УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ ПРОТЕЧКИ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ УПЛОТНИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Предлагаемое устройство относится к области контроля герметичности оборудования и может быть использовано в атомной техники для контроля допустимых протечек газовой среды уплотнительных элементов оборудования АЭС, атомных ледоколов, плавучих атомных станций, морских судов с атомными энергетическими установками, преимущественно люков, дверей, затворов, сосудов, аппаратов, проходок, шлюзов, а также и в других отраслях промышленности.
Известны устройства для измерения протечек, например, ротаметры. Недостатком известных устройств является низкая чувствительность к малым протечкам, в результате чего минимально допустимые параметры протечек герметичного оборудования определить невозможно.
Известно техническое решение для определения величины протечки газовой среды уплотнительных элементов, включающее испытуемое изделие, источник подачи сжатой газовой среды для заполнения изделия сжатым газом через распределительную систему, снабженную вентилем подачи и клапанами, устройство для измерения разности давления, датчик температуры, трубопроводы и клапаны (патент PL 211578 В1, МПК G01M 3/28 (2006.01), опубл. 29.06.2012, аналог - заявка RU 2009100857 А, МПК F16B 19/00 (2006.01), опуб. 20.07.2010).
Известное техническое решение не позволяет проводить испытания на герметичность малых объемов проверяемых изделий, и, следовательно, контролировать минимально допустимые параметры протечек газовой среды уплотнительных элементов изделий. Так же в известном техническом решении не учтено влияние человеческого фактора на процесс измерений.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полезной модели является устройство, включающее испытуемое изделие, подключенное через трубопровод к источнику подачи сжатой газовой среды с установленным на нем запорным клапаном и вентилем (патент RU №129289 U1, МПК G21C 17/07 (2006.01), опубл. 20.06.2013).
Недостатками известного технического решения является непостоянство давления в измеряемой полости во времени при проведении измерений из-за отсутствия возможности компенсации потерь рабочего газа путем подачи дополнительной порции рабочего газа от внешнего источника во время измерительного процесса величины протечки газовой среды уплотнительных элементов, а также существенное влияние человеческого фактора при использовании приборов с визуальной фиксацией показаний, вычислении и оформлении результатов вычислений.
Предлагаемой полезной моделью решается задача контроля минимально допустимых параметров протечек газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования АЭС при минимизации влияния человеческого фактора на процесс контроля.
Для достижения указанного технического результата устройство для измерения величины протечки газовой среды уплотнительных элементов, включающее, включающее трубопровод, снабженный запорным клапаном подачи газовой среды и вентилем, с возможностью подключения к испытуемому изделию, дополнительно, устройство снабжено подключенными к трубопроводу сообщающимися сосудами равного объема с рабочей жидкостью, газовым редуктором для поддержания постоянного давления, устройствами для измерения уровня рабочей жидкости, давления газа и температуры, при этом сообщающиеся сосуды установлены на разных уровнях по вертикали для размещения жидкости в начальный момент измерения в нижнем сосуде посредством подключенного к нему устройства для измерения уровня рабочей жидкости, газовый редуктор установлен перед сообщающимися сосудами, устройства для измерения давления газа и температуры размещены после сообщающихся сосудов, а вентиль установлен между сообщающимися сосудами с возможностью направления газовой среды через нижний сосуд, причем все устройства для измерения уровня рабочей жидкости, давления газа и температуры установлены с возможностью соединения их с устройством для обработки информации.
Отличительными признаками предлагаемого устройства от указанного выше известного, наиболее близкого к нему, является то, что устройство дополнительно снабжено подключенными к трубопроводу сообщающимися сосудами равного объема с рабочей жидкостью, газовым редуктором для поддержания постоянного давления, устройствами для измерения уровня жидкости, давления газа и температуры, при этом сообщающиеся сосуды установлены на разных уровнях по вертикали с размещением жидкости в начальный момент измерения в нижнем сосуде посредством подключенного к нему устройства измерения уровня жидкости и размещением между ними вентиля с возможностью направления газовой среды через нижний сосуд, при этом газовый редуктор установлен перед сообщающимися сосудами, а измерительные устройства давления газа и температуры размещены после сообщающихся сосудов, при этом все устройства для измерения выполнены с возможностью соединения их с устройством для обработки информации.
Благодаря наличию этих признаков появляется возможность обеспечить контроль минимально допустимых параметров протечек газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования АЭС, а также атомных ледоколов, плавучих атомных станций, морских судов с атомными энергетическими установками, преимущественно люков, дверей, затворов, сосудов, аппаратов, проходок, шлюзов.
Наличие сообщающихся сосудов с подключенным к нижнему сосуду датчиком уровня рабочей жидкости дает возможность измерять уровень рабочей жидкости в данном сосуде с большой точностью, превышающей возможность визуального считывания, тем самым повышая точность замера величины протечки газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования.
Наличие газового редуктора позволяет в автоматическом режиме удерживать давление в системе на установленном уровне при наличии протечек газовой среды уплотнительных элементов.
Наличие устройств для измерения в виде датчиков давления газа и температуры позволяет автоматизировать вычисление величины протечек газовой среды уплотнительных элементов герметичного оборудования и тем самым уменьшить влияние человеческого фактора на процесс контроля.
Все данные от устройств для измерения в виде датчиков уровня рабочей жидкости, давления газа и температуры, выполнены с возможностью соединения с устройством для обработки информации, например в персональный компьютер (ПК) или иное устройство вывода, на котором все вычисления производятся в автоматическом режиме, что также повышает точность измерения и контроля. Обработанная информация в форме протокола выводится на монитор устройства.
Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежом, на котором схематично показан общий вид устройства.
Устройство для измерения величины протечки газовой среды уплотнительных элементов содержит запорный клапан 1 подачи сжатой газовой среды, например, воздуха по трубопроводу от внешнего источника постоянного давления, например, компрессора системы сжатого воздуха (на чертеже не показаны). К трубопроводу от источника подачи газовой среды подключены два сообщающихся сосуда 2 и 3 равного объема с рабочей жидкостью 4. Сообщающиеся сосуды 2 и 3 установлены на разных уровнях по вертикали, что дает возможность размещения всей рабочей жидкости 4 в начальный момент измерения в нижнем сосуде 2. На входе между запорным клапаном 1 и сосудом 2 установлен газовый редуктор 5. Редуктор 5 служит для поддержания постоянного давления в системе в течение времени проведения измерений величины протечки газовой среды уплотнительных элементов, предусмотренное «Программой испытания». К нижнему сосуду 2 подключено устройство в виде датчика 6 уровня рабочей жидкости, служащего для измерения уровня рабочей жидкости в сосуде 2. После сообщающихся сосудов 2 и 3 на входе в испытуемое изделие 7 установлены устройства для измерения в виде датчика давления газа 8 и датчика температуры 9. Устройство связано с информационно-программным устройством для обработки информации 10. В качестве устройства для обработки информации 10 может быть использован, например, персональный компьютер (ПК). Устройства для измерения в виде датчиков 6, 8, 9 подключены к устройству для обработки информации 10. Вентиль 11 установлен между сообщающимися сосудами 2 и 3, служащий для направления газовой среды через нижний сосуд 2.
Устройство работает следующим образом:
Перед измерением избыточное давление газовой среды в устройстве отсутствует. Газовый редуктор 5 настроен на ноль. Показание датчика давления газа 8 равно нулю. Открывают запорный клапан 1 и вентиль 11, затем производят подачу сжатой газовой среды от внешнего источника постоянного давления, например, компрессора системы сжатого воздуха (на чертеже не показаны) в полость испытуемого изделия 7 и в сосуды 2 и 3. Уровень рабочей жидкости 4 в сосуде 2 при этом не меняется, т.к. разность давлений в сообщающихся сосудах 2 и 3 равна нулю. С помощью газового редуктора 5 устанавливают давление предусмотренное «Программой испытания». Закрывают вентиль 11 и запускают программу в ПК 10 на расчет. В процессе испытаний при наличии протечек в полости испытуемого изделия 7 будет уменьшаться давление, а газовый редуктор 5 для поддержания давления начнет подавать дополнительное количество газовой среды. Новая порция газовой среды начнет поступать в сосуд 2 и повысит в ней давление. Произойдет выравнивание давления в сосуде 2 с давлением в сосуде 3 перетеканием рабочей жидкости 4, вследствие чего уровень жидкости в сосуде 2 будет уменьшаться, а в сосуде 3 увеличиваться. Величину изменения уровня рабочей жидкости 4 в сосуде 2 определяет датчик уровня рабочей жидкости 6 и передает ее в ПК 10. В ПК 10 поступает также информация от датчиков давления газа 8 и температуры 9 внутри изделия, например, шлюза, а так же показания секундомера (отсчет ведется программным методом, не показан). Вся информация от всех датчиков 6, 8, 9 преобразуется в электрический сигнал и передается в ПК 10. Поступившую информацию ПК 10 обрабатывает, вычисляет величину протечек в автоматическом режиме и представляет измеренные значения физических величин на экран монитора ПК 10, например, в форме протокола или иное устройство вывода.
Таким образом, благодаря использованию предлагаемой полезной модели обеспечивается возможность точного измерения величины протечек газовой среды уплотнительных элементов, в том числе и малых, герметичного оборудования, позволяет осуществить мониторинг технического состояния герметичного оборудования АЭС. При этом влияние человеческого фактора на процесс контроля значительно уменьшается. Устройство просто в работе и обслуживании.