Пенетрометр Советский патент 1980 года по МПК G01N3/42 

(54) ПЕНЕТРОМЕТР

Изобретение относится к приборам, применяемым для определения структурномеханических свойетв дисперсных твердеющих систем, .например цементных растворов и бетонов.

Известен прибор для определения структурно-механических характеристик цементной пасты, и раствора, включающий конусный наконечник, нагрузочные и измерительные приспособления 1.

Недостатком прибора является невысокая надежность полученных результатов и ограниченность ди-апазона измерений.

Из известных приборов наиболее близок по технической сущности к изобретению пенетрометр, включающий гидроцилиндр с порщнем, щток которого связан с индентором, привод и измерительное приспосо бление 2.

Недостатком известного пенетрометра является то, что с его помощью можно определить только сопротивление материала внедрению индентора -пластическую прочность материала.

Цель изобретения - одновременное определение нескольких прочностных характеристик дисперсного материала.

Указанная цель достигается тем, что в пенетрометре, включающем гидроцилиндр с порщнем, щток которого связан с индентором, привод и измерительное приспособление, при1вод выполнен в виде винтового механизма перемещения, а гидродилиндр снабжен дополнительным поршнем, шток которого шарнирно соединен с триводом, причем на наружных поверхностях штока основного поршня и индентора выполнены нарез-ки с .одинаковым шагом.

На чертеже изображен пенетрометр в

разрезе.

Пенетрометр содержит винтовой механизм перемещения, включающий ручку /, крепежную головку 2, стопорный винт 3, направляющую гайку 4 и винт перемещения 5, на котором посредством шарнира 6 закреплен поршень 7 с двумя уплотняющими манжетами 8, установленный в гидроцилиндре 9, имеющем уширение 10. В гидроцилиндре 9 установлен второй порщень и с уплотняющей манжетой 12. Поршень // жестко соединен со щтоком 13, на котором выполнены винтовая нарезка 14 и прямолинейный паз 15. Шток ,13 соединен с индентором 16, на поверхности которого

выполнена наружная нарезка 17 с щагом, равным щагу нарезки штока. Индентор 16 оканчивается конусным наконечником 18. В гидроцилиндре 9 для направления движения штока 13 имеется . втулка 19 и направляющий механизм 20, а сам гидроцилиндр посредством болтов 21 соединен с рабочей площадкой 22, на которой установлена емкость 28 для нсследуемой смеси. Пространство между норш.нями 7 и // заполнено рабочей жидкостью, например маслом. Измерение давления производится посредством м анометра 24.

Пенетрометр .работает следующим обраЗбМ.

Емкость 23 с исследуемым .материалом устанавливают, на рабочую площадку 22., Вращением ручки 1 приводят в д вижелие винт 5, порщень 7 и порщень 1.1 с индентором 16 до соприкосновения с поверхностью мате риала. При дальнейшем вращении ручки / направляющий механизм 20 вводится в прямолинейный паз 15, при этом щток 13 движется прямолинейно, а конусный Наконечник 18 погружается в материал. В результате сопротивления материала движению конусного наконечника 18 3 гидроцилиндре 5 создается давление, KOTqpoe измеряется манометром 24, После полното погружения конусного наконечника 18 в мате|риал по показаниям манометра определяется пластическая прочность материала. Для определения предельного напряжения сдвига производят дальнейщее опускание щтока .13, при этом направляющий механиз1М 20 входит IB винтовую }iaрезку 14 и дальнейшее опускание щтока /Л сопровождается вращательным движением. В результате вращения индентор 16 ввинчивается в исследуемый материал. Затем отключают направляющий механизм 20 и обратным вращением / создают в цилиндре 9 усилие, приводящее к вырыву индентора 16. Усилие возникает в результате разряжения, получаемого при обратном движении порщня 7. Разряжение обеспечивается двумя уплотняющими манжетами 5 поршня 7, центриравание которого осуществляется щарниром 6. Максимальное усилие вырыва фиксируется манометром 24 и по его показаниям определяется предельное напряжение сдвига.

По полученным данным производят расчет изменения структурно-механических характе,ри1стик исследуемого материала во времени. Для этого производят последовательные измерения в течение всего периода структурообразования.

Пенетрометр позволяет значительно повысить надежность измерений и расщнрить диапазон испытаний за счет одновременного определения нескольких характеристик маТе,риала. При ускоренном структурообразовании материала -можно использовать съемные инденторы, отличающиеся углом .конусного наконечника и диаметром наружной нарезки индентора.

Формула изобретения

Пенетрометр, включающий гидроцилиндр с поршнем, шток которого связан с индентором, нривод и измерительное приспособление, отличающийся тем, что, с целью одиовременного определения нескольких прочностных характеристик дисперсного материала, привод выполнен в виде винтового механизма перемещения, а гидр.оцилнндр снабжен дополнительным порщнем, щток которого щарнирно соединен с приводом, причем на наружных поверхностях щтока основного порщня и индентора выполнены нарезки с одинаковым шагом.

Псточ.ники инфармации,

принятые во в.нимание при экспертизе:

V//////77777//////////// W. W