Прибор для определения теплового сопротивления материалов Советский патент 1977 года по МПК G01N25/18 

1

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для определения теплового сопротивления легко деформирующихся материалов плоских формаций, например текстильных материалов, методом регулярного режима в условиях, наиболее близко моделирующих эксплуатацию одежды.

Известен прибор для определения теилового сопротивления текстильных материалов и пакетов из них, содержащий опорный столик, пустотелый цилиндр с зажимами для образца, внутри которого расположен нагреватель с возможностью перемещения вдоль оси цилиндра при помощи устройства для создания воздушного зазора между исследуемым образцом и нагревателем . Этот прибор позволяет определять тепловое сопротивление текстильных материалов н пакетов из них только в статическом состоянии, т. е. неподвижно закрепленных на опорно.м столике прибора, что не соответствует реальным условиям эксплуатации одежды.

Известен также прибор для определения теплозащитных свойств тканых и нетканых материалов, меха, кожи и и.зделий из них ,ieтодом регулярного теплового режима, плоский бикалориметр которого снабжен кассетой с установочным механизмом и смонтирован вертикально на иоворотном столе перед аэродинамической трубой. Конструкция прибора

позволяет определять теплозащитные свойства как вырезанных образцов, так и без их вырезания в условиях, приближенных к реальным условиям эксплуатации одежды, за

счет применения поворотпого стола бпкалориметра, посредством которого устанавливается угол атаки воздушного потока 2. Однако закрепление образца на поворотном столе бикалориметра при данной конструкции

прибора позволяет испытывать его также в статическо.м состоянии, что не обеспечивает точной н объективной оценки теплозащитных свойств одежды.

Наиболее совершенным из известных является прибор для определения теплового сопротивлепия материалов, например текстильиых, содержащий рабочий цилиндр, зажим для образца, сердечник с пазами для создания конвективных потоков воздуха через образец, иривод для возвратно-поступательного перемещения сердечника, нагреватель и датчик температуры 3. Однако этот прибор не позволяет определять тепловое сопротивление текстильных материалов и пакетов из них с

учетом динамических усилий. Динамические усилия значительно изменяют структурные характеристики материалов, особеино материалов, легко дефор.мнрующихся (изделия из трикотажных полотен, эластика и т. п.),

например разрежение плотности за счет увеличения ячеек Marcf (ала при растяжении, что вызывает повышенную воздухопроводвесть последних, а следовательно, изменение нх теплозащитных свойств.

Для повышения точности определения теплового сонротивления за счет приближения условий испытания к реальным, предлагаемый прибор имеет нагрул ;аюи,ую втулку, концентрично установленную на рабочем цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемеш,ения, и связанный с ней механизм задания усилий нагружения, при этом зажим для образца смонтирован на нагружающей втулке. Кроме того, механизм задания усилий нагружеиия связан с приводом и содержит контакты для управления двигателем привода и скобу с упругими полками, одна из которых жестко соединена с одним из контактов и с нагружающей втулкой, а другая KJiHeматически связана с другим контактом и с двигателем привода.

На чертеже схематично изображено предлагаемое устройство.

Прибор содерл ит рабочий цилиндр 1, на который концентрично установлена с возможностью возвратно-поступательного движения нагружающая втулка 2 с зажимами 3 для крепления образца 4. Нагружающая втулка соединена тягами 5 с механизмом задания усилий.

Носледний содержит контакты 6, 7 для управления двигателем 8 привода и скобу 9 с упругими полками 10, 11, выполпенными, например, в виде пружин. Нолка 10 жестко соединена со шкалой 12, несущей контакт 6, и через тягу 5 с нагружающей втулкой 2, а полка И кинематически связана с контактом 7 посредстволм стрелки 13 и с двигателем 8 привода через зубчатый 14 и винтовой 15 механизмы.

Двигатель 8 выполнен реверсивным, в связи с чем щкала 12 имеет дополнительный контакт 16. Зазор между контактами (элсктрокоитакта.ми) 6 и 16 может регулироваться для изменения усилий нагружения и деформаций материала.

Прибор также имеет измерительную схему, содержащую реохорд 17 для измерения деформаций, датчик усилий нагружения в виде тензорезисторов 18, усилитель 19, самописец 20 и привод 21 для возвратно-поступательного перемещения сердечника.

Собственно сердечник с пазами для создания конвективных потоков воздуха через образец, а также нагреватель и датчик температуры аналогичны соответствующим элементам прибора и на чертеже не показаны.

Теплозащитные свойства материалов на предлагаемом приборе определяют следующим образом.

На нагружающей втулке 2 зажимом 3 закрепляют испытываемый образец 4. Путем перемещения электроконтактов 6 и 16 устанавливают заданную величину нагружения по шкале 12 и включают реверсивный электродвигатель 8. Вращение вала последнего посредством зубчатого 14 и винтового 15 механизмов преобразуется в возвратно-поступательное перемещение скобы 9 и, тем самым, нагружающей втулки 2 с образцом 4.

Упругие полки 10, 11 деформируются пропорционально величине усилий, растягивающих образец 4, которые регистрируются через усилитель 19 самописцем 20.

При растяжении образца и деформации полок 11 стрелка 13 контактирует с соответствующим электроконтактом, и двигатель 8 реверсируется. Величина деформации образца, соответствующая величине хода нагружающей втулки 2, регистрируется с помощью реохорда 17, включенного в измерительную цепь усилителя 19 и самопиеца 20.

В случае испытания образца при статической нагрузке и достижении заданных деформаций или усилий реверсивный электродвигатель 8 отключается.

Предлагаемый прибор позволяет измерять теплозащитные свойства легко деформирующихся материалов плоских формаций, например трикотажное полотно, резина, эластики и т. п., а также пакетов из них с учетом их динамического состояния.

Формула изобретения

1.Прибор для определения сопротивления материалов, например текстильных, содержащий рабочий цилиндр, зажим для образца, сердечник с пазами для создания конвективных потоков воздуха через образец, привод для возвратно-поступательного перемещения сердечника, нагреватель и датчик температуры, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения теплового сопротивления за счет приближения условий испытания к реальным, он имеет нагружающую втулку, концентрично установленную на рабочем цилиндре с возможностью возвратно-поступательного перемещения, и связанный с ней механизм задания усилий нагружения, при этом зажим для образца смонтирован на нагружающей втулке.

2.Прибор по п. 1, отличающийся тем, что механизм задания усилий нагружения

связан с приводом и содержит контакты для управления двигателем привода и скобу с упругими полками, одна из которых жестко соединена с одним из контактов и с нагружающей втулкой, а другая кинематически связана с другим контактом и с двигателем привода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1- Авторское свидетельство СССР №217011, кл. G OIN 25/18, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР №347645, кл. G 01N 25/20, 1971.

3.Авторское свидетельство СССР № 425093, кл. G 01N 25/18, 1972.