一种阀门低温检漏系统及检漏方法技术方案

本发明专利技术涉及阀门低温检漏测试技术领域，尤其涉及一种阀门低温检漏系统及检漏方法，包括：供配气装置、制冷装置、第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、多条进气管路、多条出气管路以及真空检测平台，供配气装置通过进气管路与真空检测平台连通，第一氦质谱检漏仪与真空检测平台连通，第二氦质谱检漏仪通过出气管路与真空检测平台连通，每一对进气管路与出气管路分别连接在对应待测阀门的两端，在第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、进气管路以及出气管路分别设有阀。本发明专利技术利用制冷装置作为冷源，提高了试验的安全性和可靠性，降低人力成本和测试费用，样品温度精确可控，一次试验能够检测多个待测阀门，测试周期短。

A Low Temperature Leak Detection System for Valves and Leak Detection Method

【技术实现步骤摘要】
一种阀门低温检漏系统及检漏方法
本专利技术涉及阀门低温检漏测试
，尤其涉及一种阀门低温检漏系统及检漏方法。
技术介绍
低温技术不仅与人们当代高质量生活息息相关，同时与世界上许多尖端科学研究(诸如超导电技术、航天与航空技术、高能物理、受控热核聚变、远红外探测、精密电磁计量、生物学和生命科学等)密不可分。随着现代科学技术、工业生产、新能源开发以及航空航天事业的发展，低温阀门已在很多场合得以应用。低温阀门应用广泛，但也容易发生泄漏，对制造要求很高。由于低温阀门多工作在液氮温度以下的超低温区域，相比于常规阀门，其材料选择、结构设计、制造工艺以及性能检测等方面均有专门的要求。例如，电磁阀是卫星发射动力推进系统和姿控系统必不可少的组件。它在卫星的转移轨道或空间运行轨道上会遇到恶劣的真空低温或高温环境。电磁阀的密封性能或泄漏率关系到卫星所带燃料或推进介质的存贮、利用以及使用的有效性，也关系到控制的可靠性。电磁阀的密封性能，应在地面模拟的空间冷热环境中经受考验，即在真空冷热环境中测量电磁阀的泄漏率。特别值得一提的是，真空低温环境对其性能影响更大。这点已为国内外一些卫星发生的故障所证实。有时，一个小小的电磁阀，会对整个卫星造成灾难性的恶果。因此，低温阀门除了要做常温检验外，还必须做低温试验。低温试验的主要目的是检验低温阀门在低温状态下的操作性能和密封性能。操作性能要求阀门启闭灵活，阀杆和阀座不能因为低温变形卡死。密封性能要求阀门密封面泄漏量小于允许泄漏量。常温阀门的性能测试中采用的检漏方法较为简单，根据允许泄漏率指标的要求不同，气密检查可分别采用流量计检测法、排液集气法、氦质谱检漏法、涂肥皂液法和数气泡法等方法。在试验环境由常温转变为低温后，阀门的工作机理发生了很大变化，相应的零部件采用的密封材料、密封结构形式及密封结构的制造工艺方法、气密性的检漏方法同样也发生了很大变化。常规的气泡法、排液集气法、肥皂泡法等都无法对阀门的漏气量进行检测。目前低温阀门及密闭容器的检漏均采用氦质谱检漏法。氦质谱检漏法是根据质谱分析的原理，以氦作探索气体，对各种待测件的漏隙进行快速定位和定量检测的理想的方法。因氦是惰性气体，对大气无污染，使用安全；氦原子量小、黏度小，易渗透过任何可能存在的漏率，检测灵敏度高、速度快、适用范围广；加之氦在大气中的含量少(仅万分之五)，离子质量与其他气体离子质量相差很大，不易受干扰，不会错判。与当今诸多检漏方法相比，它是佼佼者。目前低温阀门检漏试验通常采用低温气体预冷和低温介质浸泡2种方式来提供冷源。低温气体预冷指气体经低温介质换热后得到低温气体，再将大流量低温气体通过试验系统，预冷至试验要求温区后进行性能测试。低温介质浸泡则是指将试验产品及部分系统管路浸泡于低温介质内，经充分换热，产品达到所需温区后进行试验。采用低温气体(冷氦气)预冷的方式进行低温性能试验，试验过程中需加注2种介质(液氮和液氢)，预冷后试验件出口温度仅为40K左右，不仅需要大流量冷氦与系统换热完成预冷，造成大量资源及能源消耗，还无法满足阀门试验的温度要求。如采用液氢浸泡预冷的方式，不仅会消耗大量的液氢，同时氢元素属于易燃易爆介质，试验存在较大安全隐患。传统测试装置的另一个缺陷在于：系统复杂，安全可靠性低，样品更换时间长，效率低，操作复杂繁琐，测试周期长，只能实现特定温度下的试验，无法做到温度精确可控，时间成本、人力成本和测试费用较高，特别是需要对大量样品进行测试的时候。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种阀门低温检漏系统及检漏方法，用以解决现有技术中的阀门低温检漏方式造成大量资源和能源消耗，系统结构复杂，安全可靠性低，样品更换时间长，效率低，操作复杂繁琐，测试周期长，只能实现特定温度下的试验，无法做到温度精确可控，时间成本、人力成本和测试费用较高的问题。本专利技术实施例提供一种阀门低温检漏系统，包括：供配气装置、制冷装置、第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、多条进气管路、多条出气管路以及真空检测平台，所述制冷装置和待测阀门均设于所述真空检测平台，所述供配气装置通过进气管路与所述真空检测平台连通，所述第一氦质谱检漏仪与所述真空检测平台连通，所述第二氦质谱检漏仪通过出气管路与所述真空检测平台连通，每一对所述进气管路与所述出气管路分别连接在对应所述待测阀门的两端，在所述第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、进气管路以及出气管路分别设有阀。其中，还包括预冷装置，所述预冷装置包括换热腔，所述换热腔设有介质进口和介质出口，所述进气管路的中段制成盘管，并伸入所述换热腔，与所述换热腔内的换热介质进行换热。其中，所述供配气装置包括并联连接的供配气管路以及吹扫管路，所述供配气管路与氦气源连通，且在所述供配气管路设有阀、流量计以及压力传感器，所述吹扫管路与氮气罐连通，且所述吹扫管路设有阀。其中，所述真空检测平台包括温度传感器、真空罩、下底座、第一真空泵和第二真空泵，所述制冷装置和所述待测阀门均放置于所述下底座上，且由所述真空罩密封，所述第一真空泵与所述真空罩连通，所述第二真空泵与出气管路连通，所述温度传感器设于所述真空罩内。其中，所述下底座包括三条短边及一条长边的十字平板形状，所述三条短边均设有挖槽，所述挖槽与所述多条进气管路连接，所述长边通过阀门连接件固定所述待测阀门。其中，所述阀门连接件包括夹板和上底座，所述夹板将所述待测阀门固定在所述下底座上，所述上底座扣合在所述夹板上。其中，还包括屏蔽罩，所述屏蔽罩安装于所述真空罩内侧，且扣设于所述待测阀门，所述真空罩具有与所述第一真空泵连接的开口、与所述进气管路连接的第一孔门以及与所述出气管路连接的第二孔门。本专利技术还公开一种阀门低温检漏方法，包括：S1、在室温下对进气管路、出气管路以及真空检测平台抽真空，打开制冷装置对真空检测平台降温；S2、打开连接在同一个待测阀门上进气管路的阀和出气管路的阀以及第二氦质谱检漏仪的阀，关闭待测阀门，观察第二氦质谱检漏仪的示数，检测该待测阀门的内漏漏率，再打开第一氦质谱检漏仪的阀，观察第一氦质谱检漏仪的示数，检测该阀门进气端外漏漏率；S3、按照S2的步骤，将待测阀门处于不同的高压力值的情况下，观察第一氦质谱检漏仪和第二氦质谱检漏仪示数，对该待测阀门在不同的高压力值下进行内漏漏率检测和进气端外漏漏率检测；S4、关闭进气管路的阀和出气管路的阀，并在设定压力条件下，打开一个待测阀门，打开该待测阀门出气管路的阀，并开始逐渐排气卸压，同时调节该待测阀门的开闭状态，并观察第一氦质谱检漏仪的示数，对该待测阀门进行整体外漏漏率检测。本专利技术实施例提供的一种阀门低温检漏系统及检漏方法，利用制冷装置作为冷源，实现在可调的低温环境下进行阀门的检漏测试，解决了现有技术中阀门低温检漏系统对低温液体的过分依赖，导致试验操作复杂，造成作为低温液体的原材料大量浪费的问题；摆脱液氢作为测试冷源，大大提高了试验的安全性和可靠性；降低系统复杂度，降低人力成本和测试费用；同时本专利技术所提供的阀门低温检漏系统及检漏方法还实现了样品温度精确可控；一次试验能够检测多个待测阀门，并支持快速复温换件，样品更换便捷，测试周期短。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种阀门低温检漏系统，其特征在于，包括：供配气装置、制冷装置、第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、多条进气管路、多条出气管路以及真空检测平台，所述制冷装置和待测阀门均设于所述真空检测平台，所述供配气装置通过进气管路与所述真空检测平台连通，所述第一氦质谱检漏仪与所述真空检测平台连通，所述第二氦质谱检漏仪通过出气管路与所述真空检测平台连通，每一对所述进气管路与所述出气管路分别连接在对应所述待测阀门的两端，在所述第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、进气管路以及出气管路分别设有阀。

【技术特征摘要】
1.一种阀门低温检漏系统，其特征在于，包括：供配气装置、制冷装置、第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、多条进气管路、多条出气管路以及真空检测平台，所述制冷装置和待测阀门均设于所述真空检测平台，所述供配气装置通过进气管路与所述真空检测平台连通，所述第一氦质谱检漏仪与所述真空检测平台连通，所述第二氦质谱检漏仪通过出气管路与所述真空检测平台连通，每一对所述进气管路与所述出气管路分别连接在对应所述待测阀门的两端，在所述第一氦质谱检漏仪、第二氦质谱检漏仪、进气管路以及出气管路分别设有阀。2.根据权利要求1所述的阀门低温检漏系统，其特征在于，还包括预冷装置，所述预冷装置包括换热腔，所述换热腔设有介质进口和介质出口，所述进气管路的中段制成盘管，并伸入所述换热腔，与所述换热腔内的换热介质进行换热。3.根据权利要求1所述的阀门低温检漏系统，其特征在于，所述供配气装置包括并联连接的供配气管路以及吹扫管路，所述供配气管路与氦气源连通，且在所述供配气管路设有阀、流量计以及压力传感器，所述吹扫管路与氮气罐连通，且所述吹扫管路设有阀。4.根据权利要求1所述的阀门低温检漏系统，其特征在于，所述真空检测平台包括温度传感器、真空罩、下底座、第一真空泵和第二真空泵，所述制冷装置和所述待测阀门均放置于所述下底座上，且由所述真空罩密封，所述第一真空泵与所述真空罩连通，所述第二真空泵与出气管路连通，所述温度传感器设于所述真空罩内。5.根据权利要求4所述的阀门低温检漏系统，其特征在于，所述下底座...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕秉坤，徐冬，李来风，刘辉明，黄荣进，沈福至，李旭，贾朋，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11