蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置及其試驗(yàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置，尤其涉及主要應(yīng)用于運(yùn)載火箭的低溫閥門的檢漏以及類似有低溫環(huán)境的檢漏的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]運(yùn)載火箭采用四氧化二氮和偏二甲肼作為推進(jìn)劑，相應(yīng)的閥門工作溫度均為-40°C?+50°C，屬于常溫閥門的范疇；其性能測(cè)試中采用的檢漏方法較為簡(jiǎn)單，根據(jù)允許泄漏率指標(biāo)的要求不同，氣密檢查可分別采用流量計(jì)檢測(cè)法、集氣法、氦質(zhì)譜檢漏法、涂肥皂液法和數(shù)氣泡法等方法。
[0004]然而，由于新型運(yùn)載火箭采用液氧和煤油作為推進(jìn)劑，因此相比較現(xiàn)役型號(hào)中的常溫閥門，采用液氧(_183°C)環(huán)境下的低溫閥門。在試驗(yàn)環(huán)境由常溫轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏睾?，閥門的工作機(jī)理發(fā)生了很大變化，相應(yīng)的零部件采用的密封材料、密封結(jié)構(gòu)形式及密封結(jié)構(gòu)的制造工藝方法、氣密性的檢漏方法同樣也發(fā)生了很大變化。常規(guī)的氣泡法、排液集氣法、月巴皂泡法等都無(wú)法對(duì)閥門的漏氣量進(jìn)行檢測(cè)。
[0005]例如某型號(hào)火箭蓄壓器需要在-196°C環(huán)境下，對(duì)其法蘭處的外泄漏率進(jìn)行檢測(cè)，要求外泄漏率小于I X 10 6Pa*m3/S。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是為了解決上述技術(shù)問(wèn)題而進(jìn)行的，其目的主要在于提供一種能夠檢測(cè)蓄壓器在超低溫環(huán)境(_196°C?0°C)下的外泄漏率的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置。
[0008]本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置的特征在于，其主要由用于放置蓄壓器的真空檢漏箱、通過(guò)帶截止閥的管道與真空檢漏箱相連的液氮低溫杜瓦瓶、氦氣瓶、氮?dú)馄俊⒄婵毡?、壓縮空氣、位于真空檢漏箱內(nèi)部的壓力表、溫度傳感器、用于將蓄壓器上下密封的密封工裝、以及位于箱體上的手套操作接口等組成；其中，密封工裝開(kāi)有三個(gè)孔，分別為液氮加注口、液氮排泄口、氦氣充入口，三個(gè)孔分別通過(guò)真空檢漏箱的內(nèi)外連接管連入外部的液氮低溫杜瓦瓶、安全排放區(qū)以及氦氣瓶；此外，真空檢漏箱還開(kāi)有氦質(zhì)譜儀接入口，氦質(zhì)譜儀接入口的一頭連接外部的氦質(zhì)譜儀，另一頭連接位于內(nèi)部的氦質(zhì)譜儀的吸腔。
[0009]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置中，優(yōu)選的是，真空檢漏箱由主箱體和過(guò)渡室兩部分組成，所述過(guò)渡室作為所述主箱體與箱體外的過(guò)渡空間，由兩個(gè)密封門和兩個(gè)閥門以及一個(gè)室體組成。
[0010]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置中，優(yōu)選的是，手套操作接口為四個(gè)。
[0011]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置中，優(yōu)選的是，在真空檢漏箱箱底的內(nèi)壁設(shè)有旋轉(zhuǎn)盤。
[0012]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置中，優(yōu)選的是，真空檢漏箱的側(cè)壁為透明玻璃。
[0013]本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)方法的特征在于，其為使用上述本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置的方法，其包括下述步驟:
步驟1:用壓縮空氣對(duì)真空檢漏箱進(jìn)行吹除，保證箱內(nèi)的氦氣濃度不大于10_7Pa.m3/s,并對(duì)蓄壓器的膜盒氣腔預(yù)先充注1.1MPa常溫氦氣，然后將蓄壓器放入真空檢漏箱并連接相應(yīng)管道；
步驟2:啟動(dòng)真空泵將真空檢漏箱抽真空至真空表指示針接近于-0.1MPa,將箱內(nèi)的水蒸汽和空氣抽除干凈；
步驟3:向真空檢漏箱內(nèi)充注氮?dú)庵琳婵毡碇甘踞樈咏诹?，使真空檢漏箱內(nèi)外的壓力達(dá)到平衡；
步驟4:用氮?dú)饨?jīng)由所述密封工裝上的孔吹除蓄壓器的液腔的空氣和水蒸氣，吹除完畢后開(kāi)始加注液氮至真空檢漏箱的液氮排放口有液氮排出，此時(shí)關(guān)閉液氮加注口截止閥，液氮排放口繼續(xù)排放蒸汽至液氮排放完畢；
步驟5:通過(guò)溫度傳感器顯示液腔位置和檢漏位置的溫度，當(dāng)其接近于液氮溫度時(shí)，迅速向液腔充入0.7MPa的氦氣，手持吸腔對(duì)膜盒和殼體的結(jié)合面進(jìn)行檢漏。
[0014]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)方法中，優(yōu)選的是，所述純氮為99.99%的高純氮?dú)狻?br>[0015]在本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)方法中，所述用壓縮空氣對(duì)真空檢漏箱進(jìn)行吹除也可以在將蓄壓器放入真空檢漏箱并連接相應(yīng)管道后進(jìn)行。
[0016]通過(guò)本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)蓄壓器方便地進(jìn)行超低溫檢漏。該裝置能夠精確測(cè)試蓄壓器在超低溫裝態(tài)單點(diǎn)漏泄的位置。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為表示本發(fā)明所涉及的蓄壓器的一例的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為表示本發(fā)明的技術(shù)方案的示意圖；
圖3為表示本發(fā)明的蓄壓器的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0018]附圖標(biāo)記說(shuō)明:
I為真空手套箱；2為工裝下蓋；3為真空泵；4為氮?dú)馄浚?為氦質(zhì)譜儀；6為截止閥；7為工裝上蓋；8為蓄壓器；9為低溫杜瓦瓶；10為氦氣瓶；11為液氮；12為液氮加注口； 13為液氮排泄口。
[0019]
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。但本發(fā)明不限于下述描述內(nèi)容。
[0021]本發(fā)明所涉及的蓄壓器的一例的結(jié)構(gòu)如圖1所示，采用啞鈴式金屬膜盒結(jié)構(gòu)，包括:液腔、殼體、膜盒等；其中，殼體和膜盒的接觸面為密封面。設(shè)計(jì)技術(shù)要求為:在蓄壓器膜盒氣腔5預(yù)充P=L IMPa常溫氦氣，并在液腔充0.7MPa常溫氦氣，保持該壓力，將蓄壓器置于液氮環(huán)境中，檢查膜盒和殼體之間的氣密性，要求漏氣量不超過(guò)I X 10_6Pa*m3/S，試驗(yàn)過(guò)程中冷氣開(kāi)關(guān)不允許直接接觸液氮。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案的示意圖如圖2所示，其設(shè)計(jì)為:將蓄壓器8放入一個(gè)專用密閉試驗(yàn)箱，創(chuàng)造出真空或高純氮的環(huán)境，保證膜盒和殼體接觸面不結(jié)霜。首先在蓄壓器8內(nèi)部充注液氮11，待蓄壓器8預(yù)冷到一定溫度后，將內(nèi)部的液氮11排放干凈，向液腔充注一定壓力的氦氣后，通過(guò)試驗(yàn)箱內(nèi)的氦質(zhì)譜儀5的手持式吸腔對(duì)殼體和膜盒之間的氣密性進(jìn)行檢漏。該方案能夠精確測(cè)試蓄壓器8在超低溫裝態(tài)的單點(diǎn)漏泄的位置，而且，由于液氮在蓄壓器8的內(nèi)部，溫度的傳導(dǎo)須經(jīng)過(guò)一段連通管，溫度不至于很低，符合蓄壓器8實(shí)際的工作狀態(tài)。
[0023]根據(jù)如上所述的試驗(yàn)方案研制試驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)生產(chǎn)各種配套設(shè)備，提供的蓄壓器8的超低溫檢漏試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示。整個(gè)試驗(yàn)裝置主要由低溫杜瓦瓶9、氦氣瓶10、氮?dú)馄?、真空手套箱1、真空泵3、壓力表、溫度傳感器、金屬軟管、截止閥6等組成。在工裝上蓋7開(kāi)有三個(gè)孔，分別為液氮加注口 12、液氮排泄口 13、氦氣充入口，三個(gè)孔分別通過(guò)箱體的內(nèi)外接管嘴連入外部的低溫杜瓦瓶9、安全排放區(qū)以及氦氣瓶10。真空手套箱I是實(shí)現(xiàn)整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)的操作，是決定本項(xiàng)試驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵之一。
[0024]在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，真空檢漏箱的該操作箱主要由主箱體和過(guò)渡室兩部分組成。在箱體右側(cè)開(kāi)有500mmX600mm的門，用于產(chǎn)品的進(jìn)出。其帶有四個(gè)手套操作接口，分別分布在箱體的前面和后面，能夠滿足兩個(gè)人