Способ определения локальной плотности лубоволокнистых материалов в рулоне и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к определению плотности материалов и может быть исполь- зовано для определения плотности лубово- локнлстых материалов в рулонах.

Чзвестен способ определения плотности материалов по скорости распространения звуковых волн, проходящих через вещЈ ство, и сравнению результатов измерения о эталонными значениями. Указанным спос збом можно определить только среднюю плотность материала, находящегося в зоне;прохождения звука, и отсутствует воз- можгость определения плотности материала в конкретной точке зоны, что важно при неразномерном распределении плотности мате эиаяз по зоне, например в рулонах из стеб/ей льняной соломы льняной тресты, в которых плотность изменяется в направлении с т комлевой части рулона к вершинной и по диаметральному сечению рулона в направлении от периферии рулона к сердцевине.

Наиболее близким заявленному техническому решению является способ определения плотности материала в рулоне, заключающийся в измерении сопротивления внедрению щупа в материал рулона и сопоставлении результатов измерения с эталонными. Устройство для осуществления способа содержит щуп, наконечник и измеритель силы.

Недостатком известного технического решения является низкая точность измерения плотности материала в рулоне и большая трудоемкость процесса измерения. Кроме того, для осуществления способа нужны энергоемкие установки. Низкая точность измерений обусловлена значительной зависимостью результатов измерения от скорости движения щупа. Скорость движеXI

Ю

со со ю оо

ния щупа изменяется вследствие упругой деформации звеньев привода, буксования электродвигателя, возникающих при резком изменении плотности материала в рулоне из-за неоднородности подбираемой ленты стеблей (толстая, тонкая, пропуск ленты и т.п.). Кроме этого, движению щупа препятствуют льняные стебли, обладающие большой прочностью, которые при-воздействии наконечника щупа разрываются, но в результате возрастающего сопрбтивления движению щупа (на основе чего основан метод) появляется дополнительная ошибка в измерении плотности.:

Большие энергоемкость и трудоемкость процесса измерения обусловлены необходимостью создания энергетической установки, имеющей электропривод, для преодоления сопротивления внедрению щупа в рулон в плоскости его диаметрального сечения.

Цель изобретения - повышение точности и сн ижение т р удбемкрсти определения. На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения плотности лубоволокнистых материалов в рулоне; на фиг. 2 - схема реализации способа.

Устройство для осуществления способа (фиг. 1) содержит основание 1, втулку 2 с направляющими 2, соединенные между собой неподвижно и закрепленные на щупе 3 винтом А. Нв втулке-направляющей 2 установлен диск 5 с упором 6. Между диском 5 и основанием 1 установлена пружина 7. Для предотвращения выхода диска 5 с направляющих 2 под действием пружины 7 в нижней части втулки выполнен конусообразный буртик, взаимодействующий с коническим углублением на диске. На основании 1 выполнены кронштейны 8 с прорезями-отметками, в которых на оси 9 вращения (поз.4 на фиг. 2в) установлена Г-образная стрелка 10, пбдпружиненная относительно основания 1 пружиной 11. На втулке 3 выполнены выступы-направляющие, а на диске 14 (фиг. 2а) пазы-направляющие.

Таким образом, совокупность элементов поз. 1,2,4,5, 6,7,8,9,10 и 11 составляет указатель глубины внедрения щупа.

Щуп 3 снабжен наконечником 12, закрепленным на щупе с помощью резьбового соединения.

Кроме этого, щуп 3 снабжен измерителем силы, содержащим корпус 13, внутри которого установлена динамометрическая пружина 14, взаимодействующая со щупом 3 через упор 15. Для изменения начального усилия сжатия пружны 14 служит винт 16, взаимодействующий с корпусом 13 с помощью резьбового соединения. Положение

винта 16 фиксируется гайкой 17. Для введения щупа в рулон корпус 13 снабжен рукоятками 18, которые закреплены в корпусе с помощью резьбовых соединений. На корпу-се 13 закреплена измерительная шкала 19 с помощью винтов 20. На шкале установлен движок 21, подпружиненный относительно шкалы пружиной 22. На щупе 3 установлена стрелка 23 с помощью винта 24.

0 Способ осуществля ют следующим образом. . .... Щуп 3 (фиг. 2) с наконечником 12 вводится в рулон 25 (рулон изображен с горизонтальным положением его оси со стороны

5 вершин стеблей 26 или со Стороны комлей. Комли стеблей на фиг. 2 расположены слева, а вершины - справа. Перёд измерением плотности лубоволокнистых материалов в рулоне в интересующем месте по глубине.

0 указатель глубины внедрения щупа устанавливается в соответствующем положении на щупе 3 путем ослабления винта 4 и переме- щения указателя в необходимое место на щупе. После этого указатель фиксируется

5 винтом 4. Так как стебли в рулоне по комлям и по вершинам невыравнены, вследствие невыравненности стеблей по длине, растянутости стеблей в ленте, возникающей в процессе теребления льна, и неточности ко0 пирования ленты при подборе и прессовании стеблей в рулон, то глубину, на которую вводится щуп в рулон, необходимо определять, исходя из средней длины рулона, кото- рая определяется длиной стеблей. Поэтому

5 при заглублении щупа в рулон диск 5 деформирует (изгибает) часть стеблей, вершины или комли которых выходят за границы, определяющие длину рулона (фиг. 2). Длина рулона ограничена плоскостями, проходя0 щими через линии средних значений откло- нений концов стеблей по комлям и вершинам. Из-за возникающего сопротивления со стороны стеблей диск 5 перемещается по втулке-направляющей 2 (фиг. 1),

5 преодолевая усилие пружины 7. При дальнейшем перемещении диска 5 упор 6 взаимодействует со стрелкой 10 и, преодолевая усилие пружины 11, поворачивает стрелку вокруг оси 9. Площади диска 5 и пружины 7

0 и 11 подобраны так, что стрелка 10 устанавливается напротив прорезей-отметок, выполненных в кронштейнах 8, когда диск 5 выходит на линию со стороны комлей или вершин, ограничивающую длину рулона.

5 При заглублении щупа в рулон руками с помощью рукояток 18 наконечник 12 преодолевает сопротивление со стороны боковых поверхностей стебле.й 26. Сила сопротивления внедрению щупа перемещает щуп 3 относительно корпуса 13 измерителя силы, преодолевая усилие пружины 14. Так как размеры поперечного сечения нако- нечника 12 больше размеров поперечного сечения щупа, то усилие сопротивления в основном воспринимается наконечником.

При перемещении щупа 3 относительно корпуса 13 стрелка 23, закрепленная на щупе винтом 24, перемещает движок 21 по шкале 19. Причем, чем больше плотность лубоволокнистых материалов в рулоне, тем большее сопротивление преодолевает наконечник, а следовательно и больше сжимается пружина 14, и на большее расстояние по шкале 19 перемещается движок 21 стрелкой 23. . ;- ..

Заглубление щупав рулон прекращается, когда стрелка ,10 на указателе заглубления щупа установится напротив прорезей-отметок, выполненных на кронштейнах 8. После этого щуп извлекается из рулона и считывается показание на шкале 19 напротив нижней кромки ползунка 21, зафиксированного на шкале 19 действием пружины 22. Шкала может быть отградуирована в.единицах плотности или в условных относительных единицах. Результаты измерений сравнивают с эталонными значениями и по результатам сравнения определяют плотность лубоволокнистых материалов в рулоне.

Так как диаметр стеблей по их длиме неодинаковый: комель стебля имеет больший диаметр, а вершина меньший, то при наличии растянутости стеблей в рулоне и плотность лубоволокнистых материалов по длине рулона изменяются неравномерно.

Значение наибольшей плотности лубоволокнистых материалов по длине рулона находится в зоне, расположенной на расстоянии, равном 1/3 длины рулона от комлей или 2/3 длины рулона от вершин (см. изменение плотности по длине рулона в координатах на фиг. 2).

Поэтому, если определять плотность в комлевой части рулона по усилию сопротивления внедрению щупа в рулон вдоль стеблей со стороны вершин, то несмотря на небольшое усилие сопротивлению наконечника 12 (фиг. 2) за зоной максимальной плотности будет оказано большое сопротивление движению щупа, проходящего зону максимальной плотности, что внесет в результаты измерений большую погрешность. Те же искажения а результатах измерения плотности будут иметь место при

измерении плотности со стороны вершин при введении щупа в рулон со стороны комлей.- ч .

Поэтому для получения более точных результатов измерения плотности плотность лубоволокнистых материалов в рулоне со стороны вершин надо определять по силе сопротивления внедрению щупа в рулон вдоль стеблей при заглублении щупа со стороны вершин на расстояние до 2/3 длины рулона (до зоны максимальной плотности), а плотность лубоволокнистых материалов в рулене со стороны комлей надо определять по силе сопротивления внедрению щупа в рулон вдоль стеблей при

заглублении щупа со стороны комлей на расстояние до 1/3 длины рулона (до зоны максимальной плотности).

Использование: легкая промышленность. Сущность изобретения: измеряют силу сопротивления внедрения щупа в рулон параллельно расположению стеблей в рулоне. Сила сопротивления внедрению щупа со стороны вершин стеблей определяется при внедрении щупа на расстояние, не превышающее 2/3 длины рулона, а сила сопротивления внедрению щупа со стороны комлей стеблей определяется при внедрении щупа на расстояние, не превышающее 1 /3 длины рулона. Устройство для определения плотности лубоволкнистых материалов в рулоне содержит измеритель силы, щуп с наконечником и расположенный на щупе между измерителем силы и наконечником указатель глубины внедрения щупа в рулон, 2 с.п.ф-лы, 2 ил. (Л С

Формула изобретения

плотности диаметрального сечения и срав-

нении результатов измерения с эталонными

значениями, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что,

с целью повышения точности и снижения

трудоёмкости определения, измеряют уси лие, действующее на щуп п направлении,

параллельном расположению стеблей в ру лоне, по величине которого определяют

;плотность, причем измерения проводят при

: внедрении щупа со стороны верхних стеб;лей на расстоянии, не превышающем 2/3

длины рулона, а при внедрении щупа со стороны комлей - на расстоянии, не превышающем 1/3 длины рулона.

2, Устройство для определения локальной плотности лубоволокнистых материалов в рулоне, содержащее щ уп с наконечником и измеритель силы, о т л и ч а- ю щ ё е с я тем, что, с целью повышения точности и снижения трудоемкости определения/оно дополнительно содержит указатель глубины внедрения щупа в материал, который установлен на щупе между наконечником и измерителем силы и содержит основание с.индикатором положения, диск, выполненный с возможностью перемещения относительно основания и соединенный с индикатором положения, втулку с

ограничителем хода диска и пружину, установленную между диском и втулкой, при этом втулка жестко соединена с основанием,

Р

а основание выполнено с возможностью перемещения относительно щупа и фиксации в установленном положении.

Фиг. i