Устройство для определения степени аэрозолеобразования гибких материалов при механическом воздействии Советский патент 1991 года по МПК G01N33/36 G01N3/56 

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано для исследования гибких диэлектрических материалов (текстильных, композиционных, кожи и др.) по степени образования мелких частиц при механическом воздействии.

Цель изобретения - повышение точности результатов определения за счет приближения условий испытания и эксплуатационным.

На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Устройство состоит из камеры 1 цилиндрической формы с патрубками 2 и 3 для подачи очищенного воздуха и для вывода из камеры 1 воздуха, переходной трубки 4,со- единяющей патрубок 2 с верхней частью камеры 1, держателя образца, выполненного в виде горизонтальной платформы 5 круглого сечения, шарнирно установленной в нижней части камеры 1 на массивном основании 6, снабженном механизмом 7 вертикального перемещения. В верхней части камеры 1 находится механизм деформирования, выполненный в виде ударника 8 со сквозным вертикальным каналом 9, в верхней части которого установлен обратный клапан 10. Ударник 8 связан через пружину 11 и тягу 12, перекинутую через блоки 13 и 14, с приводом 15 его возвратно-поступательного перемещения с пусковым механизмом 16, управляемым задающим программным устройством 17.

Патрубок 2 снабжен обратным клапаном 18, патрубок 3 связан с узлом 19 анализа аэрбзолей, патрубки 2 и 3 расположены на уровне платформы 5. Нижняя часть камеры 1 снабжена фиксирующим фланцем 20 и посредством герметизирующей прокладки 21 и замков 22 и 23 соединяется с основанием 6.

Устройство работает следующим образом.

Механизмом 7 основание 6 опускается в нижнее крайнее положение. Платформа 5 основания 6 оказывается вне камеры 1. Образец 24 круглой формы концентрически закрепляется на платформе 5. После завершения указанной операции, основание 6 устанавливается в рабочее положение, т. е. платформа 5 вводится во внутреннюю полость камеры 1 до герметичного сопряжения фланца 20 с прокладкой 21. В дальнейшем вводится в действие узел 19 анализа аэрозолей и на этом завершаются подготовительные операции.

Процесс периодического ударного воздействия на тело образца 24 осуществляется пусковым механизмом 16, частота срабатывания которого управляется задающим электронным программным устройством 17. Например, программным устройством 17 устанавливается длительность 2 с, по истечении которых по выданному на его выходе одиночному сигналу Пуск срабатывает пусковой механизм 16, который, в свою очередь, приводит в действие привод - электролебедку 15, вследствие чего тяга 12 движется по направлению, указанному

0 стрелкой М, и ударник 8 поднимается до крайнего верхнего положения. В это время срабатывает концевой выключатель (не показан), электролебедка 15с помощью пускового механизма 16 освобождается от

5 сцепления с электроприводом, вследствие чего ударник 8 совершает свободное падение вдоль цилиндрической камеры 1.

В связи с тем. что между внутренними стенками камеры 1 и внешней цилиндриче0 ской частью ударника 8 имеется зазор (0,1- 0,2 мм), а рабочие поверхности отшлифованы, то силы трения между внутренними стенками камеры 1 и цилиндрической частью ударника 8 малы и фактически

5 не создают дополнительного механического сопротивления продвижению ударника 8. После совершения каждого акта удара рабочая плоскость ударника 8 почти мгновенно отводится с помощью реверса (пру0 жины) 11 на расстояние около 30 - 40 мм от поверхности образца 24. Это совершается автоматически, так как свободная длина тяги 12 подбирается такой, чтобы в исходном положении, т. е. когда ударник 8 находится

Е в нижней точке, он не прикасался к образцу, образуя зазор. Укороченная длина тяги 12 не препятствует совершению акта удара, так как при остановке ударника 8 в конечной точке он обладает большой потенциальной

0 энергией и легко преодолевает сопротивление пружины 11. Это обеспечивает постоянный свободный доступ чистого воздуха в зону расположения образца при различной частоте ударов, а также в том случае, если

5 условиями эксперимента предусмотрен анализ продуктов деструкции после совершения каждого одиночного удара.

Унос продуктов деструкции с места их образования в зону идентификации (при

0 применении спектрометра аэрозолей), происходит в результате смывания образца 24 очищенным потоком воздуха, поступающим по направлению стрелок N - N. Подача чистого воздуха обеспечивается с помощью

5 насоса, который создает разряжение воздуха за анализатором 19 аэрозолей.

В связи с тем. что образование сгустков продуктов деструкции (аэрозолей) происходит синхронно с частотой ударов, то при исследовании процесса выделения продуктов деструкции временная сетка характеризуется определенным количеством ударов, а не длительностью Функционирования устройства.

В упрощенном варианте использования устройства узел анализа аэрозолей содержит: мишень (фильтрующая ткань) для забора продуктов деструкции (гравометрический метод анализа аэрозолей путем применения аналитических фильтров типа АФА), который после определенного цикла ударов удаляется и в дальнейшем подвергается весовому, в случае необходимости и спектральному, анализу. Применение устройства не исключает возможности осуществления непосредственного анализа поверхности образца после его испытания путем его оптического осмотра поверхности и оценки характера деструкции.

В более усложненном варианте используемый в устройстве узел анализа аэрозолей содержит оптический, лазерный, электростатический или другого типа анализатор дисперсных фаз. Конкретное использование того или иного типа анализаторов продуктов деструкции зависит от физических свойств испытываемого материала образца. Например, в случае образования вследствие удара микродисперсных фаз может быть применен электростатический измеритель дисперсных систем, основанный на индукционном методе регистрации предварительно электрически заряженных исследуемых аэрозолей.

Подавление паразитных всасывающих усилий, возникающих во внутренней части канала 9 при перемещении ударника 8 в верхнее рабочее положение, осуществляется за счет срабатывания клапана 10. Чистый воздух поступает из патрубка 2 по трубке 4 в верхнюю часть канала 9, а затем через клапан 10 воздух поступает в нижнюю часть канала 9, что способствует уносу продуктов деструкции в зону их определения. Подав- эффекта поступления воздуха в сторону входного патрубка при движении ударника 8 в направлении расположения образца 24 (вниз) осуществляется за счет срабатывания клапана 18 (закрывается). В

это время в силу повышения давления в канале 9 клапан 10 также закрывается, что способствует продвижению аэрозолеобраз- ных продуктов деструкции среды в зону их 5 регистрации.

В реальной модели устройства при массе плунжера 0,5 кг и длине канала 9, равной 1,0 м, рабочая частота ударов составляет не более одного удара в секунду. Практически.

0 в зависимости от поставленной цели, например при исследовании деструкции лакокрасочных поверхностей, частота ударов может быть уменьшена или ограничена лишь одним ударом.

5

Формула изобретения 1. Устройство для определения степени аэрозолеобразования гибких материалов при механическом воздействии, содержа0 щее размещенный в камере держатель испытываемого образца, патрубок ввода в камеру очищенного воздуха, установленный напротив него патрубок вывода воздуха из камеры, соединенный с анализатором

5 аэрозолей, и механизм деформирования образца, связанный с приводом, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения точности результатов определения за счет приближения условий испытаний к эксплуа0 тационным, камера имеет цилиндрическую форму, держатель образца размещен в нижней части камеры и выполнен в виде цилиндрической платформы, патрубок ввода очищенного воздуха сообщен с верхней ча5 стью камеры посредством переходной трубки, а механизм деформирования размещен в верхней части камеры и выполнен в виде цилиндрического ударника со сквозным вертикальным каналом, связанного с приво0 дом его возвратно-поступательного перемещения, при этом патрубок ввода очищенного воздуха и канал ударника снабжен обратными клапанами, причем патрубки ввода и вывода воздуха расположены на

5 уровне горизонтальной платформы.

2. Устройство поп. 1, отличающее- с я тем, что горизонтальная платформа установлена в камере шарнирно.

/ ±А

19

Изобретение относится к испытательной технике, может быть использовано для исследования гибких диэлектрических материалов (текстильных, композиционных, кожи и др.) по степени образования мелких частиц при механическом воздействии и позволяет повысить точность результатов определения за счет приближения условий испытания к эксплуатационным. В цилиндрической камере 1, снабженной входным патрубком 2 с обратным клапаном 18, выходным патрубком 3, связанным с узлом анализа аэрозолей 19 и источником разрежения и переходной трубкой 4. на одном уровне с патрубками 2, 3 шарнирно установлена платформа 5 для размещения образца 24 и смонтирован механизм деформирования, выполненный в виде ударника 8 с каналом 9, снабженного обратным клапаном 10, связанного с приводом lb его возвратно-поступательного перемещения. Образующиеся при ударном воздействии на образец частицы втягиваются в узел анализа аэрозолей. 1 з. п. ф-лы.-2 ил. Ё Os CJ CJ со ел 00

фиг. 2