Устройство для определения физикомеханических свойств пористых материалов Советский патент 1980 года по МПК G01N33/38 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

изобретение относится к исследованию физико-механических свойств материалов, а именно к устройствам .для испытания образцов строительных 5 материалов.

Известно устройство для определения физико-механических свойств материалов, имеющее камеру и приспособление для подачи и выпуска |0 газа i .

Недостатками этого устройства являются невозможность точного установления начала разрушения испытываемого образца, невозможность ви- j зуального контроля за ходом протекающих в камере процессов и невозможность проведения качественных испытаний пористых материалов при комплексных циклических нагрузках. 20

Наиболее близким к изобретению является устройство для определения физико-механических свойств пористых материалов, содержащее герметичную камеру со штуцерами подачи 25 и выпуска газа и нагревателем 2 .

Недостатками известного устройства являются невозможность контроля процессов, протекающих в испы тываемом образце, невозможность установ- JQ

лейия начала разрушения испытываемого образца, невозможность проведения исследований в изменяющемся поле текшератур, расчетное определение времени сброса, не позволяющее иметь действительного значения времени .сброса давления, невозможность определения характера падения давления, наличие только баллонов с сжатым газом, не дающее возможности создания в камере строго определенного значения давления, невозможность визуального контроля эа ходом протекающих в камере процессов, сложность устройства сброса давления. Все это создает значительные трудности в понимании работы пористых материалов в реальных конструкциях.

Цель изобретения - повышение точности испытаний.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для определения физико-механических свойств пористых Материалов, содержащем герметичную камеру со штуцерами подачи и выпуска газа и нагревателем, герметичная камера снабжена микрофонами и штангами с прикрепленными к ним контактирующими с образцом пружинами с тензодатчиками, причем штанги жестко соединены с герметичной камерой. При этом устройство снабжено приспособлением измерения времени сброса давления, а герметичная камера - конусообразным экраном, пружины выполнены в виде гибких пластин; концы пружин, контактирующие с образцом, снабжены опорными элементами с шарнирами. Кроме того, пружины с тензодатчиками снабжены теплоизоляцией. На фиг. 1 дана герметичная камера, вертикальный разрез; на фиг.2 - то же, горизонтальный разрез; на фиг. 3 - конструкция пружины с тензодатчиком и теплоизоляцией и конструкция штанги, удерживающей пружину, вертикальный разрез; на фиг. 4 - конструкция штанги и пружины с тензо датчиком со снятой теплоизоляцией, вид сверху; на фиг . 5 - конструкция крепления пружины с датчиком на штан ге, фрагмент; на фиг. б - схейа системы создания и поддержания давле ния газовой среды в термокамере; на фиг. 7 - блок-схема контрольно-измерительного комплекса устройства. Устройство для определения физико механических свойств пористых материалов содержит герметичную камеру со штуцером 2 подачи газа,.отверсти ем 3 для разрежения и нагревателем 4 Внутри камеры 1 установлены испытываемый образец 5, микрофоны 6, пружины 7 с тензодатчиками 8, конусообразный экран 9, осветительное устрой ство 10 и штанги 11, жестко связанные с корпусом камеры 1. Герметична камера 1 снабжена устройством 12 измерения времени сброса давления, электрическим устройством 13 сбрЪса давления и устройством 14, обеспечивающим кино-фотосъемку. Пружины 7 с тензодатчиками 8 выполнены с тепло изоляцией 15 и с опорными элементам 16 с шарнирными соединениями 17. Кр ме того, устройство снабжено системой создания и поддержания газового давления/ состоящей из газовых емкостей 18, компрессоров 19, форва куумного насоса 20 и газгольдера 21 а также системой 22 контроля температуры. Устройство для определения физик механических свойств пористых материалов работает следующим образом. В герметичной камере 1 устанавли вают испытываемый образец 5, напрот него - микрофоны 6 а над ним - защитный экран 9, предохраняющий обра зец от осаждения конденсата; на гра нях испытываемого образца 5 устанав пружины 7 с тензодатчиками 8 закрепленные на штанге 11. Затем из riasuBbDC ёмкостей 18 при помощи компрессоров 19 через штуцер 2 в камер 1 создают рабочее давление, а при помощи нагревателя 4 требуемую температуру. Под действием переменных температуры и давления образец 5 подвергают разрушению, начало которого определяют с помощью микрофонов 6, а дальнейшее разрушение образца 5 определяют с помощью тензодатчиков В, при этом весь процесс разрушения образца 5 в KaMejbe 1 регистрируют устройством 14, обеспечивающим кино-фотосъемку. В случае, когда необходимо иметь в камере 1 определенную по чистоте газовую среду, ее перед заполнением газом вакуумируют при помощи форвакуумного насоса 20 через газгольдер 21, служащий так же приемником отработанного газа. Конструкции пружин 7 позволяют определять физико-механические свойства образцов различных размеров, что обеспечивается выполнением штанг 11 с прорезями. Достоверность картины протекающих процессов в образце 5 различной кон- фигурации обеспечивается выполнением пружин 7 с опорными элементами 16, имеющими шарнирное соединение 17. Характер протекающих в образце 5 процессов регистрируют тензодатчиками 8, которые соединены с пружиной при помощи точечной сварки или специального клея. Теплоизоляция 15, выполненная на пружинах 7 с тензодатчиками 8, предохраняет их от сконденсированного газа и локального перегрева, обеспечивая тем самым стабильность работы устройства. Для визуального и акустического контроля физико-механических процессов , протекающих в образце 5, герметичнйя камера 1 снабжена микрофоном 6, осветительным устройством 10 и устройством 14, обеспечивающим кинофотосъемку. Для создания полной картины протекающих в образце 5 процессов герметичная термокамера 1 снабжена устройством измерения времени сброса давления и системой 22 контроля температуры. Предлагаемое устройство позволяет измерять физико-механические характеристики материалов с большой точностью и получать достоверные результаты, определять свойства образцов материала различных размеров и конфигурации при температуре и в изменяющемся поле.температур и регистрировать их с требуемой точностью, измерять режим изменения давления, а также акустический и визуальный контроль процессов, протекающих в термокамере и их автоматическую регистрацию, создавать и поддерживать газовое давление в термокамере с

большой точностью и применять газ требуемой чистоты.

Таким образом, конструкция устройства для определения физико-механических свойств пористых материалов приближает условия испытаний к натурным, повышает точность испытаний, обеспечивает достоверность результатов и повышает эффективность исследований, что исключает значительные трудности в понимании работы пористых материалов в реальных конструкциях .

Формула изобретения

0

5

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

5 переходных режимах. Труды Гидропроекта, вып.41, М., 1975, с.217-225.

I-iX}

11

т

I7

8- 7 П

1S

Фиг. 5

t t

/S /5 Г5 Г5 /

vX .,-T

-{Xb

fue. 6