Прибор для измерения механических свойств табачной массы Советский патент 1983 года по МПК G01N33/00 

Изобретение относится к табачной промьалленностн и может быть использоБ.ано для определения объемно-упругих свойств табака, которые определяют технологические свойства курительных изделий. Известен прибор, состоящий из цилиндра,, нагрулсающего и измерительного устройства, при этом цилиндр, выполнен из трех секций, размещенных в рамках, перемещающихся в пазах направляющих дорожек 1 ., В данном приборе достигают уменьшение пристеночного трения в результате того, что при сжатии табака нагружающим устройством, вследствии давления пробы табака на стенки цилиндра, стенки, из которых состоит цилиндр,расходятся. Однако данный прибор не обеспечивает доста точную точность измерений. Известен прибор для измерения ме ханических свойств табачной массы, содержащий ,рабочую камеру, нагружающий элемент и измерительное приспо собление С2 J. Прибор не обеспечивает необходиму точность измерений. Цель изобретения - повышение точ ности измерений . Поставленная цель достигается тем что в приборе для измерения механических свойств табачной массы, соде жащем рабочую камеру, нагружающий элемент и измерительное приспособле ние, измерительное приспособление содержит уравнительную емкость, ресивер и вакуумметры, а нагружающий элемент представляет собой вакуумнасос, при этом рабочая камера выполнена в виде резиновой,оболочки . и подключена к ресиверу и уравни,тельной емкости посредством тр€ хходового запорного крана, а через последний и двухходовой запорные краны - к вакуум-насосу. На чертеже изображена принципиальная схема устройства для измерения объёмно-упругих свойств табака. Устройство содержит рабочую каме 1, выполненную в виде резиновой обо лочки очень малой упругости (с цель исключения влияния на результат измерения ). В качестве резиновой оболочки может быть использован-надувной детский шарик. Рабочая камера 1 соединена через трехходовой кран 2 посредством пневматических линий с уравнительной емкостью 3 и ресиверсм 4 . На пневматической линии рабо чая камера 1 - уравнительная емкост 3 до:я измерения разряжения установлен вакуумметр 5. На линии рабочая камера 1 - ресивер 4 установлен вакуумметр 6, Предусмотрено подключение устройства через запорный кра 7 к нагружающему элементу, представ ляющему собой вакуум-насос (не пока зан ). Ресивер 4 необходим для создания предварительного разряжения. мкость его значительно больше, чем , емкость рабочей камеры 1 (в данном приборе в 10 раз ). Уравнительная емкость 3 для обеспечения максимальной чувствительности прибора имеет объем, равный объему измерительной камеры 3 в нагруженном состоянии. Принцип работы устройства основан на законе Бойля-Мариота. PV const, (1 ; где Р - давление газа/ V - объем, который этот газ занимает . Исходя из этого же закон,а, определяют оптимальные размеры уравнительной емкости 3 и ресивера .4. Устройство работает следующим образом. В рабочую камеру 1 насыпают определенную навеску резаного табака и камеру подключают к пневматической, линии (резиновуго оболочку одевают на пневмотрубку ), поскольку резиновая трубка резиновая, то происходит плотное обжатие концом резиновой оболочки трубки, что обеспечивает герметизацию устройства. При этом трехходовой кран 2 повернут в такое положение, при котором уравнительная емкость 3 соединена с рабочей кам:ерой 1. Когда рабочая камера 1 снята, в уравнительной емкости устанавливается атмосферное давление, которое не изменяется и после подклю- чения рабочей камеры 1. Затем устройство через запорный кран 7 подключают к BaifyyM-насосу и вакуумируют. Глубину создаваемого вакуума контролируют по вакуумметру 6. Трехходовой кран 2 повернут при этом в такое положение, ,при котором рабочая камера 1 отключена от ресивера 4 и соединена с уравнительной емкостью 3. Поэтому разряжение создается только в ресивере 4, а в рабочей камере 1 и уравнительной емкости 3 давление не изменяется. При достижении необходимого разрежения в ресивере 4 кран 7 закрывают, чем обеспечивают герметизацию устройства. Затем трехходовой кран 2 поворачивают в такое положение, при котором уравнитель ная емкость 3 герметизируется, а рабочая камера 1 соединяется с ресивером 4. При этом в рабочей камере 1 создается разрежение. Резиновая оболочка, из которой выполнена рабочая камера 1, под действием атмосферного давления сжимается, при этом сжимается табак, находя1цийся внутри нее. Степень сжатия табака будет зависеть оог его объемно-упругих свойств, т.е. в конечном итоге при создании одинакового вакуума в ресивере и одинаковой навеске испытуемой пробы табака объем пустот, остающихся между волокнами табака после сжатия оболочки, будет различным при испытании Табаков с различными объемно-упругими свойствами. В гаком положении трехходобого крана 2, при котором рабочая камера 1 соединена с ресивером 4, установку выдерживают некоторое время для того, чтобы внутри сжатого табака произошли перераспределительные процессы и табак полность уплотнился. Поскольку объем ресивер 4 значительно ббльше объема рабочей камеры 1, разрежение в системе рабочая камера 1 - ресивер 4 будет практически одинаково во всех опыта при условии создания одинакового предварительного разрежения в ресивере 4. После выдержки времени кран 2 поворачивают в первоначальное положение, при котором рабочая камера 1 отключена от ресивера 4 и соединена с уравнительной емкостью 3. По скольку в рабочей камере 1 было соз но разрежение, а в уравнительной ем кости 3 атмосферное давление, то часть воздуха, уйдет из уравнительно емкости 3 в рабочую камеру 1, запол нив все пустоты, и давление в них уравняется. При зтом давление станет меньше, чем в уравнительной емкости 3, но больше, чем в рабочей камере. Это изменение давления будет зависеть от объема пустот между волокнами табака, находящегося в рабочей камере 1, который в свою очередь зависит от объемно-упругих свойств табака. Это подтверждается и расчетным путем, исходя из закона Бойля-Мориота (1 ) P-,V, P2V2,(2 ) где 1 - давление воздуха в уравнительной емкости 3 до ее соединения с рабочей камерой 1,- V - объем урав нительной емкости 3; Р2 давление воздуха в системе рабочая камеры 1 уравнительная емкость 3 после их соединения, V - объем системы рабочая камера 1 - уравнительная емкость 3, т.е. объем пустот между волокнами табака в рабочей камере 1 - объем уравнительной емкости 3 ( объемом пневматических трубок можно пренебречь , так как они достаточно тонкиеЦИз формулы (2 ) находим Р Р-У. .Р, :Из формулы 3 видно, что Р2 однозначно и линейно зависит от объема Ч2, переменную часть которого составляет объем пустот между волокнами табака, находящегося в рабочей камере 1. Из формулы (3 ) можно также установить, что Р2 всегда будет меньше Р, поскольку V всегда будет больше Ч.1 т.е. Pg меньше атмосферного давления. Это разрежение Р2 измеряется вакуумметром 6. При соблюдении в опытах идентичности всех параметров ( предварительное разрежение и величина навески табака икала вакуумметра может быть пересчитана и отградуирована сразунепосредственно в единицах удельного объема табака см /г. Отсутствие двил у1цихся рабочих частей и шарнирных соединений значительно упрощает конструкцию устройства при одновременном повьлиении точности измерений, поскольку исключается пристеночное трение. Кроме того используя принцип пневматического воздействия на испытуемую пробу, который позволяет равномерно распределить нагрузку по всей поверхности пробы табака, находящегося в рабочей камере, становится возможным более объективно и точно оценивать свойства резаного табака и определять его объемно-упругие свойства.

ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТАБАЧНОЙ МАССЫ, содержащий рабочую камеру, нагружающий элемент и измерительное приспособление, отличающийс ,я тем, что, с целью повышения точности, измерительное приспособление содержит уравнительную емкость, ресивер и вакуумметры, а нагружающий элемент представляет собой вакуум-насос, при этом рабочая камера выполнена в виде резиновой оболочки и подключена к ресиверу и уравнительной емкости посредством трехходового запорного крана, а через последний и двухходовой запорные краны - к вакуум-насосу.. О