CN108627308A - 由高压气源向工件的充气方法、充气装置及差压气密性检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压气源充气方法及基于充气方法的差压气密性检测仪，所述充气方法包括：(1)在高压气源和工件之间设置依次连接的第一阀门、气罐和第二阀门；(2)第一阀门导通，第二阀门断开，高压气源向气罐充气；(3)第一阀门断开，第二阀门导通，气罐向工件充气；(4)交替通断第一阀门和第二阀门，使得高压气源经由气罐向工件充气达到预设气压。本发明能精确的向工件内充入气体，实现了在微小气压下的充气，扩宽了气密测试仪的应用领域，大幅降低了设备生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及气密性检测设备技术领域，尤其涉及一种高压气源充气方法及基于充气方法的差压气密性检测仪。
背景技术
随着社会的进步和产业化生产的发展，各行各业的生产厂商们在追求高品质，多功能产品的同时，也在要求生产过程的高效和洁净。因此，越来越多的现代科学技术被应用到生产实践中去。而密封性能在汽车工业、燃气具行业、半导体加工业、航天工业、食品工业、医疗卫生业以及其它诸行业中都是产品性能质量的重要参数。目前，最常用的气密性检测方法包括气泡法、示踪气体检测法、压降检测法、超声波法和差压气密性检测法等。
气泡法检测气密性精度低、速度慢，在被测件不允许充入足够高压力的气体，而泄漏量又较小的情况下，气泡产生的速度就会很慢，加之需要人进行持续观测，效率就会比较低下，甚至出现漏判和误判的问题，并且测量完成后需要清理洁净，以防被测件的腐蚀氧化等。示踪气体检测法成本相对较高，受环境空气本底的影响较大，而且使用的示踪气体有可能污染环境，对人体产生伤害。压降检测法在泄漏量较小的情况下，短时间内的压力降很小，检测效率低。超声波检测法对被测件的体积、表面有较多要求，且精度也不是很高。
差压式检漏方法是将气体同时充入被测件与基准件内，然后在一定时间内比较两者之间的差压，进而判断出被测件是否有泄漏。差压式检漏方法较其它检测方法具有检测精度高、检测速度快、安全环保、对资源环境要求低、适用范围广等优势。目前的差压检测仪是通过高精度的调压阀来控制被测件和标准件的进气量的，因此需要配置一个高精度的精调压阀来控制进气量，采用高精度的调压阀直接控制进气量时，充气速度比较慢，而且高精度的调压阀价格比较高，整个差压气密性检测仪的制造成本也很高。
同时，现有的将气体充入工件(被测件)是通过控制调压阀的开合程度来改变气压的大小，如果要求在微小气压下进行(比如气压低于5Kpa时)精确调节，则对调压阀的生产精度要求较高，生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中差压气密性检测仪在微小测试气压条件下对调压阀精度要求高，导致仪器生产成本高的问题，提出一种新型的由高压气源向工件输出低压气体的充气方法、充气装置以及差压气密性检测仪。
为了达到目的，本发明提供的技术方案为：
一种由高压气源向工件的充气方法，其包括如下步骤：
(1)在高压气源和工件之间设置依次连接的第一阀门、气罐和第二阀门；
(2)第一阀门导通，第二阀门断开，高压气源向气罐充气；
(3)第一阀门断开，第二阀门导通，气罐向工件充气；
(4)重复步骤(2)和(3)，交替通断第一阀门和第二阀门，使得高压气源经由气罐向工件充气达到预设气压。
优选地，所述步骤(2)中，在第一阀门与高压气源之间设有精调压阀，通过精调压阀控制充气后气罐的气压。
优选地，所述步骤4中，在第二阀门和工件之间的气体管路上设有压力传感器，通过压力传感器判断工件内部气压值。
一种由高压气源向工件的充气装置，其包括在高压气源和工件之间设置的缓冲装置，所述的缓冲装置包括依次连接的第一阀门、气罐和第二阀门，高压气源与第一阀门连接，工件与第二阀门连接。
优选地，所述第一阀门与高压气源之间设有精调压阀，通过精调压阀控制充气后气罐的气压。
优选地，所述第二阀门和工件之间的气体管路上设有压力传感器，通过压力传感器判断工件内部气压值。
一种基于上述充气方法的差压气密性检测仪，其包括依次连接的高压气源、粗调压阀、精调压阀、缓冲装置，以及分别与缓冲装置出气口连接的第一控制阀和第二控制阀，连接缓冲装置出气口处的气体管道上配有压力传感器，第一控制阀的出气口和第二控制阀的出气口之间设有差压计，所述的缓冲装置包括依次连接的第一电磁阀、气罐和第二电磁阀，第一电磁阀的进气口与精调压阀的出气口连接，第一控制阀和第二控制阀的进气口均与第二电磁阀的出气口连接。
优选地，所述的精调压阀和所述的压力传感器之间还设有旁路电磁阀，旁路电磁阀与第一电磁阀、气罐和第二电磁阀连接形成的气路并联，旁路电磁阀的进气口与精调压阀的出气口连接，出气口分别与第一控制阀和第二控制阀连接。
优选地，所述的第一控制阀和所述的第二控制阀均采用气动阀，第一控制阀和第二控制阀的控制端连接有第三电磁阀，第三电磁阀的进气口与粗调压阀的出气口连接。
优选地，所述的第一控制阀和第二控制阀的进气口均连接有排气阀。
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明由高压气源向工件输出低压气体的方法，采用两个阀门和缓冲气罐，通过阀门的交替通断实现了对工件的充气和精确的气压控制。阀门的生产成本较低，故大幅度降低了生产成本。
本发明与现有技术中直接通过高精度调压阀控制气压值相比较，区别在于在精调压阀出气口位置设置了缓冲装置，缓冲装置中的气罐用于储存气体，第一电磁阀用于控制高压气源向气罐充气，第二电磁阀用于控制气罐向被测件和标准件充气，通过第一电磁阀和第二电磁阀的反复配合通断，逐渐向被测件和标准件充气，使被测件和标准件内部气压达到要求的值。本发明的充气装置可以通过控制第一阀门和第二阀门的通断时间来实现在微小气压下的充气，扩宽了气密测试仪的应用领域。且本发明涉及的气密性检测仪对调压阀的精度要求相对较低，进而起到减少检测仪生产成本的目的，并且充气速度更快。
附图说明
图1是实施例一所述的高压气源充气方法的原理图；
图2是实施例二涉及的差压气密性检测仪的原理图；
图3是实施例三涉及的差压气密性检测仪的原理图。
图示说明：1-粗调压阀，2-精调压阀，3-第一电磁阀，4-气罐，5-第二电磁阀，6-旁路电磁阀，7-压力传感器，8-第一控制阀，9-第二控制阀，10-差压计，12-排气阀，13-被测件，14-标准件，15-高压气源。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例一：
结合附图1所示，一种由高压气源向工件的充气方法，其包括如下步骤：
(1)在高压气源15和工件13之间设置依次连接的第一阀门3、气罐4和第二阀门5；
(2)第一阀门3导通，第二阀门5断开，高压气源15向气罐4充气；
(3)第一阀门3断开，第二阀门5导通，气罐4向工件13充气；
(4)重复步骤(2)和(3)，交替通断第一阀门3和第二阀门5，使得高压气源15经由气罐4向工件13充气达到预设气压。
所述步骤(2)中，在第一阀门3与高压气源15之间设有精调压阀2，通过精调压阀2控制充气后气罐4的气压。所述步骤4中，在第二阀门5和工件13之间的气体管路上设有压力传感器7，通过压力传感器7判断工件13内部气压值。
本充气方法采用了一种由高压气源向工件的充气装置，如图1所示，其包括在高压气源15和工件13之间设置的缓冲装置，所述的缓冲装置包括依次连接的第一阀门3、气罐4和第二阀门5，高压气源15与第一阀门3连接，工件13与第二阀门连接5。所述第一阀门3与高压气源15之间设有精调压阀2，通过精调压阀2控制充气后气罐的气压。所述第二阀门5和工件13之间设有压力传感器7，通过压力传感器7判断工件内部气压值。
实施例二：
结合附图2所示，本发明涉及的一种差压气密性检测仪，包括高压气源15、粗调压阀1、精调压阀2、缓冲装置、压力传感器7、第一控制阀8、第二控制阀9和差压计10。所述的缓冲装置又包括气罐4，以及设置在气罐进气口和排气口位置的第一电磁阀3和第二电磁阀5。
粗调压阀1的进气口通过气体管道与高压气源连接，精调压阀2的进气口通过气体管道与粗调压阀1的出气口连接，第一电磁阀3的进气口通过气体管道与精调压阀2的出气口连接，气罐4的进气口与第一电磁阀3连接，第二电磁阀5的进气口通过气体管道与气罐4的出气口连接，第一控制阀8和第二控制阀9的进气端均通过气体管道与第二电磁阀5的出气口连接，且该气体管道上设有压力传感器7，用于测量充入被测件和标准件内部气体的气压值，被测件13与第一控制阀8的出气口连接，标准件14与第二控制阀9的出气口连接，连接被测件13进气口的气体管道以及连接标准件14进气口的气体管道之间连接有差压计10，用于检测被测件13和标准件14内部空间的气压差。连接第一控制阀8进气口和第二控制阀9进气口的气体管道上还通过另一路气体管道连接有排气阀12，用于检测后排出标准件和被测件内部的气体。
本实施例中第一控制阀8和第二控制阀9采用气动阀，第一控制阀8和第二控制阀9需要配置一个第三电磁阀11来实现控制第一控制阀8和第二控制阀9的通断，第三电磁阀11的进气口与粗调压阀1的出气口连接，第三电磁阀11的出气口通过气体管路与第一控制阀8和第二控制阀9的控制端连接。
采用上述差压气密性检测仪对被测件进行气密性检测的方法包括以下步骤：
(1)根据被测件测试要求设定充入气体的气压值K，本实施例以K＝3.2KPa为例对检测方法进行描述，设定粗调压阀1的气压值为0.4MPa～0.6MPa，精调压阀2的气压值为20KPa；
(2)开启第一电磁阀3，关闭第二电磁阀5、第三电磁阀11和排气阀12，由于第三电磁阀处于关闭状态，第一控制阀8和第二控制阀9也均处于关闭状态，高压气源对气罐4充气，此时，粗调压阀1的作用在于过滤气体中的水份等杂质，精调压阀2的作用在于控制气罐4内的气压，直到气罐4内的气压达到K，即3.2KPa；
(3)关闭第一电磁阀3，开启第二电磁阀5和第三电磁阀11，关闭排气阀12，由于第三电磁阀11处于开启状态，经过粗调压阀1处理后的气体进入到第一控制阀8和第二控制阀9的控制端，开启第一控制阀8和第二控制阀，进而气罐4向被测件13和标准件14充入部分气体，此时，压力传感器7测量被测件和标准件内气压，并判断气压是否到达K值，即3.2KPa；
(4)若被测件13和标准件14内部气压未到达K值，则反复循环步骤3和步骤4，直到被测件13和标准件14内的气压值达到K值；
(5)关闭第一电磁阀3、第二电磁阀5、第三电磁阀11和排气阀12，静置一段时间后读取差压计10的值，若气压差大于等于设定的泄露压力上限，则表明被测件13存在泄漏问题，若气压差小于设定的泄露压力上限，则表明被测件不存在泄漏问题；
(6)测试完成后，开启排气阀12，排出被测件13和标准件14内部的气体。
实施例三：
由于采用本发明涉及的差压气密性检测仪可能用来检测体积较大的工件，这些体积较大的被测件13通常需要通入大量的气体，来确保检测的准确性，而只通过缓冲装置对被测件13和标准件14充气的速度较慢，故在实施例二的基础上，在所述的精调压阀和所述的压力传感器之间增设旁路电磁阀6，如附图3所示，旁路电磁阀6与第一电磁阀3、气罐4和第二电磁阀5连接形成的气路并联，旁路电磁阀6的进气口与精调压阀2的出气口连接，旁路电磁阀6的出气口分别与第一控制阀8和第二控制阀9连接。
采用上述差压气密性检测仪对体积较大的被测件进行气密性检测的方法包括以下步骤：
(1)根据被测件测试要求设定充入气体的气压值K，设定粗调压阀1和精调压阀2的气压值，其中，粗调压阀设定的气压值远大于K，精调压阀2设定的气压值大于K；
(2)开启第一电磁阀3、旁路电磁阀6、第三电磁阀11，关闭第二电磁阀5和排气阀12。由于第三电磁阀处于开启状态，经过粗调压阀1处理后的气体进入到第一控制阀8和第二控制阀9的控制端，第一控制阀8和第二控制阀9也均处于开启状态。此时，高压气源对气罐4充气，高压气源同时向被测件13和标准件14充入气体。粗调压阀1的作用在于过滤气体中的水份等杂质，精调压阀2的作用在于控制气罐4内的气压，直到气罐4内的气压达到K值；
(3)关闭第一电磁阀3和旁路电磁阀6，开启第二电磁阀5和第三电磁阀11，关闭排气阀12。由于第三电磁阀11处于开启状态，开启第一控制阀8和第二控制阀，进而气罐4向被测件13和标准件14充入气体，此时，压力传感器7测量被测件和标准件内气压，并判断气压是否接近K值；
(4)若被测件和标准件内部气压还未接近K值，不断重复步骤2和步骤3，直到被测件和标准件内部气压接近K值；
(5)关闭第一电磁阀3、第二电磁阀5、旁路电磁阀6、第三电磁阀11和排气阀12，静置一段时间后读取差压计10的值，若气压差大于等于设定的泄露压力上限，则表明被测件13存在泄漏问题，若气压差小于设定的泄露压力上限，则表明被测件不存在泄漏问题；
(6)测试完成后，开启排气阀12，排出被测件13和标准件14内部的气体。
以上结合实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (10)
1.一种由高压气源向工件的充气方法，其特征在于，其包括如下步骤：
(1)在高压气源和工件之间设置依次连接的第一阀门、气罐和第二阀门；
(2)第一阀门导通，第二阀门断开，高压气源向气罐充气；
(3)第一阀门断开，第二阀门导通，气罐向工件充气；
(4)重复步骤(2)和(3)，交替通断第一阀门和第二阀门，使得高压气源经由气罐向工件充气达到预设气压。
2.根据权利要求1所述由高压气源向工件的充气方法，其特征在于：所述步骤(2)中，在第一阀门与高压气源之间设有精调压阀，通过精调压阀控制充气后气罐的气压。
3.根据权利要求1所述由高压气源向工件的充气方法，其特征在于：所述步骤(3)中，在第二阀门和工件之间的气体管路上设有压力传感器，通过压力传感器判断工件内部气压值。
4.一种由高压气源向工件的充气装置，其特征在于，其包括在高压气源和工件之间设置的缓冲装置，所述的缓冲装置包括依次连接的第一阀门、气罐和第二阀门，高压气源与第一阀门连接，工件与第二阀门连接。
5.根据权利要求4所述由高压气源向工件的充气装置，其特征在于：所述第一阀门与高压气源之间设有精调压阀，通过精调压阀控制充气后气罐的气压。
6.根据权利要求4所述由高压气源向工件的充气装置，其特征在于：所述第二阀门和工件之间的气体管路上设有压力传感器，通过压力传感器判断工件内部气压值。
7.一种基于权利要求1由高压气源向工件的充气方法的差压气密性检测仪，其特征在于：其包括依次连接的高压气源、粗调压阀、精调压阀、缓冲装置，以及分别与缓冲装置出气口连接的第一控制阀和第二控制阀，连接缓冲装置出气口处的气体管道上配有压力传感器，第一控制阀的出气口和第二控制阀的出气口之间设有差压计，所述的缓冲装置包括依次连接的第一电磁阀、气罐和第二电磁阀，第一电磁阀的进气口与精调压阀的出气口连接，第一控制阀和第二控制阀的进气口均与第二电磁阀的出气口连接。
8.根据权利要求7所述的差压气密性检测仪，其特征在于：所述的精调压阀和所述的压力传感器之间还设有旁路电磁阀，旁路电磁阀与第一电磁阀、气罐和第二电磁阀连接形成的气路并联，旁路电磁阀的进气口与精调压阀的出气口连接，出气口分别与第一控制阀和第二控制阀连接。
9.根据权利要求7所述的差压气密性检测仪，其特征在于：所述的第一控制阀和所述的第二控制阀均采用气动阀，第一控制阀和第二控制阀的控制端连接有第三电磁阀，第三电磁阀的进气口与粗调压阀的出气口连接。
10.根据权利要求7所述的差压气密性检测仪，其特征在于：所述的第一控制阀和第二控制阀的进气口均连接有排气阀。
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