может использоваться компьютер 19 для задания температуры термостабилизации и коэффициентов ПИД-регулирования, а также сбора измерений датчиками температуры для документирования процесса термостабилизации.
Порядок проведения контроля герметичности следующий:
- в зависимости от габаритно-массовых и тепловых характеристик контролируемого сосуда:
- на испытываемый сосуд устанавливаются 1, 2 или 3 секции нагревательного кабеля;
- в ПИД-регулятор вводятся температура термостабилизации и коэффициенты ПИД-регулирования.
- производится подача в сосуд сжатого воздуха до получения установившегося испытательного давления, при открытых электроклапанах эталонной камеры. После прекращения подачи воздуха и равенстве установившегося испытательного давления в эталонной камере и контролируемом сосуде электроклапаны закрываются.
- одновременно производится нагрев сосуда до температуры термостабилизации со скоростью не менее 0,5°С/час при массе сосуда до 30 т;
- в течение времени необходимого для контроля герметичности:
поддерживается температура корпуса сосуда равной температуре термостабилизации с точностью ±0,5°С при температуре окружающей среды от 10 до 30°С;
- производится регистрация изменения перепада давления по показаниям датчика перепада давления путем вывода информации через проходные термоэлементы проверяемого сосуда на контрольно-регистрирующую аппаратуру, расположенную вне сосуда;
- на основании этих показаний рассчитываются утечки и делаются выводы о герметичности проверяемого сосуда.
- после завершения контроля герметичности сосуда система термостабилизации отключается.
На фиг. 1 представлены три секции нагревательного кабеля (I, II, III) с соответствующим оборудованием описанным выше. Дополнительная теплоизоляция не указана.