СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ КОЖЕВЕННО-ОБУВНЫХ ЗАГОТОВОК Российский патент 2012 года по МПК A43D11/10 

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к интенсифицированной гигротермической обработке в вакууме кожевенно-обувных заготовок, выполняемой при производстве обуви.

Известны способы определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок, заключающиеся в высушивании образцов, например, в условиях вакуума до постоянного веса. По разности веса до высушивания и после судят об их относительной влажности (Михеева Е.Я. Современные методы оценки качества обуви и обувных материалов: учебник для вузов / Е.Я.Михеева, Л.С.Беляев. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 248 с.).

Основным недостатком таких способов является необходимость отбора проб заготовок, испытания их на специальном оборудовании и невозможность использования их после испытаний по прямому назначению.

Наиболее близкими по технической сущности являются косвенные способы измерения влажности, например способ СВЧ-влагометрии (Мищенко СВ., Малков Н.А. Проектирование радиоволновых (СВЧ) приборов неразрушающего контроля: Учеб. пособие. Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2003. - 128 с.), при котором процентное содержание влаги определяют измерением затухания мощности излучения СВЧ, зависящей от влажности измеряемой среды. Затухание мощности измеряемой среды в децибелах переводят в проценты влажности с помощью калибровочного графика с учетом поправок на массу образцов и температуру, приведенных в специальных таблицах.

Основным недостатком указанного способа является также необходимость отбора проб после их гигротермической обработки и проведение замеров в свободном пространстве при постоянной температуре, а не в процессе их обработки в рабочей камере с изменяющейся температурой.

Задачей настоящего изобретения является определение относительной влажности кожевенно-обувных заготовок в процессе интенсифицированной гигротермической обработки в вакууме во время их обработки, без отбора проб, специальных стендов и средств.

Сущность изобретения заключается в том, что формируют функциональную зависимость объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах кожевенно-обувных заготовок, от их исходных параметров и показателей процесса гигротермической обработки, получают критериальное выражение подобия реального и предусмотренного технологией изготовления обуви процессов, с помощью специального программного обеспечения рассчитывают критерии подобия для этих процессов, а затем измеряют косвенные диагностические параметры реального процесса, например давление и температуру рабочей среды, и по критериальному выражению определяют значение искомого значения объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах, и с помощью калибровочного графика переводят в проценты относительной влажности кожевенно-обувных заготовок.

При формировании функциональной зависимости относительной влажности кожевенно-обувных заготовок при интенсифицированной гигротермической обработке в вакууме в качестве их исходных параметров - показателей физико-механических свойств (Ларина Л.В. Исследование процесса и разработка установки для вакуумно-сорбционного увлажнения деталей верха обуви: дис. канд. техн. наук / Ларина Людмила Васильевна. - М., 1991. - 276 с.) - рассматриваются:

1) объем микрокапилляров;

2) удельная теплоемкость кожи;

3) коэффициент диффузионного сопротивления.

Показателями процесса интенсифицированной гигротермической обработки в вакууме являются параметры, характеризующие:

1) состояние рабочей среды - температура, давление, плотность, удельная теплоемкость;

2) характер движения рабочей среды - скорость, длина свободного пробега молекул в вакууме, время;

3) условия получения пара в вакууме - удельная теплоемкость воды, удельная теплота парообразования, количество теплоты, объем камеры.

Функциональная зависимость объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах кожевенно-обувных заготовок, V_C.В. от определяющих его состояния параметров получена с использованием метода подобия функционирования технических систем (Першин В.А. Методология подобия функционирования технических систем: монография / В.А.Першин; под ред. д.т.н., проф. А.Н.Дровникова. - Новочеркасск: УПЦ «Набла» ЮРГТУ (НПИ); Шахты: Изд-во ЮРГУЭС, 2004. - 227 с.).

В классической теории подобия также используются и другие методы для ее формирования (Веников В.А. Теория подобия и моделирования: учебник для вузов / В.А.Веников. - М.: Высш. шк., 1984. - 439 с.):

- метод интегральных аналогов,

- метод нулевых размерностей,

- метод экспертных оценок,

- метод относительных единиц.

При формировании функциональной зависимости относительной влажности кожевенно-обувных заготовок методом ПФТС при интенсифицированной гигротермической обработке в вакууме в качестве их исходных параметров - показателей физико-механических свойств (Ларина Л.В. Исследование процесса и разработка установки для вакуумно-сорбционного увлажнения деталей верха обуви: дис. канд. техн. наук / Ларина Людмила Васильевна. - М., 1991. - 135 с.) - рассматриваются:

1) объем микрокапилляров;

2) удельная теплоемкость кожи;

3) коэффициент диффузионного сопротивления,

а также показателей процесса интенсифицированной гигротермической обработки в вакууме, которыми являются следующие параметры, характеризующие:

1) состояние рабочей среды - температура, давление, плотность, удельная теплоемкость;

2) характер движения рабочей среды - скорость, длина свободного пробега молекул в вакууме, время;

3) условия получения пара в вакууме - удельная теплоемкость воды, удельная теплота парообразования, количество теплоты, объем камеры.

Использование способа определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок позволит гарантированно получать требуемое технологией изготовления обуви ее значение в зависимости от вида интенсифицированного гигротермического воздействия (увлажнения, сушки, влажно-тепловой обработки) в вакууме в процессе обработки, что позволит исключить применяемое для этих целей специальное оборудование.

Пример определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок исходя из определения объема сконденсированной влаги в микрокапиллярах приводится ниже.

Формируется функциональная зависимость выходного параметра V_C.В. от определяющих ее состояние параметров, наименование которых приводится в таблице на фигуре 1:

На фигуре 1 приводятся наименования и размерность основных параметров для определения объема сконденсированной влаги в микрокапиллярах.

Определяются критерии функционального подобия для частных критериев подобия π_i с использованием соответствующего программного обеспечения:

Находится обобщенный критерий подобия :

Определяется обобщенное критериальное выражение подобия функционирования для объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах, которое имеет вид:

В результате подсчета получены следующие значения объема сконденсированной влаги в одном капилляре при различных конечных значениях давления Р_К, кг/(с²·м) и температуры t_К, K:

;

.

Используя калибровочный график (фиг.2), полученный теоретически, определим относительную влажность, равную соответственно 8%, 12%, 25%.

Изобретение относится к легкой промышленности, в частности к обработке в вакууме кожевенно-обувных заготовок, выполняемой при производстве обуви. Способ определяет относительную влажность кожевенно-обувных заготовок в процессе интенсифицированной гигротермической обработки в вакууме во время их обработки, без отбора проб, специальных стендов и средств. Согласно способу формируют функциональную зависимость объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах кожевенно-обувных заготовок, от их исходных параметров и показателей процесса гигротермической обработки, получают критериальное выражение подобия реального и предусмотренного технологией изготовления обуви процессов. С помощью специального программного обеспечения рассчитывают критерии подобия для этих процессов, а затем измеряют косвенные диагностические параметры реального процесса, например давление и температуру рабочей среды. По критериальному выражению определяют искомое значение объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах, и с помощью калибровочного графика его переводят в проценты относительной влажности кожевенно-обувных заготовок. 2 ил.

Способ определения относительной влажности кожевенно-обувных заготовок, заключающийся в измерении косвенных параметров заготовок, связанных функциональной зависимостью с их относительной влажностью и выполняют обработку измерений и определение влажности по специальным методикам, отличающийся тем, что формируют функциональную зависимость объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах кожевенно-обувных заготовок от их исходных параметров и показателей процесса гигротермической обработки, получают критериальное выражение подобия реального и предусмотренного технологией изготовления обуви процессов, с помощью специального программного обеспечения рассчитывают критерии подобия для этих процессов, а затем измеряют косвенные диагностические параметры реального процесса, например давление и температуру рабочей среды, и по критериальному выражению определяют значение искомого объема влаги, сконденсированной в микрокапиллярах кожевенно-обувных заготовок и с помощью калибровочного графика переводят его в процент относительной влажности.