RU2617567C1 - Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses - Google Patents
Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses Download PDFInfo
- Publication number
- RU2617567C1 RU2617567C1 RU2016103517A RU2016103517A RU2617567C1 RU 2617567 C1 RU2617567 C1 RU 2617567C1 RU 2016103517 A RU2016103517 A RU 2016103517A RU 2016103517 A RU2016103517 A RU 2016103517A RU 2617567 C1 RU2617567 C1 RU 2617567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- volume
- local
- product
- vacuum
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M3/00—Investigating fluid-tightness of structures
- G01M3/02—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
- G01M3/04—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
- G01M3/20—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material
- G01M3/202—Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point using special tracer materials, e.g. dye, fluorescent material, radioactive material using mass spectrometer detection systems
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к испытательной технике.The invention relates to the field of mechanical engineering, namely to testing equipment.
Развитие ракетно-космической техники сопровождается непрерывным повышением требований к герметичности систем и агрегатов. Для последних модификаций ракет-носителей уровень требований к основным элементам корпуса ракет, в том числе обечаек достигает значения показателя допустимой негерметичности - 1⋅10-5 л⋅мкм рт.ст./с (1,33⋅10-9 м3Па/с).The development of rocket and space technology is accompanied by a continuous increase in the requirements for the tightness of systems and assemblies. For the latest modifications of launch vehicles, the level of requirements for the main elements of the rocket body, including shells, reaches the value of the permissible leak rate - 1⋅10 -5 l⋅mkm Hg / s (1.33⋅10 -9 m 3 Pa / from).
При этом столь высокие требования предъявляются к конструктивным элементам корпусов ракет, размеры которых измеряются многими метрами. Достижение высокой чувствительности при испытании на герметичность столь габаритных изделий представляет большую проблему. Еще более трудная задача - установление местонахождения дефектов герметичности для выполнения операций ремонта.At the same time, such high demands are placed on the structural elements of rocket bodies, the dimensions of which are measured by many meters. Achieving high sensitivity during the leak test of such dimensional products is a big problem. An even more difficult task is to locate leakage defects for repair operations.
Известны способы контроля локальной негерметичности масс-спектрометрическими методами, регламентированные ОСТ 92-1527-89 «Изделия отрасли. Методы испытания на герметичность с применением масс-спектрометрических течеискателей»:Known methods for monitoring local leakage by mass spectrometric methods, regulated by OST 92-1527-89 "Products of the industry. Leak test methods using mass spectrometric leak detectors ":
- метод «щупа»;- method "probe";
- метод обдува гелием;- method of blowing helium;
- метод вакуумных присосок;- method of vacuum suction cups;
- метод накопления гелия в локальной камере.- helium accumulation method in a local chamber.
Две причины ограничивают и препятствуют их применению при поиске негерметичностей малого порядка на крупногабаритных сборочных единицах:Two reasons limit and impede their use in the search for leaks of small order on large assembly units:
- высокая трудоемкость и малая производительность;- high complexity and low productivity;
- недостаточная чувствительность и надежность контроля.- insufficient sensitivity and reliability of control.
Поиск течей на изделиях с поверхностями, измеряемых десятками и сотнями квадратных метров, требует многосуточных затрат времени, трудозатраты - до 200…300 н-час.The search for leaks on products with surfaces measured in tens and hundreds of square meters requires many hours of time, labor - up to 200 ... 300 n-hours.
Контроль проводится в среде окружающего атмосферного воздуха, содержащего пары влаги, частиц пыли. Как показывают последние исследования, микронеплотности с проницаемостью ~1⋅10-5 л⋅мкм рт.ст./с (1,33⋅1⋅10-9 м3Па/с) теряют проницаемость за счет конденсации капиллярной влаги через 2…4 часа пребывания изделия в атмосфере с относительной влажностью 60,0…80,0%. Практическая чувствительность контроля не превышаетControl is carried out in the environment of ambient air containing moisture vapor, dust particles. Recent studies show that micro-densities with permeabilities of ~ 1⋅10 -5 l⋅mkm Hg / s (1.33⋅1⋅10 -9 m 3 Pa / s) lose their permeability due to condensation of capillary moisture in 2 ... 4 hours the product was in an atmosphere with a relative humidity of 60.0 ... 80.0%. The practical sensitivity of the control does not exceed
5⋅10-4 л⋅мкм рт.ст. (6,65⋅10-8 м3Па/с).5⋅10 -4 l⋅mkm Hg (6.65⋅10 -8 m 3 Pa / s).
Наиболее близкими к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способы и устройства контроля зоны расположения дефекта герметичности методами вакуумной присоски и накопления гелия в локальной камере. Однако эти способы, как уже указано выше, характеризуются недостаточной чувствительностью, надежностью, и производительностью.Closest to the proposed invention in terms of technical nature and the achieved effect is methods and devices for monitoring the location of the leakage defect by vacuum suction cups and helium accumulation in the local chamber. However, these methods, as already indicated above, are characterized by insufficient sensitivity, reliability, and performance.
Контроль методом вакуумной присоски изделий с большими поверхностями - малопроизводителен, поскольку для перестановки присоски на новый участок контроля, герметизации с поверхностью изделия, достижения под ее поверхностью высокого вакуума и требуется достаточно большое время, к тому же достижимая чувствительность в связи трудностью герметизации ее на поверхности ограничена значением 1⋅10-3…5⋅10-4 л⋅мкм рт.ст./с. (1.33⋅10-7…6,65⋅10-8 м3Па/с).Vacuum suction control of products with large surfaces is inefficient because it takes a long time to move the suction cup to a new control area, seal with the product surface, and achieve a high vacuum under its surface, and the sensitivity achieved due to the difficulty of sealing it on the surface is limited value of 1⋅10 -3 ... 5⋅10 -4 l⋅mkm Hg / s. (1.33⋅10 -7 ... 6.65⋅10 -8 m 3 Pa / s).
Метод накопления гелия в локальной камере для установления зоны расположения дефекта требует многократной перестановки локальной камеры и герметизации ее на поверхности изделия, что также требует больших затрат труда и времени, а при ускорении процесса снижаются чувствительность контроля до значений - не выше 1⋅10-3…5⋅10-4 л⋅мкм рт.ст./с. (1.33⋅10-7……6,65⋅10-8) м3Па/с и надежность контроля герметичности.The method of helium accumulation in the local chamber to establish the defect location zone requires multiple rearrangement of the local chamber and sealing it on the product surface, which also requires a lot of labor and time, and when the process is accelerated, the control sensitivity decreases to values not higher than 1⋅10 -3 ... 5⋅10 -4 l⋅mkm Hg / s (1.33⋅10 -7 ....... 6.65⋅10 -8 ) m 3 Pa / s and the reliability of the tightness control.
Цель изобретения - повышение чувствительности, надежности контроля герметичности, сокращение затрат труда и времени на поиск дефектов герметичности и повышение производительности испытаний.The purpose of the invention is to increase the sensitivity, reliability of the tightness control, reduce labor costs and time to search for tightness defects and increase test performance.
Поставленная цель достигается тем, что согласно предлагаемому способу контроля герметичности, заключающемуся в размещении изделия - цилиндрической обечайки, объем которой герметизирован по торцам, в вертикальном положении осевой линии на монтажном столе испытательной вакуумной камеры, подключении к внутреннему объему изделия магистрали подачи давления контрольного газа, помещении изделия в объем испытательной вакуумной камеры, удалении из объема испытательной камеры атмосферного воздуха до достижения в ее объеме остаточного давления менее 1⋅10-4…5⋅10-5 мм рт.ст., нагружении изделия избыточным давлением контрольного газа и регистрации и измерения утечки контрольного газа в объем испытательной камеры масс-спектрометрическим течеискателем, согласно изобретению дополнительно к измерению общей негерметичности контролируемого изделия обеспечивается возможность определения зоны дефекта на его поверхности путем использования кольцевой локальной камеры, объем которой может быть сообщен гибким вакуумпроводом с вакуумной системой масс-спектрометрического течеискателя, локальной камеры, способной последовательно, пошагово перемещаться вдоль всей боковой цилиндрической поверхности изделия, создавая герметичное соединение с поверхностью изделия после каждого шага последовательного перемещения, обеспечивая при этом контроль герметичности каждой кольцевой зоны цилиндрической поверхности изделия, а для установления местонахождения дефекта герметичности под периметром кольцевой камеры отключают системы вакуумной откачки общей испытательной и локальной камер, производят напуск атмосферного воздуха в объем испытательной камеры и чистого сухого воздуха в объем локальной камеры до атмосферного давления при сохранении избыточного испытательного давления контрольного газа в объеме контролируемого изделия (выше атмосферного значения) и производят выдержку в течение времени τн, сек:This goal is achieved by the fact that according to the proposed method of tightness control, which consists in placing the product - a cylindrical shell, the volume of which is sealed at the ends, in the vertical position of the axial line on the mounting table of the test vacuum chamber, connecting the test gas pressure supply line to the internal volume of the product, indoors products into the volume of the test vacuum chamber, removal of atmospheric air from the volume of the test chamber until the residual pressure in its volume reaches Ia least 1⋅10 -4 ... 5⋅10 -5 mmHg loading articles pressurized test gas, and recording and measuring the leakage of test gas in the test chamber volume mass spectrometer leak detector according to the invention, in addition to measuring the total leakage test object it is possible to determine the defect zone on its surface by using an annular local chamber, the volume of which can be communicated by a flexible vacuum conduit with a vacuum system of a mass spectrometric leak detector For a local chamber capable of sequentially moving stepwise along the entire lateral cylindrical surface of the product, creating a tight connection with the surface of the product after each step of sequential movement, while ensuring tightness control of each annular zone of the cylindrical surface of the product, and to establish the location of the tightness defect under the perimeter of the annular chambers disconnect vacuum evacuation systems of the common test and local chambers, make atmospheric air inlet Ear volume in the test chamber and the clean dry air in the local volume chamber to atmospheric pressure while maintaining control of excess gas pressure in the test volume of the test object (higher than atmospheric values) and produce an extract for a time τ n, s:
, ,
где q - величина негерметичности кольцевой зоны изделия, установленная при контроле с использованием локальной камеры, л⋅мкм рт.ст./сек;where q is the value of the leakage of the annular zone of the product, established during the control using the local camera, l⋅mkm Hg / sec;
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V локальной камеры, л; - the volume of the control share of the total internal volume V of the local camera, l;
, ед - рекомендуемое четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения вакуум-провода, где , units - the recommended even number of equal control fractions of the internal volume of the annular local chamber symmetrically located relative to the connection point of the vacuum wire, where
dk - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры, дм;d k is the average diameter of the volume of the annular local chamber, dm;
sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой, дм;s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with an annular local camera, dm;
С - объемная концентрация гелия в контрольном газе, %;C is the volume concentration of helium in the control gas,%;
Pmin=(1,5…2,0)⋅Сф⋅Ра мкм рт.ст. - минимальное парциальное давление гелия, надежно регистрируемое течеискателем на фоне его атмосферного содержания, где:P min = (1.5 ... 2.0) ⋅C f ⋅P a μm Hg - the minimum partial pressure of helium, reliably recorded by the leak detector against the background of its atmospheric content, where:
Сф - объемное содержание гелия в атмосферном воздухе, ед;With f - volumetric helium content in the atmospheric air, units;
Ра - давление атмосферного воздуха, мкм рт.ст.P a - atmospheric air pressure, μm Hg
и по истечении времени τн обеспечивают циркуляцию воздуха в объеме локальной камеры к штуцеру подключения гибкого контрольного вакуум-провода с объемным расходом Qв при условии равноценного напуска чистого сухого воздуха через гибкий трубопровод, подключенный к объему кольцевой камеры в точке, противоположной подключению контрольного вакуум-провода, а координату расположения дефекта под периметром локальной камеры L∂ определяют по значению времени τmax, сек установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток анализируемого газа, поступающего в систему напуска течеискателя через щуп-зонд, подключенный к контрольному вакуум-проводу:and after time τ n , air is circulated in the volume of the local chamber to the fitting for connecting the flexible control vacuum wire with a volume flow rate Q in , provided that an equal inflow of clean dry air through a flexible pipe connected to the volume of the annular chamber at the point opposite to the control vacuum wires, and the location coordinate of the defect under the perimeter of the local camera L ∂ is determined by the value of time τ max , sec establishing the maximum signal of the mass spectrometric leak detector on the flow of the analyzed gas entering the leak detector inlet system through the probe probe connected to the control vacuum wire:
, дм, где , dm, where
Qв - объемный расход воздуха, циркулирующий в объеме локальной камеры к штуцеру подключения контрольного вакуум-провода и поступающий через трубопровод напуска с противоположного конца локальной камеры, нл/сек;Q in - volumetric air flow circulating in the volume of the local chamber to the connection fitting of the control vacuum wire and coming through the inlet pipe from the opposite end of the local chamber, nl / sec;
V - общий внутренний объем локальной камеры, л;V is the total internal volume of the local camera, l;
а для установления под какой из симметрично расположенных долей объема кольцевой локальной камеры находится дефект герметичности после прекращения циркуляции воздуха выполняют повторную выдержку в течение времени τн, сек и затем контролируют содержание фактически накопленного в объеме локальной камеры гелия при его поступлении из микронеплотности путем обследования через два симметричных контрольных штуцера на поверхности локальной камеры, расположенных на расстояниях по периметру кольцевой камеры близких значению L∂, слева и справа от точки соединения контрольного вакуум-провода с объемом локальной камеры.and to establish under which of the symmetrically located fractions of the volume of the annular local chamber there is a leakage defect after the cessation of air circulation, re-exposure is performed for a time τ n , sec and then the content of helium actually accumulated in the volume of the local chamber when it enters from the micro-tightness by inspection through two symmetric control nipples on the surface of the local chamber located at distances along the perimeter of the annular chamber close to the value of L ∂ , left and the right of the connection point of the control vacuum wire with the volume of the local chamber.
А также применением устройства контроля герметичности цилиндрических обечаек корпусов жидкостных ракет, включающего испытательную вакуумную камеру в составе монтажного стола для размещения контролируемого изделия с вертикальным положением его оси и вакуумного колпака, устройство герметизации нижнего торца изделия и заглушку для герметизации его верхнего торца, систему подачи в объем изделия контрольного газа, систему вакуумной откачки испытательной камеры и систему контроля герметичности изделия масс-спектрометрическим течеискателем, согласно изобретению оно дополнительно содержит кольцевую локальную камеру, которая имеет возможность располагаться в плоскости, перпендикулярной продольной оси изделия соосно с его цилиндрической поверхностью, снабженную устройством ее осевого шагового перемещения вдоль всей боковой поверхности изделия, которое выполнено в виде не менее трех винтовых приводов, причем, их приводные колонки с винтовой резьбой имеют возможность располагаться у внешней поверхности изделия параллельно продольной его оси и сообщены с шаговыми электродвигателями, расположенными под монтажным столом вне объема вакуумной испытательной камеры, а противоположные концы винтовых колонок входят в подшипники, установленные на траверсах, прикрепленных к заглушке, и подшипники, смонтированные на монтажном столе, а общий объем кольцевой локальной камеры ограничен кольцевыми уплотнительными прокладками полого сечения, которые имеют возможность после подачи во внутреннюю полость от герметичной гибкой магистрали, выведенной из объема испытательной вакуумной камеры, раздувающего сжатого воздуха обеспечивать герметичное соединение кольцевой локальной камеры с поверхностью изделия, а общий объем локальной камеры соединен герметично гибким контрольным вакуум-проводом, выведенным из объема испытательной камеры и соединенным с вакуумной системой контроля герметичности масс-спектрометрическим течеискателем, при этом образованный под кольцевой камерой объем условно разделен по ее периметру на равные контрольные доли ее объема в четном количестве долей, симметрично расположенных относительно точки подключения к объему локальной камеры гибкого контрольного вакуум-провода, где dk - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры, дм, sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой, дм, а на наружной поверхности локальной камеры напротив каждой из ее равных долей расположены контрольные штуцеры, снабженные разделяющими диафрагменными перегородками, изготовленными из эластичного материала, и снабженные герметичными заглушками, кроме того, к гибкому контрольному вакуум-проводу подключен побудитель расхода воздуха, а с противоположной стороны расположения точки подключения вакуум-провода к кольцевой камере к ней подключен гибкий трубопровод подачи чистого сухого воздуха.As well as the use of a device for monitoring the tightness of the cylindrical shells of the shells of liquid rockets, including a test vacuum chamber as part of an assembly table for placing a controlled product with a vertical position of its axis and a vacuum cap, a device for sealing the lower end of the product and a plug for sealing its upper end, a feed system in volume test gas products, vacuum evacuation system of the test chamber and product leak tightness control system by mass spectrometric leak test body, according to the invention it further comprises an annular local chamber, which has the ability to be located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the product coaxially with its cylindrical surface, equipped with a device for its axial stepwise movement along the entire side surface of the product, which is made in the form of at least three screw drives, moreover, their drive columns with screw threads have the ability to be located on the outer surface of the product parallel to its longitudinal axis and communicated with the stepper by motors located under the mounting table outside the volume of the vacuum test chamber, and the opposite ends of the screw columns are included in bearings mounted on traverses attached to the plug and bearings mounted on the mounting table, and the total volume of the annular local chamber is limited by hollow ring gaskets, which are able, after being fed into the internal cavity from an airtight flexible line, withdrawn from the volume of the test vacuum chamber, inflating the compressed air to provide a tight connection of the annular local chamber with the surface of the product, and the total volume of the local chamber is connected by a hermetically flexible control vacuum wire withdrawn from the volume of the test chamber and connected to the vacuum tightness control system by a mass spectrometric leak detector, while the volume formed under the annular chamber is conditionally divided along its perimeter for equal control shares of its volume in an even amount fractions symmetrically located relative to the connection point to the volume of the local chamber of the flexible control vacuum wire, where d k is the average diameter of the volume of the annular local chamber, dm, s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with the annular local chamber, dm, and on the outer surface of the local chambers opposite each of its equal shares are the control fittings equipped with separating diaphragm partitions made of elastic material and equipped with sealed plugs, in addition to an air flow inducer is connected to the flexible control vacuum wire, and on the opposite side of the location of the connection point of the vacuum wire to the annular chamber, a flexible pipeline for supplying clean dry air is connected to it.
Кроме того, передача вращающего момента от шаговых двигателей, расположенных вне объема вакуумной камеры, к винтовым приводным колонкам, расположенным в объеме вакуумной камеры, осуществляется с помощью магнитных муфт.In addition, the transmission of torque from stepper motors located outside the volume of the vacuum chamber to screw drive columns located in the volume of the vacuum chamber is carried out using magnetic couplings.
Отличительными признаками предлагаемого способа являются:Distinctive features of the proposed method are:
- возможность контроля общей герметичности изделия (обечайки корпуса жидкостной ракеты) и последующего установления кольцевой зоны цилиндрической поверхности обечайки, на которой располагается дефект герметичности, благодаря использованию кольцевой локальной камеры, последовательно, пошагово перемещающейся вдоль всей боковой поверхности изделия;- the ability to control the overall tightness of the product (the shell of the liquid rocket body) and the subsequent establishment of the annular zone of the cylindrical surface of the shell on which the tightness defect is located, thanks to the use of the annular local chamber sequentially moving stepwise along the entire side surface of the product;
- возможность последующего установления местоположения дефекта на участке боковой цилиндрической поверхности изделия с размерами - , где dи - диаметр цилиндрической поверхности изделия, дм, sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой, дм, методом накопления гелия, проникающего через сквозную микронеплотность в объем локальной камеры, предварительно заполненной чистым, сухим воздухом, с последующим после выдержки в течение времени τн, сек установлением зоны расположения дефекта в объеме локальной камеры по длительности τmax, сек максимального сигнала течеискателя при условии обеспечения циркуляции воздуха внутри кольцевой локальной камеры с объемным расходом Qв, а также после повторной выдержки в течение времени τн уточнение местоположения течи контролем концентрации гелия в долях объема локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения контрольного вакуум-провода.- the possibility of subsequent establishment of the location of the defect in the area of the lateral cylindrical surface of the product with dimensions - , where d and is the diameter of the cylindrical surface of the product, dm, s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with an annular local chamber, dm, by the method of accumulation of helium penetrating through the micro-tightness into the volume of the local chamber pre-filled with clean, dry air, followed by holding for a time τ n , sec by establishing the zone of defect location in the volume of the local chamber for the duration τ max , sec of the maximum leak detector signal, provided that air is circulated inside the annular local chamber with a volumetric flow rate Q in , and also after repeated exposure over time τ n, the location of the leak is determined by monitoring the concentration of helium in fractions of the volume of the local chamber symmetrically located relative to the connection point of the control vacuum wire.
Благодаря указанным отличиям достигаются повышение чувствительности, надежности контроля герметичности, сокращаются затраты труда и времени на поиск дефектов герметичности и повышается производительность испытаний.Thanks to these differences, an increase in sensitivity, reliability of tightness control is achieved, labor and time spent on searching for tightness defects are reduced, and test performance is increased.
Повышение чувствительности и надежности контроля при поиске локальной герметичности в сравнении с традиционной технологией поиска способами вакуумных присосок, накопления гелия в локальной камере, обдува гелием достигается уменьшения фоновых потоков гелия, вызванных негерметичностью в стыке присосок с поверхностью изделия, исключения контакта поверхности изделия с атмосферным воздухом, содержащим влагу и другие производственные загрязнения (пыль, пары летучих веществ и т.п.).Increasing the sensitivity and reliability of the control when searching for local tightness in comparison with the traditional technology for searching by means of vacuum suction cups, helium accumulation in the local chamber, helium blowing reduces the background helium fluxes caused by leaks at the junction of the suction cups with the surface of the product, eliminating contact of the product surface with atmospheric air, containing moisture and other industrial pollution (dust, fumes of volatile substances, etc.).
Сокращение трудозатрат, времени на поиск местоположения течи обусловлен механизацией и возможной автоматизацией технологического процесса, благодаря этому же значительно увеличивается производительность работ по поиску течей.The reduction of labor costs, time to search for the location of the leak is due to the mechanization and possible automation of the technological process, due to this, the productivity of the leak detection work is significantly increased.
Отличительными признаками предлагаемого устройства являются:Distinctive features of the proposed device are:
- наличие дополнительной кольцевой локальной камеры, расположенной в плоскости, перпендикулярной продольной оси изделия соосно с его цилиндрической поверхностью, объем которой с помощью гибкого контрольного вакуум-провода может соединяться с вакуумной системой масс-спектрометрическкого течеискателя, обеспечивая возможность контроля герметичности кольцевого пояса поверхности изделия;- the presence of an additional annular local chamber located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the product coaxially with its cylindrical surface, the volume of which can be connected to the vacuum system of the mass spectrometric leak detector using a flexible control vacuum wire, making it possible to control the tightness of the annular belt of the product surface;
- наличие устройства осевого шагового перемещения кольцевой локальной камеры вдоль всей боковой поверхности изделия, выполненного в виде нескольких винтовых приводов, причем, их приводные колонки с винтовой резьбой располагаются у внешней поверхности изделия параллельно продольной его оси и сообщены с шаговыми электродвигателями, расположенными под монтажным столом- the presence of an axial stepping device of the annular local chamber along the entire side surface of the product, made in the form of several screw drives, moreover, their drive columns with screw thread are located on the outer surface of the product parallel to its longitudinal axis and are connected with stepper motors located under the mounting table
- наличие устройства герметизации кольцевой локальной камеры на каждом последовательном шаге ее перемещения вдоль всей боковой поверхности изделия двумя кольцевыми уплотнительными прокладками полого сечения после подачи во внутреннюю полость от раздувающего давления сжатого воздуха- the presence of a sealing device of the annular local chamber at each successive step of its movement along the entire side surface of the product with two annular hollow section gaskets after supplying compressed air to the internal cavity from the inflation pressure
- наличие системы циркуляции сухого чистого воздуха в объеме кольцевой локальной камеры с использованием побудителя расхода для установления координаты расположения зоны расположения дефекта герметичности;- the presence of a system of circulation of dry clean air in the volume of the annular local chamber using a flow inducer to establish the location coordinates of the location of the leakage defect;
- наличие на поверхности кольцевой локальной камеры четного количества контрольных штуцеров, симметрично расположенных относительно точки подключения контрольного вакуум-провода, для точного установления зоны расположения дефекта герметичности по периметру камеры;- the presence on the surface of the annular local chamber of an even number of control fittings symmetrically located relative to the connection point of the control vacuum wire, to accurately establish the location zone of the leakage defect along the perimeter of the chamber;
- передача вращающего момента от шаговых двигателей, расположенных вне объема вакуумной камеры, к винтовым приводным колонкам, расположенным в объеме вакуумной камеры с помощью магнитных муфт.- transfer of torque from stepper motors located outside the volume of the vacuum chamber to screw drive columns located in the volume of the vacuum chamber using magnetic couplings.
Таким образом, предлагаемый способ и устройство контроля герметичности цилиндрических обечаек корпусов жидкостных ракет-носителей позволяют в значительной степени повысить надежность и чувствительность контроля, снизить затраты труда и времени на поиск зоны расположения дефекта. Предлагаемые решения могут быть также практически реализованы в процессах испытаний цилиндрических оболочек, составляющих основу конструкций емкостей в авиастроении, судостроении, изготовлении герметичных конструкций в химической, ядерно-энергетической и других отраслях промышленности. Заявляемое решение может быть промышленно применимо, т.к. может быть изготовлено промышленным способом, осуществимо и воспроизводимо, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «промышленная применимость».Thus, the proposed method and device for monitoring the tightness of the cylindrical shells of the shells of liquid launch vehicles can significantly increase the reliability and sensitivity of control, reduce labor and time spent on finding the location of the defect. The proposed solutions can also be practically implemented in the processes of testing cylindrical shells, which form the basis of tank structures in aircraft, shipbuilding, and the manufacture of pressurized structures in the chemical, nuclear energy, and other industries. The claimed solution can be industrially applicable, because can be manufactured industrially, feasibly and reproducibly, therefore, it meets the condition of patentability - “industrial applicability”.
Сравнение заявляемого технического решения с уровнем техники по научно-технической литературе и патентным источникам показывает, что совокупность существенных признаков заявленного решения не была известна. Следовательно, оно соответствует условию патентоспособности - «новизна».Comparison of the claimed technical solution with the prior art in the scientific and technical literature and patent sources shows that the set of essential features of the claimed solution was not known. Therefore, it meets the condition of patentability - “novelty”.
Анализ известных технических решений в данной области техники показывает, что предлагаемое устройство имеет признаки, которые отсутствуют в известных технических решениях, а использование их в заявленной совокупности признаков дает возможность получить новый технический эффект, следовательно, предлагаемое техническое решение имеет изобретательский уровень по сравнению с существующим уровнем техники.Analysis of the known technical solutions in the art shows that the proposed device has features that are not available in the known technical solutions, and their use in the claimed combination of features makes it possible to obtain a new technical effect, therefore, the proposed technical solution has an inventive step compared to the existing level technicians.
Изобретение иллюстрируется чертежом, где показана схема устройства контроля герметичности цилиндрических обечаек корпуса жидкостной ракеты-носителя, позволяющего выполнить измерение ее общей негерметичности с чувствительностью до ~1⋅10-4…1⋅10-5 л⋅мкм рт.ст./с (1,33⋅10-8…1,33⋅10-9 м3Па/с) и провести оперативный поиск области местоположения дефекта (дефектов герметичности, если их несколько).The invention is illustrated in the drawing, which shows a diagram of a device for monitoring the tightness of cylindrical shells of a housing of a liquid booster rocket, which makes it possible to measure its total leakage with a sensitivity of up to ~ 1⋅10 -4 ... 1⋅10 -5 l⋅mkm Hg / s (1 , 33⋅10 -8 ... 1.33⋅10 -9 m 3 Pa / s) and conduct an on-line search for the location of the defect (leakage defects, if there are several).
Устройство включает испытательную вакуумную камеру в составе монтажного стола 1 для размещения контролируемого изделия 2 с вертикальным положением его оси и вакуумный колпак 3, устройство герметизации нижнего торца изделия на монтажном столе (на схеме не показано) и заглушку для герметизации его верхнего торца 4, систему подачи в объем изделия давления контрольного газа 5, систему вакуумной откачки испытательной камеры 6 и систему контроля герметичности изделия масс-спектрометрическим течеискателем 7.The device includes a test vacuum chamber as part of the mounting table 1 for placement of the controlled
Устройство дополнительно содержит кольцевую локальную камеру 8, расположенную в плоскости, перпендикулярной продольной оси изделия 2 соосно с цилиндрической поверхностью изделия 2, снабженную устройствами шагового перемещения 9, 10 ее вдоль продольной оси изделия, и с возможностью герметизации кольцевой камеры 8 на поверхности изделия 2 в каждом последующем положении, причем, обеспечена после получения рабочего вакуума в испытательной камере 1, 3 (остаточное давление менее 1⋅10-4…5⋅10-5 мм рт.ст.) и подачи избыточного давления контрольного газа от системы 5 в объем изделия 2 возможность последовательного пошагового перемещения и герметизации кольцевой камеры 8 вдоль всей боковой цилиндрической поверхности изделия 2.The device further comprises an annular
Объем локальной камеры 8 после каждого акта ее пошагового перемещения и герметизации на поверхности изделия подключается через гибкий герметичный вакуум-провод 11 и клапаны 12 и 13 к системе контроля герметичности 7, позволяющей оценить степень герметичности каждого кольцевого участка цилиндрической оболочки изделия 2, а через клапан 14 к побудителю расхода воздуха 15. На противоположном конце кольцевой локальной камеры к ее объему подключен гибкий трубопровод 16, через клапан 17 сообщаемый с системой подачи чистого сухого воздуха (на схеме не показана).The volume of the
Пошаговое перемещение кольцевой локальной камеры 8 осуществляется несколькими винтовыми приводами: приводные колонки с винтовой резьбой 9 располагаются параллельно продольной оси изделия 2 у внешней его поверхности, а привод вращения винтов 10 осуществляется с помощью шаговых электродвигателей, распложенных вне объема вакуумной испытательной камеры, а противоположные концы винтовых колонок 9 входят в подшипники 18 траверс 19, закрепленных к заглушке 4, и подшипники 20, смонтированные на столе 1 у противоположного торца изделия 2.The step-by-step movement of the annular
Герметизация локальной камеры 8 с поверхностью изделия 2 осуществляется деформацией двух полых кольцевых уплотнительных прокладок 21 после подачи во внутреннюю кольцевую полость каждой прокладки раздувающего давления сжатого воздуха через гибкий трубопровод 22, клапан 33 от пневмопульта 23.The sealing of the
Общий объем кольцевой локальной камеры 8 условно разделяется по ее периметру на равные контрольные зоны. Количество этих зон - четное, причем равное количество таких зон располагается симметрично слева и справа относительно точки присоединения к объему кольцевой камеры гибкого вакуум-провода 11. Рекомендуемое общее количество условных зон - , где dk - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры, sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой 8. На наружной поверхности кольцевой локальной камеры 8 напротив каждой из ее равных долей располагаются контрольные штуцеры 24, снабженные разделяющими диафрагменными перегородками толщиною 1,5…3,0 мм, изготовленными из эластичного материала (вакуумные резины, фторопласт, полиэтилен и т.п.) и закрываемые на период испытания изделия в вакуумной испытательной камере герметичными заглушками (на схеме не показаны).The total volume of the annular
Кроме того, передача вращающего момента от шаговых двигателей 10, расположенных вне вакуумной камеры, к нескольким (не менее 3-х) винтовым приводным колонкам 9, расположенным в объеме вакуумной камеры, осуществляется с помощью магнитных муфт 25.In addition, the transmission of torque from
Масс-спектрометрический течеискатель 7 может быть также соединен с объемом контрольного трубопровода 11 через клапаны 14, 27, 26 и натекатель 29. Сообщение масс-спектрометрического течеискателя 7 с игольчатым щупом 30 осуществляется через клапан 28, натекатель 29 и клапан 27.The mass
Способ контроля герметичности реализуется следующим образом.The method of tightness control is implemented as follows.
Контролируемое изделие - обечайка 2 устанавливается на столе 1 вакуумной испытательной камеры и герметично соединяется с ним по нижнему торцу. Затем заглушка 4 в комплекте с кольцевой камерой 8 и винтовыми колонками 9 (кольцевая камера 8 в этот момент находится в крайнем нижнем положении) устанавливается на верхнем торце обечайки 2, таким образом, чтобы нижние концы винтовых колонок 9 сочленились с подшипниками 20 на столе 1 и катушками магнитных муфт 25. Заглушка 4 герметизируется на верхнем торце обечайки 2. Внутренний объем кольцевой локальной камеры 8 соединяется через контрольный вакуум-провод 11 с системой масс-спектрометрического течеискателя 7. Внутренний объем уплотнительных прокладок 21 через гибкий трубопровод 22 и клапан 33 соединяется с пневмопультом 23. Внутренний объем изделия 2 подключается к пульту подачи контрольного газа (гелий или смесь гелия с воздухом) 5.The controlled product - the
Вакуумный колпак 3 устанавливается и герметизируется на столе 1.
После включения системы вакуумной откачки 6 и открытия клапанов 31, 32 происходит удаление атмосферного воздуха из объема испытательной камеры 1,3 и откачка его до остаточного давления ≤1⋅10-4…5⋅10-5 мм рт.ст., внутренний объем изделия 2 от пульта 5 через клапан 34 заполняется контрольным газом (гелием или смесью гелия с воздухом) при давлении испытания, большим атмосферного (избыточным). С использованием системы масс-спектрометрического контроля 7 через клапаны 32, 31, 13 выполняется операция контроля общей герметичности изделия. Если значение измеренного общего потока контрольного газа Qи превышает допустимое значение , приступают к операции поиска местонахождения дефекта герметичности.After turning on the vacuum pumping system 6 and opening the
Для этого подключают объем локальной камеры 9 через контрольный вакуум-провод 11 и клапаны 12 и 13 к вакуумной системе масс-спектрометрического течеискателя 7 и при последовательном, пошаговом перемещении локальной камеры 8 вдоль всей поверхности изделия снизу-вверх контролируют герметичность каждой из зон, охватываемых локальной камерой, после герметизации камеры на поверхности изделия подачей с пульта 23 через клапан 33 раздувающего уплотнительные элементы 21 камеры давления воздуха. При этом устанавливают кольцевую зону изделия 2, на которой располагается дефект герметичности изделия.To do this, connect the volume of the
Для установления местонахождения дефекта герметичности под периметром кольцевой камеры 8 отключают системы вакуумной откачки общей испытательной и локальной камер закрытием клапанов 30, 12 производят напуск атмосферного воздуха в объем испытательной камеры через клапан 35 и чистого сухого воздуха (точка росы не выше - -40°C, класс чистоты 1 по ОСТ 92-1577-78 «Воздух сжатый и азот газообразный. Технические требования и методы контроля») в объем локальной камеры 8 через клапан 17 до атмосферного давления при сохранении избыточного испытательного давления контрольного газа в объеме контролируемого изделия, и производят выдержку в течение времени τн, сек:To determine the location of the leakage defect under the perimeter of the
, где where
q - величина негерметичности кольцевой зоны изделия, установленная при контроле с использованием локальной камеры, л⋅мкм рт.ст./сек;q is the leakage value of the annular zone of the product, established during the control using the local camera, l⋅mkm Hg / sec;
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V, локальной камеры, л; - the volume of the control share of the total internal volume V, local camera, l;
- рекомендуемое четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения контрольного вакуум-провода, ед;, где - the recommended even number of equal control fractions of the internal volume of the annular local chamber symmetrically located relative to the connection point of the control vacuum wire, units ;, where
dk - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры, дм;d k is the average diameter of the volume of the annular local chamber, dm;
sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой, дм;s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with an annular local camera, dm;
Значения Pmin - минимальное парциальное давление гелия, надежно регистрируемое течеискателем на фоне его атмосферного содержания мкм рт.ст.;Values of P min - the minimum partial pressure of helium, reliably recorded by the leak detector against the background of its atmospheric content μm Hg;
Pmin=(1,5…2,0)⋅Сф⋅Ра=(1,5…2,0)⋅5⋅10-6⋅0,76⋅106=(5,7…7,6), где:P min = (1.5 ... 2.0) ⋅С ф ⋅Р а = (1.5 ... 2.0) ⋅5⋅10 -6 ⋅0.76⋅10 6 = (5.7 ... 7.6 ), where:
Сф=5⋅10-6 - объемное содержание гелия в атмосферном воздухе, ед;With f = 5⋅10 -6 - volumetric helium content in the atmospheric air, units;
Ра=0,76⋅106 - давление атмосферного воздуха, мкм рт.ст.P a = 0.76⋅10 6 - atmospheric air pressure, μm Hg
По истечении времени τн обеспечивают с использованием побудителя расхода 15 через клапаны 14 и 36 циркуляцию воздуха в объеме локальной камеры 8 к штуцеру подключения контрольного вакуум-провода с объемным расходом Qв при условии равноценного напуска чистого сухого воздуха через клапан 17 и гибкий трубопровод 16, подключенный к объему кольцевой камеры в точке, противоположной подключению контрольного вакуум-провода 11, а координату расположения дефекта под периметром локальной камеры L∂ определяют по значению времени τmax, сек установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток анализируемого газа, поступающего в систему напуска течеискателя 7 через клапаны 14, 26, 27 и натекатель 29.After the time τ n , using a
, дм, где: , dm, where:
Qв - объемный расход воздуха, подаваемый побудителем расхода 15 и поступающий в объем локальной камеры 8 через трубопровод 16 и клапан напуска 17, нл/с;Q in - the volumetric flow rate of air supplied by the
V - общий внутренний объем локальной камеры, л;V is the total internal volume of the local camera, l;
τmax - время установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток контрольного газа, поступающего через зонд-натекатель 30 и анализируемого течеискателем 7, сек.τ max is the time to establish the maximum signal of the mass spectrometric leak detector to the control gas flow entering through the leak detector 30 and analyzed by the
Для установления под какой из симметрично расположенных долей объема кольцевой локальной камеры 8 находится дефект герметичности после прекращения циркуляции воздуха выполняют повторную выдержку в течение времени τн, после выдержки снимают с монтажного стола 1 крышку камеры - вакуумный колпак 3, и затем после удаления технологических заглушек контролируют содержание фактически накопленного в объеме локальной камеры гелия (при его поступлении из микронеплотности) путем обследования с помощью игольчатого щупа 30 прокалыванием эластичных диафрагм в двух симметричных контрольных штуцеров 24 на поверхности локальной камеры 8, расположенных на расстояниях по периметру кольцевой камеры, близких значению L∂ слева и справа от точки соединения контрольного вакуум-провода с объемом локальной камеры. При этом поступление анализируемого газа в систему напуска течеискателя 7 осуществляется прокачкой вакуумным насосом 6 через клапан 13, клапаны 28, 27 и игольчатый щуп 30.To establish under which of the symmetrically located volume fractions of the annular
Пример конкретного выполнения способ приведен ниже.An example of a specific implementation of the method is given below.
Необходимо выполнить испытания на герметичность обечайки топливного бака жидкостной ракеты с установлением зоны местонахождения сквозной микронеплотности.It is necessary to carry out leakproofness tests of the shell of the fuel tank of a liquid rocket with the establishment of the zone of location of through microleakness.
Исходные данные:Initial data:
1. Размеры обечайки:1. Shell dimensions:
- диаметр наружной цилиндрической поверхности d=30,0 дм;- the diameter of the outer cylindrical surface d = 30.0 dm;
- длина обечайки .- shell length .
2. Условия контроля:2. Control conditions:
- метод контроля герметичности - вакуумный масс-спектрометрический;- tightness control method - vacuum mass spectrometric;
- давление испытания Р=0,5 МПа;- test pressure P = 0.5 MPa;
- контрольный газ - смесь гелия с воздухом с объемной концентрацией гелия - 80,0%;- control gas - a mixture of helium with air with a volume concentration of helium - 80.0%;
- допустимая негерметичность обечайки Qдоп=1⋅10-4 л мкм рт.ст. (1,33⋅10-8 м3Па/с);- permissible leakage of the shell Q add = 1⋅10 -4 l μm Hg (1.33 × 10 -8 m 3 Pa / s);
- при обнаружении общей негерметичности обечайки, превышающей допустимое значение, необходимо установить зону местонахождения дефекта на поверхности изделия.- upon detection of a general leakage of the shell exceeding the permissible value, it is necessary to establish the area where the defect is located on the surface of the product.
Для решения задачи используется испытательная установка, изготовленная по схеме чертежа, включающая кольцевую локальную камеру, схематично показанную на чертеже. Размеры камеры:To solve the problem, a test installation is used, made according to the drawing scheme, including an annular local chamber, schematically shown in the drawing. Camera dimensions:
- внутренний диаметр - dвн=30,06 дм;- inner diameter - d int = 30.06 dm;
- ширина зоны охвата по цилиндрической поверхности - sк=2 дм;- the width of the coverage area on a cylindrical surface - s to = 2 dm;
- внутренний объем локальной камеры в состоянии герметичного соединения с поверхностью изделия - V≈6 л;- the internal volume of the local chamber in a state of tight connection with the surface of the product - V≈6 l;
- количество условных контрольных зон в объеме кольцевой локальной камеры:- the number of conditional control zones in the volume of the annular local camera:
- объем условной контрольной зоны ;- volume of conditional control zone ;
- минимальное парциальное давление гелия, надежно регистрируемое течеискателем на фоне его атмосферного содержания:- the minimum partial pressure of helium, reliably recorded by the leak detector against the background of its atmospheric content:
Pmin=(1,5…2)⋅5⋅10-6⋅0,76⋅106=(5,7…7,6)≈7,0 мкм рт.ст.P min = (1.5 ... 2) ⋅5⋅10 -6 ⋅0.76⋅10 6 = (5.7 ... 7.6) ≈7.0 μm Hg
- длительность выдержки для накопления контрольного газа в условной контрольной зоне 4 при q=1⋅10-4 л⋅мкм рт.ст.- the exposure time for the accumulation of the control gas in the
- координату расположения дефекта под периметром локальной камеры L∂ необходимо определять по соотношению:- the location coordinate of the defect under the perimeter of the local camera L ∂ must be determined by the ratio:
, дм, dm
если Qв=0,01 л/сек, V=4 лif Q in = 0,01 l / s, V = 4 l
L∂=47,2⋅(1-0,0025⋅τmax) дм.L ∂ = 47.2⋅ (1-0.0025⋅τ max ) dm.
Контроль герметичности обечайки выполняется следующим образом.Checking the tightness of the shell is as follows.
Контролируемое изделие - обечайка 2 устанавливается на столе 1 вакуумной испытательной камеры и герметично соединяется с ним по нижнему торцу. Затем заглушка 4 в комплекте с кольцевой камерой 8 и винтовыми колонками 9 (кольцевая камера 8 в этот момент находится в нижнем положении) устанавливается на верхнем торце обечайки 2, таким образом, чтобы нижние концы винтовых колонок сочленились с подшипниками 20 на столе 1 и катушками магнитных приводов 25. Заглушка 4 герметизируется на верхнем торце обечайки 2. Внутренний объем кольцевой локальной камеры 8 соединяется через вакуум-провод 11 с системой масс-спектрометрического контроля 7. Внутренний объем уплотнительных прокладок 21 через гибкий трубопровод 22 и клапан 33 соединяется с пневмопультом 23. Внутренний объем изделия 2 подключается к пульту подачи контрольного газа 5.The controlled product - the
Крышка испытательной камеры - вакуумный колпак 3 устанавливается и герметизируется на столе 1.Test chamber lid -
После включения системы вакуумной откачки 6 и открытия клапанов 32, 31 происходит удаление атмосферного воздуха из объема испытательной камеры и откачка его до остаточного давления ≤5⋅10-5 мм рт.ст., внутренний объем изделия 2 от пульта 5 через клапан 34 заполняется контрольным газом (смесью гелия с воздухом с объемной концентрацией гелия 80%) при давлении испытания, большим атмосферного (0,5 МПа). С использованием системы масс-спектрометрического контроля 7 через клапаны 32, 31, 13 выполняется операция контроля общей герметичности изделия 2.After turning on the vacuum pumping system 6 and opening the
При испытании установлена величина общей негерметичности обечайки - 2,5⋅10-3 л мкм рт.ст. Последовательным перемещением кольцевой локальной камеры с нижнего уровня на пятом шаге локального контроля через клапаны 12 и 13 установлена кольцевая зона местоположения течи. Подтверждена также при локальном контроле величина течи - 2,0⋅10-4 л⋅мкм рт.ст.During the test, the value of the total leakage of the shell was established - 2.5⋅10 -3 l μm Hg. By sequentially moving the annular local chamber from the lower level in the fifth step of local control through the
Предстояла задача - установить зону расположения дефекта под оболочкой локальной камеры 8. Для этого отключены системы вакуумной откачки общей испытательной и локальной камер закрытием клапанов 32, 12 произвели напуск атмосферного воздуха в объем испытательной камеры через клапан 35 и чистого, сухого воздуха (точка росы ниже - -40°C, класс чистоты 1 по ОСТ 92-1577-78 «Воздух сжатый и азот газообразный. Технические требования и методы контроля») в объем локальной камеры через клапаны 14 и 36 до атмосферного давления при сохранении избыточного испытательного давления контрольного газа в объеме контролируемого изделия, и произвели выдержку в течение времени τн:The task ahead was to establish the defect location zone under the shell of the
час, где hour where
q=5⋅10-4 л мкм рт.ст. - величина негерметичности кольцевой зоны изделия, установленная при контроле с использованием локальной камеры, л мкм рт.ст./сек;q = 5⋅10 -4 L μm Hg - the magnitude of the leakage of the annular zone of the product, established during control using a local camera, l μm Hg / sec;
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V локальной камеры, л; - the volume of the control share of the total internal volume V of the local camera, l;
n - четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения контрольного вакуум-провода, ед; рекомендуемое четное значениеn is an even number of equal control fractions of the internal volume of the annular local chamber symmetrically located relative to the connection point of the control vacuum wire, units; recommended even value
, где where
dk=30,08 дм - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры;d k = 30.08 dm is the average diameter of the volume of the annular local chamber;
sk=2,0 дм - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой. Принимаем значение n=40.s k = 2.0 dm is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with an annular local camera. We accept the value n = 40.
С=80,0% - объемная концентрация гелия в контрольном газе;C = 80.0% is the volume concentration of helium in the control gas;
Pmin=(1,5…2)⋅γ⋅Pa=(1,5…2)⋅5⋅10-6⋅0,76⋅106=(5,7…7,6)≈7,0 минимальное парциальное давление гелия, надежно регистрируемое течеискателем на фоне его атмосферного содержания, мкм рт.ст.;P min = (1.5 ... 2) ⋅γ⋅P a = (1.5 ... 2) ⋅5⋅10 -6 ⋅0.76⋅10 6 = (5.7 ... 7.6) ≈7.0 minimum partial pressure of helium, reliably recorded by a leak detector against the background of its atmospheric content, μm Hg;
- Сф=5⋅10-6 - объемное содержание гелия в атмосферном воздухе, ед;- With f = 5⋅10 -6 - volumetric helium content in atmospheric air, units;
- Ра=0,76⋅106 мкм - давление атмосферного воздуха.- P a = 0.76⋅10 6 μm - atmospheric air pressure.
По истечении времени τн=2,0 час обеспечивают с использованием побудителя расхода 15 через клапаны 14 и 36 циркуляцию воздуха в объеме локальной камеры к штуцеру подключения гибкого контрольного вакуум-провода 11 с объемным расходом Qв=0,01 л/с при условии равноценного (т.е. Qв=0,01 л/с) напуска чистого сухого воздуха через гибкий трубопровод 16 и клапан 17, подключенный к объему кольцевой камеры 8 в точке, противоположной подключению контрольного гибкого вакуум-провода 11, а координату расположения дефекта под периметром локальной камеры L∂ определяют по значению времени установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток анализируемого газа, поступающего в систему напуска течеискателя через щуп-зонд, подключенный к контрольному вакуум-проводу:After the time τ n = 2.0 hours, using a
, дм, где , dm, where
Qв=0,01 нл/с - объемный расход воздуха, поступающий в объем локальной камеры через трубопровод напуска;Q in = 0.01 nl / s - the volumetric flow rate of air entering the volume of the local chamber through the inlet pipe;
V=6 л - общий внутренний объем локальной камеры;V = 6 l - the total internal volume of the local camera;
τmax=160 сек - время установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток анализируемого газа, полученное в результате испытания;τ max = 160 sec - the time to establish the maximum signal of the mass spectrometric leak detector to the flow of the analyzed gas obtained as a result of the test;
При установленной производительности побудителя расхода воздуха Qв=0,01 л/с значение .With the established performance of the inducer of air flow Q in = 0,01 l / s value .
Номер контрольной зоны: .Control Zone Number: .
Таким образом, течь располагается в 15-й доле объема кольцевой локальной камеры справа или слева, от точки подключения контрольного вакуум-провода.Thus, the leak is located in the 15th fraction of the volume of the annular local chamber to the right or left of the connection point of the control vacuum wire.
Для установления под какой из симметрично расположенных долей объема кольцевой локальной камеры находится дефект герметичности после прекращения циркуляции воздуха выполняют повторную выдержку в течение времени τн=2,2 час, после выдержки снимают с монтажного стола 1 крышку камеры - вакуумный колпак 3, и затем после удаления технологических заглушек контролируют содержание фактически накопленного в объеме локальной камеры гелия при его поступлении из микронеплотности путем обследования через два симметричных контрольных штуцера 24 на поверхности локальной камеры 8, расположенных на расстояниях по периметру кольцевой камеры, близких значению L∂=34,6 дм слева и справа от точки соединения контрольного вакуум-провода с объемом локальной камеры. Перед испытанием с контрольных штуцеров 24 сняты заглушки. Обследование выполняется после введение иглы контрольного щупа зонда 30 через контрольные штуцеры в объем локальной камеры прокалыванием эластичных диафрагм. Ниже приводятся значения реакции масс-спектрометрического течеискателя после введения иглы контрольного зонда в объем локальной камеры через штуцеры прокалыванием эластичных диафрагм.To establish under which of the symmetrically located fractions of the volume of the annular local chamber there is a leakage defect after stopping the air circulation, repeat exposure is performed for a time τ n = 2.2 hours, after exposure, the chamber cover is removed from the mounting table 1 —
Таким образом установлено, что дефект герметичности располагается в зоне 15-й, от точки подключения контрольного вакуумпровода доли объема кольцевой локальной камеры слева в прямоугольной зоне .Thus, it was found that the leakage defect is located in the 15th zone, from the connection point of the control vacuum conduit of the volume fraction of the annular local chamber to the left in the rectangular zone .
Поиск такой течи на установленной площади локальными методами, например, «методом щупа» не представляет затруднений.The search for such a leak in the established area by local methods, for example, using the "probe method" is not difficult.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103517A RU2617567C1 (en) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016103517A RU2617567C1 (en) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2617567C1 true RU2617567C1 (en) | 2017-04-25 |
Family
ID=58643315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016103517A RU2617567C1 (en) | 2016-02-03 | 2016-02-03 | Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2617567C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108844787A (en) * | 2018-07-10 | 2018-11-20 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Self feed back seal chamber gas sampling device and its application |
CN110617921A (en) * | 2019-09-17 | 2019-12-27 | 芜湖天航装备技术有限公司 | Air tightness test device and method for aviation launching device |
CN116183117A (en) * | 2023-04-28 | 2023-05-30 | 山东福阳液压科技有限公司 | Hydraulic cylinder tightness testing device based on displacement |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288517A1 (en) * | 1985-05-07 | 1987-02-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of tightness test of articles |
SU1288515A1 (en) * | 1985-05-07 | 1987-02-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Device for tightness test of articles |
SU1408272A1 (en) * | 1985-12-19 | 1988-07-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of checking articles for leak-proofness |
-
2016
- 2016-02-03 RU RU2016103517A patent/RU2617567C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1288517A1 (en) * | 1985-05-07 | 1987-02-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of tightness test of articles |
SU1288515A1 (en) * | 1985-05-07 | 1987-02-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Device for tightness test of articles |
SU1408272A1 (en) * | 1985-12-19 | 1988-07-07 | Предприятие П/Я М-5671 | Method of checking articles for leak-proofness |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108844787A (en) * | 2018-07-10 | 2018-11-20 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Self feed back seal chamber gas sampling device and its application |
CN108844787B (en) * | 2018-07-10 | 2024-02-13 | 中国工程物理研究院化工材料研究所 | Self-feedback sealed cavity gas sampling device and application thereof |
CN110617921A (en) * | 2019-09-17 | 2019-12-27 | 芜湖天航装备技术有限公司 | Air tightness test device and method for aviation launching device |
CN110617921B (en) * | 2019-09-17 | 2024-04-30 | 芜湖天航装备技术有限公司 | Air tightness test device and method for aviation launching device |
CN116183117A (en) * | 2023-04-28 | 2023-05-30 | 山东福阳液压科技有限公司 | Hydraulic cylinder tightness testing device based on displacement |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4475224B2 (en) | Airtight leak inspection device | |
RU2617567C1 (en) | Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses | |
US4813268A (en) | Leakage detection apparatus for drum wheels and method therefore | |
DE3828588C1 (en) | ||
US20180202889A1 (en) | Method for controlling the leaktightness of sealed products and installation for the detection of leaks | |
CN107024324A (en) | The diaphragm gas meter dry check system of complete machine sealing helium and method | |
CN104062153A (en) | Blowing sampling system and blowing sampling method for analysis of content of impurities gas | |
CN111077023B (en) | Dynamic and static combined loading gas-containing coal pore pressure response and damage determination device | |
CN105910761A (en) | Tube flange gas leakage detection device | |
CN108444651A (en) | A kind of isotope target piece helium mass spectrum leak detecting device and detection method | |
CN108168802A (en) | Container welding check device and its application method | |
CN110068431A (en) | A kind of leakage test method of aerospace composite tank at low ambient temperatures | |
KR200191426Y1 (en) | Equipment for leak test with tracer gas | |
CN204679222U (en) | A kind of gas concentration sniffer | |
KR20140129717A (en) | A hose pipe of leak test method and thereof leak test device for the vehicle air conditioner pipe laying | |
RU2649215C1 (en) | Method and device for control of the sealing of bottoms of fuel tanks of liquid rockets | |
CN103837309B (en) | Valve sealing performance automatic checking device | |
CN214277332U (en) | Leak detection device for pressure-bearing equipment | |
RU2599409C1 (en) | Method of controlling tightness of article housing elements | |
KR100365655B1 (en) | External Leakage Measurement Method and Measurement System | |
CN104614559B (en) | Object under test mobile device in a kind of vacuum system of dual U-shaped | |
CN109163859A (en) | A kind of automation equipment and method of quick testing product leakproofness | |
WO2020126652A3 (en) | Method for testing and for an inspection of a functionality of an insulation work on industrial installations, especially of an insulation surrounding a pipe; system comprising a pipe especially for transport of cooled media, and insulation for such a pipe | |
JPS58129341A (en) | Inspecting method for helium leakage | |
CN110873622A (en) | Method for measuring saturated vapor pressure of solid matter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210204 |