CN213579972U - 一种制冷***气密性检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制冷***气密性检测装置,包括真空箱，与真空箱连通的充气***、真空箱抽空***、用于检测示踪气体的检漏***，还包括通过管路密封穿入真空箱内侧以便与真空箱内侧的被检测样品连通的高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***，所述检测装置还包括控制***，所述控制***用于控制其他各***的工作过程。本实用新型将制冷***的气密性检测分成两个流程，避免对大漏、小漏采用统一检测标准时，标准严造成的总体效率低下，标准松造成的检测精度不高的问题，本实用新型如此设置，有利于兼顾检测精度和效率。

Description

一种制冷***气密性检测装置

技术领域

本实用新型属于制冷设备密封性检测技术领域。

背景技术

许多制冷设备零部件及其管件在生产过程中需要对其密封性进行检测，防止发生泄漏，造成能源的浪费，甚至产生安全隐患。传统的泄漏检测方法主要有以下几种：

第一种，为待测样品注水或其它液体，观察、测量在特定时间内充入介质的减少量，如检测某处液面是否降低等。这是一种直接的测量方式。

第二种，为待测样品充入一定压力的气体，通常为压缩空气，保压后置水中观察，以被测样品周围是否产生气泡作为判断是否有泄漏的标准。

第三种，为待测样品注入水或其它液体介质，然后加压并进行保压，若被测样品的压力在测试期间没有下降，则认为样品无泄漏。

上述方法有如下缺点：

第一种，其通过注水来检测样品是否泄漏，这种方法操作起来较为复杂，对操作人员的要求较高，且只能根据操作员的肉眼观察判断出样品是否有泄漏，整体检测精度不高，而且无法找出具体的泄漏点；

第二种，采用气体保压放置水中检漏，这种方法操作难度大，纯手动控制，测量结果误差大；

第三种，采用注水保压观察压力的变化来检漏，这种方法首先需对接水管，操作复杂，不但精度不高，而且加压装置需要经常校准，另外，注水保压后的制冷***基本报废，检测成本高。

总而言之，上面三种方法，虽都能实现检漏，但都存在检漏精度不高的问题，对气密性等级要求高的产品而言，不能满足其气密性测试需求，而且还都存在操作复杂，检测效率不高等导致的检测成本高的缺点。

实用新型内容

本实用新型的发明目的是，提供一种兼顾检漏精度和检测效率的制冷***气密性检测装置。本实用新型中的制冷***指制冷设备本身或包括制冷设备及与其连接的密封部件。

本实用新型采取的技术方案具体内容如下：一种制冷***气密性检测装置,包括真空箱，与真空箱连通的充气***、真空箱抽空***、用于检测示踪气体的检漏***，还包括通过管路密封穿入真空箱内侧以便与真空箱内侧的被检测样品连通的高压气体充入***(这里的高压指高于大气气压)、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***，以及真空计和压力表，所述真空计用于测量真空箱和样品内的气体的真空度，所述压力表用于测量真空箱和样品内的气体的压力，所述检测装置还包括控制***，所述控制***与所述真空计和压力表以及上述各其他***分别相连，所述控制***根据所述真空计和所述压力表的监测值控制其他各***的工作过程。

检测时，首先通过真空箱抽空***给真空箱抽真空，同时通过高压气体充入***向被检测样品(位于真空箱内)中充入高压气体，通过监测真空箱内压力的变化，检查样品是否存大漏。如果样品有大漏，样品通过废气排放***进行排气，同时，通过充气***为真空箱充气破空。破空后，即可取出样品。若上述粗检流程通过，则进入精检流程：首先通过废气排放***为样品进行排气，然后为样品和真空箱抽真空，接着通过检漏***对真空箱内的示踪气体浓度进行第一次检测，并对这个信号抑零，然后，为样品充入示踪气体，再通过检漏***对真空箱内的示踪气体浓度进行第二次检测，根据检测结果判断样品是否存在小漏。精检流程后，为真空箱破空，同时，为样品排气，取出样品并进行标示。

所述检测装置还包括储气罐，所述储气罐连接在所述高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***与被检测样品连通的管路中。

所述高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***通过同一管路连通真空箱内侧，各自通过电磁阀控制其与被检测样品的连通关系。

所述样品抽空***通过真空泵实现抽空，所述废气排放***通过电磁阀与所述样品抽空***的真空泵的输出端相连，以便样品抽空***与废气排放***可以共用一个真空泵，提高真空泵利用率，节省装置成本。

所述检测装置外形设计成为一长方形箱体，该箱体的正面设有多个格子结构，左下方为真空箱，左上方为样品放置区，右上方为电器控制柜，触摸显示屏和若干控制按钮设置在电器控制柜的柜门上，所述检漏***包括检漏仪，检漏仪可拆除式放置在电器控制柜下方的仪器柜里。

密封穿入真空箱内侧以便与真空箱内侧的被检测样品连通的管路的末端设有快接接头。

真空箱内侧用于与被检测样品连通的管路采用耐压达6Mpa的柔性管。

本实用新型适用检测标准：ISO 14903-2017，IEC 60335-2-40:2018。

有益效果：

1)本实用新型将制冷***的气密性检测分成两个流程，避免对大漏、小漏采用统一检测标准时，标准严造成的总体效率低下，标准松造成的检测精度不高的问题，本实用新型如此设置，有利于兼顾检测精度和效率；

2)本实用新型将被检测样品置于真空箱内，调整被检测样品与真空箱的压力差，通过检测真空箱内的压力变化判断被检测样品是否存在大漏，若被检测样品存在大漏，通过该方式进行粗检完全能满足对精度和效率方面的要求；不同于粗检的检测方式，精检通过检测被检测样品是否有示踪气体泄漏实现，在样品只存在细漏的情况下，该方式能实现更高的检测精度和检测效率。而且只在精检环境采用示踪气体表示法，能有效避免示踪气体的浪费。相比于现有技术，本实用新型检测方式能更好地满足气密性等级要求高的产品的气密性测试需求，而且操作简单，效率高，不对被检测样品造成损伤，上述种种，使得本实用新型方式能明显降低检测成本。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的检测装置的原理示意图；

图2为本实用新型较佳实施例的检测装置的整体结构示意图；

图3为本实用新型较佳实施例的检测装置的部分模块的连接示意图；

图4为本实用新型较佳实施例的检测装置的控制回路接线图。

具体实施方式

利用本实施例检测装置进行的制冷***气密性检测，主要步骤是：在检测时，首先向被检测样品(位于真空箱内)中充入高压氮气，然后通过监测真空箱内压力的变化，进行检大漏；再根据氦检漏的基本检漏原理，用氦气作为示踪气体，将氦气充入被检测样品，然后通过氦检漏仪检测真空箱内是否存在示踪气体而实现对被检测样品的精检。该方法能高精度迅速准确的判断被检测样品的泄漏情况。

下面为对上述方法的详细介绍。

图1为本实施例检测装置的原理示意图。下面结合原理示意图详细介绍下本实施例检测装置的具体工作过程：

1、粗检

真空箱门关闭后，控制***打开电磁阀V6，同时启动真空泵1，先后对真空箱进行粗抽、精抽，直至箱内真空度达到设定的检漏压力如50Pa。在对真空箱开始抽真空的同时，控制***打开电磁阀V1，给箱内的被检测样品充入2.0MPa(可调范围：0.5～2MPa)的高压氮气，再进行保压，经设定时间后，控制***根据压力表(用于监测真空箱内的气压)的检测结果判断是否有大漏。如果样品有大漏，控制***把样品内的高压气体排放掉，同时关闭真空箱的抽气阀V6，终止粗检程序，并打开V7给真空箱充入大气。操作者按下控制***触摸屏上的确认按钮，真空箱门自动打开，取出样品，标识后放入待处理区。若控制***没有发现样品大漏，自动进入下一步检漏程序。

本实施例通过保压一段时间后，观察压力表的值，判断被检测样品粗检是否通过。在其他实施例中，还可通过时间配合压力变化阈值来控制是否结束粗检。如到达设定时长或压力增值超过压力变化阈值，即判断被检测样品粗检不合格。两种控制方式相比，前者简单，后者一般更为高效。

2、精检

2-1)对样品抽真空：若没有发现样品大漏，控制***打开V3、V4和真空泵2将样品内的高压气体放掉，然后关闭V4，对样品内部抽真空，当样品内的真空度达到设定的压力值后，停止抽真空，等待真空箱的抽空过程完成。样品内真空度的设定值根据需要检漏的样品需要达到的精度，即需要测试的气密性等级而设定，真空度越高所能测试的气密性等级也就越高。一般设1500Pa为低检压力设定值，200Pa为中检压力设定值，20Pa为精检压力设定值。

2-2)真空氦检：当真空箱的抽空达到设定的检漏压力通常设置为40Pa，而同时箱内样品的抽空已经完成时，控制***先开启V5和真空泵3，通过检漏仪检测真空箱内的氦气的浓度，并对这个信号抑零，然后开启V2，给样品充入2.0Mpa(可调范围：0.5～2MPa)的氦气，当样品内的氦气压力达到设定值后，检漏仪再次对样品进行检漏。如果检漏仪发现有超过设定值的氦信号，则说明箱内样品有小漏，控制***自动对样品循环检测，即对当前氦信号再次抑零，并重复上面检测，通常重复1-3次(每次持续时间3-8分钟)后，若问题依旧存在，则判断样品有泄漏，信号灯显示提醒。打开V7，真空箱在充入大气后自动打开，操作者可将快速接头与样品分离后，将样品取出并做相应标识。如果检漏仪没有发现有超过设定值的氦信号，则说明被检测样品没有泄漏，控制***发出通过检测的信号。本实施例中采用的检漏仪，仪器型号：231B,厂家：皖仪。

2-3)氦气排放：样品检测通过后，再次开启V3、V4和真空泵2，自动排放样品内的氦气，同时，控制***开启V7向真空箱内充入大气，当真空箱的压力上升到大气压力，真空箱门自动打开，检测程序完成，人工取下产品。

图1中储气罐用于缓冲、稳压，以使样品中的气压更加稳定。上面检测装置通过压力表监测真空箱和样品内的气体的压力，通过真空计监测真空箱和样品内气体的真空度，它们具体的安装位置，本领域技术人员可根据本实施例中的检测过程自行选择合适位置进行安装。本实施例中，压力表主要用于检测高压(高于大气气压)气体的气压，以弥补真空计在检测高压气体方面的不足。

本实施例以氦气作为示踪气体，其检测成本大体如下：一瓶体积为40L，压力为15MPa纯度为99.9％的氦气约2000元左右。换算成一个大气压下的体积为：40Lx150＝6000L。除去瓶内剩余等因素，可用5000L，所以氦气单位体积成本0.4元/L。可见，使用氦气作为示踪气体时，能很好的控制测试成本。

图2为本实施例检测装置的整体结构示意图。如图2所示，检测装置设计成为一长方形箱体。该箱体的正面设有多个格子结构，左下方为真空箱11，左上方为样品放置区12，右上方为电器控制柜13，触摸显示屏131和若干控制按钮132设置在电器控制柜13的柜门上，检漏仪2放置在电器控制柜13下方的仪器柜14里。其他结构均设置在箱体内。该结构的检测装置主要有如下特点：

1)真空箱位置合理，方便大件被检测样品的测试；

2)检漏仪2的接电插座直接引入仪器柜14，固定在仪器柜14的柜壁上。检漏仪2放置在仪器柜14中，可方便的接电构成本实施例检测装置的一部分，也可随时取出而独立使用；

3)装置的整体性较好。

图1中管道***与真空箱和样品的连接方式如下：

管道***通过真空箱箱壁上密封安装的转接头与真空箱内侧连通，而用于与样品连接的管道***则进一步通过耐高压易弯折的柔性管(耐压达6Mpa)与快速接头连通，以便通过快速接接头快速连接样品。本实施例中采用的快速接头接口管径配有5/8转3/8、1/4、1/2、3/4铜管接头各两套。配有数显扭力扳手一套。

上面检测装置的控制***如图3、4所示，主要由PLC、开关量扩展模块FBs-8YR和模拟量扩展模块FBs-4A2D以及触摸屏构成。触摸屏、检漏仪分别与PLC相连，PLC还与开关量扩展模块FBs-8YR和模拟量扩展模块FBs-4A2D分别相连，它们分别用于扩展PLC的开关量接点和模拟量接点。检测装置中的各种数据采集设备，主要指压力表、真空计、检漏仪等，各种指示灯和电磁阀分别与控制***相连，它们与控制***的连接关系，具体如图4所示。压力表用于检测充气时的压力大小，以此判断充气的压力是否满足，真空计用于抽真空时的检测，判断真空箱内的真空和样品内的真空是否到达设定值。压力表、真空计、检漏仪通过与模拟量扩展模块FBs-4A2D相连，将采集的实时值输出到PLC，以便PLC作出判断。

区别于现有技术，本实施例检漏仪除通过485总线与PLC相连完成信息交互外(传递包括漏率在内的各种信息)，还增设有模拟量监测端。通过485总线的通讯连接，会不可避免的存在一些延时情况，而增设的检漏仪与模拟量扩展模块FBs-4A2D之间的连接，是将检漏仪的实时漏率以模拟量信号输出反馈给PLC模拟量输入，以提高控制***的控制精度。

上述检测装置的主要技术参数：

最小可检漏率：5×10^-12Pa·m³/s；

漏率显示范围：1×10^-3～1×10^-12Pa·m³/s启动时间(指装置每次开机前自检过程所需的时间)：≤5min

响应时间(漏出的氦分子通过分子泵到氦质谱室进行信号转换的时间)：<1S检漏口最高压力(检漏仪抽空的压力最大值)：1300Pa

极限真空度(真空箱所能承受的极限压力)：5×10^-1Pa

上面装置采用工艺流程自动化技术，将工艺设备与电气自动控制技术相结合，由PLC和触摸屏对整个样品检测工艺流程进行自动控制，操作者只需安装及卸载样品，不需操作者对每一个工艺过程的结果进行判断，由PLC程序根据预设的条件自动判断上一步骤的结果及完成下一步骤的执行。

上述检测装置具有操作简单、自动化程度高、安全高效、检漏精度高等特点。

本实用新型适用于所有的制冷***零部件及整机密封性测试，量程宽，精度高，具有广泛的应用范围。

Claims (7)

1.一种制冷***气密性检测装置,其特征在于，包括真空箱，与真空箱连通的充气***、真空箱抽空***、用于检测示踪气体的检漏***，还包括通过管路密封穿入真空箱内侧以便与真空箱内侧的被检测样品连通的高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***，以及真空计和压力表，所述真空计用于测量真空箱和样品内的气体的真空度，所述压力表用于测量真空箱和样品内的气体的压力，所述检测装置还包括控制***，所述控制***与所述真空计和压力表以及上述各其他***分别相连，所述控制***根据所述真空计和所述压力表的监测值控制其他各***的工作过程。

2.根据权利要求1所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，所述检测装置还包括储气罐，所述储气罐连接在所述高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***与被检测样品连通的管路中。

3.根据权利要求2所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，所述高压气体充入***、示踪气体充入***、样品抽空***和废气排放***通过同一管路连通真空箱内侧，各自通过电磁阀控制其与被检测样品的连通关系。

4.根据权利要求3所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，所述样品抽空***通过真空泵实现抽空，所述废气排放***通过电磁阀与所述样品抽空***的真空泵的输出端相连。

5.根据权利要求1所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，所述检测装置外形设计成为一长方形箱体，该箱体的正面设有多个格子结构，左下方为真空箱，左上方为样品放置区，右上方为电器控制柜，触摸显示屏和若干控制按钮设置在电器控制柜的柜门上，所述检漏***包括检漏仪，检漏仪可拆除式放置在电器控制柜下方的仪器柜里。

6.根据权利要求2所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，密封穿入真空箱内侧以便与真空箱内侧的被检测样品连通的管路的末端设有快接接头。

7.根据权利要求6所述的制冷***气密性检测装置,其特征在于，真空箱内侧用于与被检测样品连通的管路采用耐压达6Mpa的柔性管。

Images