检漏装置和用于借助检漏装置来检验对象密封性的方法
【专利摘要】检漏装置具有测试室（10），测试室与抽真空泵装置（14）连接用于抽真待测试空。此外，测试室（10）经由测试气体管路（20）与测试气体泵装置（18）连接。测试气体泵装置（18）在其主入口（28）处与测试气体检测器（30）连接，使得能够按逆流原理对测试气体进行检测。在测试气体管路（20）中设置有阀装置（38）。该阀装置具有测试气体室（44）用于缓存从测试室（10）中提取的测试气体。
【专利说明】检漏装置和用于借助检漏装置来检验对象密封性的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种检漏装置以及一种用于借助于检漏装置来检验对象密封性的方法。
【背景技术】
[0002]已知的逆流检漏装置，如例如在EP I 585 951中所描述的那样，使用涡轮分子泵来检漏。待测试的对象或者在其中设置有待测试的对象的测试室经由测试气体管路与预真空泵连接。此外，测试气体管路与涡轮分子泵的两个或更多个中间入口连接。此外，预真空泵与涡轮分子泵的出口连接。在涡轮分子泵的入口处设置有测试气体检测器、特别是设置在通过涡轮分子泵抽真空的室中。由此能够使用测试气体检测器，所述测试气体检测器具有非常高的敏感度。对特别是氦气的测试气体的检测通过如下方式进行，即测试气体能够逆着涡轮分子泵的主流动方向在涡轮分子泵内部向其入口流动并且通过测试气体检测器来检测。
[0003]在EP I 585 951中，用于粗检对象的测试气体管路与涡轮分子泵的出口区域连接。由于测试气体管路与涡轮分子泵的出口区域连接，所以测试气体的逆流路径或者回流路径在涡轮分子泵内部比较长。在测试气体管路中以及在测试室或者待测试的对象中的压力较低时，才能够进行测试气体管路与涡轮分子泵的中间区域的连接，以至于逆流路径缩短。当测试气体管路中的压力在不考虑小偏差情况下对应于涡轮分子泵的中间区域中的压力时，测试气体才可以进入涡轮分子泵的中间区域。测试气体管路与另一个中间入口的连接(通过该连接进一步缩短逆流路径）因此在后续的时刻即当实现对检验压力的进一步下降时才又是可能的。由于特别是在开始检验时对象的逆流路径或者回流路径长，所以检验时间和响应时间较长。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提出一种检漏装置以及一种用于检验对象密封性的相应的方法，通过所述捡漏装置能够降减小检验时间。
[0005]根据本发明通过具有权利要求I的特征的检漏装置或者通过根据权利要求7所述的用于借助于检漏装置来检验对象密封性的方法来实现所述目的的解决。
[0006]根据本发明的检漏装置具有测试室，在所述测试室中设置有待测试的对象。可替选地，也可直接测试对象。抽真空泵装置与测试室或者对象连接用于抽真空。抽真空泵装置具有预真空泵，以至于测试室或者对象能够被抽真空直至到低的压力。在测试室或待检验的对象中，在此情况下实现如下压力，所述压力对应于背景信号到泄漏值的至少一个单倍的距离。测试气体管路与抽真空泵装置无关地与测试室或者对象连接。可替选地，该测试气体管路也能够与设置在测试室或对象与抽真空泵装置之间的管路连接，使得不必使两个管路与测试室连接。这特别是在与对象的直接连接的情况下是有利的，因为此后仅一个管路必须与对象连接，所述管路随后分支为通向抽真空泵装置的管路和测试气体管路。[0007]测试气体管路与测试气体泵装置的中间入口连接。测试气体泵装置在特别优选的实施形式中是涡轮分子泵必要时与Hohlweck级连接。在这里，为了实现低压力，涡轮分子泵或者Hohlweck-级的出口与预真空泵连接。测试气体检测器与测试气体泵装置的主入口，也就是说，特别是与涡轮分子泵的主入口连接。对测试气体的检测按逆流原理进行。这意味着，测试气体一方面通过中间入口流入并且沿主输送路径的方向向测试气体泵装置的出口输送。测试气体的小部分逆着主输送方向沿着逆流路径从中间入口流向主入口，并且因此能够被测试气体检测器检测。
[0008]根据本发明，在测试气体管路中设置有具有测试气体室的阀装置。因此可能的是，来自于测试室或对象的测试气体被缓存在测试气体室中。被缓存的测试气体随后经由中间入口被输送给测试气体泵装置，并且沿着逆流路径流向测试气体检测器。本发明的主要优点在于，测试气体泵装置与抽真空泵装置无关地运行。因此可能的是，在测试气体泵装置中已实现相对低的压力，而在测试室本身中尚无相应的低压力必须处于主导。由于可在测试气体泵装置的区域中实现的低压力，可能的是，将测试气体泵装置的中间入口设置在主入口附近，使得逆流路径是短的。这引起检验时间显著地减小。显著减小尤其由于与测试室或者对象的体积相比在测试气体室中显著更小的体积而是可能的。处于测试气体室中的测试气体因此可以具有与测试气体泵装置中的压力相比明显更高的压力，而不会由此妨碍测试气体泵装置的功能性、特别是涡轮分子泵的功能性。情况如此是因为只有少量测试气体经由中间入口被输送给测试气体泵装置。
[0009]在第一个优选的实施形式中，阀装置具有两个阀，在所述阀之间设置有测试气体室。为了以来自于测试室或对象的测试气体填充测试气体室，开启沿流动方向设置在测试气体室之前的第一阀，使得测试气体流入测试气体室中。在按时间后续的步骤中，必要时与在测试气体泵装置的区域中处于主导的压力有关地开启第二阀，使得少量测试气体从测试气体室向测试气体泵装置的中间入口流动。在开始检查密封性时，因此少量测试气体能够被输送给测试气体泵装置，所述测试气体泵装置已经被抽真空到非常低的压力上。因此可实现从中间入口到测试气体检测器的短的逆流路径。
[0010]在这个检验期间，可以借助于抽真空泵装置进一步降低测试室或者对象中的压力。随后通过再次开启第一阀的方式从测试室或者对象中提取测试气体的另一个样品，使得测试气体在第二阀关闭时流入测试气体室中。接着，再次关闭第一阀而开启第二阀，使得测试气体向测试气体泵装置流动并且因此向测试气体检测器流动。因此以简单的方式可能的是，分级地检验对象的密封性。本发明的另一优点在于，仅少量测试气体被输送给测试气体泵装置并且就这点而言，在出现泄漏时也只有少量测试气体必须在检验接下来的对象之前从测试气体泵装置中排出。就此而言，根据本发明的检漏装置也在最短时间内又准备用于检测接下来的对象。
[0011]在优选的实施形式中，阀装置与控制装置连接。在具有两个独立的阀的阀装置的第一优选实施形式中，在这里借助于控制装置对阀进行相应的控制，其中开启第一阀而关闭第二阀用于将测试气体输送给测试气体室，并且相应地为了将测试气体输送给测试气体泵装置，开启第二阀并且关闭第一阀。通过所述控制因此保证了，在任何时刻都不开启这两个阀，因为由此大量测试气体在可能相对高的压力下会在中间入口处流入测试气体泵装置中。这会导致测试气体泵装置的损伤，特别是在其是涡轮分子泵的情况下。[0012]此外，通过控制装置优选保证了，当第一阀关闭时，第二阀才开启。
[0013]在本发明的另一种优选的实施形式中，阀装置具有带有集成的测试气体室的唯一的阀。该阀能够构成为，可通过推移一种双活塞，开启或者关闭所述阀的入口或者出口。对该阀的控制优选又借助于控制装置来进行，所述控制装置实施对双活塞的推移，类似于开启和关闭具有两个阀的阀装置的第一阀和第二阀。
[0014]此外，本发明涉及一种用于借助于检漏装置来检验对象密封性的方法，其中在一种特别优选的实施形式中，使用上文中所描述的检漏装置来执行所述方法。按照根据本发明的方法，测试气体从测试室或者直接从待检验的对象中被提取到测试气体室中。接着，中断在测试气体室与测试室或对象之间的连接。被提取的测试气体随后从测试气体室被输送给测试气体泵装置。测试气体泵装置具有测试气体检测器或与测试气体检测器连接并且按逆流原理执行对测试气体的检测。对此测试气体优选经由测试气体泵装置的中间入口被输送给测试气体泵装置并且从测试气体泵装置沿主流动方向朝向测试气体泵装置的出口的方向，特别是朝向涡轮分子泵的出口的方向被泵送。一部分测试气体逆着主流动方向沿着逆流路径从中间入口流向测试气体泵装置的主入口，其中测试气体检测器设置在主入口的区域中。根据本发明的方法同样具有在上文中参照根据本发明的检漏装置所描述的优点。
[0015]优选在达到在测试气体泵装置中、特别是在测试气体泵装置的中间入口的区域中处于主导的预给定的压力级时，才从测试气体室中提取测试气体。特别地，测试气体在不同时刻在测试室中的或对象中的压力不同的情况下相继地从测试室或直接从对象中被提取并且被输送给测试气体室。相应于根据本发明的检漏装置在中间入口处的压力相应低时从测试气体室进行测试气体输送，使得能够实现短的逆流路径并且因此能够实现短的检验时间。
[0016]对测试室或对象抽真空优选借助于抽真空泵装置来进行，所述抽真空泵装置至少在功能上和机械上与测试气体泵装置无关。仅经由控制装置能够实现对抽真空泵装置以及测试气体泵装置的控制技术的结合。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]以下根据优选的实施方式参考附图详细地阐述本发明。
[0018]在附图中：
[0019]图I至3示出了根据本发明的检漏装置的不同优选实施形式的示意图。
【具体实施方式】
[0020]在测试室10中设置有待测试密封性的对象。测试室10经由抽真空管路12与泵14连接。代替设置在其中设置有待测试的对象的抽真空室10，也可以将对象直接立即抽真空。在抽真空管路12中设置有可调节的抽真空阀16。为了检测密封性，测试室10或者待检验的对象经由测试气体管路20与测试气体泵装置18连接。可替选地，如通过虚管路22所描述，测试气体管路20也可以在流动方向上在抽真空阀16之后与抽真空管路12连接。
[0021]测试气体20与测试气体泵装置18的在所描述的实施例中构成为涡轮分子泵的泵26的中间入口 24连接。测试气体检测器30与涡轮分子泵的主入口 28连接。涡轮分子泵的出口 32在中间连接阀34的情况下与预真空泵36连接。[0022]根据本发明，阀装置38设置在测试气体管路20中。在附图I所描述的第一实施例中，阀装置具有第一可调节的阀40和在流动方向上设置在第一可调节的阀下游的第二个同样可调节的阀42。测试气体室44设置在这两个阀40，42之间。不仅这两个可调节的阀40，42而且测试气体检测器30与控制装置46连接。在这里，在控制装置46到测试气体检测器30的连接管路中此外设置有压力测量装置48。此外也可以经由控制装置46对抽真空阀16进行调节。
[0023]此外，校准装置37优选直接在中间入口 24之前设置在测试气体管路20中。
[0024]为了分析待测试的对象的密封性，借助于测试气体泵装置18在测试气体检测器30的区域中产生非常低的压力。同样，借助于抽真空泵装置14在所描述的实施例中将测试室10抽真空或者直接将待测试的对象抽真空，其中在这里在开始检测时，也就是说，在粗检漏中，较高的压力处于主导。为了粗查，随后开启阀40，使得少量测试气体流入到测试气体室44中。随后，阀40关闭而阀42开启。测试气体从测试气体室44中通过中间入口 24流入到涡轮分子泵26中。通过涡轮分子泵26和预真空泵36，测试气体在主流动路径上朝向出口 50的方向被泵送。逆着主流动路径或主流动方向，较少量测试气体按逆流原理从中间入口 24朝向涡轮分子泵的主入口 28的方向流动并且随后到达测试气体检测器30。只要测试气体检测器检测到测试气体例如氦气，那么产生相应的信号并且所述检验结束，因为已经在粗查中确定了待检测的对象无密封性。
[0025]如果在分析步骤中测试气体检测器30仍未检测到测试气体，那么测试气体泵装置18再次被置于初始的低压力。同时，也降低测试室10中的或者待检测的对象中的压力，其中现在达到较低压力。在接下来的检测步骤中，随后又首先开启阀40，使得气体流入到测试气体室44中。接着，又关闭阀40而开启阀42，以便随后如在上文中所描述的那样又将在测试气体室44中存在的气体引导穿过涡轮分子泵26并且至测试气体检测器30。相应于第一方法步骤，借助于测试气体检测器30又进行检测并且当可能检测到不密封时相应地输出信号。
[0026]该步骤随后能够在测试室10中的压力不断降低的情况下重复多次，使得密封性检验越来越精细。
[0027]根据本发明的检漏装置的主要优点在于，始终仅少量测试气体(测试气体室44的体积）必须由测试气体泵装置18泵送。这具有如下优点，即能够实现将测试气体导入在中间入口 24上，所述中间入口设置在主入口 28附近并且已经位于非常低的压力水平上。这又具有如下优点，即测试气体到测试气体检测器30必须经过的逆流路径是短的，使得能够进行快速的检测。此外始终必要的是，只要在之前的检验中确定不密封，在检测新的对象之前清洁测试气体泵装置18。存在于系统中的氦气必须被完全抽出。因为根据本发明，仅少量测试气体被输送给系统，所以能够非常快速地执行相应的清洁。因此明显改善了捡漏装置的经济性。
[0028]在下文中所描述的实施例（图2和图3)中，用相同的附图标记表示类似的部件。
[0029]在图2中所描述的实施例与在图I中所描述的实施例的区别仅在于阀装置38的构型。阀装置38在该实施例中具有唯一的阀52，所述阀构成为具有集成的测试气体室的阀。阀52具有入口 54以及出口 56。在开启阀入口 53时，测试气体通过测试气体管路22流入到集成的测试气体室44中。存在于测试气体室44中的气体能够在关闭入口 54之后通过出口 56再次离开该阀，并且如在上文中所描述的那样，到达测试气体泵装置18。阀52的开启和关闭通过推移双活塞45来实现。这借助于弹簧47以及相应地被激励的电磁铁49来实现。
[0030]对象的密封性检验类似于根据图I所描述的检验来进行。
[0031]在图3中所描述的实施例基本上相应于图2的实施例并且同样具有阀52，所述阀具有集成的体积。唯一的区别在于，为了将测试室10抽真空，抽真空管路12与测试气体泵装置18的预真空泵36连接。预真空泵36因此用作为抽真空泵装置，用于将测试室10或者待检测的对象抽真空。单独的泵14如在图I和图2中的实施例中所描述的那样，在这里可以取消。
[0032]当然，在图I中所描述的阀装置38也可以用于在图3中所描述的实施例。
【权利要求】
1.一种检漏装置，具有： 测试室（10)和/或待测试的对象，所述测试室或所述待测试的对象与抽真空泵装置(14，36)连接用于抽真空， 与所述测试室和/或所述待测试的对象和测试气体泵装置（18)的中间入口（24)连接的测试气体管路（22)， 设置在所述测试气体泵装置（18)的主入口（28)处的测试气体检测器（30)，其中所述测试气体泵装置（18)具有至少一个转子元件，使得主流动路径被定义为从所述主入口(28)沿着所述至少一个转子元件到出口（32)，并且其中逆流路径从所述中间入口（24)延伸至所述主入口（28)，以及 设置在所述测试气体管路（20)中的阀装置（38)，所述阀装置具有测试气体室（44)，所述测试气体室用于缓存从所述测试室（10)或者待测试的对象中提取的、待输送给所述测试气体泵装置（18)的测试气体。
2.根据权利要求1所述的检漏装置，其特征在于，所述阀装置（38)在流动方向上在所述测试气体室（44)之前具有第一阀（40)并且在流动方向上在所述测试气体室（44)之后具有第二阀（42)。
3.根据权利要求1或2所述的检漏装置，其特征在于，所述阀装置（38)与控制装置(46)连接，所述控制装置开启所述第一阀（40)，用于从所述测试室（10)和/或所述待测试的对象中提取测试气体，而开启所述第二阀（42)，用于将所述测试气体输送给所述测试气体泵装置（18)。
4.根据权利要求3所述的 检漏装置，其特征在于，通过所述控制装置（46)保证所述第二阀（42)在所述第一阀（40)关闭之后才开启。
5.根据权利要求1所述的检漏装置，其特征在于，所述阀装置（38)具有唯一的阀（52)，所述唯一的阀具有集成的测试气体室（44 )。
6.根据权利要求5所述的检漏装置，其特征在于，通过推移双活塞（45)，所述阀（52)的入口（54)或者出口（56)能开启或能关闭。
7.一种用于借助于检漏装置来检验对象的密封性的方法，所述检漏装置特别是在权利要求I至6的任一项中所描述的检漏装置，其中从测试室（10)和/或待测试的对象中将测试气体提取到测试气体室（44)中， 中断所述测试气体室（44)与所述测试室（10)或待检测的对象之间的连接，以及 将提取的测试气体由所述测试气体室（44)输送给测试气体泵装置（18)，其中所述测试气体经由中间入口（24)被输送给所述测试气体泵装置（18)用于按逆流原理来测量，并且所述测试气体部分逆着主流动路径流向所述测试气体泵装置（18)的主入口（28)，在所述主入口处设置有测试气体检测器（30 )。
8.根据权利要求7所述的方法，其中在达到在所述测试气体泵装置（18)中处于主导的预给定的压力级时才将来自于所述测试气体室（44)的测试气体输送给所述测试气体泵装置（18)。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在不同压力级情况下相继从所述测试室（10)和/或所述待测试的对象中提取测试气体并且将所述测试气体输送给所述测试气体泵装置(18)。
10.根据权利要求7至9中的任一项所述的方法，其中借助于抽真空泵装置（14)与所述测试气体泵装置（18 )无关地将所述测试室（10)和/或所述待检验的对象抽真空。
【文档编号】G01M3/20GK103649709SQ201280034953
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2012年5月18日 优先权日:2011年7月14日
【发明者】格哈德·威廉·沃尔特, 京特·霍尔斯坦, 克里斯蒂安·拜尔 申请人:厄利孔莱博尔德真空技术有限责任公司