УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ВОЛОКНИСТО-ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИХ ПАКЕТОВ Российский патент 2006 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к материаловедению изделий легкой промышленности, в частности к методам и приборам для изучения сорбционных свойств материалов.

Известен прибор типа СВП, включающий корпус, в который ввинчен резервуар, наполненный дистиллированной водой и соединенный с измерительным капилляром, две заслонки, между которыми устанавливается «потеющая» пластина, имитирующая кожу человека, образец, адсорбер, соединенный с коромыслом весов (1).

Недостатком известного устройства является возможность имитации измерения проницаемости материала только как количества влаги, испарившейся с «поверхности тела человека», без возможности регулировки параметров климата.

Известна лабораторная установка определения паропроницаемости материалов в широком диапазоне положительных температур, включающая воздушный термостат и весы, находящиеся в общей герметичной камере, стаканчик с дистиллированной водой и испытуемым образцом, закрепленный на левом плече коромысла весов, цилиндрический магнит вместо чаши весов правого коромысла, свободно перемещающийся внутри соленоида, который включен в электрическую цепь, включающую самопишущий потенциометр, регистрирующий изменение напряжения в зависимости от количества пара, прошедшего через образец (2).

Недостатком известной установки является значительная продолжительность одного испытания (2-3 часа), сложность электрической схемы и трудоемкость настройки установки; возможность получения данных только для выбора режима влажно-тепловой обработки.

Наиболее близким к изобретению является устройство для исследования процесса проницаемости влажного воздуха через волокнисто-пористые материалы и их пакеты, содержащее насос, газосчетчик, дроссель для регулирования давления воздуха, увлажнитель воздуха с электронагревателем, камеру со столиком, на котором расположен образец, механизм прижима образца, микроманометр, влагомер, контактный термометр, соединенные между собой резиновыми гибкими трубками (3).

Недостатком известного устройства является ограниченный диапазон температуры воздуха, создаваемый известной конструкцией; невозможность измерять проницаемость техногенных аэрозольных загрязнителей через волокнисто-пористый материал; не предусматривается получение данных в течение разного времени воздействия.

Изобретение решает задачу повышения достоверности результатов измерений и возможности получения расширенного объема экспериментальных данных по сорбционным свойствам волокнисто-пористых материалов для использования их при проектировании тканей и пакетов материалов бытового и специального назначения за счет приближения условий эксперимента к реальным условиям эксплуатации материала в условиях техногенных, воздушных сред и полного поглощения загрязнителя, прошедшего сквозь исследуемый волокнисто-пористый материал, для последующего количественного анализа.

Технический результат заключается в повышении точности определения проницаемости и расширении функциональных возможностей устройства путем регулирования расхода воздуха, времени, температуры испытаний; вида и концентрации техногенного загрязнителя при одновременном или раздельном прохождении через волокнисто-пористый материал влажного или сухого воздуха и техногенного аэрозоля и количественного анализа техногенного загрязнителя, адсорбированного и прошедшего через волокнисто-пористый материал.

Для достижения указанного технического результата в устройстве для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и их пакетов, содержащем насос, дифференциальный манометр, дроссель для регулирования давления воздуха, камеру со сменными столиками, на которых расположен образец, механизм прижима образца, микроманометр, увлажнитель воздуха, с расположенным в нем электронагревателем, с входным и выходным патрубками и трубкой, установленной во входном патрубке, согласно изобретению перед увлажнителем установлен охладитель воздуха, после увлажнителя перед камерой с образцами установлена герметичная сменная емкость с техногенным загрязнителем, а камера с образцами на выходе соединена со сменным поглотителем, соответствующим химической природе загрязнителя, для его полной адсорбции.

Заявленное изобретение позволяет повысить достоверность измерения и расширить функциональные возможности устройства за счет приближения параметров эксперимента к реальным условиям эксплуатации материала при одновременном проявлении процессов диффузии через материал воздуха различной влажности, аэрозоля разных концентраций, при различной продолжительности процесса и скорости потока воздуха в диапазоне температур от 0°С до 100°С; количественного анализа загрязнителя, поглощенного и прошедшего сквозь исследуемый волокнисто-пористый материал. Установка емкости со сменным поглотителем, соответствующим химической природе загрязнителя, позволяет проводить полную адсорбцию техногенного загрязнителя.

На чертеже изображена принципиальная схема устройства для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и их пакетов.

Устройство для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и их пакетов содержит электрический насос 1, дифференциальный манометр 2 для регулирования давления воздуха, дроссель 3, соединительные трубы 4, охладитель воздуха 5, например регулируемый холодный спай термобатареи, увлажнитель 6 воздуха, имеющий входной патрубок 7 с трубкой 8, регулируемой по высоте, выходной патрубок 9 и электронагреватель 10 для нагрева воды в увлажнителе. Выходной патрубок 9 связан с герметичной сменной емкостью 11 с техногенным загрязнителем и камерой 12 со сменными столиками и соответствующими прижимными кольцами для закрепления образца 13. В камере 12 установлены контактный термометр 14 для регулирования температуры проходящего через образец воздуха путем включения/выключения электронагревателя 10 или охладителя 5, влагомер с плоскими контактами 15 для измерения влажности исследуемого образца, микроманометр 16 для измерения перепада давления воздуха по обеим сторонам образца, термогигрометр с датчиком 17 для измерения влажности воздуха перед образцом. Для полной очистки воздуха, выходящего в окружающее пространство из камеры 12, она соединена со сменным поглотителем 18, соответствующим химической природе загрязнителя, полностью его адсорбирующим, для последующего количественного анализа.

Устройство для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и пакетов из них работает следующим образом. При включении насоса 1 воздух направляется через дифференциальный манометр 2 и дроссель 3 во входной патрубок 7 увлажнителя 6, где пропускается через слой воды. Путем включения нагревателя воды или включения охладителя воздуха 5 (холодного спая термобатареи) и регулирования глубины положения трубки 8 создается необходимый температурно-влажностный режим. Охлажденный или нагретый воздух определенной влажности через выходной патрубок 9 увлажнителя 6 проходит через слой техногенного загрязнителя определенной концентрации, находящегося в емкости 11, а затем через исследуемый образец 13 в камере 12 и выходит, пройдя через поглотитель 18, обеспечивающий полноту поглощения загрязнителя и выхода в окружающее пространство отработанного чистого воздуха. В устройстве возможно регулирование расхода воздуха, времени, температуры испытаний; вида и концентрации техногенного загрязнителя при одновременном или раздельном прохождении через волокнисто-пористый материал влажного или сухого воздуха и техногенного аэрозоля и установка сменного поглотителя разной химической природы, полностью адсорбирующего прошедший сквозь исследуемый образец техногенный загрязнитель, для последующего количественного анализа.

Регулирование потока воздуха осуществляется с помощью потенциометра в цепи питания насоса 1 и дросселем 3. Корректировка параметров испытания образца осуществляется путем фиксирования через равные промежутки времени показаний микроманометра 16 - для измерения перепада давлений воздуха по обеим сторонам образца, влагомера с плоскими контактами 15 - для определения влажности образца, термогигрометра с датчиком 14 - для определения влажности проходящего через пробу воздуха. Количество техногенного загрязнителя, прошедшего через образец в заданном температурно-влажностном режиме, определяется путем количественного анализа остатка в емкости 11 и в поглотителе 18 через заданные промежутки времени.

Предлагаемая конструкция устройства позволяет проводить измерение проницаемости волокнисто-пористых материалов и сорбционной способности волокнисто-пористых материалов и их пакетов, исследовать влияние на воздухо- и паропроницаемость волокнисто-пористых материалов и их пакетов температуры, влажности воздуха, интенсивности воздушного потока. Устройство дополнительно дает возможность исследовать проницаемость материалов по отношению к техногенным загрязнителям, находящимся в виде аэрозоля различной концентрации в окружающем воздухе, а также определять сорбционные свойства материалов динамическим методом в условиях, моделирующих реальные условия эксплуатации при одновременном изменении и проявлении всех факторов.

Источники информации

1. Лабораторный практикум по текстильному материаловедению: Учеб. пособ. для вузов / Кобляков А.И., Кукин Г.Н., Соловьев А.Н. и др. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Легпромбытиздат, 1986. - 344 с.

2. Мигляченко А.Ф., Орлов И.В., Онищенко В.Ф. Новый метод определения паропроницаемости тканей Известия вузов. Технология легкой промышленности. 1974, №6, с.27-31.

3. Куличенко А.В. и др. Устройство для определения воздухопроницаемости пористо-волокнистых материалов и их пакетов. А.С. №673892.

Использование: изобретение относится к материаловедению изделий легкой промышленности, в частности к методам и приборам для изучения сорбционных свойств материалов. Сущность: в устройство для исследования проницаемости введена герметичная сменная емкость, содержащая загрязнитель. Камера с образцом на выходе герметично соединяется со сменным поглотителем, соответствующим химической природе загрязнителя и обеспечивающим полное поглощение прошедшего через исследуемый образец загрязнителя. На воздуховоде до ввода его в увлажнитель с электронагревателем установлен охладитель. Устройство содержит насос, дифференциальный манометр, дроссель для регулирования давления воздуха, камеру со сменными столиками для образцов, механизм прижима образцов, микроманометр. Технический результат заключается в повышении достоверности результатов измерений и возможности получения расширенного объема экспериментальных данных по сорбционным свойствам волокнисто-пористых материалов. 1 ил.

Устройство для исследования проницаемости волокнисто-пористых материалов и их пакетов, содержащее насос, дифференциальный манометр, дроссель для регулирования давления воздуха, камеру со сменными столиками, на которых расположен образец, механизм прижима образца, микроманометр, увлажнитель воздуха с расположенным в нем электронагревателем с входным и выходным патрубками и трубкой, установленной во входном патрубке, отличающееся тем, что перед увлажнителем установлен охладитель воздуха, после увлажнителя перед камерой с образцами установлена герметичная сменная емкость с техногенным загрязнителем, а камера с образцами на выходе соединена со сменным поглотителем, соответствующим химической природе загрязнителя, для его полной адсорбции.