Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей
Предложены новый способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности на основе цилиндрических кварцевых микрокапилляров, а также основные и вспомогательные средства, необходимые для реализации способа. Способ позволяет получать наборы одинаковых или же дискретно отличаю...
Saved in:
| Published in: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
|---|---|
| Date: | 2011 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102212 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей / А.В. Шульженко, Л.М. Погорелая, П.А. Манорик, В.Н. Гребенников, Н.А. Сидорова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 2. — С. 30-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-102212 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Шульженко, А.В. Погорелая, Л.М. Манорик, П.А. Гребенников, В.Н. Сидорова, Н.А. 2016-06-11T17:27:28Z 2016-06-11T17:27:28Z 2011 Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей / А.В. Шульженко, Л.М. Погорелая, П.А. Манорик, В.Н. Гребенников, Н.А. Сидорова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 2. — С. 30-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0235-3474 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102212 621.529 Предложены новый способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности на основе цилиндрических кварцевых микрокапилляров, а также основные и вспомогательные средства, необходимые для реализации способа. Способ позволяет получать наборы одинаковых или же дискретно отличающихся по пропускной способности проницаемых элементов для контрольных течей. A new method is proposed for manufacturing sets of permeable elements of a certain throughput capacity, based on cylindrical quartz microcapillaries, as well as the main and auxiliary means required for realization of this method. The method allows obtaining sets of the same or discretely differing as to throughput capacity permeable elements for control furnaces. Работа выполнена при финансовой поддержке НАН Украины (комплексная научно-техническая программа «Сенсорные системы для медико-экологических и промышленно-технических нужд»). ru Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України Техническая диагностика и неразрушающий контроль Производственный раздел Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей Method of manufacturing sets of permeable elements with specified throughput capacity for capillary control leaks Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| spellingShingle |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей Шульженко, А.В. Погорелая, Л.М. Манорик, П.А. Гребенников, В.Н. Сидорова, Н.А. Производственный раздел |
| title_short |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| title_full |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| title_fullStr |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| title_full_unstemmed |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| title_sort |
способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей |
| author |
Шульженко, А.В. Погорелая, Л.М. Манорик, П.А. Гребенников, В.Н. Сидорова, Н.А. |
| author_facet |
Шульженко, А.В. Погорелая, Л.М. Манорик, П.А. Гребенников, В.Н. Сидорова, Н.А. |
| topic |
Производственный раздел |
| topic_facet |
Производственный раздел |
| publishDate |
2011 |
| language |
Russian |
| container_title |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Method of manufacturing sets of permeable elements with specified throughput capacity for capillary control leaks |
| description |
Предложены новый способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности на основе цилиндрических кварцевых микрокапилляров, а также основные и вспомогательные средства, необходимые для реализации способа. Способ позволяет получать наборы одинаковых или же дискретно отличающихся по пропускной способности проницаемых элементов для контрольных течей.
A new method is proposed for manufacturing sets of permeable elements of a certain throughput capacity, based on cylindrical quartz microcapillaries, as well as the main and auxiliary means required for realization of this method. The method allows obtaining sets of the same or discretely differing as to throughput capacity permeable elements for control furnaces.
|
| issn |
0235-3474 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/102212 |
| citation_txt |
Способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности для капиллярных контрольных течей / А.В. Шульженко, Л.М. Погорелая, П.А. Манорик, В.Н. Гребенников, Н.А. Сидорова // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2011. — № 2. — С. 30-33. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT šulʹženkoav sposobizgotovleniânaborovpronicaemyhélementovzadannoipropusknoisposobnostidlâkapillârnyhkontrolʹnyhtečei AT pogorelaâlm sposobizgotovleniânaborovpronicaemyhélementovzadannoipropusknoisposobnostidlâkapillârnyhkontrolʹnyhtečei AT manorikpa sposobizgotovleniânaborovpronicaemyhélementovzadannoipropusknoisposobnostidlâkapillârnyhkontrolʹnyhtečei AT grebennikovvn sposobizgotovleniânaborovpronicaemyhélementovzadannoipropusknoisposobnostidlâkapillârnyhkontrolʹnyhtečei AT sidorovana sposobizgotovleniânaborovpronicaemyhélementovzadannoipropusknoisposobnostidlâkapillârnyhkontrolʹnyhtečei AT šulʹženkoav methodofmanufacturingsetsofpermeableelementswithspecifiedthroughputcapacityforcapillarycontrolleaks AT pogorelaâlm methodofmanufacturingsetsofpermeableelementswithspecifiedthroughputcapacityforcapillarycontrolleaks AT manorikpa methodofmanufacturingsetsofpermeableelementswithspecifiedthroughputcapacityforcapillarycontrolleaks AT grebennikovvn methodofmanufacturingsetsofpermeableelementswithspecifiedthroughputcapacityforcapillarycontrolleaks AT sidorovana methodofmanufacturingsetsofpermeableelementswithspecifiedthroughputcapacityforcapillarycontrolleaks |
| first_indexed |
2025-11-24T20:13:37Z |
| last_indexed |
2025-11-24T20:13:37Z |
| _version_ |
1850494949355683840 |
| fulltext |
УДК 621.529
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ НАБОРОВ ПРОНИЦАЕМЫХ
ЭЛЕМЕНТОВ ЗАДАННОЙ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ
ДЛЯ КАПИЛЛЯРНЫХ КОНТРОЛЬНЫХ ТЕЧЕЙ
А. В. ШУЛЬЖЕНКО, Л. М. ПОГОРЕЛАЯ, П. А. МАНОРИК, В. Н. ГРЕБЕННИКОВ, Н. А. СИДОРОВА
(Ин-т физической химии им. Л. В. Писаржевского НАН Украины)
Предложены новый способ изготовления наборов проницаемых элементов заданной пропускной способности на
основе цилиндрических кварцевых микрокапилляров, а также основные и вспомогательные средства, необходимые
для реализации способа. Способ позволяет получать наборы одинаковых или же дискретно отличающихся по про-
пускной способности проницаемых элементов для контрольных течей.
A new method is proposed for manufacturing sets of permeable elements of a certain throughput capacity, based on cylindrical
quartz microcapillaries, as well as the main and auxiliary means required for realization of this method. The method
allows obtaining sets of the same or discretely differing as to throughput capacity permeable elements for control furnaces
Стеклянные микрокапилляры конической формы,
упрочненные различного рода оболочками, широ-
ко используют в качестве проницаемых элементов
капиллярных контрольных течей — устройств,
воспроизводящих известные по величине и пос-
тоянные во времени потоки пробных газов, ко-
торые предназначены для градуировки и выбора
оптимальных условий эксплуатации средств кон-
троля герметичности [1–4].
К настоящему времени предложены методики
изготовления таких микрокапилляров, основан-
ные на вытяжке стеклянных трубок в процессе
их локального разогрева [5]. Наиболее совершен-
ные из них предполагают использование полуав-
томатических устройств. Варьируя с помощью по-
луавтоматов параметры процесса (напряжение на
спирали, начало и усилие разрыва стеклянных
трубок) можно получать отдельные образцы ко-
нических микрокапилляров с диаметром выход-
ного отверстия вплоть до 0,05 мкм. Однако из-за
сложности строгой унификации внешнего диамет-
ра и толщины стенок стеклянных трубок–загото-
вок, а также параметров процесса их вытяжки,
воспроизвести даже с помощью таких устройств
серию конических микрокапилляров с одинако-
выми геометрическими параметрами и, следова-
тельно, одной и той же пропускной способности
для газа, весьма проблематично [6]. Это вынуж-
дает подвергать каждый из полученных микрока-
пилляров кропотливой и малопроизводительной
процедуре калибровки по величине потока проб-
ного газа. Тем самым осложняется серийное про-
изводство необходимых по пропускной способ-
ности проницаемых элементов на основе стеклян-
ных микрокапилляров конической формы.
Предпочтительным для производства серий
идентичных проницаемых элементов представля-
ется использование длинномерных микрокапил-
ляров цилиндрической формы, изготовленных из
высокочистого кварца (SiO2 > 99,99 %) по мето-
дике, описанной в работах [7, 8]. Разделив такой
микрокапилляр на отрезки равной длины и опре-
делив пропускную способность лишь одного из
отрезков капилляра, можно безоговорочно пере-
нести полученные результаты на остальные такие
же отрезки, предназначенные для изготовления
проницаемых элементов. Однако ввиду малости
диаметра цилиндрические кварцевые микрокапил-
ляры весьма непрочны и легко ломаются. Разделить
их на небольшие по длине отрезки и тем более ма-
нипулировать короткими отрезками микрокапилля-
ра достаточно сложно. Поэтому в конструкциях
проницаемых элементов такие микрокапилляры на
сегодня практически не используют.
Предлагаемый в данной работе способ позво-
ляет существенно упростить серийное изготовле-
ние проницаемых элементов нужной пропускной
способности на основе цилиндрических кварце-
вых микрокапилляров. Суть способа состоит в
том, что цилиндрический кварцевый микрокапил-
ляр сначала дискретно по длине упрочняют па-
кетом вакуум-плотных оболочек, а после этого
разделяют пакет оболочек и, соответственно, мик-
рокапилляр на фрагменты, представляющие собой
готовые проницаемые элементы по количеству
оболочек в пакете [9].
Реализация предлагаемого способа предусмат-
ривает использование отрезка цилиндрического
кварцевого микрокапилляра определенного внут-
реннего диаметра, простых по конструкции вспо-
могательных устройства и приспособления, набо-
ра металлических фасонных вакуум-плотных обо-
лочек, тонких прокладок из эластичного матери-
ала и жидкой герметизирующей композиции, ко-
© А. В. Шульженко, Л. М. Погорелая, П. А. Манорик, В. Н. Гребенников, Н. А. Сидорова, 2011
30 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2011
торая при определенных условиях способна от-
вердевать, а после отвердения становиться ваку-
умплотным, непроницаемым для газов, полимер-
ным материалом с высокой адгезией к металлу и
стеклу и в то же время низкой адгезией к мате-
риалу прокладок.
На рис. 1 схематически изображены основные
элементы, вспомогательные устройство и приспо-
собление для реализации способа. Вспомогатель-
ное устройство выполнено в виде металлической
трубки 1 с резьбовыми хвостовиками, на которые
соответственно навинчиваются металлические
накидные гайки 2 и 3 со сквозными осевыми от-
верстиями. Эти накидные гайки 2 и 3 фиксируют
с возможностью перемещения технологические
втулки 4 и 5. При этом технологическая втулка
4 за счет ступенчатого выступа, ориентированного
внутрь трубки 1, жестко прижимается накидной
гайкой 3 к одной из торцевых поверхностей трубки,
а технологическая втулка 5 выполнена с возмож-
ностью перемещения по внутренней поверхности
трубки 1 при навинчивании накидной гайки 2. В
обеих втулках (4 и 5) выполнено по одному осевому
ступенчатому отверстию таким образом, чтобы от-
верстия большего диаметра выходили наружу.
Втулка 4 со стороны ее торца, ориентированного
в полость трубки 1, дополнительно имеет радиаль-
ный паз 6, а втулка 5 дополнительно имеет одно
радиальное отверстие 7, которое соединяется с осе-
вым отверстием большего диаметра в этой втулке.
Фасонные вакуум-плотные оболочки 9 выполнены
в виде металлических шайб одинаковой толщины,
в каждой из которых имеется осевое отверстие оди-
накового диаметра и радиальный паз 10 на одной
из плоских поверхностей шайбы. Диаметр этих
шайб выбран таким, чтобы они свободно, без пе-
рекоса, размещались в полости трубки 1.
Вспомогательное приспособление 12 выполне-
но в виде тонкой металлической трубки, служа-
щей защитным кожухом для хрупкого микрока-
пилляра 8 в процессе изготовления проницаемых
элементов. Наружный диаметр этой трубки выб-
ран таким, чтобы трубка свободно проходила
сквозь осевые отверстия в шайбах-оболочках 9,
внутренний диаметр — таким, чтобы в полости
трубки свободно размещался микрокапилляр, а
длина трубки — такой, чтобы несколько превы-
шала длину вспомогательного устройства в соб-
ранном виде.
Используя вспомогательные устройство и
приспособление наборы одинаковых по пропуск-
ной способности проницаемых элементов для
контрольных течей капиллярного типа изготавли-
вали следующим образом.
В полости трубки 1 размещали пакет шайб-
оболочек 9 одинаковой толщины таким образом,
чтобы каждая шайба-оболочка той стороной, где
выполнен паз 10, через тонкую прокладку 11, из-
готовленную из эластичного материала, стыкова-
лась с противоположной стороной другой шай-
бы-оболочки, а между крайними шайбами-обо-
лочками в пакете и контактирующими с ними
втулками 4 и 5 были такие же прокладки.
С помощью накидных гаек 2 и 3 пакет шайб-
оболочек 9 с прокладками 11 сжимали в осевом
направлении. При этом стыки между шайбами-
оболочками 9, а также между крайними шайба-
ми-оболочками и втулками 4 и 5, надежно гер-
метизировались. После этого вспомогательное ус-
тройство с размещенным в его полости пакетом
шайб-оболочек и прокладок между ними распо-
лагали горизонтально (рис. 2, а). Отрезок цилин-
дрического кварцевого капилляра длиной, нес-
колько большей длины вспомогательного приспо-
собления–трубки, размещали в полости этой труб-
ки таким образом, чтобы капилляр не выступал
за пределы ее рабочего торца и выходил за пре-
делы трубки с другой стороны, как показано на
рис. 1. Затем трубку с расположенным в ее по-
лости отрезком капилляра 8 вводили сначала в
осевое отверстие одной из втулок (4 или 5), а за-
тем, последовательно прокалывая прокладки 11,
перемещали трубку до тех пор, пока ее рабочий
торец не выходил за пределы вспомогательного
устройства с противоположной стороны. Выдви-
гали отрезок микрокапилляра 8 за пределы рабо-
чего торца трубки 12 и, удерживая выдвинутый
капилляр, обратным движением выводили трубку
12 из вспомогательного устройства. При этом ма-
териал прокладок несколько релаксировал и пло-
щадь отверстий, образовавшихся в результате
прокола, уменьшалась.
Расположив вспомогательное устройство с
шайбами-оболочками и капилляром горизонталь-
но, начальный участок осевого отверстия во втул-
ке 5 (рис. 2, б), начиная от ее торца и не далее
радиального отверстия 7, герметизировали кле-
евой композицией 13 на эпоксидной основе. Пос-
ле отвердения композиции в радиальное отверс-
Рис. 1. Схематическое изображение основных и вспомога-
тельных элементов для реализации способа изготовления на-
боров проницаемых элементов (обознач. см. в тексте)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2011 31
тие 7 под небольшим избыточным давлением вво-
дили ту же жидкую клеевую композицию на эпок-
сидной основе и заполняли ею пространство меж-
ду стенками осевых отверстий в шайбах-оболоч-
ках 9, стенками осевых отверстий во втулках и
внешней поверхностью микрокапилляра 8. Когда
композиция появлялась на выходе из централь-
ного отверстия в противоположной втулке 4, ее
подачу прекращали. После отвердения компо-
зиции отвинчивали накидные гайки 2 и 3, осевым
усилием со стороны втулки 5 выталкивали из по-
лости трубки 1, как одно целое, втулки 4, 5 и пакет
шайб-оболочек 9 с прокладками 11 между ними,
а также закрепленный в осевом канале отрезок
микрокапилляра 8 (рис. 2, в).
Для разделения пакета шайб-оболочек и отде-
ления крайних шайб-оболочек от втулок исполь-
зовали небольшой рычаг 14 в виде стержня, ге-
ометрические размеры концевого участка которо-
го были выбраны такими, чтобы этот рычаг сво-
бодно входил в радиальные пазы 10 в шайбах-
оболочках 9 и в паз 6 во втулке 4. Начиная с любой
стороны, этот рычаг последовательно вводили в
пазы, как показано на рис. 2, в, и осевым усилием,
превышающим предел прочности капилляра и ох-
ватывающей его тонкой оболочки клеевой ком-
позиции на стыках шайб и стыках крайних шайб-
оболочек с втулками, разделяли пакет на прони-
цаемые элементы, не повреждая при этом повер-
хность шайб-оболочек в местах расположения
микрокапилляров. В результате получали набор
проницаемых элементов в виде одинаковых шайб
с герметично закрепленными в них отрезками ци-
линдрических кварцевых микрокапилляров, дли-
на которых практически полностью совпадала с
толщиной шайб-оболочек.
Для использования полученных проницаемых
элементов в составе контрольных течей применя-
ли простое по конструкции промежуточное уст-
ройство в виде штуцера и накидной гайки. Во из-
бежание повреждения плоских поверхностей про-
ницаемого элемента при жестком креплении его
в промежуточном устройстве проницаемый эле-
мент фиксировали в устройстве через верхнее и
нижнее уплотнительные кольца.
Кроме наборов проницаемых элементов, оди-
наковых по пропускной способности для газов,
предлагаемым способом можно также изготавли-
вать наборы проницаемых элементов, дискретно
отличающихся по величинам потоков газов. Оче-
видно, что для этого следует взять набор шайб-
оболочек одинакового внешнего диаметра, но раз-
ной, дискретно отличающейся, толщины.
Вспомогательное устройство, изображенное на
рис. 1, может быть использовано для изготовления
наборов проницаемых элементов многократно. В
случае, когда проницаемые элементы в процессе
эксплуатации в составе контрольных течей по тем
или иным причинам оказывались закупоренными,
использовали кондуктор, через который сверле-
нием очищали осевые отверстия и, таким образом,
готовили шайбы-оболочки к повторному исполь-
зованию.
Используя описанный способ, нами были из-
готовлены различные наборы проницаемых эле-
ментов для капиллярных контрольных течей.
Многократные измерения величины потока воз-
духа через проницаемый элемент пузырьковым
методом под смоченной стеклянной пластинкой
[10] свидетельствуют о том, что пропускная спо-
собность проницаемых элементов, взятых с од-
ного и того же набора, практически одинакова в
пределах ошибки метода калибровки (± 12 %). По-
лученные проницаемые элементы на основе ци-
линдрических кварцевых микрокапилляров оказа-
лись гораздо более стабильными во времени, чем
Рис. 2. Последовательные стадии изготовления наборов оди-
наковых по пропускной способности проницаемых элемен-
тов на основе цилиндрических кварцевых микрокапилляров
(описание а–в см. в тексте)
32 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2011
проницаемые элементы на основе стеклянных
микрокапилляров. Это, по-видимому, обусловле-
но тем, что в случае кварцевых микрокапилляров
практически полностью исключается влияние на
их пропускную способность выщелачивания и
растворения стенок, которое, как известно [11],
тем более заметно, чем меньше внутренний диа-
метр капилляра.
Работа выполнена при финансовой поддержке
НАН Украины (комплексная научно-техническая
программа «Сенсорные системы для медико-эко-
логических и промышленно-технических нужд»).
1. Технология сборки и испытаний космических аппаратов
/ Под общ. ред. И. Т. Белякова, И. А. Зернва. — М.: Ма-
шиностроение, 1990. — 352 с.
2. Герметичність у ракетно-космічній техніці / Ф. П.
Санін, Є. О. Джур, Л. Д. Кучма, В. А. Найденов. —
Дніпропетровськ: Вид-во ДДУ, 1995. — 168 с.
3. Контрольные калиброванные течи / Химические методы
испытаний изделий на герметичность // А. В. Шульжен-
ко, Л. И. Бударин, К. С. Касаев, В. Н. Наумов. — Киев:
Наук. думка, 1991. — 304 c.
4. Ланис В. А., Левина Л. Е. Техника вакуумных испыта-
ний. — М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 263 с.
5. Костюк П. Г. Микроэлектродная техника. — Киев: Изд-
во АН СССР, 1960. — 126 с.
6. Бейкер Ф. Л., Йорк Д. Х. Надежный способ изготовления
стеклянных микроэлектродов с заданным сопротивлени-
ем // Тр. Ин-та инженеров по электротехнике и радио-
технике. — 1971. — 59, № 12. — 86 с.
7. Соболев В. Д. Приспособление для вытягивания кварце-
вых микрокапилляров // Вопросы физики формообразо-
вания. — Тула.: Тульск. политехнич. ин-т, 1970. —
С. 140–148.
8. А. c. 833588 СССР. Способ изготовления кварцевых ка-
пилляров / В. Д. Соболев. — Б.И. № 20, 1981.
9. Пат. України на корисну модель № 49498. Спосіб виго-
товлення проникних елементів для контрольних теч / О.
В. Шульженко, Л. М. Погоріла, П. А. Манорик и др. —
Опубл. 26.04.2010. — Бюл. № 8.
10. Запунный А. И., Фельдман Л. С., Рогаль В. Ф. Контроль
герметичности конструкций. — Киев: Техніка,
1976. — 45 с.
11. Прохоренко П. П., Мигун Н. П. Введение в теорию ка-
пиллярного контроля / Под ред. А. С. Боровикова. — М.:
Наука и техника, 1988. — 33 с.
Поступила в редакцию
24.12.2010
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2011 33
|