Устройство для исследования проницаемости пленочных материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N15/08 

(З) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частност к устройствам для испытания на старе ние и долговечность образцов пленок и листов из материалов на основе высокомолекулярных соединений при воздействии деформирующих средств и про никающих сред. Известна ячейка для испытания на старение и долговечность образцов полимерных материалов в жидкой или газообразной рабочей среде, содержащая камеру, устройство для крепления образца в камере, устройство для ограничения деформации испытывае мого образца, отверстие в камере для ввода рабочей среды Cl }, Недостатком этой ячейки является невозможность создания равномерной деформации образца. Известна ячейка для испытания на старение образцов пленок и листов на основе высокомолекулярных соединений В жидкой или газообразной рабочей среде, содержащая разъемный корпус с двумя камерами, образованными стенками корпуса и испытываемым образцом, закрепленным по месту разъема корпуса, устройство для крепления образца по месту разъема корпуса, отверстия в одной из камер для ввода рабочей среды, в другой - для вывода среды, проникшей через образец, каждая камера выполнена в виде канала, имеющего форму спирали Архимеда, каналы расположены зеркально друг относительно друга в плоскости кремния образца 2, Недостаток этой ячейки - зеркальное расположение каналов камер друг относительно друга, что не позволяет производить деформирование образца в областях, контактирующих с рабочей средой. Это снижает достоверность получаемых результатов испытаний образцов.

31000856

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для Исследования проницаемости пленочных материалов, содержащее разъемный кор пус, образованный двумя камерами, снабженными патрубками, и средство де формации образца С 3 « Укааанная.камера позволяет производить испы.тания материалов на основе зы со комоле кул ярных соединений в условиях их деформации при одновременном воздействии с одной или обеих сто рон образца рабочей среды. Однако это устройство не позволяет создать равномерное деформирование образца. Это приводит к тому, что относителькчз наиболее деформированные участки образца старятся быстрее по сравнению с другими участками, снижая достоверность результатов испытаний. Кроме того, форма обеих камер (цилинд рическая) приводит к образованию застойных зон с повышенной или понижен ной концентрацией вещества в них, изменению состава среды, контактирующей с образом, нарушая процесс массообмена. Это снова приводит к сниже нию достоверности результатов испытаний , Цель изобретения - повышение достоверности результатов испытаний пу тем обеспечения возможности ее равномерного деформирования образца и устранения застойных зон в камерах. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для исследования проницаемости пленочных материалов, содержащем разъемный корпус, образованный двумя камерами, снабженными патрубками, и средство деформации об разца, полости камер выполнены в виде каналов, имеющих форму спирали Архимеда, каналы смещены друг относительно друга на половину шага спирали, образуют зазор для размещения образца и служат средством его дефор мации. Кроме того, каждая из камер снабжена дополнительным патрубком На фиг. 1 изображена ячейка, общий вид- на фиг, 2 - схема располо7 жения спиралей обеих камер ячейки. Устройство для испытания на старе ние и долговечность образцов пленок и листов из материалов на основе высокомолекулярных соединений при деформации и проницаемости жидкой и га зообразной рабочих сред содержит

разъемный корпус 1 с двумя камерами 2 и 3, образованными стенками корпуса 1 и испытываемым образцом k, закрепленным по месту разъема корпуса 1 , устройство 5 для крепления образца k по месту разъема корпуса 1, устройство 6 для деформации испытываемого образца k, отверстие 7 в камере 2 для ввода рабочей среды, отверстие 8 в камере 3 для вывода среды, проникшей через образец t, отверстие 9, соединяющее камеру 2 с устройством для перемещения рабочей среды, отверстие 10 в камере 3 для ввода носителя, перемещающего среду, проникшую через образец k, к детектирующему устройству. , Камеры 2 и 3 выполнены в виде каналов 11 и 12, имеющих форму спирали Архимеда, каналы 11 и 12 смещены друг относительно друга в плоскости А-А крепления образца k на половину шага в спирали, величина которого одинакова для камер 2 и 3. Плоскость В-В камеры 3, соприкасающаюся с образцом , состоит из плоскости А-А крепления образца. Устройство работает следующим образом. Испытываемый образец k крепят по месту разъема корпуса 1 с помощью устройства 5 для крепления образца k, например накидной гайки, одновременно деформируя образец 4 с помощью устройства 6, у которого стенки корпуса 1 камер 2 и 3 входят при креплении образца k устройством 5 в каналы 11 и 12 камер 2 и 3 В отверстие 7 вводят рабочую среду, перемещая . к отверстию 9 с помощью устройства для перемещения рабочей среды, например насоса. В отверстие 10 вводят носитель, например инертный газ, который переносит среду, проникшую через образец , и может поступать к детектирующему устройству для качественного и количественного анализа, например к хроматографу. Величину деформирования образца задают расстоянием между плоскостью В-В, проходящей через точки соприкосновения образца 4 со стенкой корпуса 1 камеры 3, и плоскостью крепления образца i. Устройство может иметь следующие размеры. Шаг Ъ спирали Архимеда камер 2 и 3 составляет 1-20 мм. Радиус кривизны сводо каналов 11 и 12 камер 2 и 3, выполненных в виде сферы или эллипга, составляет 0,5-10 мм. Радиус кривизны стенок корпуса 1 камер 2 и 3, соприкасающихся с образцом j, составляет 0,25-3 мм. Плоскость В-В, проходящая через точки соприкосновения образца k со стенкой корпуса 1 камеры 3 отстоит от плоскости А-А крепления образца k-ив величину 0,01 Отверстия 7 и 9 и отверстия 8 и 10взаимозаменяемы, т,е. камеру 2 мож но использовать для сбора среды, про никшей через образец k, а камеру 3 для рабочей среды.. Кроме того, камеру 3 можно заполнять той же или иной рабочей средой, что и камеру 2„ В этом случае ячейка служит для испытания образца на старение в деформировэнном состоянии при двухстороннем воздействии рабочей среды. В предлагаемом устройстве образец старится в деформированном состоянии при одно- или двухстороннем воздейстВИИ рабочей средыПроцесс старения и долговечность образца могут быть определены по изме нению состава среды в камере 3, характеризующего параметры массопереноса образца, а также по изменению фи зико-механических и физико-химических характеристик образца. Предлагаемое устройство позволяет создавать равномерное деформирование испытываемого образца, поскольку отношение длины линии контакта образца k со стенками корпуса 1 камер 2 и 3 к площади образца , являющееся крите рием равномерности деформируемости образца, существенно больше, чем у прототипа Одинаковый шаг витка спирали Архимеда обеспечивает практичес ки одинаковое деформирование на каждом витке спирали. Выполнение камер в виде канала, имеющего форму спирали Архимеда, со Сферическим или эллиптическим сводом позволяет устранить застойные зоны и тем самым повысить равномерность состава среды, контактирующей с образцом. Это способствует стабилизации процесса массопереноса. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность .результатов испытаний путем более равномерного деформирования образца и устранения застойных зон в камерах. Формула изобретения Устройство для исследования проницаемости пленочных материалов, содержащее разъемный корпус, образованный двумя камерами, снабженными патрубками , и средство деформации образца, отличающееся тем, что, с целью повышения достоверности результатов исследования, полости камер выполнены в виде -каналов, имеющих форму спирали Архимеда, каналы смещены друг относительно друга на половину шага cпиpaл и, образуют зазор для размещения образца и служат средством его деформации. Устройство по п. 1,, отличающееся тем, что каждая из камер снабжена дополнительным патрубком. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кретова Л.И. и др. Метод исследования проницаемости диффузии газов через напряженно-деформированные полимерные пленки. М.,- Пластические массы, 1968, ff 1 , с. 68. 2.Авторское свидетельство СССР № 209825, кл, G 01 N 15/08, 1968. 3.Манин В,Н. и Громов А,Н. Физико-химическая стойкость полимерных материалов в условиях эксплуатации. Химия, 1980, с, 209 (прототип).

В-6 А-А