Капилляриметр Советский патент 1993 года по МПК G01N15/08 

Устройство относится к измерительной технике/а именно к устройствам .для определения влагосодержания дисперсных материалов, например почвогрунтовых,

Цель изобретения - повышение эксплуатационных свойств1.

На приведенном рисунке показаны ка- пилляриметр и один из жидкостных затворов в разрезе. .

Калилляриметр состоит из камеры 1 для образца, снабженной пробкой 2 со сквозным капилляром 3, герметично соединенной в нижней части с пористой перегородкой 4, выполненной в форме стакана; камеры пе- ременного давления 5 с прозрачным корпусом б, герметично соединенным при помощи болтов 7 и прокладки 8 с крышкой 9, в которой имеется заливное отверстие 10 с пробкой 11 и отверстием 12 для соединения с вакуумметром (на рисунке не показан) и жидкостными затворами 13; пористого испарителя переменной производительности 14, герметично соединенного при помощи вакуумного шланга 15 с нижней частью корпуса 6 и снабженного съемной, эластичной,

водонепроницаемой оболочной 16; мерного цилиндра 17 для измерения объема выделившейся из исследуемого материала воды, закрепленного перфорированными шайбами 18 внутри камеры переменного давления 5. и сообщающегося с ней в верхней части. Жидкостный затвор 13 состоит из сосуда 19, заполненного жидкостью 20 и закрытого пробкой 21,в которой укреплены шланг 22 для соединения затвора с капилляримет- ром через краны 23 и 24, барботер (пробуль- киватель) 25, снабженный пористой пластинкой 26 в нижней части.

Капилляриметр работает следующим образом.

Образец почвы 27 помещают в камеру 1, закрывают крышку 9, затягивают болты 7 и при закрытом оболочкой 16 пористом испарителе 14 заполняют камеру переменного давления 5, пористый испаритель 14 и мерный цилиндр 17 водой до уровня нижней поверхности крышки 9 и оставляют на некоторое время (обычно сутки) для капиллярного насыщения образца 27 водой из мерного

(Л

XI W

о

сосуда 17 через пористую перегородку .. В процессе насыщения образца уровень воды в камере переменного давления 5. понижается и гидравлическая связь с водой в мерном цилиндре 17 прерывается. При достижении насыщения уровень воды в мерном цилиндре 17 фиксируют как начало отсчета, затем закрывают пробку 11 и закрывают пробку 2 для снижения испарения с поверхности образца. Капилляриметр готов к работе. Затем частично отворачивают оболочку 16, представляя воде возможность свободно испаряться из камеры переменного давления через пористый испаритель 14.

По мере испарения давление в камере 5, мерном цилиндре 17 и жидкостном затворе 13 падает до тех пор, пока не станет равным давлению проскока воздуха через пористую пластинку 26. Объем воды, выделившейся из исследуемого материала, отмечают по установившемуся в мерном цилиндре уровню, а соответствующее постоянное давление - по вакуумметру. Включая жидкостные затворы 13 в порядке убывания давления проскока воздуха, измеряют объем воды, выделившейся из исследуемого материала при иссушении образца, при включении затворов в обратном порядке-при увлажнении образца (гистерезис).

Использование пористой перегородки, выполненной в виде стакана, коаксиально расположенного внутри открытого сверху мерного цилиндра, закрепленного внутри камеры переменного давления, обеспечивает удаление пузырь ко в воздуха, продиффун- дировавшего через пористую перегородку, в камеру переменного (пониженного) давления без применения дополнительных устройств. Соединение нижней части камеры переменного давления с пористым испарителем переменой производительности обеспечивает создание в камере переменного давления,- скорость изменения которого регулируется путем скатывания эластичной, водонепроницаемой оболочки, что позволяет работать без источника электрической энергии, ёакуумного насоса, балластных емкостей и натекателя, а также измерять объем воды, выделившейся из исследуемого материала, в зависимости от давления в непрерывном режиме при иссушении образца,

Соединение верхней части камеры переменного давления с жидкостными затворами, значения давления прорыва воздуха для которых различны, позволяет задавать постоянные значения давления в камере как в порядке убывания (иссушение образца),

так и возрастания (увлажнения образца), т.е. исследовать капиллярный гистерезис, а также сравнивать полученные результаты с данными, полученными на прототипе и аналогах, где давление задается дискретно.

Испытания предлагаемого капилляри- метра показали, что использование в жидкостных затворах жидкостей с различными значениями коэффициента поверхностного натяжения обеспечивает задание в камере

переменного давления любых его величин в пределах от 0,15 эта до атмосферного.

Следует также отметить значительное снижение стоимости установки, упрощение ее обслуживания, что в целом повышает эксплуатационные свойства.

Формула-изобретения

1. Капилляриметр, содержащий камеру

переменного давления, разделенную пористой перегородкой, и измеритель объема выделившейся из исследуемого материала воды, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных свойств, пористая перегородка выполнена в виде стакана, коаксиально расположенного внутри открытого сверху мерного цилиндра,- закрепленного внутри камеры переменного давления, нижняя часть которой соединена

с пористым испарителем переменной производительности, а верхняя часть соединена с жидкостными затворами, значения давления прорыва воздуха для которых различны.

2. Капилляриметр по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем. что пористый испаритель снабжен съемной, эластичной водонепроницаемой оболочкой.

3. Капилляриметр по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью обеспечения различного давления прорыва воздуха, жидкостные затворы заполнены жидкостями с различными значениями коэффициента поверхностного натяжения.

4. Капилляриметр по п.1, от л ич а ю- щ и и с я тем, что число жидкостных затворов определяется числом ступеней задаваемого в камере переменного давления.

Использование: изобретение относится к устройствам для определения влагосодержания дисперсных материалов, например почвогрунтовых. Сущность: устройство имеет пористую перегородку, омываемую водой, что позволяет обойтись без устройства для удаления воздуха с ее наружной поверхности. За счет использования пористого испарителя переменной производительности, соединенного с камерой переменного давления, и жидкостных затворов можно создавать и регулировать пониженное давление в широких пределах без источника электрической энергии, балластных емкостей, насоса и натекателя. 3 з.п.ф-лы. 1 ил.