Устройство для определения содержания воздуха в пористых пропитанных материалах Советский патент 1978 года по МПК G01N7/14 

Изобретение относится к области физических методов контроля пористости, например, воздушных включений в объемах материалов; напоимер, в стеклопластиковых изделиях. Пористость стеклопластиков может быть вызвана многими причинами: недопропитка, микротрещины, влага в сырье, выделение летучих и так далее, но, как правило, в процессе формования намоточных изделий пористость, вызванная недопропиткой (недовытеснением воздуха из пространства между волокон в пропиточной ванне) жгута, является преобладающей. Следовательно, для снижения пористости изделий и вместе с тем для повыщения их качества необходимо управлять процессом пропитки во время формования намоточных стеклопластиковых изделий. Известны устройства для определения пористости материалов 1, 2 и 3, позволяюпше определить количество открытых и закрытых пор в отвержденных пластмассах, но не пригодные для случая, когда жгут пропитан еще неотвердевшим связующим. Эти устройства определяют суммарную пористость, вызванную различными источниками насыщения, и не позволяют точно определять количество пор, вызванных недопропиткой жгутов во время формования намоточных изделий «мокрым методом и тем самым не позволяет оперативно управлять процессом пропитки. Известен также прибор, работа которого основана на измерении светопроницаемости пропитанного материала. Измерение пористости жгута с помощью этого прибора достаточна трудое.мко, так как необходимо производить многоразовое измерение на одном отрезке жгута, и не обеспечивает необходи.мой точности при анализе пористости менее 5%. В указанной работе этим прибором определяли пооистость изделий в диапазоне 5-50% 4. Известно также устройство для определения содержания остатков воздуха в пористых пропитанных материалах, включающее емкость предварительно заполненную исследуемым материалом, прозрачный цилиндрический сосуд с измерительной частью, магнитный вибратор и разъемный ферро 1а -нитньп1 толкатель 5. Недостатком известного устройства является то, что при измерении малых объемов воздуха из тонкого слоя, каким является пропитанный етекложгут, во время доливания жидкости и хстройство в нем произойдет дегазация прежде, чем устройство заполнится ло контролируемой риски. А также во время заливани 1 емкость попадает воздуха больше, чем .7 фуемого (при дегазации жгута

в 10 с,11) iiepUHMinjix сгеклоингей длиной 100 мм В1,1ле.ляется воздхх опьемом 2 ) Кроме Toif), для регистрации такого мулого объема 1303/i.yxii iieooxo.uiMo мерное горлышко (диипшдр i. которое является и заливочнь М делать очень малого диаметра, но при этом ()т ка1;илляриыс CIKTU, KOTopi.ie воеиремятетвуют прохождению вытеенеиных пузырьков ,чуха и за.шваиню ,кост)1 в уотройстЦе/ Ь о ипеддагаем1)1-о изобретения является lioBijUiieHHe гочиости измерения за счет уегра не ни я у ка за и 1Ио1 х недостатков.

Это Д1)сги|аетея тем, чго ве)хняя -1змериге. часть фозрачного нилиндричеслого еосуда i bitnx.iiiCHa в виде ирозрачного г;ОЛ()го . ;i нижняя чае1ь цилиндрического сосуда 4е|)ез Kpaf сообщается е заливочной Iop. о в i и i о I, с: 1 а б ж е ни о и г ю д в и ж 11 ы м и i) оз р а ч н ы м цилинд|)ом, образующим с |ор.ловиной иоступате.пдгук) пару.

Кроме . для обесиечения ускоренной .аеia3aiMiii и для удержания то.лкателя со loc.ie er(j uHO.ia li сосуд, носледний закреплен Г1 земле действия иа лолкате. магнитно1о ио.ля ц И: р.-, гора.

На 4)1;г. i изображено иредложенное устр(М1сгво. обиглй iui;i; и.а tJM-fr. 2 - подвижный ци,. верхнее ио.ложеиие иеред введением жгхта 5 ст|)ойство.

У с т р ) и с т; 5 о со .те р ж и т н р о 3 р а ч н ы и ни .д и н , р и чес1 1 Й сосуд i с измерительиой частгаЮ-KOiiyсом 2. За.ливо1; ая гор.:и)вина 3 сое.а.иияется с сосудом юсре.тством крана 4. Ма за..1ивочг1ую |0р. одет ирозрачный цилиндр 5, образу1О1илй с Н11л; нослл-нательную пару. Пружина 6 возвра н,аел ии.лиил.р 5 в верхнее исходное гюложенис. 1 1 месте с то.лкате.ле.1 7 (толкатель находится виутри сосуда) закреплены в зоне действия на лч)лкате..ль .NiarHHTiioro иоля вибрато1}а В. Вибратор и сосуд чкреилены на штативе 9.

Устро1 ство работает ел.едуюшим образом. При |1ас11оложении сосуда горловиной .3 ввер.х в него заливают маловязкую жидкость, способную растворять связуюихее в жгуте, до уровня крана 4, закрывают кран и при этом с.ледят, чгооы р :,акрьггой е.кости и в кране ие бы.ло 1узырьков воздуха. Затем в 1ор.ловину о за.лиВ(И)т более вязкую жидкость (нри зал.ивкс крап 4 иредотвраптает 11ереме иивание жидкостей и после этого ци.линдрическнй сосуд 1 игрс1 Орач1 вают заливочной 1орловиной 3 вниз i на Hcio (iop.ioBimx) н ьчевают розрачиьп ди.лиид;) 5, Иредваритсльно )лнеиньк гой /КС жидкостью, что и горлов1- на. Перед заиолне ;исм жи.чкостыо Н11жиее отверстие ии.1иидра иерск)ывается и но мере одевания и.илиндра 1И1 гор..ловину слегка, приоткрывается (перекрывание удобно осуи1ествлять нальцем руки, Li KOTOpoii иахолнтся цилиндр во время з;л1олд1е1и- я его жидкостью). Пре.дварите.идюе Baiiij.THeiHie ннл.индра жи.дкостью обес11041.ва.ет отсугсгвие воздуиной иросл:ойки меж.ly горлолм1иой и ии.лиидром, которая может вызват) нз.нлиуЮ О1инбку из.мепения. так как в сосуд M iKcr заходи ь воздух через зазор в иостуиател;,;:); иа.ре.

После одевангя 11и.линдра 5 сосул 1 закреи. в зоне дейсш :;: апчгтиогс вибратора и

снизу че)ез .заливочную гоо.ловину 3 вводят разье.чный толкате..;ь 7 и.з ферромагнитного материала с закрел.леии1з1 1 исс.ледуемым стек.ложгуто.м И.) фиксированной длины (при это.м к.)ан 4 нредварите:1ьно откр|51вают). Посыле ., когда жгут вместе с верхней частью толкателя 1ройдет кран 4. ниж11яя часть разъемного лолкателя уда..ляется из .-осуда. Как лолько пузырьки, находящиеся в орлозине и вытес1:енHi)ie нз Ж1ута во Bperv7 его ввода, иоднимхтея Bbiuie уровня крана 4. он перекрывается и для

10 ускоренной дегазации заставляют толкатель 7 вибрировать с помощью магнит лого вибpaT(jpa 8.

11осле дегазации жгута весь скопиви1ийся воздух в верхней измеритель.чой части сосуда .диняют в один (збнтий и оиределяют его

iS объем с иомониио. например, проецирования. Пористость можно опреде.лять как отношение объема возду1иных включений к стек.лож гута.

После иереворачивания сосуда 1 заливоч20ной 1орловпной в)1из жидкость не выли15ается б.лагодаря лому, что орловииа внут)енпим диамелром 4 -- 5 обесг ечивает стационарное положение столба жидкости, иаходяшегося в устройстве, за счел устойчивого .мениска. Устойчивость мениска, в свою очередь, обеспечивает5ся уг,шм смачиваемосли к силам новерхностпого 1атяжеиия жидкости. Этому же способствует более вязкая житкость, заливаемая в |-орловину. Жгут вводят Б сосуд снизу, тем самым обесиечивают ус.ловия мини.мальиых поте)ь конлролг руемого воздуха. Во вре.мя введения жгуOта вьггесненный объем .может нревос.кодить добавочный объем, образуемый выпуклостью мениска, что нриведег к иарушению новерхпости мениска и иотери устойчивости столба жидкости. Чтобы этого не ироисходгкло, подвижный

5 прозрачный ЦИЛЛИД1) 5 перемешают вниз со скоростью, обеспечиваюшей устойчивый мениск жидкоеги. но уже на конце подвижного цилиндра. Такое конструктивное решение де.шет нзмерення независимым : от исследуемого жгута.

0

Ь аличне из.мерите.лыюн части. 1зыг10.Л11енной в ви.ле iio.ioro коиуса, обесиечивает простую рс истрацию объемов различных раз.меров - от малых до б1). .1рическая форма не обесиеч вает этого, так как в с:1учае, ес.ти

5 диаметр еум.марного пузырька (пузырек, получцви ийся после обл едннепия все.х выделившихся пузырьков) меньше калиброванного цилиндра, то он пройдет в цилиндр и опреде.ление его размеров будет очень сложны.м. Сложность обл-.ясняется, в(.)- 1ервых, гем, что пузырек ка0саелся .либо степки шлиндра (при горизонтальном ноложен 1и усгройства), либо дна и примет неправильпую ф орму: во-вторых, при наб.людении за пузырьком через слой жидкости раз.меры его 1скажаются. В с.лучае, если диаметр сум5марного иузьфька больн1е диаметра калиброBaiiHoro цилиндра, то этот пузырек не пройдет i шлиндр и примет на входе в цилиндр неи)авильиу О форму. Идеалыц. случа, когда диаметр сумма)ного пузырька совпадает или немного бо.л1,ше. В случае пузырек ,ел иметь ipai,i.bHyio форму, объем легко