Устройство для определения проницаемости пористого материала Советский патент 1983 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относигся к конгрольноизмерительной технике, прецнвзначается аля опреаеления количества жидкого или газообразного флюица, прошещиего сквоз образец материала, и может найти приме нение в строительной, химической, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности. Известно устройство цля опреаеления проницаемости жидкости, включающее градуированные бюретки, которые во изб жание испарения жидкости герметическ соединяются с обоймой С 1 . Недостатками данного устройства являются: невозможность фиксации малых количеств фильтрата, меньше чем цена деления бюрегки; низкая точность измерений, зависящая от квалификации и индивидуальных особенностей наблюдателя; невозможность учета газообразной фазы фильтрата и отсутствие автоматизации процесса измерения количества фильтрата. . Известно устройство для определения проницаемости по количеству жидкой фазы фильтрата мерником, снабженным поплавковым или другим измерителем уроЬня фильтрата 23. Недостатки этого устройства состоят том, что оно не позволяет: фиксировать главный момент испытания - начало проницаемости; определять малые количества фильтрата, прошедшие сквозь плотные ма териалы, и осуществлять учет газообразн . фазы фильтрата. Поскольку фильтрат, как правило, может находиться как в газообразной, так и в жидкой фазах, необходимы установки, фиксирующие фильтрат и в жидкой, ив газообразной, и в обеих фазах одновременно. Наиболее близким по технической сущ ности к предлагаемому явлГяется устройст во для определения проницаемости пористого материала, содержащее обойму для закрепления образца, соединенную с источником флюида, камеру сбора фильтрата, снабженную сигнализатором разряже- ния и терморегулятором, вакуумную систе му и разделительный клапан ЗЗ . Принцип действия устройства основан на способе, согласно которому на образец подают фильтрующую среду под давлением и определяют количество фильтрата, прошедшего через образец в камеру известного объема, в которой поддерживают заданную температуру и измеряют давление, причем фильтрат откачивают периоди чески в интервале давлений , - Р, где HI - давление, значение которого равно .или меньше, чем давление 11асыи1енных паров фильтрата при фиксированной темпеpaType в камере, РХ - заданное давление, меньшее, чем ЕЗ, , и регистрируют число откачиваний во времени. Недостатком устройства является низкая точность определения, обусловленная тем, что при определении суммариого количества профильтровавшегося флюида необходимо .учитывать количество флюида, : поступающего в камеру сбора фильтрата в процессе откачки. Эта величина опре- деляется расчетньГм путем по данным, поступаемым при заполнении не подключенной к вакуумной линии камерь сбора фильтрата. По изменению давления во времени при известной температуре опре- целяют среднее количество фильтрата, поступающее в камеру в единицу времени. А затем по времени откачки определяется количество фильтрата, поступающее в камеру в процессе откачки. Нестабильность работы насоса и гидравлического сопротивления подводящих линий приводит к нестабильности периода откачки и, как следствие этого, неправильному определению поступающего в камеру сбора фильтрата флюида. Кроме того, имеет место погрешность, обусловленная понижением давления в вакуумной линии вследствие конд енсации паров. Целью изобретения является повышение точности определения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для определения проницаемости пористого материала, содержащее обойму для закрепления образца, соединенную с источником флюида, камеру сбора фильтрата, снабженную сигнализатором разряжения и терморегулятором, вакуумную систему и разделительный клапан, снабжено вакуумной камерой и регулирующим клапаном, подключенным к вакуумной камере, причем вход вакуумной камеры соединен через разделительный клапан с выходом камеры сбора фильтрата, а выход вакуумной камеры соединен с вакуу шой системой. Кроме того, камера сбора фильтрата снабжена сообщенной с ней емкостью.для жидкого фильтрата, что позволяет ускорить процесс удаления начального во духа из камеры сбора фипьтрата. Наличие камеры постоянного разр$ьжения стабилизирует и сокращает время откачки фильтрата из камеры сбора фильтрата, в результате чего погрешности системы переводятся иэ случайных в с стекштические и поддаются учету, а сама система пpeдo qpaняeтcя от некошропируемых понижений давления в результате конденсирования паров фильтрата и конденсацвонных пробок. На чертеже изображена схема устройства для определения пройнпае мости пористого материала. Образец испытуемого материала 1 помешен в обойму 2, которая снабжена . патрубком 3 для подаЧи флюида источни- ком регулируемого давления (не показан) и камерой сбора фяльтрата 4. Камера сбора фильтрата снабжена нагревателем 5 и терморегулятором 6, емкостью для фйльф рата 7, сигнализатором давления (разряжения) 8., Камера сбора фильтрата соединена с помощью разделительного клапана 9, к которому подключен регистратор 10 откачек, с вакуумной самерой 11, имеющей регулирующий клапан 12, присоединенный к вакуумному насосу 13. После прохождения флюидачерез об разец в камеру сбора фильтрата он периодически откачивается из указанного объема при фиксированной температуре (фиксация которой необходима для обеспечения постоянства характеристик га- зовой фазы) в интервале давлений, Betxuie значение которого равно или меньше давления н&сышенных паров фильтрата, а нижнее соответствует требуемой разреЬактаей способности, и регистрируют во времени число откачиваний. . По достижении определенного цавления паров в камере сбора фильтрата 4 сигнализатор давления 8 посылает электрический импульс в резделителшый клапан 9. Клапан открывается и по истечении при- мерто 1-5 с зак{я 1вается автоматически. За этот период давление в камере сбора фильтрата становится равным давлению в вакуумной камере 11, которое поддерживается постоянным с помощью вакуум- ней системы и регулирующего клапана. Объем вакуумной камеры выбирается таким, чтобы пары, поступившие из камеры сбора фильтрата, не могли бы заметно изменить давление в вгисуумной камере. Сигнализатор давления посылает также импульс на регистратор 10, отмечающий количество откачек на движущейся ленте самописца. После закрытия разделительного клапана в камере сбора фильтрата давление равно давлению в вакуумнс камере (минимальное давление). Затем поступающий фильтрат испаряется и вновь повышает давление в камере сбора фильтрата, после чего происхрцит повторение описанного процесса. В начале испытания при установке . камеры сбора фильтрата на образец ша заполнена воздухом, парциальное давление которого влияет на параметры откачиваемой-, порции. Наличие в камере сбора фильтрата емкости с некоторым количеством филы рата позволяет резко снизить началыюе воздухосодерисание, так как фильтрат, испаряясь из емкости, вызьшает.серию fejcTpo следующих одна за другсй отка чек, при этом вместе с парами фильтрата удаляется начальное количество воздуха ив .камере устанавливается атмосфера паров фильтрующегося флюида. П шменение преалагаемого устройства для определения проницаемости пористого материала позволяет полностью автоматизировать процесс определения количеств ва фильтрации, находящегося как в жидкой, так и парообразной фазах.

f as

/2

/

//

x

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТОГО МАТЕРИАЛА, содержащее обойму для закрепления образца, соединенную с источником флюида, камеру сбора фильтрата, снабженную- сигнализатбром разряжения и терморегулятором, вакуумную систему и разделительный клапан, отличающееся тем, что, с целью,повышения точности определения, устройство снабжено вакуумной камерой и регу лирующим клапаном, подключенным к вакуумной камере, причем вход вакуумной камеры соединен через разделительный клапан с выходом камеры сбора фильтрата, а выход вакуумной камеры соединен с вакуумной счстемой. 2. Устройство по п. 1, отличаю-g щ е е с я тем, , с целью ускорения процесса удаления начального объема. Л воздуха из камеры сбора фильтрата, камера сбора фильтрата снабжена сообщенной с ней емкостью для жидкого фильтрата.