Прибор для определения сопротивляемости образца клейковины сжатию Советский патент 1986 года по МПК G01N33/10 

(О

С

Изобретение относится к лабораторной технике и может быть использовано при исследовании качества клейковины. Цель изобретения - повышение точности определения сопротивляемости образца клейковины сжатию. Цель .достигают..,: за счет снабжения прибора элементом для центрирования и предварительного деформирования образца клейковины относительно нагружающего штока. 2 табл., 9 ил.

to 1 to ю Изобретение относится к технике определения показателей качества зер на сельскохозяйственных культур, а именно к приборам для оценки качест ва клейковины пше.ни1у11 по физическим свойствам, и может быть использовано на селекционных станциях, в лабораториях научно-исследовательских институтов, лабораториях по сортоиспытанию, хлебоприемных пунктах, а также в производственных технологических лабораториях при контроле качества сырья. Цель изобретения - повышение точности определения. На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 -.разрез на фиг. 1; на фиг. 5 - прибор, вид сверху; на фиг. 6 - элемент центрирования и предварительного деформирования образца клейковины, аксонометрия, на фиг. 7 - то же, вид сверху; на фиг, 8 - то же, вид сбоку; на фиг. 9 разрез Г-Г на. фиг. 7. Прибор содержит корпус 1, опорный столик 2 для испытуемого образца клейковины, вертикальный ступенчатый по диаметру нагружающий шток 3 с параллельной опорному столику плоской рабочей поверхностью 4 большего диаметра, направляющую 5 штока, тормозной механизм 6, отсчетное устройство 7 и элемент 8 для центрирования и предварительного деформирования об разца клейковины в виде фигурного вкладыша 9 со ступенчатой внутренней полостью, расположенный на опорном столике с возможностью перемещения по нему. Со стороны торца 10, обращенного к направляющей штока, в теле вкладыша выполнена ступенчатая внут ренняя полость 11, диаметр верхней ступени последней больше диаметра н ней и соответствует диаметру рабоче поверхности щтока. В месте располож ния верхней ступени, в ее радиально полуплоскости, тело вкладыша пересекает црорезь 12, ширина которой С больше диаметра отверстия направляю щей штока, но меньше диаметра рабочей поверхности щтока. Со стороны торца 13, обращенного к опорному ст лику, соосно ступенчатой внутренней полости в теле вкладьшш расположен сквозной круговой вырез 14 глубиной h, не превышающей размер радиуса г 402 выреза. Толщина тепа вкладыша в направлении оси сквозного кругового выреза cf составляет 0,6-0,8 от удвоенного размера радиуса г вьфеза. Отсчетное устройство В виде измерительного индикатора 15 смонтировано на поворотной относительно корпуса опоре 16. Измерительный стержень 17 индикатора расположен относительно оси вращения поворотной опоры с эксцентриситетом е с возможностью совмещения оси измерительного стержня индикатора с осью вертикального щтока. Корпус 18 измерительного индикатора закреплен на поворотной опоре жестко посредством стопорного винта (не показан). Такая конструкция прибора обеспечивает центрированное приложение нагрузки от нагружающего щтока к сформированному в шарик образцу клейковины, размещенному на опорном столике в ступенчатой внутренней полости тела вкладыша элемента центрирования и предварительного деформирования (при этом размер радиуса кругового выреза соответствует размеру испытуемого образца), обеспечивает стабильность начального размера образца клейковины в направлении деформирования, который целесообразно принять b диапазоне (0,6-0,8) от удвоенного размера радиуса сквозного кругового выреза (или соответственно от диаметра шарика испытуемого образца): уменьшение начального размера образца сравнительно с рекомендуемым нецелесообразно, так как при этом снижается объем информации о свойствах образца, увеличение начального размера выше рекомендуемого нецелесообразно, так как в ряде случаев может не обеспечиваться стабильность начального размера (например, если клейковина крепкая). Кроме того, обеспечивается рациональная схема отсчетного устройства с большей чувствительностью при испытании микрообраз-t цов клейоквины и одновременно уменьшение габаритных размеров прибора. Все вместе взятое позволяет повысить точность измерения и уменьшить габаритные размеры прибора. Прибор работает следуюп1им образом. Для испытания на приборе используют образцы клейковины определенной массы (например, 0,5 или 0,2 г), которые формируют в щарик и подвергают перед испытанием отлежке в воде в течение установленного периода времени, В зависимости от размера испыту мого образца на приборе используют шток 3 соответствующей массы (напри мер, если масса испытуемого образца клейковины 0,5 г, то на прибор целесообразно установить шток 3 массой около 30 г). Перед испытанием растормаживаютшток 3 поворотом винта тормозного м ханизма 6, приподнимают шток и заводят в ступенчатую внутреннюю полость 11 тела вкладьшза 9 соответствующую ему по диаметру часть штока с рабочей поверхностью 4, тормозят в этом положении шток поворотом вин та тормозного механизма 6. Шарик испытуемого образца клейко вины помещают на опорный столк 2 в месте кругового вьфеза 14 вкладьш1а 9, совмещая таким образом центр шарика с осью штока 3, растормаживают затем шток, который под действием силы веса перемещается в напра ляющей 5 штока до упора в тело вкла дьша 9 в месте расположения кругово го выреза 14. В результате образец клейковины подвергается предварител ному деформированию (практически мгновенно), Перемещают элемент 8 по опорному столику 2 так, чтобы шт 3 прошел через прорезь 12 в теле . вкладьш1а 9, вьшел при эт6м из ступенчатой внутренней полости 11 и по лучил -свободу перемещения под действием силы веса, преодолевая сопро тивление сжимаемого образца клейковины; одновременно начинают отсчет времени по секундомеру.В течение фи сированного временного интервала (н пример, равного 30 с) осуществляется сжатие образца клейковины, затем шток 3 затормаживают поворотом винта тормозного механизма 6. Измерительный стержень 17 индик;атора 15 приподнимают и вращением поворотной относительно корпуса 1 опоры 16 совмещают ось измерительного стержня ин дикатора со штоком 3, оЦускают плавно измерительный стержень индикатора до упора в торец штока и производят отсчет результата измерения (мм) по шкале индикатора 15. Чем в большей мере проявляется, при испытании сопротивляемость образца клейковины сжатию, тем больше значение результата измерения. Результат изме рения может быть простыми методами 40-4 преобразован в условные единицы стандартного прибора ИДК-1 (с помощью табл. 1 и 2 соответствия или графика), Соотношение между преЪбразовываемыми величинами, как установлено экспериментально, - обратно пропорциональное. На приборе можно испытывать микрообразцы клейковины массой до 0,2 г. При использовании микроОбразцов массой 0,5 г, т.е. в восемь раз меньше массы стандартного образца, обеспечивается точность измерения, при которой расхождение между параллельными определениями не превышает нормируемое стандартным методом (при оценках точности микрообразцы выделяют из клейковины, отмытой для стандартного испытания) .. Для проверки правильности регулировки прибора необходимо шток 3 опустить до упора рабочей поверх.ности 4 штока в опорный столик 2 и затем плавно опустить измерительный стержень 17 индикатора 15 на торец штока. При этом показание индикатора должно соответствовать отметке О на его шкале. При небольших отклонениях показания от О целесообразно произвести установку на О поворотом на соответствующий угол шкалы индикатора; при значительных отклонениях показаний от О необходимо сместить в вертикальном направлении корпус 18 индикатора относительно опоры 16, предварительно ослабив опорный винт (не показан). Как показала экспериментальная проверка, период времени отлежки клейковины в воде перед испытанием не связан непосредственно с массой испытуемого образца. Рекомендуемое время отлежки для микрообразцов то же, что при стандартном испытании (образцы массой 4 г). Для здорового зерна время отлежки может быть уменьшено до 9 мин, для зерна, поврежденного клопом-черепашкой, время отлежки следует принять равным 15 мин. Массу нагружающего штока опредеяют расчетным путем из условия раенства удельной нагрузки на микробразец заданной массы и стандартный бразец при одинаковой относительной еформации (,) образцов в диапазоне тандартной шкалы ИДК-1.

S12722406

Граничные значения относительной m г

деформации ti диапазоне стардартной га rf . г, и i; шкалы оценок качества клейковины при- Ю мм, нимаются идентичными для микрообразцов и стандартного образца:j г (250тУ , мм, (2)

на отметке шкалы ИДК - 120

4Н „ - масса шарика испытуемого .0 -й: 0.89V ка отметке шкалы ИДК - О,5 г JC ДН }Г что является обычным, приемом моделир вания. Для испытания микрообразца клейковины массой 0,5 и 0,2 г расчетная масса нагружающего штока «v 30 и 18 г соответственно. Использование сменных нагружающих штоков не является обязательным, так как на шток можно накладывать дополнительные шайбы для увеличения его массы. Исключением является шток малой массы, который по необхо димости имеет малые габа.риты рабочей поверхности 4. В комплекте устройства предполагается использовать всего два нагружающих штрка. Использование того или иного што ка определяется количеством зерна дпя анализа в зависимости от этапа селекционного процесса, на котором осуществляют оценку качества зерна. Шток 3 при необходимости заменяют через отверстие в корпусе 1 после смещения элемента снятия опорного столика с корпуса и снятия разрезной шайбы (не обозначена), установленной в верхней части штока для удобства его подъема. Конкретные значения величин ь , У зависят от величины радиуса Г кр гового вьфеза. Значение соответст вует размеру испытуемого образца, т.е. радиусу шарика клейковины, уст навливаемого в месте кругового выреза. Так, например, для стандартного образца клейковины массой . 4 г размер радиуса шарика (с 10 Для микрообразца принятой массы размер кругового вьфеза можно вычислить, используя выражение (1), так как- плотность f клейковины разного качества мало различается: m V f 4/3Tir3j ,

где г - радиус кругового вьфеза;

рообразца клейковины, г. 10 Для микрообразца клейковины масг 5 мм; h 4,8 мм t 7,5 мм. Для микрообразца клейковины массой 0,2 г г 3,7 мм, h 3,5 мм i хУ 6,0 мм. Размер г выбран из условия лучшего центрирования образца клейковины, в соответствии с размером массы шарика клейковины. Размер п выбран из условия лучшего центрирования образца клейковины и одновременно исключения возможности заклинивания шарика клейковины в круговом вырезе 14 при предварительном деформировании образца. Размер ,Г выбран из условия достижения величины предварительной деформации образца клейковины, при которой обеспечиваются лучшая стабильность геометрических характеристик образца по высоте и форме, надежная фиксация положения образца на опорном столике. Рекомендуется выбирать размер б в диапазоне (0,6-0,8) от удвоенного размера Ь . Уменьшение (У против рекомендуемой величины может привести к снижению точности определения сопротивляемости образца клейковины сжатию из-за уменьшения рабочего диапазона деформации (в пределах стандартной шкалы качества). Увеличение СГ против рекомендуемой величины может привести к снижению точности определения сопротивляемости образца клейковины сжатию за счет снижения стабильности геометрических характеристик образца после предварительной деформации по высоте и форме, снижения надежности фиксации положения образца на опорной пластине. На первом этапе предварительной деформации положение образца на опор7ной пластине фиксируется за счет прижима образца к пластине; при дальнейшей деформации образец подформовывается в радиальном направлении в результате контакта с телом вкладыша 9 в месте сквозного кругового выреза 14, одновременно элемент 8 отжимается клейковиной и при этом несколько перемещается по поверхности опорной пластины; на заключительном этапе предварительного деформирования нагружающий шток упи рается в тело вкладыша 9. Загрузку шарика клейковины в мес то кругового выреза 14 осуществляют с помощью пинцета (например, глазного) , устанавливают при этом шарик на опорный столик 2 до упора в те ло вкладыша 9 элемента 8 в месте выреза 14. Отсчетное приспособление целесоо разно выполнить в виде измерительно го индикатора с корпусом, жестко за крепленным на опоре с возможностью пе{ емещения корпуса инидкатора относительно корпуса прибора. Кроме того, целесообразно опору корпуса измерительного индикатора выполнить поворотной относительно корпуса при бора, а измерительный стержень инди катора расположить эксцентрично оси вращения поворотной опоры с возможностью совмещения оси измерительного стержня индикатора с осью вертикального штока. В табл. 1 и 2 показано соответствие оценок качества клейковины по стандартной шкале ИДК-1 и на приборе. Табл. 1 и 2 разработаны для микроОбразцов массой 0,2 и 0,5 г соответственно. Верхняя граница микрообразца, который можно испытывать на предлагаемом приборе, в принципе отсутствует. Например, измерительный индикатор часового типа ИЧ-10 имеет рабочий ход измерительного стержня 10 мм, что достаточно также для испытания стандартного образца клейковины в пределах всей шкалы ЦЩ-1: Hj 10,55 мм (О шкалы), Н 2,15 мм (120 усл. ед. шкалы), Н 8,4мм. Придание образцу клейковины сферической формы при массовых анализах практически нереально из-за большого разнообразия структурно-механичес ких свойств клейковины. 08 Нестабильность начального размера образца из-за отклонения формы шарика от сферической приводит при определениях сопротивляемости образца клейковины сжатию к -нестабильности удельных нагрузок на образец со стороны нагружающего штока, снижает точность определений (в единицах стандартной шкалы ВДК-1). На точность результатов определений сопротивляемости микрообразцов сжатию из-за их малого размера в относительно большей мере, чем при стандартных определениях, влияет нецентрированное приложение нагрузки и нестабильность удельной нагрузки в пределах шкалы оценок (ИДК-1). Повышение точности определения обеспечивается снабжением прибора элементом для центрирования и предварительного деформирования. В результате создаются условия для центрирования образца относительно нагружающего штока, повышение стабильности геометрических характеристик образца клейковины при предварительном его деформировании. Такое выполнекие прибора обеспечивает повьшгение стабильности величин удельной нагрузки на образец и в результате повышение точности определений сопротивляемости образца клейковины сжатию при испытании на приборе. Таблица 1 Оценка качества клейковины для микрообразцов массой 0,2 г