×
12.04.2023
223.018.4378

Результат интеллектуальной деятельности: Способ испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002793600
Дата охранного документа
04.04.2023
Аннотация: Изобретение относится к способам испытания изделий на суммарную негерметичность. Сущность: размещают изделие в вакуумной камере, имеющей низковакуумные и высоковакуумные насосы. Закрывают вакуумную камеру. Вакуумируют вакуумную камеру последовательно низковакуумными и высоковакуумными насосами до достижения в ней установившегося равновесного давления. После вакуумирования вакуумной камеры измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность. Сравнивают измеренное значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность и значение требования к суммарной герметичности изделия. В случае превышения значения требования к суммарной герметичности изделия над измеренным значением чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ. После этого измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере. В случае превышения измеренного значения чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность над значением требования к суммарной герметичности изделия вакуумируют вакуумную камеру высоковакуумными насосами до достижения в ней установившегося равновесного давления. После этого измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность. Заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ. После чего измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере. Технический результат: повышение производительности испытаний.

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к испытаниям изделий на герметичность, и может найти применение в таких областях техники, как газовая промышленность, атомное машиностроение, авиастроение, где предъявляются повышенные требования к герметичности, долговечности и надежности изделий, например, отсеков и пневмогидросистем космических летательных аппаратов.

Известен способ-аналог испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере, заключающийся в том, что размещают испытуемое изделие в вакуумной камере, закрывают вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом - воздухом или азотом, после чего определяют суммарную негерметичность изделия путем измерения скорости повышения давления в полости вакуумной камеры при поступлении потока контрольного газа через течи изделия (1, Отраслевой стандарт ОСТ 92-4316-90 «Изделия отрасли. Порядок выбора методов контроля герметичности», с. 9).

Недостаток способа-аналога заключается в том, что его чувствительность зависит от значения потока газовыделения, поступающего от испытуемого изделия, что затрудняет контроль суммарной герметичности изделий с малыми допускаемыми утечками.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ контроля герметичности газонаполненного и запаянного изделия, заключающийся в том, что размещают изделие в вакуумной камере, имеющей низковакуумные и высоковакуумные насосы, закрывают вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру последовательно низковакуумными и высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ, и измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере (2, Патент РФ №2105278, МПК6 G01M 3/02, опубл. 20.02.1998).

Недостатком способа-прототипа является то, что он не позволяет дифференцированно подходить к испытаниям на суммарную герметичность изделий со значительно различающимися требованиями к допускаемой суммарной не герметичности - с малыми и значительными допускаемыми утечками, а именно, способ-прототип предполагает, что для изделий как с малыми, так и со значительными допускаемыми утечками необходимо обязательно вакуумировать камеру высоковакуумными насосами, например, турбомолекулярными насосами. Между тем современные низковакуумные насосы, например, механический безмасляный вакуумный насос GXS 160/1750 производства Edwards, имеют малое предельное остаточное давление (3,8⋅10-4 мм рт.ст. для GXS 160/1750), что обеспечивает подключение к вакуумной камере и работу современного масс-спектрометрического течеискателя, например, течеискателя PhoeniXL 300 производства Oerlikon Leybold Vacuum GmbH, и тем самым создает возможность проведения испытаний изделий в вакуумной камере без использования высоковакуумных насосов.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение возможностей испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере за счет обеспечения проведения испытаний без использования высоковакуумных насосов вакуумных камер.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности и экономической эффективности испытаний, достигаемые за счет сокращения длительности вакуумирования вакуумных камер и снижения расходов на поддержание работоспособности и эксплуатационной готовности высоковакуумных насосов.

Технический результат достигается тем, что в способе испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере, заключающемся в том, что размещают изделие в вакуумной камере, имеющей низковакуумные и высоковакуумные насосы, закрывают вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру последовательно низковакуумными и высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ, и измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере, дополнительно после вакуумирования вакуумной камеры низковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность, сравнивают измеренное значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность и значение требования к суммарной герметичности изделия, в случае превышения значения требования к суммарной герметичности изделия над измеренным значением чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, после чего измеряют суммарную негерметичность изделия, а в случае превышения измеренного значения чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность над значением требования к суммарной герметичности изделия вакуумируют вакуумную камеру высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом и измеряют суммарную негерметичность изделия.

Способ испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере заключается в следующем:

- размещают изделие в вакуумной камере, имеющей низковакуумные (например, механические безмасляные) и высоковакуумные (например, турбомолекулярные) насосы;

- закрывают вакуумную камеру;

- вакуумируют вакуумную камеру последовательно низковакуумными и высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере;

- заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом (например, гелиево-воздушною смесью), содержащим пробный газ (например, гелий);

- при этом после вакуумирования вакуумной камеры низковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность;

- сравнивают измеренное значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность и значение требования к суммарной герметичности изделия;

- в случае превышения значения требования к суммарной герметичности изделия над измеренным значением чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом;

- после чего измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере;

- в случае превышения измеренного значения чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность над значением требования к суммарной герметичности изделия вакуумируют вакуумную камеру высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере;

- измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность;

- заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом;

- после чего измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере.

Примером испытательной системы, с помощью которой может быть реализован предложенный способ, может служить вакуумная камера В2794-064, эксплуатируемая в ПАО «РКК «Энергия», оснащенная низковакуумным механическим безмасляным вакуумным насосом GXS 160/1750, высоковакуумным турбомолекулярным насосом TMP-803LMC производства Shimadzu Corporation, гелиевым масс-спектрометрическим течеискателем PhoeniXL 300, широкодиапазонным вакуумметром Televac СС-10 производства Televac, блоком контрольной течи с натекателем Granville-Phillips 203 и вакуумметром Granville-Phillips 275.

Способ испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере реализуется с помощью данной испытательной системы следующим образом.

Изделие, например, агрегат пневмогидравлической системы космического аппарата (КА), размещают в вакуумной камере В2794-064, закрывают вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру низковакуумным насосом - механическим безмасляным вакуумным насосом GXS 160/1750 - до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере. При потоке газовыделения изделия в пределах от 30 до 530 л⋅мкм рт.ст./с значение названного равновесного давления находится в пределах от 4,3⋅10-4 до 5,0⋅10-4 мм рт.ст. и может быть измерено с помощью вакуумметра Televac СС-10. Такое давление в вакуумной камере позволяет проводить в ней испытания на суммарную герметичность изделий с использованием течеискателя PhoeniXL 300. Калибровка испытательной системы, выполненная при помощи блока контрольной течи с натекателем Granville-Phillips 203 и вакуумметром Granville-Phillips 275, позволяет при потоке газовыделения изделия в вышеназванных пределах измерить значения чувствительности испытаний изделия в вакуумной камере на суммарную герметичность. Например, при вышеуказанных потоке газовыделения изделия в пределах от 30 до 530 л⋅мкм рт.ст./с и равновесном давлении в камере соответственно в пределах от 4,3⋅10-4 до 5,0⋅10-4 мм рт.ст. значение чувствительности испытаний изделия в вакуумной камере на суммарную герметичность составляет от 6,0⋅10-6 до 1,2⋅10-5 л⋅мкм рт.ст./с при использовании в качестве контрольного газа гелия 100%.

Измерив значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность, сравнивают его со значением требования к суммарной герметичности изделия, например, 0,01 л⋅мкм рт.ст./с для газовой полости газожидкостного компенсатора системы обеспечения теплового режима (СОТР). В выбранном примере значение требования к суммарной герметичности изделия превышает измеренные значения чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность.

Это означает, что испытательная система позволяет провести испытания изделия - газовой полости газожидкостного компенсатора СОТР. Придя к такому выводу, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, например, гелием 100%, и измеряют значение суммарной негерметичности изделия по повышению парциального давления пробного газа (гелия) в вакуумной камере.

В рассматриваемом примере в случае, если значение допустимой суммарной герметичности изделия будет менее 1,2⋅10-5 л⋅мкм рт.ст./с, испытательная система после вакуумирования низковакуумным насосом не позволит провести испытания такого изделия. Это будет означать, что вакуумирование вакуумной камеры нужно будет продолжить с использованием высоковакуумного насоса, например, используемого в вакуумной камере В2794-064 турбомолекулярного насоса TMP-803LMC.

При вакуумировании высоковакуумным насосом установившееся равновесное давление в камере В2794-064 понизится, например, до 1,0⋅10-4 мм рт.ст. После этого будет измерено значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность при помощи блока контрольной течи с натекателем Granville-Phillips 203 и вакуумметром Granville-Phillips 275. Типичное значение чувствительности составит около 1,0⋅10-6 л⋅мкм рт.ст./с при использовании в качестве контрольного газа гелия 100%, и, таким образом, будет менее значения допустимой суммарной герметичности изделия. Отсюда следует вывод об осуществимости испытаний изделия. Придя к такому выводу, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, например, гелием 100%, и измеряют значение суммарной негерметичности изделия по повышению парциального давления пробного газа (гелия) в вакуумной камере.

Предлагаемый способ опробован при контроле суммарной герметичности изделия - стыковочного агрегата (СтА), входящего в состав КА «Союз МС» при испытаниях СтА на заводе-изготовителе. Проведенные испытания СтА на суммарную герметичность подтвердили требуемые характеристики СтА по параметру «герметичность».

Использование предлагаемого способа позволяет проводить испытания изделий на суммарную герметичность без использования высоковакуумных насосов, что повышает производительность испытаний, а также снижает расходы на поддержание работоспособности и эксплуатационной готовности высоковакуумных насосов.

Способ достаточно прост в реализации и не требует дополнительных средств на доработку существующего испытательного оборудования.

Способ испытаний изделий на суммарную герметичность в вакуумной камере, заключающийся в том, что размещают изделие в вакуумной камере, имеющей низковакуумные и высоковакуумные насосы, закрывают вакуумную камеру, вакуумируют вакуумную камеру последовательно низковакуумными и высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, содержащим пробный газ, и измеряют суммарную негерметичность изделия по повышению парциального давления пробного газа в вакуумной камере, отличающийся тем, что после вакуумирования вакуумной камеры низковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность, сравнивают измеренное значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность и значение требования к суммарной герметичности изделия, в случае превышения значения требования к суммарной герметичности изделия над измеренным значением чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом, после чего измеряют суммарную негерметичность изделия, а в случае превышения измеренного значения чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность над значением требования к суммарной герметичности изделия вакуумируют вакуумную камеру высоковакуумными насосами до достижения установившегося равновесного давления в вакуумной камере, измеряют значение чувствительности испытаний изделия на суммарную герметичность, заправляют изделие до испытательного давления контрольным газом и измеряют суммарную негерметичность изделия.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 51-60 of 111 items.
11.10.2018
№218.016.8fce

Герметизированное устройство

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано, например, при испытаниях полостей устройств авиационной и ракетной техники. Сущность: устройство содержит корпус (1), состоящий из стационарной (5) и съемной (6) частей, между которыми размещено эластомерное уплотнение (19). С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669161
Дата охранного документа: 08.10.2018
11.10.2018
№218.016.8fdd

Способ управления передвижением космонавта к идентифицируемым объектам на космической станции и система для его осуществления

Изобретение относится к космической технике. Способ управления передвижением космонавта к идентифицируемым объектам на космической станции включает определение параметров текущего положения космонавта и формирование команд на передвижение космонавта к идентифицируемым объектам. Дополнительно...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669155
Дата охранного документа: 08.10.2018
11.10.2018
№218.016.9004

Способ подачи топлива из бака в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя космического аппарата

Изобретение относится к области космической техники. Способ подачи топлива из бака в камеру сгорания жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) космического аппарата (КА) включает вытеснение топлива из сжимающей полости, образованной эластичной перегородкой бака, внешним механическим давлением газа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669243
Дата охранного документа: 09.10.2018
11.10.2018
№218.016.906f

Способ тарировки датчика микроускорений в условиях космического полета

Изобретение относится к космической технике и может быть использовано при тарировке датчика микроускорений на космическом аппарате (КА) в условиях штатного космического полета. Сущность изобретения заключается в том, что в способе тарировки датчика микроускорений в условиях космического полета...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669164
Дата охранного документа: 08.10.2018
13.10.2018
№218.016.91b0

Бесконтактный электродвигатель постоянного тока

Изобретение относится к области электротехники, в частности к бесконтактному электродвигателю постоянного тока, и может быть использовано в составе агрегатов терморегулирования и приводов изделий космической техники. Технический результат – снижение массы, повышение технологичности и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002669373
Дата охранного документа: 11.10.2018
23.11.2018
№218.016.a011

Спутниковый ретранслятор

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для ретрансляции информации через спутниковые ретрансляторы. Технический результат состоит в увеличении пропускной способности межспутникового тракта за счет применения лазерной связи. Для этого в спутниковый ретранслятор, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673060
Дата охранного документа: 22.11.2018
23.11.2018
№218.016.a02b

Способ прогнозирования работоспособности термоэмиссионного электрогенерирующего элемента с вентилируемым твэлом

Изобретение относится к космической атомной энергетике, к разработке способов прогнозирования работоспособности термоэмиссионных электрогенерирующих элементов при их создании и наземной отработке. Способ прогнозирования работоспособности термоэмиссионного электрогенерирующего элемента с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673061
Дата охранного документа: 22.11.2018
23.11.2018
№218.016.a06c

Способ обнаружения кометного вещества и идентификации его с источником происхождения

Изобретение относится к исследованиям космической среды на борту, в частности, орбитальных станций. Согласно способу выполняют отбор проб-мазков с поверхности станции посредством стерилизованного и гермоизолированного на Земле пробоотборника. Затем последний гермоизолируют в вакууме и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673128
Дата охранного документа: 22.11.2018
30.11.2018
№218.016.a19f

Электролизная ракетная двигательная установка и способ её эксплуатации

Изобретение относится к двигательным установкам (ДУ) космических аппаратов и может быть использовано в кислородно-водородных двигательных установках с электролизным производством этих газов на космическом аппарате (КА). Электролизная ракетная двигательная установка включает электролизер воды с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673640
Дата охранного документа: 28.11.2018
05.12.2018
№218.016.a333

Способ создания реактивной тяги пилотируемого космического аппарата

Изобретение относится к ракетно-космической технике и может использоваться при разработке реактивных двигательных установок (ДУ), предназначенных для маневрирования пилотируемых космических аппаратов (КА). Способ создания реактивной тяги пилотируемого космического аппарата, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002673920
Дата охранного документа: 03.12.2018
Showing 11-12 of 12 items.
23.05.2023
№223.018.6ce2

Способ имитации давления в вакуумной камере при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности, к наземной проверке космических аппаратов (КА). Способ имитации давления в вакуумной камере при наземной проверке КА на работоспособность, при котором помещают КА в вакуумную камеру, вакуумируют её и проверяют КА на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002770327
Дата охранного документа: 15.04.2022
23.05.2023
№223.018.6d09

Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке космических аппаратов на работоспособность

Изобретение относится к области испытательной техники, в частности к наземной проверке космических аппаратов (КА) на работоспособность. Способ проведения тепловакуумных испытаний при наземной проверке КА на работоспособность включает помещение КА в вакуумную камеру, вакуумирование камеры,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002772763
Дата охранного документа: 25.05.2022
+ добавить свой РИД