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 PDF

Info

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
Application number
RU2016103517A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Сергеевич Морозов
Александр Викторович Казаков
Original Assignee
Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
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 Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес" filed Critical Акционерное Общество "Научно-Исследовательский Институт "Гермес"
Priority to RU2016103517A priority Critical patent/RU2617567C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2617567C1 publication Critical patent/RU2617567C1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M3/00Investigating fluid-tightness of structures
    • G01M3/02Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum
    • G01M3/04Investigating fluid-tightness of structures by using fluid or vacuum by detecting the presence of fluid at the leakage point
    • G01M3/20Investigating 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
    • G01M3/202Investigating 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

FIELD: testing equipment.
SUBSTANCE: position the product (2), the volume of which is sealed at the ends, in the upright position of the axial line on the mounting table (1) of the testing vacuum chamber (3). The controlling gas pressure supply manifold is connected to the internal volume of the product (2). The bell jar of the testing vacuum chamber (3) is mounted on the mounting table (1) and sealed. The ambient air is removed from the testing chamber (3) volume. The product (2) is loaded with testing gas exessive pressure. The testing gas leakage into the testing chamber (3) volume is recorded and measured by mass spectrometer leak detector (7). The through micro leakiness location area on the product surface is determined additionally to the total leakage measuring of the controlled product (2). For this purpose the annular local chamber (8) is used, the volume of which communicates by the flexible vacuum hose (11) with the vacuum system of the mass spectrometer leak detector (7). Sequentially step by step move the local chamber (8) along the entire lateral cylindrical surface of the product (2), creating the sealed connection with its surface after each step. Record the readings of mass spectrometer leak detector (7). Determine the annular sealing area of the defect location on the product surface (2). At that the volume formed by the annular chamber (8), nominally is divided along its perimeter to the equal control shares in the even amount. In order to determine the sealing defect location under the perimeter of the annular chamber (8), disconnect the vacuum pumping system of testing (3) and a local (8) chambers. Then produce the ambient air filling in the testing chamber (3) volume and the clean dry air into the local volume chamber (8) upto the atmospheric pressure, while keeping the excess testing pressure of the control gas in the controlled product volume (2). Performing the holding for a certain time, on expiry of which provide the air circulation in the local volume chamber (8) in the direction of the connecting branch of flexible control vacuum pipe (11) with the known volum flow. At the same time fill in the clean dry air with the same volume flow through the flexible pipeline (16), connected to the local chamber volume (8) at the point opposite the connection of the flexible control vacuum pipe (11). The coordinate L∂ of the defect location under the perimeter of the local chamber (8) is determined by the time value of the mass spectrometer leak detector (7) maximum signal setting to the helium flow, entering the eak detector inlet system l through the probe (30), connected to the control vacuum pipe (11). To determine under which symmetrically located share of local annular chamber volume (8) there is the defective sealing, after the air circulation in the local chamber volume (8) finishing, produce the repeated holding within the same time. Then control the content of actually accumulated in the local chamber volume (8) of helium, when it arrives from the micro leakiness by survey through two symmetric control branches(24) on the surface of the local chamber, located at the distance along the perimeter of the annular chamber (8), close to the value L∂, from the left and right from the connection point of control vacuum pipe (11) with the local volume chamber (8).
EFFECT: increased sensitivity and reliability of leakage check, reduction of the labour cost and time to search the leakage defects, improvement of test performance.
3 cl, 1 dwg

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:

Figure 00000001
,
Figure 00000001
,

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;

Figure 00000002
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V локальной камеры, л;
Figure 00000002
- the volume of the control share of the total internal volume V of the local camera, l;

Figure 00000003
, ед - рекомендуемое четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения вакуум-провода, где
Figure 00000003
, 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:

Figure 00000004
, дм, где
Figure 00000004
, 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

Figure 00000005
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
Figure 00000005
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 -

Figure 00000006
, 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 -
Figure 00000006
, 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 product 2 with a vertical position of its axis and a vacuum cap 3, a device for sealing the lower end of the product on the mounting table (not shown in the diagram) and a plug for sealing its upper end 4, the feed system into the product volume of the test gas pressure 5, the vacuum pumping system of the test chamber 6 and the product tightness control system by the mass spectrometric leak detector 7.

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 local chamber 8 located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the product 2 coaxially with the cylindrical surface of the product 2, equipped with stepwise moving devices 9, 10 along the longitudinal axis of the product, and with the possibility of sealing the annular chamber 8 on the surface of the product 2 in each subsequent position wherein, after receiving the provided working vacuum 1, 3 (residual pressure of less than 1⋅10 -4 ... 5⋅10 -5 mmHg) in the test chamber and supplying overpressure controlling g 5 for the system within the scope of the article 2, the sequence of step movement and sealing of the annular chamber 8 along the entire lateral cylindrical surface of the product 2.

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 local chamber 8 after each act of its step-by-step movement and sealing on the surface of the product is connected through a flexible sealed vacuum wire 11 and valves 12 and 13 to the tightness control system 7, which allows to assess the degree of tightness of each annular portion of the cylindrical shell of the product 2, and through the valve 14 to the flow rate inducer 15. At the opposite end of the annular local chamber, a flexible pipe 16 is connected to its volume, through the valve 17 communicating with the clean dry air supply system (not shown in the diagram shown).

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 local chamber 8 is carried out by several screw drives: the drive columns with screw threads 9 are parallel to the longitudinal axis of the product 2 at its outer surface, and the rotation of the screws 10 is carried out by means of step motors located outside the volume of the vacuum test chamber, and the opposite ends of the screw columns 9 are included in the bearings 18 of the traverse 19, fixed to the plug 4, and bearings 20 mounted on the table 1 at the opposite end of the product 2.

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 local chamber 8 with the surface of the product 2 is carried out by deformation of two hollow annular sealing gaskets 21 after supplying compressed air through the flexible pipe 22 to the inner annular cavity of each gasket, valve 33 from the pneumatic console 23.

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 -

Figure 00000007
, 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 local chamber 8 is conditionally divided along its perimeter into equal control zones. The number of these zones is even, and an equal number of such zones is located symmetrically to the left and right relative to the point of attachment to the volume of the annular chamber of the flexible vacuum wire 11. The recommended total number of conditional zones is
Figure 00000007
where d k is the average diameter of the volume of the annular local chamber, s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product by the annular local chamber 8. On the outer surface of the annular local chamber 8 opposite each of its equal shares are control fittings 24 provided with dividing diaphragm partitions with a thickness of 1 , 5 ... 3.0 mm, made of elastic material (vacuum rubbers, fluoroplastic, polyethylene, etc.) and closed with sealed plugs for testing the product in a vacuum test chamber (at not shown).

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 step motors 10 located outside the vacuum chamber to several (at least 3) screw drive columns 9 located in the volume of the vacuum chamber is carried out using magnetic couplings 25.

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 spectrometric leak detector 7 can also be connected to the volume of the control pipe 11 through valves 14, 27, 26 and the leak 29. The mass spectrometric leak detector 7 is connected to the needle probe 30 through the valve 28, the leak 29 and the valve 27.

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 shell 2 is installed on the table 1 of the vacuum test chamber and hermetically connected to it at the lower end. Then, the plug 4 complete with the annular chamber 8 and the screw columns 9 (the annular chamber 8 is at its lowest position at that moment) is installed on the upper end of the shell 2, so that the lower ends of the screw columns 9 are articulated with the bearings 20 on table 1 and coils of magnetic couplings 25. The plug 4 is sealed at the upper end of the shell 2. The internal volume of the annular local chamber 8 is connected through a control vacuum wire 11 to the mass spectrometric leak detector 7. The internal volume of the sealing okladok 21 through a flexible conduit 22 and the valve 33 is connected to the internal volume 23. pnevmopultom articles 2 is connected to the panel feeding control gas (helium or mixtures of helium with air) 5.

Вакуумный колпак 3 устанавливается и герметизируется на столе 1.Vacuum cap 3 is installed and sealed on table 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

Figure 00000008
, приступают к операции поиска местонахождения дефекта герметичности.After turning on the vacuum pumping system 6 and opening the valves 31, 32, atmospheric air is removed from the volume of the test chamber 1.3 and pumped to a residual pressure of ≤1⋅10 -4 ... 5⋅10 -5 mm Hg, the internal volume of the product 2 from the console 5 through the valve 34 is filled with a control gas (helium or a mixture of helium with air) at a test pressure greater than atmospheric (excess). Using the system of mass spectrometric control 7 through the valves 32, 31, 13, the operation is performed to control the overall tightness of the product. If the value of the measured total flow of the control gas Q and exceeds the permissible value
Figure 00000008
, proceed to the operation of finding the location of the tightness defect.

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 local chamber 9 through the control vacuum wire 11 and valves 12 and 13 to the vacuum system of the mass spectrometric leak detector 7 and, with sequential, step-by-step movement of the local chamber 8 along the entire surface of the product from the bottom-up, control the tightness of each of the zones covered by the local camera, after sealing the chamber on the surface of the product by feeding from the remote control 23 through the valve 33 inflating the sealing elements 21 of the air pressure chamber. In this case, the annular zone of the product 2 is installed, on which the defect of the tightness of the product is located.

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 annular chamber 8, the vacuum pumping systems of the common test and local chambers are turned off by closing the valves 30, 12, atmospheric air is let into the test chamber through valve 35 and clean dry air (dew point not higher than -40 ° C, purity class 1 according to OST 92-1577-78 "Compressed air and gaseous nitrogen. Technical requirements and control methods") into the volume of the local chamber 8 through valve 17 to atmospheric pressure while maintaining the excess test pressure test gas in the volume of the controlled product, and produce exposure for a time τ n , sec:

Figure 00000009
, где
Figure 00000009
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;

Figure 00000002
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V, локальной камеры, л;
Figure 00000002
- the volume of the control share of the total internal volume V, local camera, l;

Figure 00000010
- рекомендуемое четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения контрольного вакуум-провода, ед;, где
Figure 00000010
- 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 flow rate inducer 15, through the valves 14 and 36, air is circulated in the volume of the local chamber 8 to the connection fitting of the control vacuum wire with a volume flow rate Q in , provided that an equal flow of clean dry air through the valve 17 and the flexible pipe 16, connected to the volume of the annular chamber at a point opposite to the connection of the control vacuum wire 11, and the coordinate of the defect under the perimeter of the local chamber L is determined by the value of the time τ max , sec the maximum signal of the mass spectrometric leak detector to the flow of the analyzed gas entering the leak detector inlet system 7 through valves 14, 26, 27 and leakage 29.

Figure 00000011
, дм, где:
Figure 00000011
, 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 flow rate driver 15 and entering the volume of the local chamber 8 through the pipe 16 and the inlet valve 17, nl / s;

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 leak detector 7, sec.

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 local chamber 8 there is a leakage defect after stopping the air circulation, repeated exposure is performed for a time τ n , after exposure the chamber cover is removed from the mounting table 1 - the vacuum cap 3, and then after removing the technological plugs, the content of helium actually accumulated in the volume of the local chamber (when it enters from the micro-tightness) by examining with a needle probe 30 by piercing is elastic diaphragms in two symmetric control fittings 24 on the surface of the local chamber 8, located at distances along the perimeter of the annular chamber, close to the value L ∂ to the left and right of the connection point of the control vacuum wire with the volume of the local chamber. In this case, the analyzed gas enters the leak detector 7 inlet system by pumping by a vacuum pump 6 through valve 13, valves 28, 27 and a needle probe 30.

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

Figure 00000012
.- shell length
Figure 00000012
.

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:

Figure 00000013
Figure 00000013

- объем условной контрольной зоны

Figure 00000014
;- volume of conditional control zone
Figure 00000014
;

- 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 conventional control zone 4 at q = 1⋅10 -4 l⋅mkm Hg

Figure 00000015
Figure 00000015

- 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:

Figure 00000016
, дм,
Figure 00000016
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 shell 2 is installed on the table 1 of the vacuum test chamber and hermetically connected to it at the lower end. Then, the plug 4 complete with the annular chamber 8 and the screw columns 9 (the annular chamber 8 is in the lower position at this moment) is mounted on the upper end of the shell 2, so that the lower ends of the screw columns are articulated with the bearings 20 on the table 1 and magnetic coils drives 25. The plug 4 is sealed at the upper end of the shell 2. The internal volume of the annular local chamber 8 is connected via a vacuum wire 11 to the mass spectrometric control system 7. The internal volume of the gaskets 21 through bending th pipeline 22 and valve 33 is connected to the air console 23. The internal volume of the product 2 is connected to the control gas supply panel 5.

Крышка испытательной камеры - вакуумный колпак 3 устанавливается и герметизируется на столе 1.Test chamber lid - vacuum cap 3 is installed and sealed on table 1.

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 valves 32, 31, atmospheric air is removed from the volume of the test chamber and pumped out to a residual pressure of ≤5⋅10 -5 mm Hg, the internal volume of the product 2 from the control panel 5 is filled through the control valve 34 through the valve 34 gas (a mixture of helium with air with a volume concentration of helium of 80%) at a test pressure greater than atmospheric (0.5 MPa). Using the system of mass spectrometric control 7 through the valves 32, 31, 13, the operation is performed to control the overall tightness of the product 2.

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 valves 12 and 13, an annular leak location zone is established. The local leak rate was also confirmed by 2.0–10 -4 l⋅mkm Hg.

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 local chamber 8. For this, the vacuum evacuation systems of the common test and local chambers were turned off by closing valves 32, 12, they let in atmospheric air into the volume of the test chamber through valve 35 and clean, dry air (dew point below - -40 ° C, purity class 1 according to OST 92-1577-78 "Compressed air and gaseous nitrogen. Technical requirements and control methods") into the volume of the local chamber through valves 14 and 36 to atmospheric pressure while maintaining excess test nogo test gas pressure in the volume of the test object, and an extract produced in τ n for the time:

Figure 00000017
час, где
Figure 00000017
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;

Figure 00000018
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V локальной камеры, л;
Figure 00000018
- 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

Figure 00000019
, где
Figure 00000019
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 flow rate inducer 15 through the valves 14 and 36, air is circulated in the volume of the local chamber to the connection fitting of the flexible control vacuum wire 11 with a volume flow rate Q in = 0.01 l / s, provided equivalent (i.e., Q in = 0.01 l / s) inlet of clean dry air through a flexible pipe 16 and a valve 17 connected to the volume of the annular chamber 8 at a point opposite to the connection of the control flexible vacuum wire 11, and the coordinate of the location of the defect a perimeter local camera determines L dissolved meaningfully time establish the maximum signal mass spectrometric leak detector on the flow of the sample gas entering the inlet system of the leak detector through probe-probe connected to the control wire vacuum:

Figure 00000020
, дм, где
Figure 00000020
, 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

Figure 00000021
.With the established performance of the inducer of air flow Q in = 0,01 l / s value
Figure 00000021
.

Номер контрольной зоны:

Figure 00000022
.Control Zone Number:
Figure 00000022
.

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 — vacuum cap 3, and then after removal of technological plugs control the content of helium actually accumulated in the volume of the local chamber when it enters from the micro-tightness by examining through two symmetric control nipples 24 on the surface of the local chamber 8, located at distances along the perimeter of the annular chamber, close to the value L = 34.6 dm to the left and to the right of the connection point of the control vacuum wire with the volume of the local chamber. Before testing, plugs were removed from test connections 24. The examination is carried out after inserting the needle of the probe probe 30 through the control fittings into the volume of the local chamber by piercing the elastic diaphragms. Below are the reaction values of the mass spectrometric leak detector after introducing the needle of the control probe into the volume of the local chamber through the fittings by piercing the elastic diaphragms.

Figure 00000023
Figure 00000023

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

Figure 00000024
.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
Figure 00000024
.

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)

1. Способ контроля герметичности цилиндрических обечаек корпусов жидкостных ракет, заключающийся в размещении изделия, объем которого герметизирован по торцам, в вертикальном положении осевой линии на монтажном столе испытательной вакуумной камеры, подключении к внутреннему объему изделия магистрали подачи давления контрольного газа, установке на монтажном столе и герметизации вакуумного колпака испытательной вакуумной камеры, удалении из объема испытательной камеры атмосферного воздуха до достижения остаточного давления менее 1⋅10-4…5⋅10-5 мм рт.ст., нагружении изделия избыточным давлением контрольного газа, регистрации и измерении утечки контрольного газа в объем испытательной камеры масс-спектрометрическим течеискателем, отличающийся тем, что дополнительно к измерению общей негерметичности контролируемого изделия определяют зону расположения сквозной микронеплотности на его поверхности путем использования кольцевой локальной камеры, объем которой сообщен гибким вакуум-проводом с вакуумной системой масс-спектрометрического течеискателя, для чего последовательно пошагово перемещают локальную камеру вдоль всей боковой цилиндрической поверхности изделия, создавая герметичное соединение с его поверхностью после каждого шага последовательного перемещения, и регистрируют показания масс-спектрометрического течеискателя, в результате определяют кольцевую зону расположения дефекта герметичности на поверхности изделия, а для установления местонахождения дефекта герметичности под периметром кольцевой камеры отключают системы вакуумной откачки 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 и производят выдержку в течение времени τн, где:1. A method of monitoring the tightness of the cylindrical shells of the shells of liquid rockets, which consists in placing the product, 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, installing on the mounting table and sealing the vacuum cap of the test vacuum chamber, removing atmospheric air from the volume of the test chamber until a residual pressure of less than 1⋅ 10 -4 ... 5⋅10 -5 mm Hg, loading the product with excess control gas pressure, recording and measuring the leakage of the control gas into the volume of the test chamber by a mass spectrometric leak detector, characterized in that in addition to measuring the total leakage of the controlled product, a zone is determined the location of through microleakness on its surface by using an annular local chamber, the volume of which is communicated by a flexible vacuum wire with a vacuum system of a mass spectrometric leak detector, for which carefully move the local chamber along the entire cylindrical side surface of the product, creating a tight connection with its surface after each step of sequential movement, and record the mass spectrometric leak detector, as a result, determine the annular zone of the location of the leakage defect on the surface of the product, and to establish the location of the leakage defect under the perimeter of the annular chamber disconnect the vacuum pumping system of the test and local chambers, producing t corbelling air in the test chamber and the volume of 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 and to produce an extract for a time τ n, where:
Figure 00000025
,
Figure 00000025
,
где q - величина негерметичности изделия, установленная при контроле с использованием кольцевой локальной камеры, л⋅мкм рт.ст./с;where q is the value of the leakage of the product, established during the control using the annular local camera, l⋅mkm Hg / s;
Figure 00000026
- объем контрольной доли общего внутреннего объема V локальной камеры, л;
Figure 00000026
- the volume of the control share of the total internal volume V of the local camera, l;
Figure 00000027
- рекомендуемое четное количество равных контрольных долей внутреннего объема кольцевой локальной камеры, симметрично расположенных относительно точки подключения вакуум-провода, ед.,
Figure 00000027
- 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, units,
где dk - средний диаметр объема кольцевой локальной камеры, см;where d k is the average diameter of the volume of the annular local chamber, cm; sk - ширина зоны охвата цилиндрической поверхности изделия кольцевой локальной камерой, см;s k is the width of the coverage area of the cylindrical surface of the product with an annular local camera, cm; С - объемная концентрация гелия в контрольном газе, %;C is the volume concentration of helium in the control gas,%;
Figure 00000028
мкм рт.ст. - минимальное парциальное давление гелия, надежно регистрируемое течеискателем на фоне его атмосферного содержания,
Figure 00000028
μm Hg - the minimum partial pressure of helium, reliably recorded by the leak detector against the background of its atmospheric content,
где Сф - объемное содержание гелия в атмосферном воздухе, ед;where C f - volumetric helium content in atmospheric air, units; Р а - 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 в направлении штуцера подключения гибкого контрольного вакуум-провода с объемным расходом Qв, ндм3/сек, при этом одновременно напускают чистый сухой воздух с объемным расходом Qв, ндм3/сек, через гибкий трубопровод, подключенный к объему локальной камеры в точке, противоположной подключению контрольного гибкого вакуум-провода, а координату Lд расположения дефекта под периметром локальной камеры определяют по значению времени τmax, сек, установления максимального сигнала масс-спектрометрического течеискателя на поток гелия, поступающего в систему напуска течеискателя через щуп-зонд, подключенный к контрольному вакуум-проводу:
Figure 00000029
, дм,
and after a time τ n , air is circulated in the volume of the local chamber in the direction of the connection piece for connecting a flexible control vacuum wire with a volumetric flow rate Q in , ndm 3 / s, while at the same time clean dry air with a volumetric flow rate Q in , ndm 3 / s is let in through a flexible conduit connected to the volume of the local chamber at the point opposite to the connection of the control flexible vacuum wire, and the coordinate L d of the location of the defect under the perimeter of the local chamber is determined by the time value τ max , sec, establishing m the maximum signal of the mass spectrometric leak detector to the helium stream entering the leak detector inlet system through a probe connected to the control vacuum wire:
Figure 00000029
dm
а для установления, под какой из симметрично расположенных долей объема кольцевой локальной камеры находится дефект герметичности, после прекращения циркуляции воздуха в объеме локальной камеры выполняют повторную выдержку в течение времени τн 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 Lд, 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 stopping the air circulation in the volume of the local chamber, re-exposure is performed for a time τ n and then the content of helium actually accumulated in the volume of the local chamber when it comes from micro-density is monitored by inspection through two symmetric control nipples on the surface of the local camera located at distances along the perimeter of the annular chamber, close the value of L d to the left and right of the connection point of the control vacuum wire with the volume of the local chamber. 2. Устройство контроля герметичности цилиндрических обечаек корпусов жидкостных ракет, включающее 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, характеризующееся тем, что 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-спектрометрического течеискателя, при этом образованный под кольцевой камерой объем условно разделен по ее периметру на равные контрольные доли в четном количестве
Figure 00000030
условных долей ее объема, 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.
2. 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 into the volume of the product the control gas, the vacuum evacuation system of the test chamber and the system for monitoring the tightness of the product with a mass spectrometric leak detector, characterize the fact that it additionally contains an annular local chamber, which has the ability to be located in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the product, coaxial 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 are in communication with the stepper 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 have the ability, after being fed into the internal cavity from a sealed flexible line withdrawn from the volume of the test vacuum chamber, to inflate compressed air seal 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 a vacuum system for monitoring the tightness of the mass spectrometric leak detector, while the volume formed under the annular chamber is conventionally divided by its perimeter to equal control shares in an even amount
Figure 00000030
conditional fractions of its volume, symmetrically located relative to the point of connection 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 a circular local chamber, dm, and on the outer surface of the local chamber opposite each of its equal shares are control fittings equipped with separating diaphragm partitions made of elastic material and equipped with sealed plugs by shafts, in addition, 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.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что 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.3. The device according to claim 2, characterized in that the transmission of torque from the stepper motors located outside the volume of the vacuum chamber to the screw drive columns located in the volume of the vacuum chamber is carried out using magnetic couplings.
RU2016103517A 2016-02-03 2016-02-03 Method and device for leakage check of the liquid-propellant rockets cylinder courses RU2617567C1 (en)

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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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