Устройство для контроля пористости проницаемых материалов Советский патент 1983 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к технике контроля герметичности и предназначено для контроля пористости проница емых материалов,. Известно устройство контроля пог ристости проницаемых материалов, например сеток, . включакзщее лупу многократного увеличения и основанное на визуальном осмотре и отбраковке п отклонению размеров пор (ячеек) от номинальных значений или другим дефектам И Указанный метод не обеспечиваетобъективности контроля, так как .существенно зависит от состояния контролера и. не поддается автоматизации Известно устройство определения основных параметров структуры пористых проницаемых тел, основанное на пропускании газа под давлением через пропитанное жидкостью пористое тело и снятии характеристик расхода газа от давления 2 .. Недостатком этого устройства является большая трудоемкость контроля и низкая надежность. Полученная на этой установке информация .является промежуточной и требует дальнейшей математической обработки. Известно устройство для определения размеров пор в пористых матёриалах, состоящее из обоймы для размешеикя испытываемого образца, соединенной с источником рабочего газа, жидкостной и мерной системы. Причем жидкостная система выполнена в виде дифференциатора, представляющего собой горизонтальную проточную емкост рходное отверстие которой соединено с напорным резервуаром, а вькодное с приемником жидкости, верхняя часть соединена с мерной системой, а нижняя - с обоймой .образца Д Недостатками, устройства являются сложность и громоздкость конструкции, высокая трудоемкость работ. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для контроля пористости проницаемых материалов, содержащее напорный резервуар и две камеры, разделенныё испытуемым образцом, од на из которых (верхняя) заполнена жидкостью 4 . Недостатком известного устройств является то, что оно позволяет конт ролировать только мелкопористые мат риалы (например, бумагу), которые способны удерживать значительный столб жвдкости. Для контроля крупнопористых материалов, например сеток, с ячейками 40-1000 мк, которы наиболее широко используются в маши ностроении, известное устройство не применимо, так как слой рабочей жид кости, удерживаемый такими сетками, очень мал и проходящие через него пузырьки газа трудно обнаружить и зафиксировать. Кроме того, известное устройство, имеет узкое целевое назначение. Для контроля других характеристик проницаемых материалов, например местного засорения, гидравлического сопротивления, оно не пригодно, . Целью изобретения является повышение надежности контроля и расширение класса контролиЕ уемых материалов. Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для контроля пористости проницаемых материалов, содержащее напорный резерв.уар и две камеры, разделенные испытуемым образцом, одна из которых (верхняя) заполнена жидкостью, снабженец вертикальным сосудом, подстыкованным к..дну верхней камеры, идентичным по форме с нижней камерой и сообщенным с ней и с напорным резервуаром, при этом верхняя камера выполнена замкнутой и снабжена воздуховыводящим патрубком, а нижняя - двумя патрубками, установленными по ее высоте. На фиг. 1 представлена схема, иллюстрирующая работу устройства при контроле пористости на фиг. 2 - то же, при контроле засорения по падению гидравлического сопротивления. Устройство состоит из верхней камеры 1, к кбторой подстыкован вертикальный сосуд 2, и нижней камеры 3, идентичной сосуду 2. Сосуд 2 и камера 3 изготовлены из прозрачного материала И связаны между собой трубопроводом 4. Испытываемый проницаемый материал 5 устанавливается между нижней 3 и верхней 1 камерами. Для хран.ения рабочей жидкости и заливки устрой- ва служит резервуар 6 с трубопрово- - дом 7 и вентилем 8. Дренаж газа, из верхней камеры 1 и сосуда 2 при заправке устройства осуществляется через патрубок 9 и вентиль 10, дре-i наж из нижней камеры 3 -через патрубок 11 и вентиль 12. Слив рабочей жидкости из устройства производится -через патрубок 13 и вентиль 14. Последовательность работы устройства., при определении пористости следующая. . Контролируемый проницаемый материал 5 устанавливается между верхней 1 и нижней 3 камерами. При открытых вентилях 12, 10 и 8 верхняя 1 и. нижняя 3 камеры и сосуд 2 заполняются рабочей жидкостью из резервуара 6 до перелива через патрубки 9 и 11. Далее вентили 8 и 10 перекрываются, а вентиль 14 открывается. При открытых вентиг .лях 12 и 14 жидкость из нижней камеры 3 сливается. На проницаемом материале 5 образуеч я поверхность 15 раздела фаз газ-жидкость. Условие устойчивости поверхности раздела фаз имеет вид Р,, где PI J капиллярное давление в поре Pj KjJfd - давление силы, действ ющей в поре материала при образовании на не мениска (поверхности раздела фаз); РЭ)( давление гидростатического столба, . где К- K/J - постоянные, характеризу ювдие геометрию пор, . . 6 - коэффициент поверхностного натяжения; d - диаметр поры, У - удельный вес жидкости; h - высота газового объема .в нижней камере 3 (фиг.1 В выражении (1) значения Р , Pj постоянные для данного проницаемого 1 териала,и данной рабочей жидкости Р, изменяется пропорционально Ц. Путем слива рабочей жидкости из нижней камеры 3 (увеличения h) дос тигается увеличение нагрузки на поверхность раздела фаз.. При; опреде- . ленном значении h, поверхност 15 раздела фаз радрущается и газ из нижней камеры 3 устремляется в каме ру 1. Значение h, при этом фиксируется. Предварительно строится тарировоч ная зависимость d f(h,). По значению h, h(jp и тарировочной кривой определяется диаметр пор d и сравнивается с заданной величийой. Если d лежит в заданных пределах - пористость соответствует норме, В противном случае образец отбра ковываетЬя. ; В процессе изготовления пористого узла или детали возможно местное засорение пор, попадание припоя, флюса и т.д., что может привести к наруше нию их работы в составе изделия. Пpeд Jaгaeмaя установка позволяет .осуществлять контроль засорения по падению гидравлического сопротивления на контролируемом проницаемом образце. Для этого потребуется незначительный перемонтаж, а. именно; трубопровод 7 резервуара 6 с вентиле 8 отстыковывается от сосуда 2, корпу камер установки поворачивается около оси, перпендикулярной к плоскости чертежа, на 180 и далее трубопровод 7 подсоединяется к патрубку 9. Между сосудом 2 и камерой 1 устанавливается эталонный образец проницаемого материала 5. После перемонтажа открываются вентили 8, 10 и 14 (вентиль 12 перекрыт). Рабочая жидкость из резерву-ара 6 заполняет камеру 1 и -далее движется по сосуду 2 и нижней каме ре 3. Если контролируемый проницаемый образец 5 хорошо промыт и очищен от загрязнений, в нижней камере 3 и сосуде устанавливаются уровни жид1СОСТИ, близкие между собой по высоте (лЬ меньше заданной величины). Если поры материала засорены, образуется значительное рассогласование уровней жидкости большее заданной величины, и требуется принять меры по очистке. Использование предлагаемого устройства контроля проницаемых материалов позволяет значительно повысить надежность контроля за счет опредет ления не только максимального размера пор, но и Их распределения по всей Поверхности материала. При этом диапазон контроля расширяется от пористости 1 мк до 1000 мк, т.е. практически для любых проницаемых материалов, применяемых в технике в качестве фильтров, разделителей фаз, сепараторов. Кроме того, за счет унификации достигается экономия материалов. Затраты на изготовление унифицированной установки значительно ниже,.чем на изготовление известных установок.

ui,-u-Z.

- 5

V

«af