DE2261448B2 - Vorrichtung zum Prüfen der Dichtheit eines röhrenförmigen Körpers mit einem Prüfgas - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prü· Als Vorteil ergibt sich darüber hinaus, daß beim fen der Dichtheit eines röhrenförmigen Körpers mit Prüfen, eines röhrenförmigen Körpers mit verhältniseiner Anordnung zur Beaufschlagung eines begrenz- mäßig großem gleichmäßigen Prüfgasdruck gearbeitet! Teils der Außenfläche des Körpers mit einem tet werden kann. Dieser ist größer als bei bekannten Prüfgas, insbesondere Helium, und not einem Detek· 65 Vorrichtungen, weil in der mittleren Ringzone ein tor zur Anzeige des durch die Wand des Körpers höherer Druck aufrechterhalten werden kann. Dieser hindurchgetretenen Heliums (Schweizer Archiv — Druck bleibt konstant, während die Anordnung längs Februar 1961). des röhrenförmigen Körpers verschoben wird, so daß

Bereiche des Körpers unter gleiches Bedingun- -prüft werden.

Je'Vorrichtuüg eignet sich insbesondere für die imetische Prüfung röhrenförmiger Körper, die Vorrichtung in schneller Taktfolge zugeführt den, denn die Verschiebung der ringförmigen An-Bung kann verhältnismäßig schnell erfolgen, weil ¹ Tigsverluste zwischen dem sich durch die öff-

; Drucks in der mittleren ringförmigen Zone einer-

3 durch entsprechende Zufuhr von Prüfgas und

Edererseits durch Absaugung des Prüfgases über die

Es zeigt

Fig. 1 einen schematischen teilgeschnhtenen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur ■ Prüfen der Dichtheit,

F i g. 2 einen analogen Teilschnitt und die bewegliche Prüfgasblasanordnung in der einen ihrer beiden Grenzstellungen in Längsrichtung,

F i g- 3 einen vertikalen schematischen Querschnitt der Linie 3-3 in F i g. 1.

Die beschriebene Ausführungsform befaßt sich mit

die in diesem Ring untergebracht ist; weiterhin sind zwei seitliche Urafangsnuten 14 zu beiden Seiten dieses Ringes vorgesehen, die radial gegen die Achse X-X offen sind und die für das Ansaugen überschüssigen Heliums bestimmt sind.

In die ringförmige Blasmittelkammer 13 mündet eine Heliurazuführungsleitung 15, die fest mit der be-

• «ar* „,„«,„«„κ. -^ 1 ^ „ weglicben Anordnung £ verbunden ist und über

'? ^m o^JS^Wi"*?^ ^{Körper 0}^¹ dargestellte Organe mit einer Heliumquelle in den Rmgflanschen infolge des Fehlens von » Verbindung steht. Der Druck des in die Kammer 13 ^φ™%™ ,Ä ^!l^lÄ ^Aufrechterhaltung eingeführten Heliums ist nicht kritisch; er kann beispielsweise 0,4 Bar betragen. Diese Ringkammer 13 für die Gaszuführung hat einen festen Durchmesser

„ - _T, ~ für einen Durchmesserbereicb der Rohre T. Sie mün-

Zone anschließenden Zonen bietet i₅ det radial gegenüber dem Rohr Γ über eine Anzahl A^^- at ™, α \i ■ u „ ^{von Bohru}ngen 16, die in ihrem Innenteil vorgesehen

Ausführungsform der Vorrichtung soll nun sind; diese Bohrungen haben einen Durchmesser von Hand der Zeichnung die Erfindung näher erläu- etwa lmm; sie sind unter gleichem Winkelabstand

auf dieser Wandung verteilt. Lediglich beispielsweise so sei gesagt, daß nach dieser beschriebenen Ausführungsform, die für die Unterbuchung der Rohre ausgelegt ist, der Nominaldurchmesser zwischen 150 und 300 mm etwa schwankt, wobei die Anzahl dieser Bohrungen vorzugsweise bei 10 liegt.

Die beiden seitlichen Nuten 14 sind zwischen den radialen Flügeln des Kastens 8 und des Ringes 12 ausgespart. Diese Flügel sind mit Bunden 17 aus Kautschuk, also 4 in der Anzahl, vorgesehen und dazu bestimmt, die Dichtigkeit zwischen Rohr T eider Kontrolle der Dichtheit eines Rohres T mit zylin- 30 nerseits und dem mittigen Ringraum 18 andererseits drischem Schachtteil a, das in einem Spitzende b und sicherzustellen, in welchen die Bohrungen 16 müneinem Muffenende c endet. Als Prüfgas wird Helium den. Andererseits sorgen sie für die Dichtheit gegenverwendet, über den seitlichen Nuten 14. Diese Ringscheiben Das zu untersuchende Rohr wird zwischen die be- haben einen Innendurchmesser, der um 2 mm wenigwegliche Platte 1 und die feste Platte 2 einer Presse 35 stens größer als der maximale Außendurchmesser mit horizontaler Achse X-X gebracht, die sich bei- der zu untersuchenden Rohre T ist.
spielsweise an eine Fabrikationsstraße anschließt. Der Kasten 8 ist mit einer zylindrischen Verlänge-Die Schere 2 besitzt eine öffnung 3, die die Verbin- rung 19 versehen, die in einer elastischen Dichtung dung mit den weiter unten zu beschreibenden Ein- 20 endet, die die in der Extremlage auf der Muffenrichtungen der Erzeugung von Vakuum im Rohr und 40 seite der beweglichen Anordnung in der in F i g. 2 zum Messen herstellt. Das Rohr wird zwischen den dargestellten Lage dazu bestimmt ist, sich dicht geScheiben durch Endstücke 4 und 5 gehalten, die auf gen den Flansch der Muffe d des Rohres abzustützen diesen Scheiben sitzen und deren Abmessungen auf und bildet so eine vierte dichtv Kammer 21, welche die der zu prüfenden Rohre abgestimmt sind. Diese Helium über eine von der Hauptspeiseieitung 15 aus Enden tragen Dichtungsgarnituren 6 und 7, welche 45 abgehende Zweigleitung 22 erhalten kann,
dicht diese Endstücke und die Enden des Rohres be- Schließlich ist der zylindrische Boden des kreisförmigen Kastens 8 von U-Profil in seinem oberen Teil von zwei Lüchern 23 an der Stelle der Saugnuten 14 durchbohrt und diese Löcher münden in einem mit 50 einem nicht dargestellten Exhauster versehenen Abzug 24, der selbst mit der Umgebung über ein ebenfalls nicht dargestelltes flexibles Rohr verbunden ist. Die so gebildete Anordnung E ist beweglich längs des Rohres T zwischen zwei Extrenistellungen, einer

schüssigen Heliums angebracht. Diese Anordnung 55 (F i g. 2), in der die Dichtungsgarnitur 20 gegen den umfaßt einen kreisförmigen Kasten8 mit radialem Wulstd de.- Rohrmuffe auf der Seite der Platte 1 ge-U-Querschnitt, der aus einer zylindrischen Wandung
Bild! zwei Wangen besteht, und es ermöglicht, sie mit
dieser weeteelbeweguag zu beaufschlagen. Nach
ctefll Beispiel ist der Kasten 8 starr an einem Verti- 60
fcäläfffl 9 (F ί g· 1, 3) befestigt, der selbst fest an einem

aufschlagen sollen. Sie bestehen aus Butylkautschuk oder einem ähnlichen heliumundurchlässigen Material. Die Garnitur? auf der Spitzendeseite des Rohres ist aufblähbar.

Zwischen den beiden Endstücken 4 und 5 ist in Wechseltranslation entsprechend der Achse X-X in beiden Richtungen eine bewegliche Anordnung E für das Speisen mit Helium und das Absaugen über-

Wägeü 10 ist, der auf einer horizontalen festen Schiene 1 parallel zu X~X unter der Wirkung einer beliebigen nicht dargestellten Antriebseinrichtung beweglich ist.

-'■- fin Innern des Kasten8 bestimmt eiri fest mit diesem Kasten Verbundener starrer Hohlring 12 eine Mittelriügkammer 13 für das Aufblasen von Helium,

drückt wird, der anderen nicht dargestellten, in der der gerade Flansch des Kastens 8 gegen das Ende der festen Scheibe 2 gedrückt wird.

Zusätzlich zum oben beschriebenen Teil umfaßt die Installation, über ein Rohr 25 angeschlossenen aft das Innere des Rohres T, und zwar über die zentrale Bohrung E der Platte 2, einen Pumpteil, der sich hinter einem Schieber 26 befindet, sowie einein. Meßteil, der abgezweigt vor diesem Schieber 26 angeordnet und selbst durch einen anderen Schieber 27 gesteuert ist.
Beispielsweise umfaßt di„ Installation für das

Pumpen hinter dem Schieber 26 eine Unterdrückern- dung dieses Rohres wieder ansteigt und somit das

richtung 28, die ein Vakuum in der Größenordnung Evakuieren durch die Pumpen 28 und 29 unter-

von 10~³ Torr ergibt und die Wirkung einer in bricht; hierbei bricht die Atmosphäre in diesem Rohr

Reihe geschalteten Paletten- oder Schaukelpumpe zusammen. Unter »Seigern« versteht man das Phäno-

29 ergänzt und ein Vakuum int der Größenordnung S men, wonach die in Schalen oder Krusten einge-

von 1 Torr schafft. schlossenen Gase und verschiedene Oxyde der Innen-

Der Meßteil umfaßt selbst hinter dem Schieber 27 schicht des Rohres sich freimachen und über die Poeine Membran 30, die durch eine Drosselung oder rositäten wandern, wenn das geschaffene Vakuum eine starre von einem Loch mit 4 mm Durchmesser einen ausreichenden Unterdruck in der Hauptkcmetwa gebildete Scheibe gebildet und dazu bestimmt io mer des Rohres aufweist.

ist, zwei Zonen unterschiedlichen Drucks zu trennen, Der Druck im Detektor 32 kann aufgrund der beeinen Zylinderraum 31 für das Auffangen von He- schriebenen Ausbildung auf etwa 10~· Torr gehallium, der beispielsweise durch eine Leitung großen ten werden. Anders ausgedrückt, die Membran 30 Querschnitts gebildet ist und dann einen Heliumde- und die Kammer 31 halten die Isolierung des Detektektor 32 bekannter Art, der beispielsweise aus einer »5 tors 32 oberhalb der für die Messung notwendigen Massenspektographanalyse-Einrichtung besteht und Zeit, bevor sich noch die für die Messung schädlidazu bestimmt ist, eine Anzeige für das Vorhanden- chen, auf die Steigerung zurückzuführenden Einsein von Helium zu geben; und weist schließlich eine fliisse einstellen, kleine Vakuumpumpe 33 auf. Wichtig ist, daß der Detektor 32 unter einem sehr

Die Arbeitsweise der beschriebenen Vorrichtung iso starken Unterdruck und bei minimaler Heliumkon-

ist die folgende: zentration arbeitet; fehlen diese Voraussetzungen, so

Das zu untersuchende Rohr T wird an seinen Ort ergibt sich keinerlei Anzeige. Die Rolle vco diagebracht und dann zwischen den Scheiben 1 und 2 phragma oder Membran 30 besteht also darin, eine verspannt Am Ende des Vorschubs der beweglichen große Druckdifferenz zwischen dem Detektor 32 und Platte 1 wird die Dichtungsgarnitur 7 auf der Spitzen- as dem Hohlraum des zu untersuchenden Rohres T zu deseite gebläht. halten. So wird der Detektor gegen ein eventuelles

Es wird dann das Rohr unter Unterdruck durch »Seigern« geschützt Die Rolle der Kammer 31 be-

die Palettenpumpe 29 bei offenem Schieber 26 ge- steht darin, das Gleichgewicht der Drücke einerseits

setzt, bis der Druck auf 1 Torr gesunken ist; in die- und der Membran 30 andererseits zu verzögern. Der

sem Augenblick wird das Relais durch die Unter- 30 große Querschnitt erlaubt es ihr, die eventuelle Dif-

druckgruppe 28 erfaßt, die das Vakuum herstellt, bis fusion des Heliums der Membran 30 gegen den De-

der Druck auf 1 ~^s Torr vermindert ist. Während tektor 32 nicht zu verzögern.

dieses Zeitraums wird die bewegliche Anordnung Ausgezeichnete Ergebnisse wurden bei einer

translatorisch gegen das Muffenende des Rohres Γ stündlichen Heliummenge von etwa 80 Liter bei

verschoben. Der Schieber 26 wird dann geschlossen, 35 einem Druck von etwa 0,4 Bar erhalten; wobei die

um die Hauptpumpgruppe (28, 29) vom Rest der bewegliche Anordnung sich bei einer Geschwindig-

Vorrichtung zu isolieren; der Schieber 27 wird dann keit von lm/sec verschob,

geöffnet, um die Verbindung zwischen dem inneren Es wurde festgestellt, daß:

des Rohres und dem Heliumdetektor 32 herzustellen. ohne die Kombination der Membran 30 und der

Es erfolgt dann eine Doppelspülung (zwei Hin- und 40 Kammer 31 der Detektor nichts anzeigt; für sämt-

Hergänge) der beweglichen Anordnung E, welche ge- liehe der untersuchten Rohre, selbst wenn gewisse

gen die Wandung des Rohres gegen seinen gesamten Rohre Risse zeitigen, gibt der Detektor keinerlei Si-

Umfang Heliumstrahlen durch die Köcher 16 richtet gnal;

und dies viermal für jede Stelle seiner Oberfläche. ohne die Membran 30 ist der Detektor 32 nicht ge-Gleichzeitig mit Auslösung der Bewegung der beweg- 45 gen »Seigern« geschützt; ohne die Kammer 31 verliehen Anordnung saugt die sich dauernd drehende fügt der Detektor nicht über eine ausreichende HeIi-Pumpe 33 gegen den Detektor 32 sämtliches über die ummenge, um eine Anzeige zu geben; Wandung des so kontrollierten Rohres während ohne die bewegliche Anordnung E, Jie es ermögzweier Hin- und Hergänge der beweglichen Anord- licht, das die Rohrwandung durchsetzende Helium nung etwa eingefangenes Helium. 50 von dem Helium zu trennen, welches die Rohrwan-

Weist die Wandung dieses Rohres lokalisierte Mi- dung nicht durchsetzt und letzteres zu evakuieren

krorisse auf, so durchsetzt ein Teil des Heliums diese gestattet würde für sämtliche untersuchten Rohre,

Wandung über diese Mikrorisse; das im Überschuß sogar die gesunden Rohre, der Detektor 32 ein Si-

in diesen beiden Nuten 14 vorhandene Helium wird gnal für das Vorhandensein von Rissen geben,

durch den Abzug 24 abgesaugt 55 Zusammengefaßt kann gesagt werden, daß die

Weist die Wandung des Rohres keinen Mikroriß Vorrichtung nach der Erfindung es ermöglicht, die

auf, so tritt das gesamte durch die Kammer 13 gebla- Rohe T innerhalb sehr kurzer Zeh zu untersuchen,

sene Helium in die Nuten 14 und wird vom Abzug um so den Fabrikationskadenzen folgen zu können

abgesaugt und anzuzeigen, ob die Rohre gesund sind oder nicht

Die Membran 30 und der Raum 31 ermöglichen 60 Selbstverständlich fallen für den Fall eines röhren-

es, aus dem Innern des Rohres T alles aufgefangene förmigen Körpers ohne Muffe die Verlängerung 19

Helium gegen den Detektor 32 zu isolieren und es und di© Garnitur 20 fort

bei einem Druck zu sammeln, der verträglich mit Als Variante ist die Installation offensichtlich geeiner günstigen Betriebswefae des Detektors und für eignet, durch die gewünschten Auslegungen auf der die gewünschte HeKumkoszentration ist, bevor der 65 Muffensehe den gleichen- HeBumdichtigkeitstest auf Druck hn Rohr aufgrund »Seigerns« der Innenwan- jede andere Kammer außer einem Rohr anzuwenden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Bei einer ähnlichen solchen Vorrichtung (z,B. Patentansprüche: US-PS 3342990) wird das Helium durch eine be wegliche Düse auf die Außenfläche des Körpers ge-

1. Vorrichtung zum Prüfen der Dichtheit eines blasen. Da das Helium als sehr flüchtiges Gas sich röhrenförmigen Körpers mit einer Anordnung S sofort io der umgebenden Atmosphäre verteilt, kann zur Beaufschlagung eines begrenzten, Teils der aber der Druck des Heliums auf der Außenfläche des Außenfläche des Körpers mit einem SPrüfgas, ins- Körpers nicht koniroiiieri werden. Unterschiedliche besondere Helium, und mit einem Detektor zur Druckdifferenzen zwischen der Außenfläche und der Anzeige des durch die Wand des Körpers hin- Innenfläche der Wandung des Körpers können desdurcbgetretenen Heliums, dadurch ge-to halb zu unbrauchbaren Meßergebnissen führen, kennzeichnet, daß die Anordnung (E) zur Hinzu kommt, daß die Zuführung des Heliums durch Beaufschlagung des Körpers (T) mit Prüfgas eine eine einfache Düse bei automatischer Prüfung röhraittige Ringzone (13) für die Zufuhr des Prüfga- renförmiger Körper in schneller Taktfolge unzureises und beidseits daran anschließende Ringzonen chend ist

(14) zum Abführen des überschüssigen! Prüfgases 15 Erfindungsgemäß sollen darum diese Nachteile bebesitzt und daß jede der drei Zonen (13, 14) in seitigt und eine Vorrichtung geschaffen werden, nut axialer Richtung von Radialflanschen (17) be- der röhrenförmige Körper in schneller Taktfolge grenzt ist, die jeder eine öffnung für des Durch- automatisch überprüft werden können,
tritt des Körpers (T) aufweisen, und daß die An- Diese Aufgabe lißt sich mit MaSnahmen, wie sie

Ordnung (E) auf dem Körper (T) längsverschieb- ao ün deutschen Gebrauchsmuster 1 903 765 beschriebar ausgebildet ist. ben sind, nicht lösen. Hiernach ist eine Vorrichtung

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- bekannt, bei der das dem Innern des röhrenförmigen kennzeichnet, daß die Anordnung (E) einen Körpers zugeführte und durch dessen Wandung aus-Ringkasten (8) mit U-fönnigem radialem Längs- tretende Helium von einem längs des Körpers verschnitt umfaßt, in den als mittige Zone (13) ein 25 schieblichen Ringraum aufgenommen und aus diehohler, an eine Heliumquelle angeschlossener sein abgesaugt wird. Der Ringraum wird von einer Ring (12) befestigt ist, der radiale öffnungen (16) dem Körpef umschließenden Manschette gebildet, besitzt, die die mittige Zone (13) mit einem vom Ringdichtungen am Ende von Endflanschen liegen Ring (12) umschlossenen Ringraum (18) verbin- auf dem Körper auf. Diese Vorrichtung läßt nur eine den, und in dem die beiderseits des Rings (12) 30 verhältnismäßig geringe Arbeitsgeschwindigkeit zu. angeordneten Zonen (14) als radial zur Achse Die zu erhaltenden Meßergebnisse sind darüber hinder Anordnung (E) offene Ringnuten ausgebildet aus nicht absolut sicher, weil bei Verschleiß der sind, die über öffnungen (23) mit einer Einrich- Diebtungen aus dem Körper austretendes Helium tung zum Absaugen de» Heliums in Verbindung über die undichten Stellen der Dichtung in den Ringstehen. 35 raum eingesaugt wird. Das kann selbst bei einwand-

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 freien Rohren zu falschen Meßergebnissen führen,
oder 2, insbesondere zum Prüfen eines Muffen- Auch mit Maßnahmen etwa nach der US-Patentrohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Anord- schrift 3 474 662 ist ein putomatisches Prüfen einer nung (E) eine Verlängerung (19) aufweist, die Vielzahl von in schnellet Taktfolge der Vorrichtung eine Ringkaiamer (21) bildet, welche in einer 4° zugeführten rohrförmigen Körpern nicht möglich, da Endstellung der Anordnung (E) die Muffe über- dort ebenfalls Dichtungen zwischen den zu überprüdeckt und durch eine Zweigleitung mit der HeIi- fenden Körpern und einem diese umschließenden umquelle verbunden ist. Ringraum vorgesehen sind, aus dem gegebenenfalls

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 aus dem Körper austretendes Helium abgesaugt wird. bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor 45 Die obengenannte Aufgabe kann aber überra-(32) in einer Zweigleitung zwischen dem zu prü- sehend einfach erfindungsgemäß dadurch gelöst werfenden Körper (T) und einem Aggregat (28, 29) den, daß die Anordnung zur Beaufschlagung des zum Erzeugen eines Vakuums im Körper (T) an- Körpers mit Prüfgas eine mittige Ringzone für die geordnet ist und daß dem Detektor (32) in Reihe Zufuhr des Prüfgases und beidseits daran anschlieein Isolierechieber (27), eine Membran (30) imd 5» ßende Ringzonen zum Abführen des überschüssigen eine Kammer (31) mit großem Querschnitt vorge- Prüfgases besitzt und daß jede der drei Zonen in schaltet sowie ein Aggregat (33) zum Erzeugen axialer Richtung von Radialflanschen begrenzt ist, eines Vakuums nachgeschaltet sind. die jeder eine öffnung für den Durchtritt des Körpers aufweisen, und daß die Anordnung auf dem

55 Körper längsverschiebbar ausgebildet ist.

Es wird also auf eine Abdichtung der das Helium

führenden Zone verzichtet, wodurch deshalb auch

ohne Umbau zum Prüfen Yon rohrförmigen Körpern verschiedener Abtäessungeft die Vorrichtung verwen» 6o riet werden kam