УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВПИТЫВАЕМОСТИ ЖИДКОСТИ ПОВЕРХНОСТЬЮ ВОЛОКНИСТЫХ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 2005 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к области испытаний волокнистых текстильных материалов и касается устройства для определения впитываемости жидкости поверхностью соприкосновения разнообразных по составу и структуре волокнистых материалов.

Наиболее близким решением к предлагаемому изобретению является устройство для определения впитываемости жидкости поверхностью материала при поддерживании постоянного контакта жидкости с испытываемой поверхностью (пат. РФ №2144660, кл. G 01 N 15/08, 2000 г.).

Согласно известному устройству предварительно взвешенный образец материала приводят в контакт с жидкостью, укладывая его испытываемой поверхностью на открытую и заполненную жидкостью емкость. При этом края образца с краевыми зонами выступают за стенки емкости. Образец выдерживают таким образом заданное время, в течение которого по мере впитывания образцом жидкости постоянно поддерживают ее контакт с испытываемой поверхностью. По истечении заданного времени, сняв образец с емкости, излишнюю жидкость с его поверхности удаляют фильтровальной бумагой, а затем образец взвешивают. Впитываемость образцом жидкости (А) определяют по формуле

где m₁ - масса образца до контакта с жидкостью, г;

m₂ - масса образца после контакта с жидкостью, г;

m₂-m₁ - масса впитываемой образцом материала жидкости.

Недостатком указанного устройства является недостаточная точность измерений. Помимо этого устройство не позволяет достоверно оценивать кинетику и количество впитываемой и удерживаемой материалом влаги, поскольку процесс впитывания жидкости и определение ее количества выполняются на разных установках. Также такое устройство не рассчитано для испытаний мягких волокнистых текстильных материалов, находящихся в постоянном контакте с мокнущими пористыми поверхностями, например кожи человека.

Технической задачей изобретения является расширение технологических возможностей устройства, номенклатуры изучаемых материалов, повышение точности измерения и снижение трудоемкости получения показателя впитываемости.

Поставленная задача решается с помощью устройства для определения впитываемости жидкости поверхностью волокнистых текстильных материалов, включающего измерительное устройство в виде весов и заполненную жидкостью емкость, отличающегося тем, что устройство дополнительно содержит имитирующую мокнущую поверхность пористую мембрану, расположенную в емкости в виде сообщающихся сосудов с жидкостью, наружный уровень которой обеспечивает подъем жидкости по капиллярам мембраны до ее мокнущей поверхности, при этом емкость с мембраной расположена на площадке подъемного устройства, выполненного с возможностью возвратно-поступательного движения и остановки при контакте мокнущей поверхности мембраны с испытываемой поверхностью образца волокнистого текстильного материала, который посредством элемента крепления и штатива связан с измерительным устройством.

На чертеже показано предлагаемое устройство.

Устройство для определения впитываемости жидкости включает измерительное устройство в виде электронных весов 1 с погрешностью не более ±30 мг и нормированным пределом взвешивания не менее 1500 г, на платформе 2 которых размещается устройство для крепления образца испытываемого материала, содержащее Г-образный штатив 3 с расположенным в верхней части крючком 4, к которому через элемент крепления, представляющий собой металлическую сетку 5 с размером ячейки, обеспечивающей свободный доступ жидкости к поверхности материала и держатели 6, подвешивается испытываемый образец 7; устройство подачи жидкости, включающее емкость 8 в виде сообщающихся сосудов, заполненных жидкостью, мембрану 9, имитирующую мокнущую поверхность, расположенную в емкости с жидкостью, наружный уровень которой обеспечивает подъем жидкости по капиллярам мембраны до ее поверхности. Емкость и мембрана размещены на площадке 10 подъемного устройства 11, способного совершать возвратно-поступательные движения и связанного с блоками управления 12, 13. Блок 12 осуществляет управление подъемом мембраны к поверхности образца испытываемого материала, а также остановки мембраны в момент контакта образца с мокнущей поверхностью и содержит два источника питания, управляющее реле, включенное в цепь механизма подъема мембраны и в цепь механизма остановки мембраны. Блок 13 осуществляет управление опусканием мембраны от поверхности образца испытываемого материала за счет обеспечения выхода рабочего вещества, например воздуха, из внутренней полости подъемного устройства. Это позволяет автоматически осуществлять подъем мембраны к поверхности образца испытываемого материала на заданное время, по истечении которого отводить мембрану от поверхности образца.

Для проведения испытаний образец 7 помещают поверхностью соприкосновения на элемент крепления, подвешенный к крючку Г-образного штатива 3, расположенного на платформе 2 весов 1, и определяют его первоначальную массу. С помощью регулятора 14 устанавливают весы в нулевое положение и отключают. Затем включают блок управления 12, обеспечивающий подъем емкости 8 с мембраной 9 до момента соприкосновения поверхности мембраны с испытываемой поверхностью образца. В момент контакта мембраны с металлической сеткой и поверхностью образца происходит замыкание электрической цепи блока 12, приводящее к остановке подъемного устройства 11. Одновременно включают секундомер и выдерживают испытываемый образец на мокнущей поверхности заданное время. По истечении заданного времени включают блок управления 13, обеспечивающий отвод мембраны от поверхности образца. После этого образец оставляют в подвешенном состоянии на 1 мин для стекания избыточной влаги, а затем включают весы 1 и определяют количество поглощенной образцом жидкости.

Испытания по определению впитываемости жидкости поверхностью соприкосновения образца материала проводят до тех пор, пока масса образца не будет постоянной.

Впитываемость образцом жидкости (В_пж) определяют по формуле

где m_кi - масса образца после контакта с жидкостью через задаваемые промежутки времени, г;

m₀ - первоначальная масса образца, г.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет расширять технологические возможности за счет использования измерительного устройства в виде весов, неразрывно связанных с испытываемым образцом, расширять номенклатуру изучаемых материалов, поскольку позволяет испытывать мягкие волокнистые текстильные материалы, повышать точность измерения и снижать трудоемкость получения показателя впитываемости.

Литература

1. Патент РФ №2144660, МПК G 01 N 15/08. Способ определения поглощения жидкости какой-либо поверхностью материала, 2000 г.

Сущность: устройство содержит измерительное устройство в виде весов, заполненную жидкостью емкость, имитирующую мокнущую поверхность пористую мембрану, расположенную в емкости в виде сообщающихся сосудов с жидкостью, наружный уровень которой обеспечивает подъем жидкости по капиллярам мембраны до ее мокнущей поверхности. При этом емкость с мембраной расположена на площадке подъемного устройства, выполненного с возможностью возвратно-поступательного движения и остановки при контакте мокнущей поверхности мембраны с испытываемой поверхностью образца волокнистого текстильного материала, который посредством элемента крепления и штатива связан с измерительным устройством. Технический результат изобретения заключается в расширении технологических возможностей за счет использования измерительного устройства в виде весов, неразрывно связанных с испытываемым образцом, расширении номенклатуры изучаемых материалов на мягкие волокнистые текстильные материалы, повышении точности измерения и снижении трудоемкости получения показателя впитываемости. 1 ил.

Устройство для определения впитываемости жидкости поверхностью волокнистых текстильных материалов, включающее измерительное устройство в виде весов и заполненную жидкостью емкость, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит имитирующую мокнущую поверхность пористую мембрану, расположенную в емкости в виде сообщающихся сосудов с жидкостью, наружный уровень которой обеспечивает подъем жидкости по капиллярам мембраны до ее мокнущей поверхности, при этом емкость с мембраной расположена на площадке подъемного устройства, выполненного с возможностью возвратно-поступательного движения и остановки при контакте мокнущей поверхности мембраны с испытуемой поверхностью образца волокнистого текстильного материала, который посредством элемента крепления и штатива связан с измерительным устройством.