УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ УТЕЧЕК
LEAKAGE DETECTION DEVICE

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0001]
[0002] В документе KR1020100050128 раскрыт способ проверки герметичности мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара для хранения СПГ. Резервуар имеет многослойную конструкцию и содержит последовательно в направлении от наружной стороны к внутренней стороне вспомогательное изоляционное пространство, вспомогательную уплотнительную мембрану, основное изоляционное пространство и основную уплотнительную мембрану, предназначенную для контакта со сжиженным природным газом, содержащимся в резервуаре. В частности, способ направлен на обнаружение утечек через сварные швы, обеспечивающие герметичное соединение металлических пластин основной уплотнительной мембраны. Способ предусматривает подачу индикаторного газа в основное изоляционное пространство и последующее перемещение инструмента обнаружения, оснащенного анализатором индикаторного газа, в резервуаре вдоль сварных швов основной уплотнительной мембраны. Таким образом, если инструмент обнаружения обнаруживает присутствие индикаторного газа, можно сделать вывод, что имеет место нарушение герметичности основной уплотнительной мембраны. В таком способе крайне важна подача индикаторного газа в основное изоляционное пространство, поскольку способ обнаружения не может гарантировать надежные результаты, если индикаторный газ неравномерно распространился по основному изоляционному пространству.
[0003] Кроме того, инструмент обнаружения состоит из блока всасывания индикаторного газа и детектора индикаторного газа. Блок всасывания перемещают вдоль сварного шва с помощью тележки, причем тележка находится на нижней стенке резервуара, а блок всасывания закреплен на тележке таким образом, чтобы он располагался над сварным швом стенки, смежной с нижней стенкой. Однако при использовании такого инструмента сложно проверить целостность сварных швов резервуара, поскольку инструмент является громоздким, и его необходимо устанавливать на тележке на нижней стенке. Инструмент также является очень медленным, поскольку инструмент проверяет лишь небольшой участок сварного шва за раз, и для смены сварного шва необходимо модифицировать узел инструмента с тележкой.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0004] Одна идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить купол обнаружения или устройств для обнаружения утечек, позволяющего проверить герметичность герметизированной мембраны резервуара, которое можно надежно и просто использовать в резервуаре.
[0005] Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить купол обнаружения или устройств для обнаружения утечек, которое можно оперативно использовать для проверки герметичности герметизированной мембраны резервуара за минимальное время.
[0006] Другая идея, лежащая в основе изобретения, заключается в том, чтобы предложить надежный и быстрый способ проверки герметичности мембраны.
[0007] Некоторые аспекты изобретения относятся к куполу обнаружения утечек, в частности, для обнаружения утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара, причем купол включает в себя основной корпус, предназначенный для размещения в зоне проверки, и уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью образования камеры обнаружения между основным корпусом и зоной проверки, при этом уплотнение включает в себя периферийную уплотняющую кромку, выполненную с возможностью контакта с уплотнительной мембраной и имеющую замкнутый контур, окружающий камеру обнаружения.
[0008] Некоторые аспекты изобретения относятся к устройству для обнаружения утечек, включающему в себя:
- купол обнаружения, как описано выше,
- вакуумный насос, соединенный с камерой обнаружения для создания пониженного давления в камере обнаружения, и
- инструмент для анализа, соединенный с камерой обнаружения для анализа газа, присутствующего в камере обнаружения.
[0009] Некоторые аспекты изобретения относятся к способу использования такого устройства для обнаружения утечек или купола обнаружения утечек для обнаружения утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара.
[0010] Для этого в соответствии с первой задачей изобретение предлагает устройство для обнаружения утечек для обнаружения утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара, причем устройство для обнаружения утечек включает в себя:
- купол обнаружения утечек, включающий в себя основной корпус, предназначенный для размещения в зоне проверки, и уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью образования камеры обнаружения между основным корпусом и зоной проверки, при этом уплотнение включает в себя периферийную уплотняющую кромку, выполненную с возможностью контакта с уплотнительной мембраной и имеющую замкнутый контур, охватывающий камеру обнаружения,
- вакуумный насос, соединенный с камерой обнаружения для создания пониженного давления в камере обнаружения, и
- инструмент для анализа, соединенный с камерой обнаружения для анализа газа, присутствующего в камере обнаружения,
в котором уплотняющая кромка выполнена так, чтобы иметь по меньшей мере в рабочем состоянии, при котором в камере обнаружения создается пониженное давление, зажимной участок, зажатый между основным корпусом и уплотнительной мембраной по меньшей мере на участке периферии камеры обнаружения или по всей периферии камеры обнаружения.
[0011] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка имеет гибкость, обеспечивающую формирование упомянутого зажимного участка за счет деформации уплотняющей кромки в направлении камеры обнаружения под действием пониженного давления в камере обнаружения.
[0012] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка имеет упомянутый зажимной участок также в состоянии покоя, причем зажимной участок расположен таким образом, чтобы покрывать всю нижнюю поверхность основного корпуса, обращенную к уплотнительной мембране, или ее участок.
[0013] В соответствии с одним вариантом осуществления камера обнаружения купола обнаружения утечек имеет выпуклую, например, круглую или многоугольную, зону, предназначенную для покрытия зоны соединения между четырьмя гофрированными или плоскими металлическими пластинами.
[0014] В соответствии с одним вариантом осуществления круг, геометрически вписанный в выпуклую зону, имеет диаметр более 68 мм.
[0015] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения имеет вытянутую форму вдоль продольной оси, причем камера обнаружения купола обнаружения утечек включает в себя вытянутую зону, предназначенную для покрытия прямого края металлической пластины, при этом выпуклая зона расположена на одном конце вытянутой зоны.
[0016] В соответствии с одним вариантом осуществления выпуклая зона представляет собой первую выпуклую зону, и камера обнаружения купола обнаружения утечек включает в себя вторую выпуклую зону, расположенную на конце вытянутой зоны, противоположном первой выпуклой зоне вдоль продольной оси.
[0017] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения имеет вытянутую форму вдоль продольной оси, причем выпуклая зона образует центральный участок камеры обнаружения купола обнаружения утечек, при этом камера обнаружения включает в себя две вытянутые зоны, протяженные от выпуклой зоны в направлении друг от друга вдоль продольной оси.
[0018] В соответствии с одним вариантом осуществления камера обнаружения имеет выпуклую многоугольную или круглую форму.
[0019] В соответствии с одним вариантом осуществления круг, геометрически вписанный в форму камеры обнаружения, имеет диаметр более 68 мм.
[0020] Изобретение также предлагает способ использования вышеупомянутого устройства для обнаружения утечек в зоне проверки, включающей в себя зону соединения между четырьмя гофрированными или плоскими металлическими пластинами уплотнительной мембраны резервуара, причем способ включает в себя этапы, на которых:
- размещают купол обнаружения утечек в зоне проверки таким образом, чтобы уплотняющая кромка контактировала с уплотнительной мембраной по всей периферии зоны проверки, а выпуклая зона покрывала упомянутую зону соединения,
- создают пониженное давление в камере обнаружения с помощью вакуумного насоса,
- зажимают зажимной участок уплотняющей кромки между основным корпусом и уплотнительной мембраной, по меньшей мере, на участке периферии камеры обнаружения,
- направляют газы, присутствующие в камере обнаружения, в инструмент для анализа, и
- анализируют с помощью инструмента для анализа газы, поступающие из камеры обнаружения, для генерации сигнала измерения, указывающего количество, по меньшей мере, одного газа, присутствующего в камере обнаружения.
[0021] В соответствии со второй задачей изобретение предлагает купол обнаружения утечек для обнаружения утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны резервуара, причем купол обнаружения включает в себя основной корпус, предназначенный для размещения в зоне проверки, и уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью образования камеры обнаружения между основным корпусом и зоной проверки, при этом уплотнение включает в себя периферийную уплотняющую кромку, выполненную с возможностью контакта с уплотнительной мембраной и имеющую замкнутый контур, окружающий камеру обнаружения,
в котором купол обнаружения имеет вытянутую форму в продольном направлении и дополнительно включает в себя по меньшей мере одно визирное устройство, прикрепленное к одному продольному концу купола обнаружения, причем визирное устройство включает в себя индикаторный элемент, выровненный со срединной продольной осью камеры обнаружения для визуального указания оператору положения упомянутой срединной продольной оси камеры обнаружения.
[0022] В соответствии с одним вариантом осуществления индикаторный элемент включает в себя указатель или стрелку, ориентированную соосно со срединной продольной осью камеры обнаружения.
[0023] В соответствии с одним вариантом осуществления визирное устройство включает в себя источник света, причем индикаторный элемент включает в себя направленный световой луч, ориентированный соосно со срединной продольной осью камеры обнаружения.
[0024] В соответствии с одним вариантом осуществления источник света представляет собой лазерный источник, например, лазерный диод.
[0025] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения включает в себя два визирных устройства, прикрепленных к двум противоположным продольным концам купола обнаружения, каждое из которых включает в себя индикаторный элемент, выровненный со срединной продольной осью камеры обнаружения для визуального указания оператору положения упомянутой срединной продольной оси камеры обнаружения.
[0026] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения дополнительно включает в себя, по меньшей мере, одну ручку, расположенную на верхней поверхности купола обнаружения, обращенной в сторону от уплотняющей кромки.
[0027] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения включает в себя две ручки, расположенные на верхней поверхности вблизи двух продольных концов купола обнаружения.
[0028] Изобретение также обеспечивает способ использования купола обнаружения, описанного выше, на уплотнительной мембране, включающей в себя множество в общем прямоугольных металлических пластин, приваренных друг к другу, в котором зона проверки включает в себя прямой край одной из упомянутых металлических пластин, причем способ включает в себя этап, на котором размещают купол обнаружения на уплотнительной мембране и выравнивают индикаторный элемент одного или каждого визирного устройства с упомянутым прямолинейным краем.
[0029] Металлические пластины предпочтительно приварены друг к другу внахлест, причем прямой край металлической пластины смещен в направлении толщины уплотнительной мембраны относительно смежной металлической пластины и расположен так, чтобы перекрывать смежную металлическую пластину.
[0030] В соответствии с третьей задачей изобретение предлагает устройство для обнаружения утечек, чтобы обнаруживать утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны герметичного и теплоизоляционного резервуара, устройство для обнаружения утечек включает в себя:
- портативный купол обнаружения утечек, причем купол обнаружения включает в себя основной корпус, предназначенный для размещения в зоне проверки, и уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью образования камеры обнаружения между основным корпусом и зоной проверки, уплотнение включает в себя периферийную уплотняющую кромку, выполненную с возможностью контакта с уплотнительной мембраной и имеющую замкнутый контур, окружающий камеру обнаружения, при этом купол обнаружения дополнительно включает в себя ручку манипулирования, имеющую элемент с ручным управлением задействования для выдачи сигнала управления,
- контур всасывания газа, предназначенный для соединения камеры обнаружения с вакуумным насосом, причем контур всасывания газа снабжен управляемым клапаном, выполненным с возможностью переключения в открытое состояние для соединения камеры обнаружения с вакуумным насосом, и закрытое состояние для отсоединения камеры обнаружения от вакуумного насоса, и
- блок управления, выполненный с возможностью переключения клапана управления в ответ на сигнал управления.
[0031] В соответствии с одним вариантом осуществления блок управления выполнен с возможностью поочередного переключения управляемого клапана между открытым состоянием и закрытым состоянием в ответ на сигнал управления.
[0032] В соответствии с одним вариантом осуществления элемент управления представляет собой первый элемент c ручным управлением задействования для выдачи первого сигнала управления, и купол обнаружения дополнительно включает в себя второй элемент с ручным управлением задействования для выдачи второго сигнала управления,
причем блок управления выполнен с возможностью переключения клапана управления в открытое состояние в ответ на первый сигнал управления, и в закрытое состояние в ответ на второй сигнал управления.
[0033] В соответствии с одним вариантом осуществления ручка манипулирования представляет собой первую ручку манипулирования, и купол обнаружения дополнительно включает в себя вторую ручку манипулирования, которая снабжена вторым блоком управления.
[0034] В соответствии с одним вариантом осуществления одна или каждая ручка манипулирования расположена на верхней поверхности купола обнаружения, обращенной в сторону от уплотняющей кромки.
[0035] В соответствии с одним вариантом осуществления клапан управления установлен на куполе обнаружения.
[0036] В соответствии с одним вариантом осуществления устройство дополнительно включает в себя инструмент для анализа, соединенный с камерой обнаружения контуром всасывания газа, и датчик давления, выполненный с возможностью подачи в блок управления сигнала измерения, указывающего давление в камере обнаружения, и блок управления выполнен с возможностью определения, что давление в камере обнаружения ниже заданного порогового значения давления, и активации инструмента для анализа в ответ на это.
[0037] В соответствии с одним вариантом осуществления датчик давления расположен на куполе обнаружения и сообщается по текучей среде с камерой обнаружения.
[0038] В соответствии с одним вариантом осуществления инструмент для анализа включает в себя масс-спектрометр.
[0039] В соответствии с одним вариантом осуществления контур всасывания газа включает в себя шланг, соединенный с выпуском газа купола обнаружения.
[0040] В соответствии с одним вариантом осуществления контур всасывания газа дополнительно включает в себя трехходовой соединитель, отверстия которого соответственно соединены со шлангом, вакуумным насосом и инструментом для анализа.
[0041] В соответствии с одним вариантом осуществления устройство дополнительно включает в себя подвижную тележку, на которой установлен блок управления, вакуумный насос и инструмент для анализа.
[0042] В соответствии с одним вариантом осуществления устройство дополнительно включает в себя гибкий электрический кабель, соединяющий блок управления с куполом обнаружения для передачи сигнала или сигналов управления и/или подачи электропитания.
[0043] В соответствии с одним вариантом осуществления клапан управления представляет собой трехходовой клапан, выполненный с возможностью устанавливать сообщение между камерой обнаружения и окружающей атмосферой в закрытом состоянии.
[0044] В соответствии с четвертой задачей изобретение предлагает способ обнаружения утечек, чтобы обнаруживать утечки в зоне проверки уплотнительной мембраны резервуара с помощью купола обнаружения утечек,
причем купол обнаружения утечек включает в себя основной корпус и уплотнение, соединенное с основным корпусом и выполненное с возможностью образования камеры обнаружения между основным корпусом и уплотнительной мембраной, уплотнение включает в себя периферийную уплотняющую кромку, выполненную с возможностью контакта с уплотнительной мембраной и имеющую замкнутый контур, окружающий камеру обнаружения, при этом купол обнаружения утечек дополнительно включает в себя механическое прижимное средство, установленное на основном корпусе и включающее в себя, по меньшей мере, один прижимной элемент, выполненный с возможностью оказания давления на участок уплотняющей кромки в направлении мембраны, когда основной корпус расположен в зоне проверки, а
упомянутая уплотнительная мембрана включает в себя множество гофрированных или плоских металлических пластин, приваренных друг к другу,
причем способ проверки герметичности включает в себя этапы, на которых:
- размещают купол обнаружения на уплотнительной мембране таким образом, чтобы камера обнаружения была расположена на уровне, по меньшей мере, одного сварного шва между первой металлической пластиной и второй металлической пластиной, и размещают прижимной элемент таким образом, чтобы он оказывал давление на участок уплотняющей кромки, который пересекает упомянутый сварной шов,
- понижают давление в камере обнаружения с помощью вакуумного насоса,
- направляют газовую фазу, содержащуюся в камере обнаружения, в инструмент для анализа для обнаружения газа, присутствующего в камере обнаружения.
[0045] Варианты осуществления такого способа могут иметь один или более следующих признаков.
[0046] В соответствии с одним вариантом осуществления камера обнаружения купола обнаружения утечек включает в себя выпуклую зону, причем упомянутый прижимной элемент для оказания давления на участок уплотняющей кромки, который пересекает упомянутый сварной шов, расположен на периферии выпуклой зоны.
[0047] В соответствии с одним вариантом осуществления сварной шов между первой металлической пластиной и второй металлической пластиной представляет собой первый сварной шов, а прижимной элемент представляет собой первый прижимной элемент, и выпуклая зона камеры обнаружения также расположена на уровне второго сварного шва, соединяющего первую или вторую металлическую пластину с третьей металлической пластиной, причем механическое прижимное средство дополнительно включает в себя второй прижимной элемент, расположенный так, чтобы оказывать давление на участок уплотняющей кромки, который пересекает упомянутый второй сварной шов.
[0048] В соответствии с одним вариантом осуществления металлические пластины являются по существу прямоугольными, и камера обнаружения расположена на уровне зоны соединения между первой, второй, третьей металлическими пластинами и четвертой металлической пластиной, причем зона соединения дополнительно включает в себя третий сварной шов, соединяющий первую или вторую металлическую пластину с четвертой металлической пластиной, при этом механическое прижимное средство дополнительно включает в себя третий прижимной элемент, расположенный так, чтобы оказывать давление на участок уплотняющей кромки, который пересекает упомянутый третий сварной шов.
[0049] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения имеет вытянутую форму вдоль продольной оси камеры обнаружения, причем купол обнаружения утечек включает в себя вытянутую зону, предназначенную для покрытия прямого края металлической пластины, при этом выпуклая зона расположена на одном конце вытянутой зоны.
[0050] Прижимной элемент или элементы могут быть выполнены разными способами. В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент включает в себя стержень, установленный с возможностью перемещения относительно основного корпуса, пружину, толкающую стержень в направлении уплотняющей кромки, и опорный элемент, прикрепленный к одному концу стержня и упирающийся в уплотняющую кромку под действием пружины.
[0051] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент включает в себя первый и второй стержни, установленные с возможностью перемещения относительно основного корпуса на расстоянии друг от друга, пружины, толкающие упомянутые стержни в направлении уплотняющей кромки, и вытянутый опорный элемент, имеющий первый конец, прикрепленный к одному концу первого стержня, и второй конец, прикрепленный к одному концу второго стержня, причем упомянутый вытянутый опорный элемент упирается в уплотняющую кромку под действием пружин.
[0052] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент включает в себя множество регулировочных элементов, установленных на основном корпусе и образующих линию, причем регулировочный элемент включает в себя стержень, проходящий перпендикулярно в направлении уплотняющей кромки, при этом стержень имеет конец, положение которого может регулироваться в продольном направлении стержня для обеспечения контакта с уплотняющей кромкой.
[0053] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент дополнительно включает в себя распределительную опорную пластину, расположенную между концами упомянутых стержней и уплотняющей кромкой.
[0054] В соответствии с другими предпочтительными вариантами осуществления такой купол может иметь один или более следующих признаков.
[0055] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения включает в себя:
- механическое прижимное средство, установленное на основном корпусе и включающее в себя, по меньшей мере, один прижимной элемент, выполненный с возможностью оказания давления на участок уплотняющей кромки в направлении мембраны, когда основной корпус расположен в зоне проверки.
[0056] Благодаря этим признакам, купол обнаружения можно быстро разместить в зоне проверки так, чтобы уплотнение могло образовывать камеру обнаружения над всей зоной проверки. Кроме того, механическое прижимное средство позволяет прижимать уплотняющую кромку на одном или более участках, в частности, в местах, в которых имеется риск отсоединения уплотнения от уплотнительной мембраны, чтобы обнаружение утечек куполом обнаружения было более надежным.
[0057] Купол обнаружения предпочтительно может обнаруживать индикаторный газ, подаваемый с целью проверки, например, гелий или газ из окружающего воздуха. В соответствии с одной возможностью, предложенной изобретением, индикаторный газ необязательно подают в зону, герметичность которой проверяют, он может быть подан в зону каким-либо другим образом. Под «окружающим воздухом» необходимо понимать газовую фазу, имеющую состав, близкий к окружающему сухому воздуху, то есть содержащую приблизительно 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона, а также инертные газы и летучие органические соединения, которые могут выделяться клеем, используемым в теплоизоляционном барьере, или твердыми изоляционными материалами.
[0058] Кроме того, благодаря куполу обнаружения утечек в соответствии с изобретением, можно легко получить в камере обнаружение абсолютное давление менее 100 Па, например, давление порядка 50-60 Па (0,5-0,6 амбар).
[0059] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент представляет собой упруго деформируемый элемент, который оказывает давление на участок уплотняющей кромки за счет упругой деформации.
[0060] Соответственно, упругость прижимного элемента позволяет ему во время упругой деформации оказывать возвратное усилие на уплотняющую кромку в направлении уплотнительной мембраны.
[0061] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент ориентирован перпендикулярно контуру периферийной уплотняющей кромки.
[0062] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка имеет рабочее состояние, в котором в камере обнаружения создается пониженное давление, и зажимной участок уплотняющей кромки удерживается между основным корпусом и уплотнительной мембраной, по меньшей мере, на участке периферии камеры обнаружения, предпочтительно по всей периферии упомянутой камеры.
[0063] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения утечек имеет вытянутую форму, длина которой больше или равна 0,5 м, предпочтительно больше или равна 1 м, более предпочтительно больше или равна 2 м. Кроме того, купол обнаружения утечек может иметь ширину от 10 до 20 сантиметров (см), предпочтительно от 14 см до 16 см.
[0064] Что касается веса купола обнаружения, он может составлять от 3 кг до 25 кг включительно, предпочтительно от 5 кг до 10 кг включительно, в частности, в зависимости от используемых материалов, его длины и ширины.
[0065] В соответствии с одним вариантом осуществления механическое прижимное средство включает в себя множество прижимных элементов, выполненных с возможностью оказания давления на множество участков уплотняющей кромки, причем участки расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении.
[0066] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения участки уплотняющей кромки, прижимаемые механическим прижимным средством, расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении, т.е. на обоих концах купола, учитывая, что последний имеет в общем продольную форму.
[0067] Соответственно, механическое прижимное средство оказывает давление на разные зоны, в которых имеется риск отсоединения уплотнения, а именно, на концы уплотнения.
[0068] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка включает в себя, по меньшей мере, одну впадину, имеющую форму, соответствующую форме гофра мембраны, причем впадина предназначена для накрытия гофра.
[0069] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка включает в себя, по меньшей мере, две впадины, например, три впадины.
[0070] Благодаря этим признакам, можно разместить купол обнаружения на уплотнительной мембране, состоящей из гофрированных пластин, причем впадина или впадины позволяют куполу покрывать гофры.
[0071] Поэтому купол обнаружения утечек при использовании в зоне мембраны, включающей в себя гофры, позволяет проверять зоны сварных швов, имеющиеся на множестве гофров, например, от по меньшей мере трех (3) гофров и почти до десяти гофров. Также может быть предусмотрено объединение множества куполов обнаружения рядом друг с другом или друг за другом для образования большей длины зоны проверки. В соответствии с одним вариантом осуществления для создания вакуума, необходимого в куполах обнаружения утечек, связанных друг с другом, может использоваться один вакуумный насос.
[0072] В соответствии с одним вариантом осуществления участок уплотняющей кромки, прижимаемый механическим прижимным средством, расположен у основания впадины.
[0073] Благодаря этому признаку, можно разместить купол обнаружения на уплотнительной мембране, состоящей из гофрированных пластин, причем впадина или впадины позволяют куполу охватывать гофры.
[0074] Соответственно, механическое прижимное средство оказывает давление в зоне, в которой имеются риски отсоединения уплотнения из-за изменения наклона впадины.
[0075] В соответствии с одним вариантом осуществления механическое прижимное средство включает в себя множество прижимных элементов, выполненных с возможностью оказания давления на множество участков уплотняющей кромки, причем участки расположены у оснований впадины или впадин.
[0076] Соответственно, механическое прижимное средство оказывает давление на разные зоны, в которых имеется риск отсоединения уплотнения, а именно, на основание впадины или впадин.
[0077] В соответствии с одним вариантом осуществления участок уплотняющей кромки расположен на верхней части впадины.
[0078] В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения все участки уплотняющей кромки, расположенные у оснований впадины, прижимаются множеством прижимных элементов механического средства.
[0079] В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один, некоторые или все прижимные элементы включают в себя изогнутую планку, по меньшей мере, один конец которой упирается в основание впадины.
[0080] По меньшей мере, один, некоторые или все прижимные элементы предпочтительно включают в себя изогнутую планку, два конца которой упираются в основание двух смежных впадин.
[0081] Благодаря этому признаку, размещение купола обнаружения утечек упрощается, поскольку изогнутая планка позволяет разместить впадины уплотняющей кромки на двух смежных гофрах мембраны с достаточным давлением, независимо от возможных незначительных изменений расстояния между двумя смежными гофрами или примерного размещения купола обнаружения утечек на гофрированной мембране одним или несколькими операторами.
[0082] В соответствии с одним вариантом осуществления несущий элемент протяжен по всей длине основного корпуса над последним и прикреплен к основному корпусу.
[0083] В соответствии с одним вариантом осуществления изогнутые полоски распределены по уплотняющей кромке и прикреплены к несущему элементу с помощью крепежных средств.
[0084] В соответствии с одним вариантом осуществления изогнутые полоски выполнены с возможностью упругой деформации для оказания упругого возвратного усилия на уплотняющую кромку при деформации.
[0085] В соответствии с одним вариантом осуществления крепежные средства включают в себя множество штифтов, причем каждый штифт включает в себя стержень, установленный с возможностью перемещения на корпусе, один конец стержня упирается в одну из изогнутых полосок, причем корпус прикреплен к несущему элементу и включает в себя пружину, соединяющую стержень с корпусом, при этом пружина работает между корпусом и стержнем для размещения конца стержня так, чтобы он упирался в изогнутую полоску, и пружина выполнена с возможностью оказания возвратного усилия на изогнутую полоску так, чтобы изогнутая полоса прижимала уплотняющую кромку к основанию гофра.
[0086] В соответствии с одним вариантом осуществления механическое прижимное средство включает в себя множество концевых прижимных элементов, причем концевые прижимные элементы расположены на двух концах уплотняющей кромки в продольном направлении, т.е. на двух концах купола, учитывая, что последний имеет продольную форму.
[0087] В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере один или все концевые прижимные элементы включают в себя концевой штифт, причем концевой штифт включает в себя стержень, установленный с возможностью перемещения на корпусе, к одному концу стержня прикреплен удлиненный опорный элемент, удлиненный опорный элемент упирается в уплотняющую кромку, и корпус прикреплен к несущему элементу, концевой штифт также включает в себя пружину, соединяющую стержень с корпусом, при этом пружина работает между корпусом и стержнем для размещения вытянутого опорного элемента так, чтобы он упирался в уплотняющую кромку, причем пружина выполнена с возможностью оказания возвратного усилия на удлиненный опорный элемент так, чтобы удлиненный опорный элемент прижимал уплотняющую кромку к зоне проверки.
[0088] В соответствии с одним вариантом осуществления второй конец оснащен удлиненный опорным элементом, причем удлиненный опорный элемент выполнен с возможностью передачи упругого возвратного усилия на зону уплотняющей кромки по длине удлиненный опорного элемента.
[0089] В соответствии с одним вариантом осуществления второй конец первого концевого штифта и второй конец второго концевого штифта, смежного с первым концевым штифтом, соединены друг с другом с помощью удлиненный опорного элемента.
[0090] В соответствии с одним вариантом осуществления по меньшей мере один или все концевые прижимные элементы включают в себя множество регулировочных элементов, образующих линию из элементов, причем регулировочный элемент включает в себя стержень, протяженный в направлении уплотняющей кромки и имеющий конец, который может регулироваться в продольном направлении стержня для обеспечения контакта с уплотняющей кромкой после регулировки.
[0091] В соответствии с одним вариантом осуществления прижимной элемент включает в себя изогнутую полоску, содержащую цилиндрическую втулку на одном из концов, контактирующих с уплотняющей кромкой.
[0092] Соответственно, цилиндрическая втулка позволяет механическому прижимному средству оказывать равномерное давление на участок уплотняющей кромки.
[0093] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка включает в себя оболочку, которая, по меньшей мере, частично покрывает основной корпус и прикреплена к основному корпусу, причем периферийная уплотняющая кромка соединена с оболочкой, продолжая ее и загибаясь от основного корпуса.
[0094] В соответствии с одним вариантом осуществления цилиндрическая втулка имеет продольное направление, причем продольное направление цилиндрической втулки по существу ортогонально оболочке, так что цилиндрическая втулка продолжается от оболочки до одного конца уплотняющей кромки.
[0095] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотняющая кромка включает в себя загнутую часть, по существу ортогональную оболочке, причем загнутая часть имеет размер в поперечном сечении больший или равный 1 см, предпочтительно больший или равный 1,5 см, более предпочтительно больший или равный 2 см.
[0096] В соответствии с одним вариантом осуществления уплотнение выполнено из эластомерного материала, имеющего твердость по Шору A от 20 до 50 включительно.
[0097] Благодаря этим признакам, уплотнение выполнено из материала, который является достаточно гибким, чтобы деформироваться под действием механического прижимного средства.
[0098] В соответствии с одним вариантом осуществления эластомерный материал уплотнения выбран из полиуретанового эластомера и этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM). Эластомерный материал уплотнения также может представлять собой силикон, нитрил или материал Viton.
[0099] В соответствии с одним вариантом осуществления основной корпус включает в себя жесткое основание, а уплотнение включает в себя оболочку, герметично прилегающую к периферийной стенке жесткого основания.
[0100] В соответствии с одним вариантом осуществления жесткое основание включает в себя углубление на нижней поверхности, обращенное к зоне проверки.
[0101] В соответствии с одним вариантом осуществления жесткое основание включает в себя канал, соединяющий углубление с верхней поверхностью жесткого основания, для подключения вакуумного насоса.
[0102]
[0103] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения утечек ориентирован в зоне проверки так, что купол обнаружения утечек наложен на зону проверки по длине.
[0104] В соответствии с одним вариантом осуществления зона проверки представляет собой участок сварного шва уплотнительной мембраны.
[0105] Соответственно, купол обнаружения утечек позволяет проверить наличие дефекта сварного шва, который может привести к утечке в уплотнительной мембране.
[0106] В соответствии с одним вариантом осуществления зона проверки расположена на гофрированной уплотнительной мембране.
[0107] В соответствии с одним вариантом осуществления форма периферийной уплотняющей кромки соответствует геометрии упомянутого, по меньшей мере, одного гофра.
[0108] В соответствии с одним вариантом осуществления участок сварного шва пересекают, по меньшей мере, два параллельных гофра, например, три параллельных гофра мембраны, и форма периферийной уплотняющей кромки соответствует геометрии упомянутых гофров.
[0109] В соответствии с одним вариантом осуществления периферийная уплотняющая кромка включает в себя, по меньшей мере, две впадины, форма которых соответствует форме гофра мембраны, выступающего к внутренней стороне внутрь резервуара, причем упомянутые впадины предназначены для охвата упомянутого гофра.
[0110] В соответствии с одним вариантом осуществления, по меньшей мере, один гофр мембраны выступает внутрь резервуара, причем купол обнаружения прилегает к мембране таким образом, что впадины охватывают гофр.
[0111] В соответствии с одним вариантом осуществления периферийная уплотняющая кромка включает в себя, по меньшей мере, две выступающие зоны, форма которых соответствует форме гофра мембраны, выступающего к наружной стороне резервуара.
[0112] В соответствии с одним вариантом осуществления купол обнаружения прилегает к мембране таким образом, что выступающие зоны вставлены в гофр.
[0113] В соответствии с одним вариантом осуществления давление в камере обнаружения понижают до абсолютного значения давления от 10 до 1000 Па включительно, предпочтительно менее 100 Па абсолютного давления.
[0114] В соответствии с одним вариантом осуществления газовую фазу анализируют в течение 5 секунд или более.
[0115] В соответствии с одним вариантом осуществления переменную, представляющую количество газа в упомянутой газовой фазе, сравнивают с пороговым значением, и определяют, что герметичность участка сварного шва нарушена, если репрезентативная переменная превышает упомянутое пороговое значение.
[0116] В соответствии с вариантами осуществления инструмент для анализа выполнен с возможностью обнаружения индикаторного газа или обнаружения компонента окружающего воздуха.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0117] Настоящее изобретение станет более понятным, и другие задачи, детали, признаки и преимущества станут более очевидными в ходе изложения следующего далее описания множества конкретных вариантов осуществления изобретения, приведенных лишь в качестве неограничивающей иллюстрации со ссылкой на приложенные чертежи.
[0118] Фиг. 1 представляет схематический вид устройства для обнаружения утечек в соответствии с первым вариантом осуществления.
[0119] Фиг. 2 представляет вид в разрезе в плоскости II-II купола обнаружения устройства для обнаружения утечек, показанного на фиг. 1.
[0120] Фиг. 3 представляет вид в перспективе уплотнения в соответствии с первым вариантом осуществления.
[0121] Фиг. 4 представляет схематический вид альтернативного варианта устройства для обнаружения утечек, в котором купол обнаружения оснащен зажимной системой.
[0122] Фиг. 5 представляет вид в перспективе уплотнения в соответствии со вторым вариантом осуществления.
[0123] Фиг. 6 схематически иллюстрирует размещение купола обнаружения обращенным к участку сварного шва, обеспечивающего герметичность между двумя смежными гофрированными металлическими пластинами мембраны.
[0124] Фиг. 7 представляет схематический вид устройства для обнаружения утечек в соответствии со вторым вариантом осуществления.
[0125] Фиг. 8 представляет вид в перспективе купола обнаружения утечек в соответствии с третьим вариантом осуществления.
[0126] Фиг. 9 представляет схематический вид в разрезе купола обнаружения, показанного на фиг. 8, до понижения давления в камере обнаружения.
[0127] Фиг. 10 представляет схематический вид в разрезе купола обнаружения, показанного на фиг. 8, после понижения давления в камере обнаружения.
[0128] Фиг. 11 представляет схематическую иллюстрацию многослойной конструкции стенки мембранного резервуара.
[0129] Фиг. 12 представляет схематический местный вид герметичного и теплоизоляционного резервуара, иллюстрирующий устройства подачи индикаторного газа, проходящие через мембрану нижней стенки резервуара.
[130] Фиг. 13 представляет вид в перспективе купола обнаружения утечек в соответствии с четвертым вариантом осуществления.
[0131] Фиг. 14 представляет увеличенный вид области XIV, показанной на фиг. 13, иллюстрирующий прижимной элемент купола обнаружения утечек.
[0132] Фиг. 15 иллюстрирует увеличенный вид области XV, показанной на фиг. 13, иллюстрирующий первый конец купола обнаружения утечек.
[0133] Фиг. 16 иллюстрирует увеличенный вид области XVI, показанной на фиг. 13, иллюстрирующий второй конец купола обнаружения утечек.
[0134] Фиг. 17 иллюстрирует увеличенный вид области XVI, показанной на фиг. 13, под другим углом.
[0135] Фиг. 18 представляет вид сверху уплотнительной мембраны, схематически иллюстрирующий купол обнаружения, расположенный для проверки соединения между четырьмя прямоугольными пластинами.
[0136] Фиг. 19 представляет вид, аналогичный фиг. 18, иллюстрирующий другую геометрию купола обнаружения, расположенного для проверки соединения между четырьмя прямоугольными пластинами.
[0137] Фиг. 20 представляет вид, аналогичный фиг. 18, иллюстрирующий еще одну геометрию купола обнаружения, расположенного для проверки соединения между четырьмя прямоугольными пластинами.
[0138] Фиг. 21 представляет вид сверху купола обнаружения утечек, показанного на фиг. 13, также иллюстрирующий оптическое визирное устройство.
[0139] Фиг. 22 представляет схематический функциональный вид устройства для обнаружения утечек, в котором используется купол обнаружения утечек, показанный на фиг. 13.
[0140] Фиг. 23 представляет схему, иллюстрирующую способ активации, который может использоваться в устройстве для обнаружения утечек, показанном на фиг. 22.
[0141] Фиг. 24 представляет схему, иллюстрирующую способ деактивации, который может использоваться в устройстве для обнаружения утечек, показанном на фиг. 22.
[0142] Фиг. 25 представляет схематическую функциональную схему трехходового клапана, который может использоваться в устройстве для обнаружения утечек, показанном на фиг. 22.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[0143] Далее будет описано устройство для обнаружения утечек, которое может использоваться для обнаружения утечек в различных герметичных узлах, например, в сварном узле. В приведенных ниже примерах сварной узел представляет собой уплотнительную мембрану резервуара для текучей среды.
[0144] Устройство 54 для обнаружения утечек, показанное на фиг. 1, используется на этапе проверки герметичности, позволяя проверить герметичность сварных швов мембраны 5, 8.
[0145] Устройство 54 для обнаружения утечек включает в себя купол 55 обнаружения, предназначенный для размещения напротив внутренней поверхности мембраны 5, 8 обращенным к участку проверяемого сварного шва.
[0146] Купол 55 обнаружения имеет вытянутую форму, и его длина составляет от 0,5 до 4 м включительно, например, порядка 1 м. Длина купола 55 обнаружения предпочтительно является максимально возможной для проверки герметичности большей зоны во время одного и единственного испытания. Однако выбор длины купола может быть адаптирован, с одной стороны, в соответствии с размерами проверяемой мембраны 5, 8, а, с другой стороны, с учетом привлечения минимального количества операторов для работы с ним, предпочтительно одного оператора. Вытянутая форма особенно подходит для проверки узла прямоугольных металлических пластин, в котором сварные швы по существу повторяют прямые края пластин.
[0147] Как показано на фиг. 2, купол 55 обнаружения включает в себя жесткий основной корпус 100 и гибкое уплотнение 60, которые соединены друг с другом и выполнены с возможностью образования с проверяемой мембраной 5, 8 герметичной камеры 61 обнаружения, обращенной к участку проверяемого сварного шва 62.
[0148] Вернемся к фиг. 1, можно увидеть, что устройство 54 для обнаружения утечек также включает в себя инструмент 56 для анализа, который соединен с камерой 61 обнаружения и позволяет обнаруживать заданный газ, например, индикаторный газ или газ из окружающего воздуха, присутствующего с другой стороны проверяемого сварного узла. Когда инструмент 56 для анализа обнаруживает заданный газ в количестве, превышающем пороговое значение, можно сделать вывод, что участок проверяемого сварного шва 62 имеет нарушенную герметичность. В соответствии с одним вариантом осуществления инструмент 56 для анализа представляет собой масс-спектрометр.
[0149] Устройство 54 для обнаружения утечек также включает в себя вакуумный насос 57, который соединен с упомянутым инструментом 56 для анализа. Вакуумный насос 57, с одной стороны, соединен с камерой обнаружения купола 55 обнаружения для обеспечения снижения давления в камере обнаружения, а, с другой стороны, с инструментом 56 для анализа для подачи газа, содержащегося в камере 61 обнаружения, в инструмент 56 для анализа.
[0150] Вакуумный насос 57 соединен с куполом 55 обнаружения трубкой 58, которая предпочтительно является гибкой. Трубка 58 соединена с каналом, образованным в основном корпусе 100, и выходит в камеру 61 обнаружения.
[0151] Как показано на фигурах 2 и 3, основной корпус 100 включает в себя жесткое основание 59, а уплотнение 60 включает в себя оболочку 63, повторяющую форму жесткого основания 59, и периферийную уплотняющую кромку 64, которая расширяет оболочку 63 книзу. Оболочка имеет дно 63, которое покрывает верхнюю поверхность жесткого основания 59, и периферийную стенку 74, которая повторяет периферию жесткого основания 59. Дно 63 включает в себя, по меньшей мере, одно отверстие, которое не показано, с которым герметично соединена трубка 58, соединенная с вакуумным насосом 57. Жесткое основание 59 включает в себя на нижней поверхности 80 углубление 79 по всей длине жесткого основания 59. Во время снижения давления в камере 61 обнаружения углубление 79 гарантирует, что проверяемая зона 62 всегда будет находиться в сообщении по текучей среде с камерой 61 обнаружения, несмотря на перемещение жесткого основания 59 вниз в направлении мембраны 5, 8 из-за деформации уплотняющей кромки 64. Кроме того, жесткое основание 59 также включает в себя канал 82, который не показан на фиг. 2, поскольку он проходит только в плоскости на уровне трубки 58, обеспечивающий соединение углубления 79 с верхней поверхностью 81 жесткого основания 59. Канал 82 обеспечивает сообщение камеры 61 обнаружения с вакуумным насосом 57 и инструментом 56 для анализа через трубку 58.
[0152] Периферийная уплотняющая кромка 64 загнута в направлении наружу купола 55 обнаружения и, следовательно, может изгибаться и прижиматься к мембране 5, 8 при снижении давления в герметичной камере 61. Другими словами, периферийная уплотняющая кромка 64 имеет сечение в общем L-образной формы.
[0153] Загнутый наружу участок периферийной уплотняющей кромки 64 имеет ширину порядка 15-40 мм. Форма периферийной уплотняющей кромки 64 соответствует геометрии мембраны 5, 8 вдоль проверяемого сварного шва. Также на фиг. 3 периферийная уплотняющая кромка 64 включает в себя впадины 65, форма которых соответствует форме гофров мембраны 5, 8, которые перекрываются куполом 55 обнаружения, когда он находится в положении напротив участка проверяемого сварного шва 62.
[0154] Уплотнение 60 предпочтительно выполнено из эластомерного материала, имеющего твердость по Шору A от 20 до 50 включительно. Уплотнение, например, выполнено из полиуретанового эластомера, этилен-пропилен-диенового каучука (EPDM), силикона, нитрила или материала Viton.
[0155] Фиг. 3 также иллюстрирует срединную продольную ось 20 камеры 61 обнаружения, охваченную периферийной уплотняющей кромкой 64. При эксплуатации желательно правильно отцентрировать камеру 61 обнаружения на проверяемом сварном шве, в частности, потому что камера 61 обнаружения может быть относительно узкой. Для этого купол 55 обнаружения может включать в себя визирное устройство, которое, как показано на фиг. 3, выполнено в виде двух индикаторных точек 21, расположенных на двух продольных концах купола обнаружения и ориентированных соосно со срединной продольной осью 20. Альтернативно может быть обеспечена только одна из двух индикаторных точек 21. В данном случае индикаторные точки 21 выполнены за одно целое с периферийной уплотняющей кромкой 64, это гарантирует, что индикаторные точки 21 будут находиться в непосредственной близости к мембране 5, 8, и, следовательно, ограничивает риски ошибок визирования из-за параллакса. Однако индикаторные точки 21 могут быть выполнены другим образом, например, в виде прикрепленных частей. Индикаторные точки 21 могут быть прикреплены к другим частям купола 55 обнаружения.
[156] Фиг. 21 иллюстрирует оптическое визирное устройство, состоящее из двух лазерных диодов 22, прикрепленных к двум продольным концам купола 55 обнаружения, и испускающих световые лучи 23, также ориентированные соосно с срединной продольной осью 20. Альтернативно может быть обеспечен только один из двух лазерных диодов 22. Лазерный диод 22 может быть расположен на периферийной уплотняющей кромке 64 или над периферийной уплотняющей кромкой 64, например, на несущем элементе 73, который будет описан ниже. В этом случае световой луч 23 предпочтительно слегка наклонен вниз, чтобы попадать на мембрану 5, 8 и, следовательно, ограничить риски ошибок визирования из-за параллакса.
[0157] В варианте осуществления, схематически проиллюстрированном на фиг. 4, купол 55 обнаружения дополнительно оснащен механическим прижимным средством 66, которое в данном варианте осуществления представляет собой зажимную систему 66, предназначенную для прижатия периферийной уплотняющей кромки 64 к проверяемой мембране 8 для обеспечения герметичности камеры 61 обнаружения. В данном случае зажимная система 66 включает в себя зажим 67 на уровне каждой из впадин 65 периферийной уплотняющей кромки 64. Каждый зажим 67 включает в себя два ответвления, расположенные с соответствующих противоположных сторон впадины 65 и выполненные с возможностью приложения усилия, прижимающего периферийную уплотняющую кромку 64 к мембране 8. Ответвления предпочтительно выполнены с возможностью прижатия периферийной уплотняющей кромки 64 к уплотнительной мембране вблизи основания гофра.
[0158] Кроме того, в показанном варианте осуществления зажимная система 66 дополнительно включает в себя на уровне каждого из продольных концов купола 55 обнаружения подвижный палец 68, который выполнен с возможностью прижатия одного из продольных концов периферийной уплотняющей кромки 64 к мембране 8.
[0159] Фиг. 5 иллюстрирует уплотнение 60 в соответствии с альтернативным вариантом осуществления. Форма уплотнения 60 соответствует мембране 5, гофры которой выступают в направлении наружу резервуара. Такая мембрана представляет собой, например, вспомогательную мембрану 5 по технологии Mark V. Также периферийная уплотняющая кромка 64 включает в себя выступающие зоны 69, предназначенные для вставки в гофры мембраны 5.
[0160] Процедуру обнаружения нарушения герметичности сварного шва выполняют следующим образом.
[0161] Сначала купол 55 обнаружения размещают обращенным к участку проверяемого сварного шва 62, который продолжается вдоль прямого края прямоугольной пластины, как показано на фиг. 6.
[162] Необходимо гарантировать, что купол 55 обнаружения надлежащим образом отцентрирован относительно сварного шва 62, так что две боковые части загнутого участка периферийной уплотняющей кромки 64 расположены с соответствующих противоположных сторон сварного шва 62.
[0163] В связи с этим на фиг. 6 также показано визирное устройство, в данном случае в виде двух индикаторных точек 21, которые оператор точно накладывает на сварной шов 62, чтобы таким образом выровнять срединную продольную ось 20 камеры обнаружения со сварным швом 62. В случае оптического визирного устройства, показанного на фиг. 21, световые лучи 23 необходимо разместить так, чтобы они точно накладывались на сварной шов 62.
[0164] Фиг. 6 также схематически иллюстрирует контур 30 камеры 61 обнаружения, а именно линию герметичного контакта между периферийной уплотняющей кромкой 64 и мембраной 5, 8.
[0165] Затем запускают вакуумный насос 57 для снижения давления в камере 61 обнаружения и для содействия прохождению газа через дефектные зоны сварного шва 62.
[0166] Как только давление в камере 61 обнаружения опускается ниже порогового значения Ps давления, из камеры 61 обнаружения подают поток газа в инструмент 56 для анализа, и измеряют скорость (утечки заданного газа, например, индикаторного газа, в течение минимального периода Tm. Затем скорость (утечки сравнивают с пороговым значением ϕs.
[0167] Если скорость (утечки ниже порогового значения ϕs, делают вывод, что на проверяемом участке сварного шва 62 отсутствует нарушение герметичности. В этом случае купол 55 обнаружения отсоединяют от мембраны 5, 8 путем сброса пониженного давления в камере 61 обнаружения, например, путем открытия впуска 71 газа, показанного на фиг. 7. Затем купол 55 обнаружения размещают обращенным к смежному участку сварного шва 62 с перекрытием между двумя последовательно проверяемыми участками для гарантии проверки герметичности сварного шва 62 по всей длине упомянутого сварного шва 62.
[0168] В отличие от этого, если скорость (утечки выше или равна пороговому значению ϕs, делают вывод, что на проверяемом участке сварного шва 62 имеется нарушение герметичности. Затем для устранения нарушения проводят корректирующие сварочные работы.
-6
3⋅
-1
[0169] В качестве примера при концентрации гелия в теплоизоляционном пространстве порядка 20% пороговое значение давления, ниже которого измеряют скорость утечки, составляет от 10 до 1000 Па абсолютного давления включительно, предпочтительно менее 100 Па абсолютного давления. Например, минимальная продолжительность измерения скорости утечки составляет 5 секунд, а пороговое значение ϕs составляет порядка 1,0⋅10 Па⋅мс.
[0170] Фиг. 7 иллюстрирует устройство 54 для обнаружения утечек в соответствии с другим вариантом осуществления. Этот вариант осуществления отличается от варианта осуществления, описанного выше, тем, что он дополнительно включает в себя камеру 70 гомогенизации, расположенную между камерой 61 обнаружения и инструментом 56 для анализа, и тем, что купол 55 обнаружения включает в себя впуск 71 газа.
[0171] Канал 71 подвода газа оснащен краном, позволяющим подавать или прерывать поток окружающего воздуха в камеру 61 обнаружения. Камера 70 гомогенизации соединена с одним концом камеры 61 обнаружения, в то время как канал 71 подвода газа соединен с противоположным концом камеры 61 обнаружения.
[0172] Устройство 54 для обнаружения утечек работает следующим образом.
[0173] Когда купол 55 обнаружения расположен обращенным к участку проверяемого сварного шва 62, кран канала 71 подвода газа закрывают и запускают вакуумный насос 57 для снижения давления в камере 61 обнаружения. Как только давление в камере 61 обнаружения опускается ниже порогового значения Ps давления, кран канала 71 подвода газа открывают, и весь газ, ранее содержащийся в герметичной камере, подается в камеру 70 гомогенизации. Камера 70 гомогенизации имеет объем, превышающий объем камеры 61 обнаружения, и, например, включает в себя поршневую систему для надлежащего всасывания всего газа, содержащегося в камере 61 обнаружения.
[0174] Затем газ, содержащийся в камере 70 гомогенизации, подают в инструмент 56 для анализа для определения скорости (утечки газа.
[0175] Такой вариант осуществления предпочтителен тем, что он позволяет сократить время распространения газа в куполе 55 обнаружения и, таким образом, позволяет сократить минимальное время измерения. Это особенно предпочтительно, когда время, за которое газ перемещается из одного конца купола 55 обнаружения в другой конец, может быть значительным из-за большой длины купола 55 обнаружения и/или недостаточного снижения давления в камере 61 обнаружения.
[0176] Фиг. 8 иллюстрирует купол 55 обнаружения в соответствии с третьим вариантом осуществления. Купол 55 обнаружения, показанный на фиг. 8, имеет конструкцию подобную куполу 55 обнаружения, показанному на фиг. 4, но отличается, в частности, тем, что касается механического прижимного средства 66. Фактически, купол 55 обнаружения включает в себя основной корпус 100, протяженный в продольном направлении, гибкое уплотнение 60, прикрепленное к основному корпусу 100, и механическое прижимное средство 66, установленное на основном корпусе и выполненное с возможностью оказания давления в направлении мембраны 5, 8 на уплотнение 60. Основной корпус 100 включает в себя жесткое основание 59. Жесткое основание 59 включает в себя канал 82, обеспечивающий соединение нижней поверхности 80 с верхней поверхностью 81 жесткого основания 59. Канал 82 обеспечивает сообщение между камерой 61 обнаружения и выпуском 78 газа.
[0177] Уплотнение 60 включает в себя оболочку 63, прикрепленную к жесткому основанию 59 с помощью крепежного средства 110, например, состоящего из обруча, окружающего периферию жесткого основания 59 и уплотнения 60 и соединяющего эти два элемента 59/60 друг с другом с помощью механического крепежного элемента, например, винтов. Уплотнение 60 также включает в себя периферийную уплотняющую кромку 64, соединенную с оболочкой 63 и имеющую замкнутый контур, позволяющий окружать участок проверяемого сварного шва 62. Периферийная кромка 64 дополнительно загнута в направлении, противоположном основному корпусу 100, так что часть периферийной кромки 64 по существу параллельна мембране 5, 8. Периферийная уплотняющая кромка 64 также имеет множество впадин 65, разнесенных друг от друга по периферии, причем форма впадин 65 соответствует форме гофров проверяемой мембраны 5, 8. Таким образом, при размещении купола 55 обнаружения на мембране 5, 8 впадины 55 позволяют куполу 55 обнаружения адаптироваться к гофрированной форме мембраны 5, 8. Выпуск 78 газа, обеспечивающий отвод газа при снижении давления в камере 61 обнаружения, проходит, в частности, через основной корпус 100 и несущий элемент 73.
[0178] Несущий элемент 73 протяжен по всей длине основного корпуса 100 над последним и прикреплен к основному корпусу 100. К двум продольным концам несущего элемента 73 прикреплены ручки 76, позволяющие оператору работать с куполом 55 обнаружения и, возможно, приводить в действие механическое прижимное средство за счет усилия, оказываемого оператором.
[0179] Механическое прижимное средство 66 состоит из множества прижимных элементов 72 в виде изогнутых полос 72, распределенных по уплотняющей кромке 64 и прикрепленных к несущему элементу 73 с помощью крепежных средств 77. Изогнутые полосы 72 выполнены с возможностью упругой деформации, так что, когда они деформируются, они оказывают упругое возвратное усилие на уплотняющую кромку 64, прижимая ее к мембране 5, 8. Для надежного обеспечения герметичности камеры 61 обнаружения целесообразно прижимать уплотняющую кромку 64 в зонах с более высоким риском отсоединения. Поэтому изогнутые полосы 72 расположены, в частности, на основаниях впадин 64 уплотняющей кромки 64 и на продольных концах купола 55 обнаружения на уплотняющей кромке 64.
[0180] Множество изогнутых полос 72 прикреплено на одном конце к несущему элементу 73, в то время как другой конец расположен на уплотняющей кромке 64. Полосы 72, в частности, расположены на концах купола 55 обнаружения. Другие изогнутые полосы 72 прикреплены по центру к несущему элементу 73, в то время как два их конца расположены на уплотняющей кромке 64, оказывая давление на две разные зоны, такие полосы 72, в частности, расположены между двумя впадинами 65.
[0181] Изогнутые полосы 72 имеют на каждом конце контактирующую с уплотняющей кромкой 64 цилиндрическую втулку 75. Цилиндрическая втулка 75, в частности, обеспечивает равномерное прилегание к уплотняющей кромке 64, что предотвращает ее протыкание, которое может нарушить целостность уплотняющей кромки 64. Цилиндрическая втулка 75 проходит в направлении, ортогональном продольному направлению основного корпуса 100. Кроме того, длина цилиндрической втулки 75 по существу равна размеру участка уплотняющей кромки 64, выступающего от основного корпуса 100, в направлении прохождения цилиндрической втулки 75. Таким образом, цилиндрическая втулка 75 позволяет механическому прижимному средству 66 эффективно оказывать давление на уплотняющую кромку.
[0182] При размещении купола 55 обнаружения утечек в зоне проверки необходимо убедиться, что механическое прижимное средство 66 герметично и правильно прижимает уплотнение 60 для надлежащей проверки герметичности сварного шва. Следовательно, проблема состоит в том, чтобы гарантировать, что механическое прижимное средство 66 выполняет свою функцию по всей периферии периферийной уплотняющей кромки 64. Однако зона проверки, в частности, на концах купола 55 обнаружения может представлять собой зону соединения между множеством гофрированных металлических пластин, например, четырех гофрированных металлических пластин, в результате чего зона не является абсолютно плоской, а имеет перепады уровня, что затрудняет прижатие уплотнения 60.
[0183] Фиг. 13 иллюстрирует купол 55 обнаружения в соответствии с четвертым вариантом осуществления, в котором механическое прижимное средство 66 усилено на концах купола 55 обнаружения для компенсации недостаточной плоскостности зоны. Купол 55 обнаружения, показанный на фиг. 13, имеет конструкцию, подобную куполу 55 обнаружения, показанному на фиг. 8, но отличается, в частности, формой камеры обнаружения, имеющей две круглые зоны на двух продольных концах, которые шире, чем центральная прямая полоса. Другие отличия касаются механического прижимного средства 66. Фактически, купол 55 обнаружения, показанный на фиг. 13, также включает в себя основной корпус 100, протяженный в продольном направлении, гибкое уплотнение 60, прикрепленное к основному корпусу 100, и механическое прижимное средство 66, установленное на основном корпусе и выполненное с возможностью оказания давления в направлении мембраны 5, 8 на уплотнение 60. Однако в данном случае механическое прижимное средство 66 включает в себя прижимные элементы 72 и концевые прижимные элементы 87.
[0184] Каждый прижимной элемент 72 включает в себя изогнутую полосу 72, по меньшей мере, один конец которой упирается в основание впадины 62. Один из концов изогнутых полос 72, расположенных между двумя смежными впадинами, расположен у основания одной из впадин 65, а другой из концов расположен у основания другой из впадин 65. В данном случае, как проиллюстрировано на фиг. 14, прижимные элементы 72 закреплены с помощью крепежных средств 77, каждое из которых включает в себя штифт 83. Каждый штифт 83 включает в себя стержень 85, установленный с возможностью перемещения на корпусе 84. Один конец стержня 85 упирается в одну из изогнутых полос 72. Корпус 84 прикреплен к несущему элементу 73. Штифт 83 также включает в себя пружину 86, соединяющую стержень 85 с корпусом 84, причем пружина 86 работает между корпусом 84 и стержнем 85 для размещения конца стержня 85 так, чтобы он упирался в изогнутую полосу 72. Таким образом, пружина 86 выполнена с возможностью приложения возвратного усилия к изогнутой полосе 72 так, чтобы изогнутая полоса 72 прижимала уплотняющую кромку 64 к основанию гофра.
[0185] Концевые прижимные элементы 87 расположены на двух концах уплотняющей кромки 64 в продольном направлении, т.е. на двух концах купола 55 обнаружения утечек, с учетом того, что последний имеет в общем продольную форму. Концевые прижимные элементы 87 могут быть разработаны в соответствии со множеством различных вариантов, которые можно комбинировать или не комбинировать на одном куполе 55 обнаружения утечек. Для краткости на фиг. 13 на одном куполе 55 обнаружения утечек показано три варианта концевых прижимных элементов 87.
[0186] Фигуры 15-17 иллюстрируют три варианта концевых прижимных элементов 87. Как проиллюстрировано на фиг. 15, в соответствии с первым вариантом концевой прижимной элемент 87 включает в себя концевой штифт 88. Каждый концевой штифт 88 включает в себя стержень 90, установленный с возможностью перемещения на корпусе 89. На одном конце стержня 90 закреплен вытянутый опорный элемент 91, причем вытянутый опорный элемент 91 упирается в уплотняющую кромку 64. Корпус 89 прикреплен к несущему элементу 73. Концевой штифт 88 также включает в себя пружину 86, соединяющую стержень 90 с корпусом 89, причем пружина 86 работает между корпусом 89 и стержнем 90 для размещения вытянутого опорного элемента 91 так, чтобы он упирался в уплотняющую кромку 64. Таким образом, пружина 86 выполнена с возможностью приложения возвратного усилия к вытянутому опорному элементу 91 так, чтобы вытянутый опорный элемент 91 прижимал уплотняющую кромку 64 к зоне проверки. Таким образом, возвратное усилие воздействует на уплотняющую кромку 64 по всей длине вытянутого опорного элемента 91. В случае первого варианта, показанного на фиг. 15, каждый вытянутый опорный элемент 91 прикреплен только к одному стержню 90 концевого штифта 88.
[0187] Второй вариант концевого прижимного элемента 87 проиллюстрирован на фиг. 16. Второй вариант отличается от первого варианта вытянутым опорным элементом 91 концевых штифтов 88, другие признаки концевых прижимных элементов 87 сохраняются. В этом варианте вытянутый опорный элемент 91 прикреплен к одному концу стержня 90 первого концевого штифта 88 и к одному концу стержня 90 второго концевого штифта 88, смежного с первым концевым штифтом 88. В данном случае вытянутый опорный элемент 91 длиннее, чем в первом варианте и, следовательно, прижимается двумя концевыми штифтами 88, распределенными по его длине, для образования опорного участка большей длины на уплотняющей кромке 64.
[0188] Третий вариант концевых прижимных элементов 87 проиллюстрирован на фиг. 17. В этом варианте концевой прижимной элемент 87 включает в себя множество регулировочных элементов 92, образующих линию из элементов. Регулировочный элемент 92 включает в себя стержень 93, протяженный в направлении уплотняющей кромки 64 и перпендикулярно зоне проверки, и конец 94, положение которого может регулироваться в продольном направлении стержня для обеспечения контакта с уплотняющей кромкой 64 после регулировки стержня 93. Таким образом, благодаря регулировочным элементам 92 можно более точно регулировать концевой прижимной элемент 87 для более плотного прилегания к зоне проверки и, следовательно, улучшения герметичности камеры 61 обнаружения.
[0189] Фиг. 17 также иллюстрирует распределительную опорную пластину 95, которая может быть расположена между концами 94 стержней 93 и верхней поверхностью уплотняющей кромки 64 для ограничения риска прокалывания уплотняющей кромки 64 и, следовательно, повышения ее долговечности. Распределительная опорная пластина 95 может представлять собой вытянутую пластину в общем прямой формы или, как показано, дугообразной формы, повторяющей контур уплотняющей кромки 64. Ее материал может представлять собой жесткий пластический полимер. На верхней поверхности распределительной опорной пластины 95 предпочтительно образованы соединительные втулки для приема концов 94 и, следовательно, фиксации распределительной опорной пластины 95 относительно стержней 93.
[0190] Далее будет описан способ использования купола 55 обнаружения утечек, проиллюстрированного на фиг. 8, в устройстве 54 для обнаружения утечек, включающем в себя упомянутый купол 55, вакуумный насос 57, соединенный с камерой 61 обнаружения через выпуск 78 газа, и инструмент 56 для анализа. Использование такого устройства 54 обнаружения позволяет проверить герметичность сварного шва 62 между двумя гофрированными пластинами уплотнительной мембраны 5, 8.
[0191] Сначала один или более операторов с использованием ручек 76 размещают купол 55 обнаружения в зоне, герметичность которой проверяется, в данном случае на участке сварного шва 62. Для этого основной корпус 100 купола 55 обнаружения размещают над сварным швом 62 таким образом, чтобы длина основного корпуса 100 была выровнена и отцентрирована относительно сварного шва 62. При необходимости для этого может использоваться визирное устройство, описанное выше. Таким образом, уплотняющая кромка 64 расположена по обе стороны от сварного шва 62 и полностью охватывает зону проверяемого сварного шва 62 для образования с основным корпусом 100 и мембраной 5, 8 герметичной камеры 61 обнаружения, как видно на фиг. 9.
[0192] После размещения купола 55 обнаружения над сварным швом 62 купол 55 обнаружения крепят, как присоску, к мембране 5, 8 за счет вакуумирующего усилия вакуумного насоса 57. Если это применимо, вакуумирующее усилие активирует механическое прижимное средство 66, так что оно перенаправляет давление для прижатия уплотняющей кромки 64 к мембране 5, 8 в некоторых четко определенных зонах.
[0193] Когда механическое прижимное средство 66 оказывает усилие на несущий элемент 73, несущий элемент 73 передает усилие на изогнутые полосы 72 через соответствующие крепежные элементы, что, как правило, упруго деформирует изогнутые полосы 72. За счет этого и за счет эффекта упругого возврата изогнутые полосы 72 передают усилие на уплотняющую кромку 64 через цилиндрические втулки 75 в зонах наиболее вероятного отсоединения уплотняющей кромки, а именно, на продольных концах основного корпуса 100 и у оснований впадин 65.
[0194] Вакуумный насос 57 создает пониженное давление в камере 61 обнаружения через канал 82 и выпуск 78 газа. Гибкость уплотняющей кромки 64 приводит к ее деформации во время создания пониженного давления в камере 61 обнаружения, которое стремится уменьшить объем камеры 61 обнаружения. Фактически, уплотняющая кромка 64 приближается к обеим сторонам сварного шва 62, как видно на фиг. 10. Как только давление в камере 61 обнаружения опускается ниже порогового значения Ps давления, газы, присутствующие в камере 61 обнаружения, подаются в инструмент 56 для анализа.
[0195] Затем инструмент 56 для анализа анализирует в течение времени Tm измерения концентрацию газов, присутствующих в камере 61 обнаружения, для получения значения, указывающего изменение концентрации. Затем это репрезентативное значение сравнивают с пороговым значением для определения, имеет ли участок проверяемого сварного шва 62 нарушение герметичности или нет.
[0196] Если измеренное значение меньше порогового значения, делают вывод, что проверяемый участок не имеет нарушений герметичности, и в этом случае купол 55 обнаружения размещают обращенным к смежному участку сварного шва 62 с перекрытием между двумя последовательно проверяемыми участками для гарантии проверки герметичности сварного шва 62 по всей длине упомянутого сварного шва 62.
[0197] Если измеренное значение больше или равно пороговому значению, делают вывод, что проверяемый участок сварного шва 62 имеет нарушение герметичности. Затем для устранения нарушения проводят корректирующие сварочные работы. Также могут быть предусмотрены измерения с использованием дополнительного инструмента обнаружения для более точного определения места нарушения герметичности.
[0198] Таким образом, уплотняющая кромка 64 предпочтительно занимает два положения в зависимости от того, находится ли она в своем первоначальном состоянии, то есть без создания пониженного давления в камере 61 обнаружения, или в своем рабочем состоянии, в котором создается пониженное давление.
[0199] В первоначальном состоянии уплотняющая кромка 64 без давления опирается на поверхность уплотнительной мембраны 5, 8, тогда как в рабочем состоянии, по меньшей мере, зажимной участок 53, расположенный на внутреннем конце уплотняющей кромки 64, оказывается зажатым под основным корпусом 100, полностью уплотняя контур или периферию камеры 61 обнаружения. Фактически, за счет гибкости уплотняющей кромки 64 последняя зажимается между основным корпусом 100 и мембраной 5, 8 при создании пониженного давления. Размещение зажимного участка 53 уплотняющей кромки 64 между основным корпусом 100, который расплющивает или прижимает ее, и уплотнительной мембраной 5, 8 эффективно способствует достижению идеальной герметичности камеры 61 обнаружения, что позволяет создавать и поддерживать вакуум с давлением не более 1500 Па (15 амбар) или даже значительно более низким давлением.
[0200] В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления уплотняющая кромка 64 находится в рабочем состоянии, когда в камере 61 обнаружения создается пониженное давление, при котором зажимной участок 53 уплотняющей кромки 64 удерживается между основным корпусом 100 и уплотнительной мембраной 5, 8 по меньшей мере на участке периферии камеры 61 обнаружения или даже по всей периферии упомянутой камеры 61. За счет такого зажатия можно частично или полностью отказаться от механического прижимного средства, описанного выше.
[0201] В альтернативном варианте осуществления периферийная уплотняющая кромка 64 обеспечена зажимным участком 53, постоянно выступающим под основным корпусом 100, то есть также в первоначальном состоянии при отсутствии пониженного давления, например, по всей периферии камеры 61 обнаружения или на участке периферии.
[0202] Как указано выше, зона проверки может представлять собой зону соединения между множеством металлических пластин, например, четырех прямоугольных металлических пластин, гофрированных или нет.Такое использование купола 55 обнаружения будет описано ниже со ссылкой на фигуры 18-20.
[0203] Что касается зоны соединения между множеством плоских прямоугольных пластин, можно обратиться, например, к публикации EP-A-0064886. В публикации US-A-4021982 на фиг. 24 показана зона соединения между множеством гофрированных прямоугольных пластин. В этих примерах, как и на фиг. 18, каждая из четырех прямоугольных металлических пластин 31 включает в себя срезанный угол 32, например, образующий угол 45(с краями пластины. Четыре срезанных угла 32 размещены с перекрыванием на металлической вставке 33, прикрепленной к изоляционному корпусу, центральная зона которой, в данном случае квадратной формы, остается открытой между четырьмя срезанными углами 32. Центральная зона металлической вставки 33 образует часть герметичной мембраны за счет герметичных линий сварки, выполненных вдоль срезанных углов 32.
[0204] Пунктирные линии 34 показывают изгибы при смещении в направлении толщины прямоугольных металлических пластин 31, которые обеспечивают взаимное перекрывание в соответствии с известной технологией.
[0205] На фиг. 18 купол обнаружения имеет форму, соответствующую варианту осуществления, показанному на фиг. 13. Положение купола обнаружения схематично показано контуром уплотняющей кромки 64 и контуром 30 камеры 61 обнаружения, часть которых проиллюстрирована. В частности, круглая зона 25 камеры 61 обнаружения расположена на уровне вышеупомянутой зоны соединения, например, отцентрирована по открытой части металлической вставки 33, в то время как центральная прямая полоса 24 камеры 61 обнаружения расположена на прямом крае одной из прямоугольных металлических пластин 31. Круглая зона 25 камеры 61 обнаружения имеет диаметр, позволяющий полностью окружать четыре срезанных угла 32 на уровне вышеупомянутой зоны соединения. Для этого диаметр, например, превышает 68 мм для гофрированной мембраны типа Mark III.
[0206] На фиг. 18 концевые прижимные элементы 87 схематично показаны пунктирным контуром. Следовательно, можно отметить, что концевые прижимные элементы 87 расположены на куполе обнаружения таким образом, что, когда купол обнаружения размещен в этом месте, концевые прижимные элементы 87 фактически находятся на уровне сварных швов 62, которые соединяют прямоугольные металлические пластины 31 друг с другом по краям. Следовательно, концевые прижимные элементы 87 давят на участки периферийной уплотняющей кромки 64, которые опираются на сварные швы 62, которые в любом случае имеют некоторый рельеф. Концевые прижимные элементы 87, расположенные таким образом, позволяют получить идеально герметичный контакт, несмотря на этот рельеф. В частности, как видно на фиг. 18, три концевых прижимных элемента 87 давят на три участка периферийной уплотняющей кромки 64, которые соответственно пересекают три сварных шва 62 в зоне соединения.
[0207] Концевые прижимные элементы 87, проиллюстрированные на фиг. 18, предпочтительно имеют прямолинейную или криволинейную вытянутую форму. В частности, они могут быть выполнены в виде вытянутых прижимных элементов 91, как на фиг. 16, или с распределительной опорной пластиной 95, как на фиг. 17.
[0208] Для подобного использования могут быть предусмотрены другие геометрии купола обнаружения. В варианте осуществления, показанном на фиг. 19, купол обнаружения имеет модифицированную форму, в которой круглая зона 25 образует центральный участок камеры 61 обнаружения, и камера 61 обнаружения имеет две вытянутые зоны 24, протяженные от круглой зоны 25 в диаметрально противоположных направлениях вдоль срединной продольной оси 20. В варианте осуществления, показанном на фиг. 20, купол обнаружения имеет модифицированную форму, в которой камера 61 обнаружения имеет круглую форму.
[0209] В случае, показанном на фиг. 19, видно, что два концевых прижимных элемента 87 давят на два участка периферийной уплотняющей кромки 64, которые соответственно пересекают два сварных шва 62 в зоне соединения в диаметрально противоположных местах относительно круглой зоны 25. В случае, показанном на фиг. 20, видно, что четыре концевых прижимных элемента 87 давят на четыре участка периферийной уплотняющей кромки 64, которые соответственно пересекают четыре сварных шва 62 в зоне соединения.
[0210] В качестве альтернативы вместо круглой зоны 25 может использоваться выпуклая многоугольная форма, в этом случае круг, геометрически вписанный в форму камеры обнаружения, должен иметь диаметр, позволяющий полностью окружать четыре срезанных угла 32 на уровне вышеупомянутой зоны соединения.
[0211] Далее со ссылкой на фигуры 22-25 будет описан вариант осуществления устройства 54 для обнаружения утечек, в котором может использоваться купол 55 обнаружения в соответствии с четвертым вариантом осуществления.
[0212] Устройство 54 для обнаружения утечек включает в себя купол 55 обнаружения, инструмент 56 для анализа с соответствующим вакуумным насосом 57, если применимо, второй вакуумный насос 37 большей мощности, и всасывающий контур, соединяющий камеру 61 обнаружения с инструментом 56 для анализа через электромагнитный клапан 48. Всасывающий контур предпочтительно включает в себя шланг 58 относительно большой длины для обеспечения подвижности купола 55 обнаружения в относительно широкой рабочей зоне вокруг инструмента 56 для анализа. Шланг 58, например, соединен с помощью соединителей 39, с одной стороны, с выпуском камеры 61 обнаружения, а, с другой стороны, с инструментом 56 для анализа. При использовании второго вакуумного насоса 37 может быть обеспечен разветвительный соединитель 38 для параллельного соединения инструмента 56 для анализа и второго вакуумного насоса 37.
[0213] Для управления электромагнитным клапаном 48, и, если применимо, другими элементами, например, инструментом 56 для анализа, в ответ на действия оператора в отношении одного или более элементов управления куполом 55 обнаружения, расположенных, например, на одной или более ручках 76 купола 55 обнаружения, также обеспечен блок 36 управления.
[0214] Например, в случае купола 55 обнаружения в соответствии с четвертым вариантом осуществления каждая из двух ручек 76 оснащена нажимной кнопкой, которая может приводиться в действие большим пальцем и соответственно выполнена в виде кнопки 51 активации и кнопки 52 деактивации. Вместо этого могут быть предусмотрены элементы управления другого вида, отличные от нажимной кнопки, например, емкостная сенсорная кнопка, поворотный рычажок или любой другой элемент, который может приводиться в действие вручную.
[0215] В предпочтительном режиме работы вакуумный насос 37 или другой источник пониженного давления активируется заранее и постоянно создает пониженное давление во всасывающем контуре. Электромагнитный клапан 48 по умолчанию закрыт, в результате чего в камере 61 обнаружения изначально не создается пониженное давление, что позволяет свободно перемещать купол 55 обнаружения по мембране 5, 8.
[0216] Из этого состояния блок 36 управления может реализовывать способы управления, проиллюстрированные на фигурах 23 и 24.
[0217] На этапе 41 обнаруживают сигнал управления активацией, испускаемый кнопкой 51 активации.
[0218] На этапе 42 переключают электромагнитный клапан 48 в открытое состояние, соединяя камеру 61 обнаружения с вакуумным насосом 37. Это состояние может быть обозначено включением индикаторной лампочки 96 на куполе 55 обнаружения, например, красного светодиода, например, на ручке 76, как проиллюстрировано на фиг. 15.
[0219] Это создает отсасывание в камере 61 обнаружения. Если купол 55 обнаружения правильно расположен на мембране, и уплотняющая кромка 24 находится в герметичном контакте с мембраной 5, 8 по всей периферии камеры 61 обнаружения, создается пониженное давление, которое плотно прижимает купол 55 обнаружения к мембране 5, 8, придавливая уплотняющую кромку 24. Затем газ, поступающий из камеры 61 обнаружения, может быть проанализирован, как объяснено выше.
[0220] На этапе 45 обнаруживают сигнал управления деактивацией, подаваемый кнопкой 52 деактивации.
[0221] На этапе 46 переключают электромагнитный клапан 48 в закрытое состояние для отсоединения камеры 61 обнаружения от вакуумного насоса 37. Пониженное давление в камере 61 обнаружения больше не поддерживается, в результате чего давление повышается. Однако при отсутствии серьезной утечки повышение давления может быть очень медленным.
[0222] В связи с этим на этапе 47 предпочтительно открывают вентиляционное отверстие для обеспечения сообщения камеры 61 обнаружения с окружающей атмосферой, что позволяет мгновенно отсоединить купол 55 обнаружения от мембраны 5, 8.
[0223] В одном варианте осуществления этапы 46 и 47 могут выполняться одновременно путем переключения трехходового клапана 148, схематически показанного на фиг. 25, который используется вместо электромагнитного клапана 48, показанного на фиг. 22.
[0224] Электромагнитный клапан 48 может быть расположен на выпуске 78 газа купола 55 обнаружения, как проиллюстрировано на фиг. 22. Он также может быть расположен в другом месте во всасывающем контуре, например, на уровне разветвительного соединителя 38, как обозначено ссылочной позицией 248.
[0225] Сигналы управления между блоком 36 управления, электромагнитным клапаном 48, кнопкой 51 активации и кнопкой 52 деактивации передаются по каналам 35 проводной или беспроводной связи, например, в виде гибкого электрического кабеля или гибких кабелей в оплетке для содействия подвижности купола 55 обнаружения.
[0226] В одном варианте осуществления блок 36 управления также выполнен с возможностью управления инструментом 56 для анализа. Для этого между блоком 36 управления и инструментом 56 для анализа также обеспечен канал 35 проводной или беспроводной связи. Кроме того, на куполе 55 обнаружения также обеспечен датчик 49 давления, подключенный к блоку 36 управления, для измерения давления в камере 61 обнаружения после этапа 42.
[0227] В этом случае способ управления, выполняемый после сигнала управления активацией, продолжается следующим образом.
[0228] На этапе 43 давление, упомянутое в сигнале измерения от датчика 49 давления, сравнивают с заданным пороговым значением давления, чтобы обеспечить работу инструмента 56 для анализа. Если измеренное давление ниже порогового значения, выполняют этап 44. Это состояние может быть обозначено включением другой индикаторной лампочки на куполе 55 обнаружения, например, зеленого светодиода, например, на ручке 76, как обозначено ссылочной позицией 97, на фиг. 15.
[0229] На этапе 44 активируют инструмент 56 для анализа для осуществления цикла анализа, позволяющего обнаружить скорость утечки, как объяснено выше.
[0230] В случае купола обнаружения в соответствии с четвертым вариантом осуществления, проиллюстрированным на фиг. 13 или 21, через основной корпус проходят два канала 82 и 50 для соединения камеры 61 обнаружения с двумя выпусками 78 и 50 газа. Датчик 49 давления может быть расположен на куполе 55 обнаружения и соединен с выпуском 50 газа, как проиллюстрировано на фиг. 22. Датчик 49 давления также может быть расположен в другом месте.
[0231] Благодаря способам управления, описанным выше, и, в частности, благодаря использованию купола обнаружения в соответствии с четвертым вариантом осуществления, устройство 54 для обнаружения утечек становится особенно простым и быстрым.
[0232] Источник пониженного давления активируют заранее, оператор берет купол 55 обнаружения за две ручки и размещает купол 55 обнаружения в выбранной зоне проверки, если применимо, с помощью визирных устройств, описанных выше.
[0233] Затем оператор нажимает кнопку 51 активации. Далее выполняется способ, показанный на фиг. 23, до получения инструментом 56 для анализа измерения, указывающего скорость утечки.
[0234] Оператору необходимо только нажать кнопку 52 деактивации для размещения купола 55 обнаружения в другой зоне проверки. Следовательно, купол 55 обнаружения может использоваться без взаимодействия оператора с вакуумным насосом 37, блоком 36 управления или инструментом 56 для анализа в рабочей зоне, определяемой длиной жидкостных и электрических соединений купола 55 обнаружения с этими элементами. Для содействия подвижности устройства 54 для обнаружения утечек в большем масштабе вакуумный насос 37, блок 36 управления и инструмент 56 для анализа могут быть установлены на подвижной тележке, которая не проиллюстрирована.
[0235] В другом варианте осуществления, который не показан, различные признаки предыдущих вариантов осуществления могут комбинироваться друг с другом. Фактически, механическое прижимное средство 66, показанное на фиг. 8, например, может быть адаптировано к уплотнению 60, показанному на фиг. 5, путем модификации конструкции изогнутых полос 72.
[0236] Купол обнаружения, устройство для обнаружения и способ использования этого устройства, описанные выше, предназначены, в частности, для проверки герметичности мембраны герметичного и теплоизоляционного мембранного резервуара. Например, такие мембранные резервуары, в частности, описаны в заявках на патенты WO14057221, FR2691520.
[0237] Мембранные резервуары имеют множество стенок, которые имеют многослойную конструкцию, как показано на фиг. 11. Каждая стенка 1 включает в себя в направлении от наружной стороны к внутренней стороне резервуара вспомогательный барьер 2, включающий в себя вспомогательные изоляционные панели 3, закрепленные на несущей конструкции 4, вспомогательную мембрану 5, опирающуюся на вспомогательный барьер 2, основной барьер 6, включающий в себя основные изоляционные панели 7, опирающиеся на вспомогательную мембрану 2 и закрепленные на несущей конструкции 4 или на вспомогательной изоляционной панели 3, и основную мембрану 8, опирающуюся на основной теплоизолирующий барьер 6 и предназначенную для контакта со сжиженным газом, содержащимся в резервуаре.
[0238] Резервуар имеет, в общем, многогранную форму. В варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 12, резервуар имеет переднюю стенку 9 и заднюю стенку, которая не показана, которые в данном случае имеют восьмиугольную форму. Резервуар также включает в себя верхнюю стенку 10, нижнюю стенку 11 и боковые стенки 12, 13, 14, 15, 16, 17, которые протяжены в продольном направлении резервуара между передней стенкой 9 и задней стенкой.
[0239] Вспомогательные теплоизолирующие барьеры 2 стенок резервуара соединены друг с другом так, чтобы образовывать между несущей конструкцией 4 и вспомогательной мембраной 5 вспомогательное герметичное теплоизоляционное пространство. Подобным образом основные теплоизолирующие барьеры 6 стенок резервуара соединены друг с другом так, чтобы образовывать между вспомогательной мембраной 5 и основной мембраной 8 основное герметичное теплоизоляционное пространство.
[0240] Основная мембрана 8 и/или вспомогательная мембрана 5 включают в себя множество металлических пластин, приваренных друг к другу. Способ проверки герметичности, который будет описан ниже, направлен, в частности, на проверку герметичности сварных швов, соединяющих металлические пластины друг с другом. В соответствии с одним вариантом осуществления проверяемая мембрана имеет гофры, которые позволяют ей деформироваться под действием тепловых и механических нагрузок, создаваемых текучей средой, хранящейся в резервуаре. Для этого, как показано, например, на фиг. 8, каждая металлическая пластина включает в себя два взаимно перпендикулярных ряда гофров.
[0241] В одном варианте осуществления способ проверки герметичности включает в себя три этапа, на которых:
- осуществляют диффузию индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве, покрытом мембраной 5, 8, герметичность которой требуется проверить;
- отслеживают распространение индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве; и
- проверяют герметичность сварных швов мембраны 5, 8.
[0242] В другом варианте осуществления способ проверки герметичности включает в себя только проверку герметичности сварных швов мембраны 5, 8 без использования индикаторного газа.
[0243] Этап распространения индикаторного газа включает в себя подачу индикаторного газа в теплоизоляционное пространство, покрытое мембраной 5, 8, герметичность которой требуется проверить. Когда требуется проверить герметичность вспомогательной мембраны 5, индикаторный газ подают во вспомогательное теплоизоляционное пространство. В этом случае способ проверки герметичности выполняют до установки основного теплоизолирующего барьера 7 и основной мембраны 8. Когда требуется проверить герметичность основной мембраны 8, индикаторный газ подают в основное теплоизоляционное пространство.
[0244] Фиг. 12 схематически иллюстрирует герметичный и теплоизоляционный резервуар и систему подачи индикаторного газа в теплоизоляционное пространство.
[0245] Система подачи включает в себя множество трубопроводов 18, которые, с одной стороны, соединены с источником индикаторного газа, который не проиллюстрирован, а, с другой стороны, соединены с устройствами 19 подачи индикаторного газа, образующими каналы для подачи индикаторного газа через мембрану 5, 8, герметичность которой требуется проверить. Устройства 19 подачи индикаторного газа, в частности, образуют каналы для подачи индикаторного газа через мембрану нижней стенки 11. Такое расположение особенно предпочтительно, поскольку индикаторный газ имеет более низкую плотность пара, чем воздух, вследствие чего он поднимается в теплоизоляционном пространстве. Таким образом, подача индикаторного газа снизу через проверяемую мембрану 5, 8 нижней стенки 11 обеспечивает быстрое и равномерное распространение индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве.
[0246] В варианте осуществления, показанном на фиг. 12, нижняя стенка 11 оснащена, по меньшей мере, четырьмя устройствами 19 подачи индикаторного газа, которые равномерно распределены по поверхности нижней стенки 11. Нижняя стенка 11 имеет прямоугольную форму и, следовательно, может быть разделена на четыре зоны равной площади двумя осями x и y симметрии. Каждое из четырех устройств 19 подачи индикаторного газа расположено в одной из вышеупомянутых четырех зон. В конкретном проиллюстрированном варианте осуществления каждое устройство 19 подачи индикаторного газа расположено вблизи центра соответствующей зоны. В конкретном варианте осуществления каждое из четырех устройств подачи индикаторного газа расположено на расстоянии (1/4)L от смежного продольного края и на расстоянии (1/2)B от смежного поперечного края, где L - продольный размер нижней стенки 11, а B - поперечный размер нижней стенки 11.
[0247] Этап отслеживания распространения индикаторного газа включает в себя отслеживание распространения индикаторного газа в теплоизоляционном пространстве, когда индикаторный газ распространился по теплоизоляционному пространству.
[0248] Для этого отбирают пробы газа, содержащегося в теплоизоляционном пространстве, в которое подавался индикаторный газ, с помощью множества устройств для отбора проб газа, проходящих через мембрану, покрывающую упомянутое теплоизоляционное пространство. Каждое устройство для отбора проб соединено с инструментом для анализа, например, масс-спектрометром, который позволяет проверить присутствие и концентрацию индикаторного газа в соответствующей зоне теплоизоляционного пространства.
[0249] Этап проверки сварных швов состоит в использовании устройства 54 для обнаружения утечек, описанного выше, на одной из мембран 5, 8 герметичного и теплоизоляционного резервуара.
[0250] Хотя изобретение описано со ссылкой на несколько конкретных вариантов осуществления, очевидно, что оно никоим образом не ограничивается ими, и что оно включает в себя все технические эквиваленты описанных средств и их сочетания, если они находятся в пределах объема изобретения.
[0251] Использование глагола «содержать» или «включать в себя» и производных форм не исключает наличия элементов или этапов, отличных от упомянутых в формуле изобретения.
[0252] В формуле изобретения ни одна ссылочная позиция в скобках не должна интерпретироваться как ограничение формулы изобретения.