Паромер низкого давления Советский патент 1980 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к устройствам для исследования пористых тел а именно к устройствам для определе ния объема Идразмера пор в диапазон 40-400 тыс. А. Известен прибор для определения радиуса пор твердых тел fl , путем вдавливания ртути в поры и расчета эффективного радиуса пор ( ) по формуле р . 2g cose Эф р где & - поверхностное натяжения рту ти, 9 - краевой угол смачивания, Р - давление, под которым нагне тается ртуть в поры твердог тела. В зависимости от рабочего давления поромеры подразделяются на поро меры низкого давления ( - 2 кг/см эф 40-400 тыс. А) и высокого давле ния ( - 10000 кг/см и более, 20-40000 А). Известные поромеры низкого давления обычно имеют сосуд в который помещен дилатометр с порис тым материалом, систему заправки дилатометра ртутью, вакуумную установку с контрольным манометром МакЛерда и кран для сообщения сосуда (дилатометра) с вакуумной установкой и атмосферой. Известен также паромер низкого давления 2, который измеряет объем ртути, вдавленной в поры, по сопротивлению проволоки, натянутой в измерительном капилляре дилатометра. Такая конструкция парометра позволяет продолжать испытания того же образца пористого материала в поромере высокого давления. Известный поромер низкого давления имеет ряд существенных недостатков. Ртуть при подаче в дилатометр контактирует с резиной и вакуумной смазкой-- это приводит к загрязнению ее и изменению угла смачивания. 0, что влияет на процессы вдавливания ртути и перемещения ее в измерительном капилляре дилатометра. В результате могут появиться неконтролируемые погрешности измерения. Кроме того, наличие резиновых шлангов приводит к выделению газа из резины в вакуумируемый объем и затрудняет герметизацию соединений резина-стекло, увеличивается время достижения высокого вакуума в цилиндре с дилатометром перед заполнением ртутью последнего. Выполнение питающего

сосуда выше цилиндра с дилатометром не позволяет сделать его достаточно вместительным из-за большого удельного веса ртути и опасности разбивания, Вынужденные частые заправки питающего сосуда ртутью неизбежно приводят к засорению помещения и отравлению окружающего воздуха. Большим недостатком поромера является наличие ртутных приборов для контроля высокого вакуума (манометра Мак-Леода) и давления нагнетания ртути в поры (V-образного ртутного манометра), Для этих приборов, требуется постоянно около 5 кг ртути, что увеличивает cyNiMapHoe количество применяемой ртути. Кроме всего, известный поромер низкого давления сложен по конструкции и неудобен в работе,

Цель настоящего изобретения - упрощение конструкции поромера низкого давления, повышение его герметичности, а также сокращение количества применяемой ртути и исключение загрязнений ее вакуумной смазкой.

Для достижения этой цели питаю-, щий сосуд установлен ниже цилиндра . с дилатометром и совместно с трубопроводом для подачи ртути в дилатометр, образует гидростатический манометр, а компрессионный манометр МакЛеода закреплен в верхней части трубопровода для подачи ртути в дилатометр.

На чертеже изображен предлагаемый поромер низкого давления..

Поромер низкого давления содержит дилатометр 1, размещенный в цилиндре 2, имеющем электроконтакты 3, кран 4 и трубопровод 5 (для подачи . ртути в дилатометр), который сообщен с нижней частью питающего сосуда 6 и снабжен компрессионным манометром Мак-Леода 7. Питающий.сосуд имеет кран 8 с двумя патрубками, к. одному из которых присоединена груша 9 (или другое устройство для создания давления 100-150 мм рт.ст.), другой сообщен с атмосферой.

Поромер работает следующим образо Дилатометр 1 с испытуемым образцом пористого материала размещается в цилиндре 2, после чего в последнем создается вакуум порядка 1 10мм-рт.ст. Для измерения вакуума в процессе откачки кран 8 открывают на атмосферу, при этом ртуть в трубке 5 поднимается примерно до нулевой метки шкалы, затем кран 8 перекрывают и сообщают внутренний объем питающего сосуда 6 с грушей 9. Сжимая грушу, заполняют ртутью компрессионный манометр 7 до тех пор, пока ртуть в трубке 5 разместится против вершины измерительного капилляра, после чего кран 8 закрывают и производят отсчет по манометру 7. Открывая затем кран 8 на атмосферу, возвращают ртуть в исходное положение, определяемое внешним барометрическим давлением.

Дилатометр заполняют ртутью следующим образом.

Кран 8 открывают на грушу 9 и сжи- мают ее, при этом ртуть каплями переливается через верхний конец трубки 5 в дилатометр 1. После заполнения дилатометра кран 4 закрывают, кран 8 открывают на атмосферу и нуль

шкалы устанавливают против уровня

ртути в трубке 5.

Вдавливание ртути в поры осуществляют путем впуска воздуха в цилиндр 2 через кран 4, при этом ртуть в трубке 5 опускается, отмечая давление, как в одноколейном манометре чашечного типа. Давление в цилиндре 2 повышают ступенями через 100110 мм рт.ст. и фиксируют объем ртути, вдавленной в поры образца, по

0 изменению сопротивления металлической нити в измерительном капилляре дилатометра. Сопротивление измеряют мостом сопротивлений,.например, Р-316, подключенным к электроконтактам 3.

Сжатие груши 9 удобно производить винтовым устройством. Вместо резиновой груши можно использовать сильфонное или поршневое устройство, а также сжатый воздух.

Компрессионный манометр 7 имеет объем около 30 см, диаметр измерительного капилляра 1,5 мм, длина 40 мм. Общая высота компрессионного манометра около 100 мм, диапазон измеряемых давлений 5-10 -510 мм рт.ст,

В связи с цельностеклянным исполнением описываемый поромер низкого давления сокращает время испытания образца и исключает погрешности измерения, связанные с загрязнением ртути вакуумной смазкой.

Выполнение питающего сосуда ниже цилиндра с дилатометром, а манометра Мак-Леода на трубопроводе для подачи ртути позволило использовать ртуть питающего сосуда не только в качестве порометрический, но и в качестве манометрической жидкости для гидростатического и компрессионного манометров.

Одновременно увеличен объем питающего сосуда и существенно уменьшена частота заправки поромера ртутью, что, безусловно, улучшило сос,тояние воздуха рабочего помещения и облегчило работу на поромере.

Формула изобретения

Поромер низкого давления, содержащий цилиндр с электроконтактами, в который помещен дилатометр, сообщенный с ртутным гидростатическим манометром, кран для сообщения цилиндра с атмосферой и откачным устройством, включающий в себя компрессионный манометр Мак-Леода и питающий сосуд со ртутью, посредством трубопровода сообщенный с верхней частью цилиндра, отличающийс я тем, что, с целью повышения надежности работы поромера, питающий сосуд установлен ниже цилиндра с дилатометром и совместно с трубопроводом образует гидростатический

манометр, а компрессионный манометр Мак-Леода установлен в верхней части трубопровода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №125403, кл. G 01 N 15/08, 1965.

2.Плаченов Т,Г. Ртутная порометрическая установка р-ЗМ. Л., 1976, с. 4-5 (прототип).

/