УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА НАБУХАНИЯ СЕТЧАТЫХ ПОЛИМЕРОВ Советский патент 1972 года по МПК G01N7/10 

ОднОй из .важ1ней|Ших физико-хИмических характеристик прирцд1ны,х и си нтетичеок-их полишиеров является опмотимеокое давление или давление набухания.

Известна установка для wcc ледов аи ия процасса набухаиия полимерав, содержащая пид.равличеокий пресс с силовым ц,или Н;ДрОМ, поршнем и ШТОЖ01М, рабочую камеру агента набухания « контроль1но-из1ме|рительиую аппаратуру. Недостатком из вестно|й устаиовки я:влается ее мепригодиость для определения величины давления на1бухания.

Предлагаемая устаиощка устраняет указанйый недостаток за счет того, что рабочая камера вьшолнена в станине .пресса и огранинена таверху торцом штока, соединенного с (поршнем силового цилиндра и оонаш,енного (приборами замера величины усилия сжатия, а снизу - TopuoiM винта, внутри которого предусмотрена П;олость, соо1бща.Ю|щаяся ггосредстIBOM каналоъ с р абочей камерой и соединенная с магистралью подагчи агента на|букания под фиисироеанньш давлением. Установка позволяет измерять осмотическое давление или да.вленИе набухания под во1здействием механического давления на образец от О до 1000 атм. Это дает возмож1ность исследовать системы сетчатых полимеров, и медощиХ как небольшие, так и высокие давления набухании. И аследю:ва.ния (можяо .вести очень коицантрирован|ны 1и раствораMIH.

Поли1мер:Ный образец, это может быть рези.на или любой другой нерастворимый в ис1пытуемо.й среде полилюр, в виде плоской шайбы, помещается в специальное посадочное место, точно соответствующее его размерам. ШтокО.м пресса на образец производится необходимое давление, с другой сторо.ны через множество кашиллярных отверстий на образец подается агент н.а1бухаа-1.ия, созда.ющий требуемое давление. Образец набухает, стреМится увеличить в 0|бъеме и оказывает давление на шток цресса. Это давление фвксируется тензодатчи.ко. Если процесс идет при пюстоянно.м давлении (переменном объеме), то перемещение штока, вследствие набухания образца, фиксируется стрелочным микронным ин1дикаторо:м и оптическим устройствам. Все параметры: давление в цилиндре пресса, давление щтока -на образец, давление агента набуха-ния, изменение да.влеиия на шток или его П1е1ремещение всле1дствие набухания образца, температуры среды, в которой находится образец, время проведения эксперимента - записываются на ди;агра1М1му электронных приборов или ленту осциллографа.. Прибор позволяет вести работу как при постоянном давлении и, следовательно, переменном объеме, так и при постоянном объеме и, следовательно, первме.«ном давлении в зоне образца. Давление во -всех линиях поддерживается авто1матическ1И. Величина давления, под которым происходит процесс, определяет равновесную кОНцемтращию агента в по лг-л.Мбр-е и является о мотачеоким давлением полимера для данной ра1НН01весной концентрации. Поскольку «абухание происходит в этих условиях Ме,д,лен«о, прибор рассчитав на азтоматическую нейрерывную работу в течение нескольких недель. Цр актически BIPOMH нспрерывной работы определяется износостойкостью уплотнительных колец на подвижных элементал пидравли ч еских устройств.

Приоор снабжен термостатирующей рубашкой, позволяющей проводить яроцесс набухаиия |При Tie MinepaiT pax от минус 50 до 1П,лю,с от постороннего таплоносителя.

Развитая система световой сигнализации обеспечивает полный контроль за всеми п-араМСтрами установки: ц,ерсмещениями, штока пресса, фиксацией положени.я mroiKa, движением пор.шнл гидроусилителя, включением и вЫКЛЮчениам всех аа регатов а )злов.

На фит. 1 показана .дрй1нц«1п-иальная схема предлагаемой ytTaiHOiBiK«, Н:а; фиг. 2 изюбрллсея пресс с рабочей камерой, разрез.

Установка содержит бак 1 для агента, набухания, бак 2 для рабочей жидкости (масло АМГ-ilO), ор&дохраиительный клалал 3 и слиганзю магистр.аль 4 на которой установлен золотниковый iKjpaH 5. Обратный клапа,н 6 В1ключен в сливную .магистраль 7, перекрытую гидр окр anoiM 8. Для определения давления служат электроконтактный Манометр 9 и контрольный .маиометр JO. На гидро.магистрали устанОВлен, кр01ме ТЮ|ГО, гидроакмумулятор и с заафавоч ньи.м вентИЛем ;/2 и ко.нтрольным ма.нометрОМ 13.

В установке п|ре|дусмотрены дренажная .магистраль 14, щраны 15, 16 и. 17, сливпая магистраль , датчик давления 19 и фильтры 20, 21, 22. Для создания давления в гидросистеме служат электродвигатель 23 с шестеренчатым наоосОМ 24. В установку входят также Обратный клапаи 25, предохранительный клапаи 26, вентили 27 и 28, контрольный манометр 29 и npeCiC 30.

Дренажная шатистраль 31 предназначена для поддержанил заданного давления, золотниковый кра« 32 и элект1роко.нтакт1Н1ЫЙ мано.мет(р 33 служат для перекрытия потока жидкости и замера ее давления соот|ветст1венно.

Ус та.новк а о слаще н а гидр о акку.мул я т ор oiM 34, контрольным манометром 35 и Обратны.ми члапаяами 36 и 37, датчико1М давления 38, «имеет дренажную магистраль 39, гидроусилнтелЬ 40, вентиль 41, |дренаж ную магистраль 42, обратные клапа1ны 43 и 44 и сливную .,гикираль 45.

Основной узел установки - пресс (см. фиг. 2) соде1ржит ви.ят 46 ic гайкой-штурвалом, камеру 47 рабо1чей жидкости (агента набухания), магистраль 48 подачи агента на.бухания, термопару 49 и рабочий стол 50. Давление (В исследуемом образце 51 измеряется с помощью микронного индикатора 52. KipOfMe того, ггреес включает магистраль 53 подачи, масла. АМГнЮ в силавой цилйидр, имеющий верхнюю 54 и нижнюю (55 полости.

Пресс имеет корпус 56, тайки 57 и 58, фиксирующие положение щтоска 59, П1отенц1иамет|р 5 60, тензодатчик 61, тер.мостатирующую рубашжу 62, (М.агвстраль 63, подводящую теплоноситель, и щток 64.

Исследуемый 0|бра1зец 51 -помещается в рабочую камеру пресса 30. По электроконтакт 0 ному ма1нометру 9 устана1вливают необходимое давление в полости S4 цил-индра пресса. Из двух видав управления «ручное-автоматическое Включают тре1буем1ЫЙ. Пусть режим будет автоматичесиий. Воз5 дущные полости гидроаккумуляторов давления 11 и 34 пред варительно заполняют-азотом через заправочные вентили 12 и 28; давления в них контролируют мано-метрами 13 и 29. Гидрокран 8 ставят в положение (Для подачи

0 рабочей жидкости в рол ость 54 цилиндра пресса, одновременно гидрокран перекрывает вход в полость 55 Ц1илинд|р1а пресса и сливмую М:а.гистраль 7. Далее кран 16 открывают дая подачи из бака. 2 рабочей жидкости .(цмасла

5 АМ Г-|10) через фильтр 21 к шестеренчатому насосу 24, затем открывают кран /i5 для подачи агента из (б,ака / через фильтр 20 в магистраль к гидроусилителю 40. Дренажные краны 27 и 4:1 закрыты.. Положение всех кра0 .нов и веНТ1и.ле1Й фиксируется на с.ветовом табло и электричесии б.ло1кирует питание электродвигателя. Далее включают электродвигатель 23, который вращает щестеренчатый насос 24 и через фильтр 22 подает масло АМГ-10

5 в гидросхему. ПредОХрапителыные клапаны 3 и 26, шастроен.ные на ма«си1мально возможное, давлени.е, предохраняют 1лидросхе.му от случайных neperpyiaoK и сбрасывают жидкость в бак 2.

0 Масло АМГ-10, прой|дя фильтр 22, поступает в .золотниковый KipaH 5, (управляемый электроконтактным манометром 9 и, через обратный клапан 6, гидрокран 8, нагнетается в .поло.сть 54. Гидроаккумулятор // .компенсирует воз|.мож1НЫ1е утечж1И через уплотнения, которые через магистраль 14 обрасывают ся в бак 2. Давление (в полости 54 контролируется, помимо Электроконтакгного манометра 9, MaHOMeiipoiM 10 И записывается на осцилло0 гралшу датчиком 19. По дост1иже|Нии зада-нного давления мано1метр 9 переключает золo тник.oiвый кран 5 и сбрасывает жидкость в бак 2. В за1В1И|си.мо.ст1и от рода работы: пр.и постоянном да,влен.ии и перем1енном объеме

5 или -при переменном давлении и постоянном

объеме - щток 59 фиисируется гайками 57 и

58 соответственно, что так.же от мечается /на

световом табло.

,Гидро.сх1ема подачи агента на.бухащиа работает следующим образом.

С помощью тумблера включается электрическая |цепь золотниковых кранов 17 я 32. Как уже от.меча.лось, К1ран 15 открыт. При работающем насосе 24 (масло АМГ-10 через

управляемыи электроконтактньим ма}{омётром 33, настроенньим «а задаиное давление. 0 б|рат1ный клал аи 25 жидкость поступает в гидрОаккумулятор 34, -подд ржИ(вающий постоЯнство давления иа (входе в золотниковый K;paiH 32, улравляамый конечными выключатеЛЯ1М1И поршня гидроусилителя 40.

ЗолотниксгвЫй кран 32 подает жидкость ПОиереЛГенно в большие полости двухходового гидроусилителя 40, кюторый, питаясь агентом из бака 1, через 15 и фильтр 20, через сИ|Стему обратных клапанов 36, 37, 43, 44 напнетает агент (жиотодсть) в рабочую ка1меру 47 пресса 30. Давлени.е коитролируется манометром 35. Воз М:ОЖНые утечки через уплотнения в гидроусилителе со стО:ро;ны лоршня поступают в Ма1ги,страль 39 и сбрасываются в бак 1. Утечку а гента из ра1боч,ей ка.ме1ры 47 ((Через уплотнения) собирают и по магистрали 42 сбрасывают в бак /. По достижении аадаиного давления в рабочей камере манометр 33 Переключает золотниковый |К|раи 17, -при этом перестает функционировать гидроусилитель 40. В случае 1нео;б:ходимости масло АМ Г-10 через вентиль 27 сливается по магистрали 18 в бак 2, а жидкость-агент через вентиль 41 и сливную магистраль 45-в бак 1.

Вели iapoueoc длительный, то .автоматика обеспечивает выключение электродвигателя 23 по достижении заданных давлений на штохе пресса и в рабочей KaiMepe пресса. Если давление в одной из этих магистралей понижается, 1насос 24 включается и доводит да вление до заданного.

После окоичания работы выключается насос 24, ЗОЛОТНИКОВЫЙ кр-аиов 17 и 32 пр;иводится в исходное поло1жение, вследствие чего (Маоло сливается через (магистраль 18, агент - через вентиль 41 и магистраль 45. Гидракран 8 переключается и масло сливается через магистраль 7, одновременно открывая для подачи давления п-олость 56. Поставив гайки 57 или, 58 в необходи1мое полож1ение, включ-ают яасос 24 и ггодают давление в полость 55. Шток пресса лоднимается. Винто м 46 шток 64 выталкивает образед на, ра.5oiчий стол 50, где его ,мож1НО оймерить и сф-о-тографироватъ (лресс оборудован фотоаппаратурой для объемной съемки). С целью обеопечения требуемой темиературы в рабочей камере пресса, через магистраль 63 в термостатирующую рубашку 62 преюса подается наг|ретая или. оклажденная жидкость. Тем1Пе,ратура измеряется термопарой 49 и записывается на ленту электронного

прибора. Поте-нциометрический датчик 60 предназначен для грубой записи перемеш.е1ний штОКа 59, тензодатч1И1К 61 - для записи давлений в зоне образца на шток, 1микронный индикатор 52 и, не показанное на чертеже,

оптическое уст|ройство - для точной И1НДикации малых пере|мещен«й штока 59.

Предмет изобретения

Установка для исследования процесса набуха1ния сетчатых гаолимеров, содерж.аш,ая гидрав,личеокий пресс с силовым цилиндром, поршнем и штоком, ра бочую камеру агента

набухания и «онтрольнонизмерительную аппаратуру, отличающаяся тем, что, с целью определения величины дав..лепия на бухания, рабочая камера выполнена в станине пресса и ограничена сверху торцом штока, соединенного с пор1ШНем силового цилин(дра и осна:Ше1Лпого пр,ибора.м1и замера величины усиЛИЯ сжатия, а снизу - торцом винта с полостью, сообщаюш,ейся посредством каналов с рабочей камерой и соединенной с магистралью

подачи агента набухания под фиксированным давлением.