НТЛ Элин

НТЛ ЭлИн > Средства защиты > Капсула "Thermochron protector"

Капсула "Thermochron protector"

Герметичные защитные капсулы "Thermochron protector", разработанные, изготавливаемые и тестируемые специалистами НПФ "Инженерные технологии", позволяют эффективно решать проблемы защиты регистраторов iButton при их эксплуатации в самых сложных условиях воздействия внешней среды. Каждая капсула "Thermochron protector" является сборным изделием и предназначена для размещения непосредственно внутри нее одного устройства ТЕРМОХРОН с целью его предохранения от повышенного давления, воздействия жидких и/или агрессивных сред, сосредоточенных статических и динамических сил или другого вида внешних воздействий путем изолирования "таблетки"-логгера от окружающей среды в герметичной металлической оболочке.
Капсулы "Thermochron protector" имеют следующие основные технические характеристики:
Максимально выдерживаемое значение внешнего избыточного давления, при температуре эксплуатации в диапазоне от -5°С до +50°С

до 7 МПа (70 атм),
по спецзаказу до 10 МПа (1000 атм).

Максимальная глубина погружения капсулы с регистратором под воду, при температуре эксплуатации в диапазоне от -5°С до +50°С

до 700 м,
по спецзаказу до 1000 м.

Максимально выдерживаемое значение внешнего избыточного давления, при температуре эксплуатации в диапазонах от -20°С до -5°С и от +50°С до +150°С

до 4 МПа (40 атм),

Материал корпуса Сталь 12Х18Н10Т ГОСТ 5632-72.
Вес капсулы:
16 г ±1 г.
Обозначение используемого силиконового уплотнительного кольца 018-021-19-2-7
Время установления* показаний устройства ТЕРМОХРОН в капсуле "Thermochron protector" на уровне истинных значений температуры окружающей среды (для воды) при скачкообразном изменении температуры жидкости на 10°С не более 120 с
*) Временной интервал от момента погружения капсулы с устройством в жидкость с другой температурой до момента фиксации регистратором показаний, составляющих не менее 95% от истинного значения температуры этой жидкости (с использованием теплопроводящей пасты КПТ-8 ГОСТ19783-74 между дном штуцера и устройством ТЕРМОХРОН).

Конструктивно капсула "Thermochron protector" состоит из трех деталей, выполненных с особой точностью:

  • штуцера с наружной резьбой М20x0,5 и грибовидным крепежным выступом,

  • стакана с внутренней резьбой М20x0,5 и рифленой наружной цилиндрической поверхностью,

  • уплотнительного резинового кольца.

При проектировании капсулы ставилась задача придать конструкции минимально возможную массу для уменьшения общей тепловой инертности и в то же время обеспечить максимально возможную механическую прочность с надежной конструкцией узла уплотнения.

Изнутри капсула в сборе повторяет контуры стандартного корпуса F5 can, чем обеспечиваются минимальные зазоры между установленной в нее "таблеткой" iButton и внутренними стенками ее корпуса. Снаружи на штуцере имеется многофункциональный грибовидный выступ. В нем выполнено резьбовое отверстие М3. Этот выступ предназначен для реализации двух функций. Во-первых, он упрощает процедуру сочленения непосредственно штуцера и стакана капсулы, поскольку на грибовидном выступе имеются "лыски" для гаечного ключа. Соответственно на наружной цилиндрической части стакана диаметром 22 мм имеется рифленая поверхность, также упрощающая операцию сочленения. Во-вторых, выступ штуцера исполняет крепежную функцию, поэтому капсулу с устройством ТЕРМОХРОН можно закрепить, например, с помощью разжимной пружины, зацепив ее за выступ, или благодаря винтовому соединению через резьбовое отверстие в выступе, наконец, просто подвесить, обвязав выступ прочной нитью или проволокой. Уплотнение между штуцером и стаканом обеспечивается специальным резиновым уплотнительным кольцом.

Методика обращения с капсулой "Thermochron protector" предельно проста. Для установки предварительно запрограммированного на выполнение новой миссии устройства ТЕРМОХРОН капсула разбирается путем отворачивания стакана от штуцера (с использованием гаечного ключа, зацепляемого за "лыски" грибовидного выступа). Затем ТЕРМОХРОН вкладывается в гнездо штуцера, на котором уже установлено уплотнительное кольцо, и в штуцер заворачивается стакан. Для лучшего контакта регистратора со стенкой капсулы и их более эффективного теплообмена (быстрого выравнивания температуры капсулы и корпуса устройства ТЕРМОХРОН) рекомендуется на дно гнезда штуцера нанести небольшой слой теплопроводящей пасты.

После окончания процедуры мониторинга температуры с помощь устройства ТЕРМОХРОН, упакованного в капсулу "Thermochron protector", она разбирается путем выворачивания стакана из штуцера. Для этого с одной стороны ключом следует зацепить за "лыски" грибовидного выступа штуцера, а с другой, взявшись рукой за рифленую поверхность стакана, с необходимым первоначальным усилием провернуть его против часовой стрелки, и далее свободно отворачивать до тех пор, пока стакан полностью не отсоединится от штуцера. Теперь следует извлечь "таблетку" из штуцера, очистить ее от остатков теплопроводной пасты и любым доступным для пользователя способом считать данные, накопленные в памяти регистратора iButton.

Поскольку в конструкции капсулы "Thermochron protector" используется резиновое уплотнительное кольцо, оно должно иметь свойственную резине упругость и быть правильной тороидальной формы. Кроме того, на нем должны отсутствовать какие-либо дефекты. Следует учитывать, что все резинотехнические изделия со временем меняют свои физические характеристики, а циклические наворачивания-сворачивания деталей капсулы приводят к износу резинового кольца. Поэтому оно имеет ограниченный срок использования, а значит при обслуживании капсулы периодически требуется выполнять операцию по замене уплотнительного кольца на новое. От тщательности и аккуратности, с которой исполняется эта операция, в значительной мере зависит качество защитных функций, обеспечиваемых капсулой "Thermochron protector". Для упрощения операции по замене кольца используют специальное приспособление - оправку, которая позволяет без особых усилий бережно установить новое уплотнительное кольцо.

При разработке конструкции деталей капсулы использовались современные программные продукты, с помощью которых проводились построения 3D-моделей, их расчеты и анализ для оптимизации конструкции. Первая опытная партия из 8 капсул "Thermochron protector", включающая также две технологические капсулы, оснащенные приваренными к основанию стакана тестовыми штуцерами, успешно прошла всесторонние испытания на герметичность как на гидравлическом стенде, так и на гелиевом течеискателе. Все капсулы выдержали данное испытание без замечаний, что позволило сделать заключение о полном соответствии изделий данной конструкции нормированным для них техническим характеристикам и о пригодности капсул "Thermochron protector" для защиты устройств ТЕРМОХРОН. Методика и порядок проведения испытаний закреплены соответствующими документами: "Отчет по результатам испытаний капсул на герметичность узла уплотнения", "Программа и методика испытаний капсул" и "Протокол контрольных испытаний капсул", доступ к которым имеют потребители подобной продукции после взаимодействия с представителями НПФ "Инженерные технологии" или НТЛ "ЭлИн".


На сегодняшний день капсулы данной конструкции успешно прошли несколько этапов дополнительных испытаний, последний из которых - это 6-часовое тестирование на гидравлическом стенде при предельном давлении в 9 МПа (!). При таком давлении на капсулу действуют силы, эквивалентные 370 кг. Данные результаты говорят о хорошем запасе как по прочности, так и по герметичности капсул, а также об удачной конструкции элементов капсул. Таким образом, испытания подтвердили, что герметичность изделия (капсулы) в целом обеспечивается именно его конструкцией. Поэтому при серийном изготовлении капсул 100% изделий проходят контроль соответствия конструкции требованиям конструкторской документации. Далее выбирается регламент, определяющий, что на герметичность могут испытываться уже только несколько изделий, произвольно отобранных из каждой технологической партии. Испытания в пределах технологической партии ограничиваются каждым десятым изделием.

Исследования по температурной инертности капсул "Thermochron protector" проводились в водной среде. При этом между стенкой капсулы "Thermochron protector" и устройством ТЕРМОХРОН вводилась специальная теплопроводная паста КПТ-8. Капсула с устройством ТЕРМОХРОН, а также еще один ТЕРМОХРОН, но без капсулы, выдерживались определенное время в сосуде с жидкостью, затем они (капсула с устройством ТЕРМОХРОН и ТЕРМОХРОН без капсулы) вынимались и тут же помещались в другой сосуд с другим значением температуры воды. Анализ показал, что время установления температуры, фиксируемое устройством ТЕРМОХРОН, размещенным в капсуле "Thermochron Protector", составляет меньше 2 минут при изменении температуры окружающей среды (вода) на 10°С. При этом разница показаний синхронизированных устройств ТЕРМОХРОН без капсулы и ТЕРМОХРОН в капсуле незначительная (отличие не более 5%). Следует учитывать, что защитные капсулы, укомплектованные "таблетками" iButton, ориентированы в первую очередь на мониторинг температуры жидкостей, у которых:

  • во-первых, высокий коэффициент теплопроводности,
  • во-вторых, поскольку теплоемкость жидкостей выше теплоемкости газовых сред, как правило, в подобных случаях нет необходимости фиксировать динамику изменения температуры с большой частотой регистрации, так как температура жидкости достаточно инертна.
Поэтому величина тепловой инерционности, нормируемая для капсул "Thermochron protector" (2 мин / 10°С), является приемлемой для большинства применений.

Конструкция защитной капсулы "Thermochron Protector закреплена патентом на изобретение RU №2367038 C2. Подробное описание изобретения к этому патенту опубликовано на официальном сайте Российских патентов.

Сегодня капсулы "Thermochron Protector" успешно применяются многими российскими предприятиями различных отраслей промышленности, а также востребованы в большом числе научно-исследовательских организаций.

Файл Содержание
Размер
Дата
Tp_instr Защитная капсула "Thermochron protector". Руководство по эксплуатации.
446 К
23.03.13
tc_prot_p3_min Комплект документов к вопросу о необходимости гигиенического сертификата для защитной капсулы "THERMOCHRON PROTECTOR" (низкое разрешение).
254 К
21.06.06
tc_prot_p3 Комплект документов о необходимости гигиенического сертификата для защитной капсулы "THERMOCHRON PROTECTOR". (высокое разрешение).
924 К
21.06.06

Наверх