Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

RU2052780C1 - Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces - Google Patents

Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces Download PDF

Info

Publication number
RU2052780C1
RU2052780C1 SU5036248A RU2052780C1 RU 2052780 C1 RU2052780 C1 RU 2052780C1 SU 5036248 A SU5036248 A SU 5036248A RU 2052780 C1 RU2052780 C1 RU 2052780C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
volume
gas
vacuum
temperature
tightness
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Г.Л. Огнев
А.В. Рябов
О.Н. Сокольников
В.Ф. Челяев
Original Assignee
Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева filed Critical Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева
Priority to SU5036248 priority Critical patent/RU2052780C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2052780C1 publication Critical patent/RU2052780C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

FIELD: test equipment. SUBSTANCE: large volumes are pumped out till achieving low vacuum (15-10 mm of mercury column). Then fixed portion of residual gas is cooled to temperature of 15-20 deg C by separating gas from liquid. After inleakage time passed, identical gas portion plus inleaked gas are cooled till achieving the same temperature. Air-proofness standard is determined from dependences known, by referring this standard to normal temperature. Device has two vessels with inlet and outlet valves, temperature detectors and coolers. Each vessel is mounted in parallel to vacuumizing line. EFFECT: improved reliability. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для контроля герметичности изделий, например пневмогидравлических систем различных устройств, всевозможных объемов, преимущественно объемов для вакуумной плавки. The invention relates to the field of testing equipment and can be used to control the tightness of products, for example pneumohydraulic systems of various devices, various volumes, mainly volumes for vacuum melting.

Известен способ контроля герметичности с использованием масс-спектрометрических гелиевых течеискателей, заключающийся в том, что контролируемое изделие помещают в замкнутом объеме накопления, заполняют изделие контрольным газом до избыточного испытательного давления, измеряют изменение концентрации контрольного газа в объеме накопления за заданный промежуток времени. A known method of tightness control using mass spectrometric helium leak detectors, which consists in the fact that the controlled product is placed in a closed storage volume, the product is filled with control gas to an excessive test pressure, and the change in the concentration of the control gas in the storage volume is measured for a given period of time.

Этот способ трудно реализуем для контроля герметичности крупногабаритных систем, например объемов плавильных печей, из-за необходимости иметь сложное и дорогостоящее оборудование для вакуумных камер больших объемов, внутри которых находится печь. This method is difficult to implement for monitoring the tightness of large-sized systems, for example, volumes of smelting furnaces, because of the need to have complex and expensive equipment for large-volume vacuum chambers inside which the furnace is located.

В настоящее время применяется единственный способ [1] контроля герметичности плавильных печей, взятый за прототип, заключающийся в измерении натекания газа окружающей среды в отключенный объем. Способ заключается в том, что контролируемый объем вакуумируют до среднего вакуума (1·10-1 1·10-3 мм рт.ст.) (Вакуумная техника. Справочник. М. Машиностроение, 1985, с. 6-7), герметично перекрывают и выдерживают определенное время, измеряя конечное давление Рк.Currently, the only method [1] for monitoring the tightness of melting furnaces is used, taken as a prototype, which consists in measuring the leakage of ambient gas into a disconnected volume. The method consists in the fact that the controlled volume is vacuumized to an average vacuum (1 · 10 -1 1 · 10 -3 mm Hg) (Vacuum technology. Handbook. M. Engineering, 1985, S. 6-7), hermetically shut off and withstand a certain time, measuring the final pressure P to .

Известен агрегат [2] выбранный в качестве прототипа заявленного устройства, содержащий вакуумный насос, соединенный вакуумирующей магистралью, включающей клапан и датчик давления с проверяемым объемом. A known unit [2] selected as a prototype of the claimed device, containing a vacuum pump connected by a vacuum line, including a valve and a pressure sensor with a test volume.

Недостаток известного способа и устройства, взятых за прототип, заключается в том, что в случае наличия жидкости (воды) в герметичных объемах требуется значительное время для проведения операций по контролю герметичности. Это связано с тем, что постоянное испарение жидкости при вакуумировании не дает возможности определить герметичность объекта. Герметичность можно определить только тогда, когда испарится вся жидкость. Это занимает длительное время и требует значительных энергозатрат. The disadvantage of this method and device, taken as a prototype, is that in the case of the presence of liquid (water) in sealed volumes, considerable time is required for operations to control the tightness. This is due to the fact that the constant evaporation of a liquid during evacuation does not make it possible to determine the tightness of an object. Tightness can only be determined when all the liquid has evaporated. This takes a long time and requires significant energy consumption.

Цель изобретения сокращение времени контроля герметичности путем определения нормы герметичности за счет натекания из окружающей среды в откачанный объем. The purpose of the invention is to reduce the time of tightness control by determining the tightness rate due to leakage from the environment into the evacuated volume.

Объем вакуумируют до вакуума 15-10 мм рт.ст. после герметичного перекрытия, охлаждают первую фиксированную порцию газа до температуры Ткминус 15-20оС и замеряют Рк1 конечное давление остаточного газа. После времени натекания охлаждают точно такую же по объему вторую фиксированную порцию газа до той же температуры и замеряют Рк2 конечное давление остаточного газа плюс газа натекания за время натекания. Норму герметичности определяют по известной формуле, приведя ее к нормальной температуре:
Q (Δ P · V)/ τ • (Токрк), где Δ Р Рк2 Рк1 давление газа, натекшего за время натекания, Па;
V измеряемый объем, м3;
τ время натекания, с;
Токр температура окружающей среды, К;
Тк конечная температура охлаждения порций газа, К.
The volume is vacuumized to a vacuum of 15-10 mm Hg. after hermetically overlap gas is cooled first fixed portion to a temperature T to minus 15-20 ° C, measuring P k1 finite residual gas pressure. After the leakage time, the second fixed portion of the gas of exactly the same volume is cooled to the same temperature and P k2 is measured for the final pressure of the residual gas plus the leakage gas during the leakage time. The tightness rate is determined by the well-known formula, leading it to normal temperature:
Q (Δ P · V) / τ • (T okr / T k ), where Δ P P k2 P k1 is the pressure of the gas flowing during the leak, Pa;
V measured volume, m 3 ;
τ leakage time, s;
T okr ambient temperature, K;
T to the final temperature for cooling portions of gas, K.

Поставленная цель достигается в устройстве для проверки геpметичности, содержащем вакуумный насос, магистраль вакуумирования, отличающееся тем, что оно снабжено двумя тарировочными емкостями, установленными параллельно магистрали вакуумирования, клапана входа и выхода газа, узлами контроля давления, датчиками температуры и холодильными блоками, установленными на каждой тарировочной емкости. This goal is achieved in the device for checking the tightness, containing a vacuum pump, a vacuum line, characterized in that it is equipped with two calibration tanks installed parallel to the vacuum line, gas inlet and outlet valves, pressure monitoring units, temperature sensors and refrigeration units installed on each calibration capacity.

Именно возможность проверки герметичности при низком вакууме составляет новизну изобретения. Эта возможность достигается тем, что сначала охлаждают порцию остаточного газа газа, оставшегося в вакуумной системе после откачки, до температуры минус 15-20оС и замеряют давление после охлаждения, а затем охлаждают такую же порцию газа, оказавшегося в таком же объеме после выдержки, и также замеряют давление. Но давление во втором объеме будет состоять из давления остаточного газа и давления газа проникшего в измеряемый объем в результате негерметичности. Это позволяет измерить истинную негерметичность при низком вакууме. Что невозможно измерить в способе, взятом за прототип. Это связано с тем, что при низком вакууме происходит интенсивное испарение жидкостей (воды). Именно поэтому в прототипе производят откачку до среднего вакуума (Р 1·10-1 1·10-3 мм рт.ст.), т.е. в прототипе производят выпаривание всей жидкости оказавшейся в измеряемом объеме. Это занимает чрезвычайно много времени, снижает производительность и увеличивает энергозатраты на получение продукции.It is the ability to check for tightness at low vacuum is the novelty of the invention. This feature is achieved in that the first portion of the residual gas is cooled gas remaining in the vacuum system, after pumping, to minus 15-20 ° C and the pressure is measured after cooling, and then the same portion of the cooled gas caught in the same volume after exposure, and also measure pressure. But the pressure in the second volume will consist of the pressure of the residual gas and the pressure of the gas penetrating the measured volume as a result of leakage. This allows you to measure true leakage at low vacuum. What is impossible to measure in the way taken as a prototype. This is due to the fact that at low vacuum intense evaporation of liquids (water) occurs. That is why the prototype is pumped to an average vacuum (P 1 · 10 -1 1 · 10 -3 mm Hg), i.e. in the prototype, evaporation of all the liquid trapped in the measured volume is carried out. This takes an extremely long time, reduces productivity and increases energy costs for obtaining products.

На основе экспериментальных данных этот способ необходимо применять только при вакуумировании до вакуума 15-10 мм рт.ст. Это связано с тем, что как известно давление насыщенных паров воды при t20оС равно 17 мм рт.ст. Это значит, что при вакууме 17 мм рт.ст. и менее происходит эффективное испарение жидкости, а при более высоком вакууме эффективность испарения жидкости резко снижается и заявленный способ мало эффективен. При вакуумировании до вакуума менее 5 мм рт.ст. время на вакуумирование всей системы будет достаточно большим и поэтому конец процесса проверки герметичности практически совпадает с известным способом. При охлаждении порции газа до температуры выше минус 15оС давление насыщенных паров будет довольно высоким, и поэтому с учетом точности измерительных приборов, снижается точность определения герметичности. При охлаждении ниже минус 20оС увеличивается время захолаживания и поэтому время на проверку герметичности становится соизмеримым с известным способом.Based on experimental data, this method should only be used when evacuating to a vacuum of 15-10 mm Hg. This is due to the fact that it is known that the pressure of saturated water vapor at t20 о С is equal to 17 mm Hg. This means that in a vacuum of 17 mmHg and less, effective evaporation of the liquid occurs, and at a higher vacuum, the efficiency of evaporation of the liquid decreases sharply and the claimed method is not very effective. When evacuating to a vacuum of less than 5 mm Hg the time for evacuation of the entire system will be quite large and therefore the end of the process of checking the tightness practically coincides with the known method. Upon cooling, a portion of gas to a temperature above minus 15 ° C the saturated vapor pressure is relatively high, and therefore with the precision instrumentation, reduced accuracy of determination of leaks. When cooled below -20 ° C is increased and therefore the time of cooling time checking tightness becomes comparable with the known method.

На чертеже показано устройство для осуществления предлагаемого устройства. Устройство содержит проверяемый объем (объем печи) 1, соединенный вакуумной магистралью 2 с датчиком 3 давления через клапан 4 с вакуумным агрегатом 5. К вакуумной магистрали подстыкован емкости 6, 7 с клапанами 8, 9 входа и клапанами 10, 11 выхода, а также с устройствами 12, 13 контроля давления. Каждая из емкостей снабжена датчиками 14, 15 температуры и холодильными блоками 16, 17. The drawing shows a device for implementing the proposed device. The device contains a test volume (furnace volume) 1, connected by a vacuum line 2 with a pressure sensor 3 through a valve 4 with a vacuum unit 5. Tanks 6, 7 with inlet valves 8, 9 and outlet valves 10, 11 are docked to the vacuum line devices 12, 13 pressure control. Each of the containers is equipped with temperature sensors 14, 15 and refrigeration units 16, 17.

Устройство работает следующим образом. В начальный момент все клапаны открыты. Проверяемый объем 1 вакуумируют через вакуумную магистраль 2 с клапаном 4 с помощью вакуумного агрегата 5, постоянно отслеживая скорость падения вакуума по датчику 3 давления. Одновременно вакуумируются параллельно подсоединенные емкости 6, 7. В случае, когда проверяемый объем герметичен и влага в этом объеме отсутствует, мощный вакуумный агрегат 5 довольно быстро откачает проверяемый объем до необходимого вакуума (1·10-5 мм рт.ст.) и герметичность можно проверять известным способом.The device operates as follows. At the initial moment, all valves are open. The volume under test 1 is evacuated through a vacuum line 2 with a valve 4 using a vacuum unit 5, constantly monitoring the rate of vacuum drop through the pressure sensor 3. Simultaneously connected tanks 6, 7 are evacuated in parallel. In the case when the test volume is tight and there is no moisture in this volume, a powerful vacuum unit 5 quickly pumps out the test volume to the required vacuum (1 · 10 -5 mm Hg) and tightness can be check in a known manner.

В случае, когда печь негерметична или в ней находится влага, то вакуум не достигает за такое короткое время ( ≈20 мин) такой величины. В этом случае давление устанавливается в пределах 15-5 мм рт.ст. (за 10-15 мин) и находится на каком-то конкретном уровне, например 10 мм рт.ст. довольно длительное время. In the case when the furnace is leaky or there is moisture in it, the vacuum does not reach such a value in such a short time (≈20 min). In this case, the pressure is set within 15-5 mm Hg. (for 10-15 minutes) and is at some specific level, for example 10 mm Hg. quite a long time.

Для того, чтобы определить, герметичен ли объем и в нем находится влага или объем негерметичен и в нем имеется щель, перекрывают клапаны 4, 9, 11, включают холодильный блок 17, охлаждают емкость 7 до температуры, например, минус 15оС и измеряют в конце охлаждения вакуум Рк1 по устройству 13. После времени выдержки, например 3-4 мин, перекрывают клапаны 8, 10, охлаждают емкость 6 до той же температуры (минус 15оС) холодильным блоком 16 и замеряют вакуум Рк2 по устройству 12.To determine sealed whether the volume and it is the moisture or the amount of leaking, and it has a gap, overlap valves 4, 9, 11, comprise a refrigeration unit 17, is cooled container 7 to a temperature, e.g., minus 15 ° C and measured After cooling in vacuum P k1 on the device 13. After a time delay, for example 3-4 minutes, cover flaps 8, 10, the receptacle 6 is cooled to the same temperature (-15 ° C) refrigeration unit 16 and measure the vacuum P k2 on the device 12 .

Именно по разности конечных давлений и определяют норму герметичности конкретной плавильной печи, потому что как в первой, так и во второй емкости будет газ, оставшийся после вакуумирования без пара (пар при охлаждении сконденсируется), но во второй емкости давление газа если увеличится, то увеличится только за счет негерметичности. Так как давление измеряется при минусовых температурах, а норма герметичности приводится для нормальных температур, то полученная норма герметичности будет занижена. Для того, чтобы определить истинную норму герметичности, необходимо полученную норму герметичности умножить на Токрк. Поэтому норма герметичности будет определяться по формуле:
Q (Δ P·V)/τ ·( Токрк), где Δ Р Рк2 Рк1 давление газа, натекшего за время натекания, Па;
V измеряемый объем, м3;
τ время натекания, с;
Токр температура окружающей среды, К;
Тк конечная температура охлаждения порций газа, К.
It is by the difference of the final pressures that the tightness rate of a particular melting furnace is determined, because both the first and the second tanks will have gas that remains without evacuation after steam (the steam condenses during cooling), but if the gas pressure increases in the second tank, it will increase only due to leaks. Since the pressure is measured at sub-zero temperatures, and the tightness rate is given for normal temperatures, the resulting tightness rate will be underestimated. In order to determine the true norm of tightness, it is necessary to multiply the obtained tightness norm by T okr / T to . Therefore, the tightness rate will be determined by the formula:
Q (Δ P · V) / τ · (T okr / T k ), where Δ P P k2 P k1 is the pressure of the gas flowing during the leak, Pa;
V measured volume, m 3 ;
τ leakage time, s;
T okr ambient temperature, K;
T to the final temperature for cooling portions of gas, K.

При применении предложенного способа и устройства для конкретной плавильной печи, в случае использования для измерения вакуума манометров типа 6МДХ, позволяет, во-первых, очень точно измерить вакуум, а во-вторых, автоматизировать процесс определения герметичности за счет введения блока обработки информации. Это позволяет значительно улучшить качество плавки, уменьшить брак, увеличить выпуск продукции, уменьшить энергозатраты за счет уменьшения времени подготовки печи к плавке. When applying the proposed method and device for a specific melting furnace, if 6MDX type gauges are used to measure vacuum, it allows, firstly, to measure vacuum very accurately, and secondly, to automate the process of determining tightness by introducing an information processing unit. This can significantly improve the quality of smelting, reduce rejects, increase production, reduce energy consumption by reducing the time of preparation of the furnace for smelting.

Claims (2)

1. Способ контроля герметичности объема, преимущественно объемов плавильных печей, заключающийся в том, что объем вакуумируют до заданного вакуума, герметично перекрывают и выдерживают определенное время натекания, а норму герметичности определяют за счет натекания из окружающей среды в откаченный объем, отличающийся тем, что объем вакуумируют до вакуума 15 - 10 мм рт. ст. после герметичного перекрытия, охлаждают первую фиксированную порцию газа до температуры Tк минус 15 - 20oС и замеряют Pк1 - конечное давление остаточного газа, затем после времени натекания охлаждают точно такую же по объему вторую фиксированную порцию газа до той же температуры и замеряют Pк2 - конечное давление остаточного газа плюс газа натекания за время натекания, а норму герметичности определяют по известной формуле, приведя ее к нормальной температуре
Figure 00000001

где ΔP=Pк2-Pк1 давление газа, натекшего за время натекания, Па;
V - измеряемый объем, м3;
τ - время натекания, с;
Tокр - температура окружающей среды, К;
Tк - конечная температура охлаждения порций газа, К.
1. The method of monitoring the tightness of the volume, mainly the volume of smelting furnaces, which consists in the fact that the volume is vacuumized to a predetermined vacuum, hermetically shut off and withstand a certain leakage time, and the tightness rate is determined by leakage from the environment into the evacuated volume, characterized in that the volume vacuum to a vacuum of 15 - 10 mm RT. Art. after a tight shut-off, cool the first fixed portion of gas to a temperature of T to minus 15 - 20 o C and measure P to 1 - the final pressure of the residual gas, then after the leak-in time, cool the second fixed portion of gas of exactly the same volume to the same temperature and measure P to 2 - the final pressure of the residual gas plus leakage gas during the leakage, and the tightness rate is determined by the well-known formula, bringing it to normal temperature
Figure 00000001

where ΔP = P k2 -P k1 pressure of the gas leaking during the leakage time, Pa;
V is the measured volume, m 3 ;
τ is the leakage time, s;
T about to p - ambient temperature, K;
T to - the final temperature of the cooling portions of gas, K.
2. Устройство контроля герметичности объема, преимущественно объемов плавильных печей, содержащее вакуумный насос, магистраль вакуумирования, клапан и датчик давления, установленные в магистрали вакуумирования, отличающееся тем, что оно снабжено двумя тарировочными емкостями, установленными параллельно магистрали вакуумирования, клапанами входа и выхода газа, узлами контроля давления, датчиками температуры и холодильными блоками, установленными на каждой тарировочной емкости. 2. A device for monitoring the tightness of the volume, mainly the volume of melting furnaces, containing a vacuum pump, a vacuum line, a valve and a pressure sensor installed in the vacuum line, characterized in that it is equipped with two calibration containers installed parallel to the vacuum line, gas inlet and outlet valves, pressure monitoring nodes, temperature sensors and refrigeration units installed on each calibration tank.
SU5036248 1992-04-07 1992-04-07 Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces RU2052780C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5036248 RU2052780C1 (en) 1992-04-07 1992-04-07 Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5036248 RU2052780C1 (en) 1992-04-07 1992-04-07 Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2052780C1 true RU2052780C1 (en) 1996-01-20

Family

ID=21601319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5036248 RU2052780C1 (en) 1992-04-07 1992-04-07 Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2052780C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006937A (en) * 2014-06-06 2014-08-27 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 One-off detection method for multiple leakage points of horizontal tube cooler
CN105547729A (en) * 2016-01-21 2016-05-04 辽宁石油化工大学 Device for detecting working performance of underground gas-liquid separation device

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Отраслевой стандарт ОСТ 92-4291-89. Методы гидравлических пневмотических испытаний изделий на прочность и герметичность. Общие положения, с.20-23. 2. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами. М.: Металлургия, 1985, с.20, рис. 11. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104006937A (en) * 2014-06-06 2014-08-27 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 One-off detection method for multiple leakage points of horizontal tube cooler
CN104006937B (en) * 2014-06-06 2016-08-17 甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司 A kind of disposable method for detecting of horizontal water-tube cooler many places leakage point
CN105547729A (en) * 2016-01-21 2016-05-04 辽宁石油化工大学 Device for detecting working performance of underground gas-liquid separation device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63256833A (en) Method and device for inspecting leakage of system filled with steam or liquid or both steam and liquid
JPH03195935A (en) Apparatus and method for detecting leakage
CN105651464A (en) Leakage detection sensitivity post-calibration method for large spacecraft leakage detection
US4409817A (en) Vacuum leak detector and method
US20180372579A1 (en) Gross leak measurement in an incompressible test item in a film chamber
CN113092310A (en) Transformer oil gas content testing device and method for measuring density by U-shaped oscillation tube
RU2052780C1 (en) Method and device for checking air-proofness of volume, preferably volumes of melting furnaces
US5016468A (en) Method and apparatus for the determination of moisture in materials
JPH11304628A (en) Inspection machine for airtightness of thermosensitive control part in thermostatic expansion valve
CN214894673U (en) Transformer oil gas content testing device for measuring density by U-shaped oscillating tube
US3377844A (en) Method and apparatus for determining the amount of leakage from chambers
CN104913193A (en) Leakage detection method and device for inner container of interlayer low-temperature container
US3246505A (en) Leak detection method and apparatus
RU2386937C1 (en) Method for control of tightness
CN116793893B (en) Hydrogen content testing device and testing method for high-pressure hydrogen-contacting material
RU2172480C2 (en) Device for check-up of leak-proofness of vessels operating in vacuum at low temperatures
RU2515218C1 (en) Method to test product for tightness
RU2313772C2 (en) Mode of control of insulation
RU1795328C (en) Device for determination of value of summed-up leaks of articles
SU1330483A1 (en) Bed for testing articles for leak-proofness
RU1795320C (en) Method for seal testing of tanks at cryogenic temperature
SU968618A1 (en) Method of measuring enclosed volumes
RU2731136C1 (en) Method for improving operating reliability of a sealed compartment equipment cooling system
CN215296308U (en) Fluid compatibility measuring device
SU1120199A1 (en) Method of checking hermetic sealing