專利名稱：在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及真空堵漏的裝置與方法領域，具體涉及一種可以在不破壞真空、不停 止系統(tǒng)設備運行的情況下，對其內(nèi)部管道腔體出現(xiàn)的高真空漏孔進行在線封堵的裝置與方 法。
背景技術：
真空技術已在國民經(jīng)濟、國防、航空航天和科研等領域得到廣泛應用。真空的獲得 與維持(真空系統(tǒng))是開展真空技術相關生產(chǎn)與研究的首要保證，真空系統(tǒng)的基本組成有 真空室、真空管道、真空抽氣機組、真空計、真空閥等。其中真空室和真空管道是維持真空 的邊界，必須具有很好的氣密可靠性，盡管質(zhì)量控制嚴格，但是受材料、焊縫中的細微缺陷， 施工、運行的不同溫區(qū)(如常溫裝配，低溫運行)，以及在系統(tǒng)裝置烘烤降溫物理實驗過程 各種載荷、熱循環(huán)沖擊等因素的影響，在已經(jīng)總成進入調(diào)試運行的裝置系統(tǒng)內(nèi)部，其管道內(nèi) 腔，也常會出現(xiàn)細微的高真空漏孔。對于外漏，即位處裝置系統(tǒng)之外，人能夠觸及到的密封、 材料、焊縫的高真空漏點，能夠簡單地用直接噴灑密封溶劑或停機更換的辦法進行處理。然 而，對于像粒子加速器、航天測試系統(tǒng)、托卡馬克等這樣極為復雜、工作在強磁場、超低溫、 高溫、強輻射等極端條件下的電物理裝置，其內(nèi)部形狀復雜、可接近性差的真空管道腔體， 一旦出現(xiàn)高真空漏點(因地處內(nèi)腔又稱內(nèi)漏)，其堵漏的處理就成為一項“開腸剖肚”、非常 復雜、費時費力的艱難工程。管道腔體出現(xiàn)內(nèi)漏，會導致真空破壞，絕熱喪失、乃至引發(fā)關鍵 部件絕緣擊穿、結(jié)構燒損、磁體失超、運行中斷等嚴重事故。這種情況在國家大科學工程的 建設運行過程中，已是屢見不鮮。長久以來，如何實現(xiàn)管道內(nèi)腔在線封堵高真空漏孔，一直是科研人員不斷追求解 決的難題。在線內(nèi)堵的主要困難是1)噴頭如何在內(nèi)腔準確定位；2)如何將高真空密封劑 有效輸送到漏孔部位；3)內(nèi)腔噴灑密封劑堵漏的質(zhì)量如何保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置與方法， 即在裝置或真空系統(tǒng)不中斷運行的情況下，克服上述困難，對經(jīng)常發(fā)生在裝置或真空室內(nèi) 部位處真空環(huán)境的管道腔體，諸如硼化水、去離子水、氮氣烘烤等冷卻加熱管道，液氦、氦 氣、液氮等低溫管道內(nèi)小于10-6Pam7s的真空漏孔，在其內(nèi)腔用真空密封溶劑直接進行噴灑 堵漏。本發(fā)明的技術方案如下一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，包括有氣源，其特征在于所述的氣源上 連接有一虹吸管，虹吸管側(cè)壁上連接有一輸入高真空微孔密封劑的支管，所述虹吸管的出 口連接有輸送管道，并且有工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭與所述的輸送管道出口端固定在一起。—種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的方法，其特征在于設置一氣源，氣源上連接有 一虹吸管，虹吸管側(cè)壁上連接有支管，所述虹吸管的出口連接有輸送管道，并且有工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭與所述的輸送管道出口端固定在一起；當系統(tǒng)管道內(nèi)腔出現(xiàn)真空漏孔時，將工業(yè) 內(nèi)窺鏡的探頭與輸送管道一并插入系統(tǒng)管道內(nèi)腔，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡的觀察引導，將輸送管 道的端口緩慢送進并定位在真空漏孔可能發(fā)生的區(qū)域，之后打開氣源，在壓力氣體作用下， 通過虹吸，從支管吸入高真空微孔密封劑，輸至管道出口，將高真空微孔密封劑以霧狀噴灑 在真空漏孔上完成漏孔封堵。所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的氣源為干燥無油 的高純度惰性氣體。所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的高真空微孔密封 劑為KH-1714高真空微孔密封劑。所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的輸運管道為高純 度惰性氣體、高真空微孔密封劑的流經(jīng)通道。本發(fā)明的有益效果(1)、本發(fā)明裝置與向外部漏點直接噴灑高真空微孔密封劑的“外堵”處理方式不 同，本發(fā)明的“內(nèi)堵”處理增加了氣源、虹吸管、輸運管道，以及在往上進入內(nèi)腔特殊情況下 借助的工業(yè)內(nèi)窺鏡、硬塑導管等設施；在執(zhí)行“內(nèi)堵”操作時，需先打開氣源，受氣壓和虹吸 的驅(qū)動，高真空微孔密封劑沿著輸運管道抵達遠端，并以霧狀形式噴灑作用在內(nèi)漏部位，從 而實現(xiàn)對漏點的封堵處理。(2)、本發(fā)明已經(jīng)成功地攻克了大工作溫區(qū)(-196 350°C )內(nèi)堵真空堵漏溶劑的 選用、噴頭定位、導管輸運、遠端霧化和強化處理等關鍵技術，在2010年初某國家大科學裝 置進行的真空調(diào)試中，對用氦質(zhì)譜儀檢出、發(fā)生在超高真空室內(nèi)316L材質(zhì)直徑60mm硼化水 管通道的波紋管與直管段連接焊縫處10_7Pam7s的漏孔，進行了在線管內(nèi)封堵，封堵處理的 效果很好，內(nèi)真空室真空度一直保持在實驗運行要求的KT6Pa水平，期間還成功經(jīng)受了兩 輪200°C烘烤的熱循環(huán)沖擊考驗，從而避免了工期至少10天、“大開膛”的拆裝、修復，為裝 置的盡早實驗運行贏得了寶貴時間。(3)、本發(fā)明中提出的“內(nèi)堵”的方法，還能對關鍵部件和部位起到“預處理”增強 防漏的作用。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構原理圖。圖2為本發(fā)明實施例中裝置的結(jié)構示意圖。
具體實施例方式參見圖1，一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，包括有氣源1，氣源1上連接有 一虹吸管2，虹吸管2側(cè)壁上連接有一輸入高真空微孔密封劑的支管3，虹吸管2的出口連 接有輸送管道4，并且有工業(yè)內(nèi)窺鏡5的探頭與輸送管道4出口端通過硬塑導管6固定在一 起。一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的方法為設置一氣源1，氣源1上連接有一虹吸 管2，虹吸管2側(cè)壁上連接有支管3，虹吸管2的出口連接有輸送管道4，并且有工業(yè)內(nèi)窺鏡 5的探頭與輸送管道4的出口端通過硬塑導管6固定在一起；當系統(tǒng)管道7內(nèi)腔出現(xiàn)真空
4漏孔時，將工業(yè)內(nèi)窺鏡5的探頭與輸送管道4 一并送入系統(tǒng)管道7內(nèi)，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡5觀 察真空漏孔位置，確定位置后，將輸送管道4的出口端對準真空漏孔的位置，從氣源1供壓 力氣體，從支管3吸入高真空微孔密封劑，在壓力氣體的帶動下，高真空微孔密封劑以霧狀 形式噴灑在真空漏孔上進行封堵。氣源1為干燥無油的高純度惰性氣體，為虹吸管2提供氣源動力。高真空微孔密封劑為KH-1714高真空微孔密封劑，該密封劑對金屬(不銹鋼)、 陶瓷、玻璃和塑料有很強的浸潤性，滲透力強，且對材料無腐蝕性；可在350°C下耐烘烤 處理，能經(jīng)受-190°C -350°C的高、低溫交替沖擊；對漏孔大小與分子直徑相當，特別是 < IO-6PamVs的漏孔，能迅速的起到堵漏效果；在密封固化后，使用壽命長，不受熱氮氣、水 等介質(zhì)的長期沖刷影響。輸運管道4為高純度惰性氣體、高真空微孔密封劑的流經(jīng)通道，其長度根據(jù)內(nèi)腔 中可能的漏點部位決定，管徑參數(shù)在預研過程中優(yōu)化，以確保密封劑在氣壓和虹吸作用下 經(jīng)輸運管道抵達遠端，能以霧狀形式噴灑作用在內(nèi)漏部位。工業(yè)內(nèi)窺鏡5的作用是利用其探頭將載有霧狀高真空微孔密封劑的輸運管道4帶 到內(nèi)漏部位，同時，特別地在垂直向上進入內(nèi)腔時協(xié)助噴頭準確定位。硬塑導管6起著彎模導向和保護工業(yè)內(nèi)窺鏡5及輸運管道4的作用。參見圖2，以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明硼化水管11安裝在超高真空室頸管12內(nèi)，超高真空室頸管12是與某國家大科 學裝置的主機真空室腔體相通的，其上安裝了帶有全自動氦質(zhì)譜儀的真空抽氣系統(tǒng)；硼化 水管11在距與超高真空室頸管12相連接處約1. 2 1. 7m遠位置，是波紋管與直管段的 焊接結(jié)構，該位置系經(jīng)分析判斷最有可能，也即需要進行在線封堵高真空漏孔的部位；在線 封堵高真空漏孔是由工業(yè)內(nèi)窺鏡13將載有霧化的高真空微孔密封劑的輸運管道10準確 輸送到堵漏位置實現(xiàn)的；高真空微孔密封劑的霧化是由氦氣瓶8提供的壓縮氦氣及虹吸管 9等部件的相配合作用實現(xiàn)的；虹吸管9和輸運管道10連為一體，其主體管道為長2m、管 徑0δ χ Imm的銅管，其遠端出口 口徑被壓縮成2. 5mm，而與氦氣瓶8相連的另一端，距端口 150mm處焊有一根長300mm、03 χ O.Smra的不銹鋼管與高真空微孔密封劑的溶劑瓶14相連。管道內(nèi)腔在線封堵高真空漏孔技術，在堵漏實施時，超高真空室頸管12及其裝置 主機的真空抽氣系統(tǒng)仍在正常工作，其內(nèi)真空度處于高真空狀態(tài)；首先須將工作系統(tǒng)如上 述方式安裝到位，確保工業(yè)內(nèi)窺鏡13已將輸運管道10準確輸送到需進行微孔堵漏的位置； 之后，以時起時閉的方式開啟氦氣瓶8的閥門，氦氣瓶8的最大開啟壓力約為1 2公斤， 在虹吸效應的作用下將會把高真空微孔密封劑從溶劑瓶14內(nèi)吸出通過虹吸管9后變成霧 狀，再經(jīng)輸運管道10到達硼化水管11發(fā)生微孔泄漏的位置，從而達到管道內(nèi)腔在線封堵高 真空漏孔的效果；堵漏實施過程中，實時檢測真空室內(nèi)的真空度和氦分壓，發(fā)現(xiàn)一開始真空 度會有短暫下降，與此同時氦分壓明顯增大，這表明利用壓縮氦氣作為動力輸送的高真空 微孔密封劑已到達微孔泄漏處，隨后真空度會立即轉(zhuǎn)好，且持續(xù)穩(wěn)定，表明微孔真空泄漏點 已被成功封堵。在首次噴灑密封劑實施堵漏后約20分鐘，再次噴灑密封劑，以增強堵漏效果。
權利要求
一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，包括有氣源，其特征在于所述的氣源上連接有一虹吸管，虹吸管側(cè)壁上連接有一輸入高真空微孔密封劑的支管，所述虹吸管的出口連接有輸送管道，并且有工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭與所述的輸送管道出口端固定在一起。
2.一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的方法，其特征在于設置一氣源，氣源上連接有 一虹吸管，虹吸管側(cè)壁上連接有支管，所述虹吸管的出口連接有輸送管道，并且有工業(yè)內(nèi)窺 鏡的探頭與所述的輸送管道出口端固定在一起；當系統(tǒng)管道內(nèi)腔出現(xiàn)真空漏孔時，將工業(yè) 內(nèi)窺鏡的探頭與輸送管道一并插入系統(tǒng)管道內(nèi)腔，通過工業(yè)內(nèi)窺鏡的觀察引導，將輸送管 道的端口緩慢送進并定位在真空漏孔可能發(fā)生的區(qū)域，之后打開氣源，在壓力氣體作用下， 通過虹吸，從支管吸入高真空微孔密封劑，輸至管道出口，將高真空微孔密封劑以霧狀噴灑 在真空漏孔上完成漏孔封堵。
3.根據(jù)權利要求1所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的氣 源為干燥無油的高純度惰性氣體。
4.根據(jù)權利要求1所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的高 真空微孔密封劑為KH-1714高真空微孔密封劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置，其特征在于所述的輸 運管道為高純度惰性氣體、高真空微孔密封劑的流經(jīng)通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線封堵管道內(nèi)腔真空漏孔的裝置與方法，包括有內(nèi)腔具有真空漏孔的管道，其特征在于內(nèi)腔具有真空漏孔的管道外設有虹吸管，虹吸管由一組垂直管道組成，有二個進口和一個出口，其中一個進口聯(lián)通有氣源，另一個進口聯(lián)通有高真空微孔密封劑瓶，虹吸管的出口聯(lián)通有輸運管道；還包括有工業(yè)內(nèi)窺鏡和硬塑導管，輸運管道和工業(yè)內(nèi)窺鏡的探頭分別穿過硬塑導管插入到內(nèi)腔具有真空漏孔的管道的真空漏孔中。本發(fā)明裝置攻克了大工作溫區(qū)(-196～350℃)內(nèi)堵真空堵漏溶劑的選用、噴頭定位、導管輸運、遠端霧化和強化處理等關鍵技術，操作簡便、封堵處理的效果很好，本發(fā)明的“內(nèi)堵”方法，還能對關鍵部件和部位起到“預處理”增強防漏的作用。
文檔編號F17D5/02GK101915337SQ20101024297
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月27日 優(yōu)先權日2010年7月27日
發(fā)明者宋云濤, 張平, 張新玉, 彭學兵, 高大明 申請人:中國科學院等離子體物理研究所