Устройство для определения газо-пРОНицАЕМОСТи пОРиСТыХ МАТЕРиАлОВ Советский патент 1981 года по МПК G01N15/08 

Изобретение относится к измерению характеристик пористых материалов, в частности к уплотненным гетерогенным смесям, применяемых в строительс ве и литейном производстве (формовоч ных и стержневых смесей). Известны устройства для определения газопроницаемости, в основе которых лежат различные варианты реали зации следующего соотношения Qh Vh Sp Spt где К - газопроницаемость; q - удельный расход газа через элемент поверхности в испытуемом образце; р - перепад давления на образце h - толщина слоя материала (высота образца); Q - расход газа через испытуемы образец; S - площадь поперечного сечения образца; V - объем газа, прошедшего чере образец; t .- время испытания. Для определения газопроницаемост необходимо измерять расход Q и пере пад давления р на образце при заданных геометрических размерах образцов. Известные устройства реализуют различные способы задания и измерения расхода и перепада давления. Известно устройство для определения газопроницаемости, построенное по компенсационному принципу. Оно содержит источник избыточного-давления, выполненный в виде груши и соединенный трубопроводами с камерами. 3 одну камеру помещается испытуемый образец, а в другой имеется клапан, механически связанный со шкалой, проградуированной в. единицах газопроницаемости. К камерам подсоединен дифманометр. Воздух от источника по трубопроводам пропускается по двум каналам, через испытуемый материал и регулируемый клапан. Давление воздуха в камере с материалом.зависит от его газопроницаемости, а давление в камере с клапаном - от положения клапана. В процессе контроля клапан устанавливается так, чтобы выровнять давление в камерах. Этому соответствует нулевое показание дифманометра. По шкале клаиана отсчитывается значение газопроницаемости образца flj.

Недостаток прибора состоит в том, что его погрешность зависит от стабильности величины пневматического сопротивления клапана, которая может изменяться с течением времени. Кроме того, необходимо вручную создавать требуемое давление, что исключает возможность использования подобного прибора при массовых испытаниях.

Известно устройство для измерения газопроницаемости, содержащее источник избыточного давления, пневматическое сопротивление с калиброванным отверстием, преобразователь давления и регистрирукнций прибор, отградуированный в единицах газопроницаемости. Источник избыточного давления выполней в виде сильфона, сжимаемого при помощи электромагнита. Пневматическое сопротивление включено последовательно ,с испытуемым образцом. Регистрирующий прибор измеряет избыточное давление перед образцом. Газопроницаемость определяется по максимуму давления 2.

Недостатки этого устройства - погрешность показаний из-за нестабильности пневматического сопротивления, из-за зависимости скорости нарастания давления от быстродействия электромагнита, т.е.от напряжения питания и коэффициента трения подвижного якоря, а также от быстродействия, регистрирующего прибора, конструктивная сложность и громоздкость из-за необходимости использовать регистрирующий прибор для выявления максимума давления. Кроме тбго, применение простого показывакицего прибора усложнит поиск максимума, что неизбежно снизит точность отсчета газопроницаемости.

Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение конструкции.

Указанная цель достигается теМ, что устройство для. определения газопроницаемости пористого материала, содержащее источник избыточного давления в виде гофрированной камеры, реле давления, указатель газопроницаемости и трубопровод, дополнительно снабжено блоком управления, кулачком, спрофилированным по параболическому закону и синхронным электродвигателем, при этом один торец гофрированной камеры укреплен неподвижно, а другой торец посредством штока соедивен с кулачком, связанным с синхронным электродвигателем, реле давления с помсадью трубопроводов подсоединено к внутренней полости гофрированной камеры, связанной через блок управления с электродвигателем, а указатель газопроницаемости связан с кулачком.

В предлагаемом устройстве отсутствует пневматическое сопротивление, нет необходимости проводить отсчет газопроницаемости в момент достижения

сигнсшом Максимального значения, отрутствует сложный регистрирующий прибор .

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство для определения газопроницаемости.

Устройство содержит гофрированную камеру 1 с возвратной пружиной 2, кулачок 3, шток 4j синхронный электродвигатель 8, блок 9 управления двигателем 5 и указателем 7, гильзу 10 с образцом 11 из испытуемого материала. Реле 8 давления и образец 11 соединены с камерой 1 трубопроводом 12.

Устройство работает следующим образом.

После установки в устрой ство гильзы 10 с образцом 11 от блока 9 управления поступает сигнал на двигатель 5, который приходит в движение. Через редуктор 6 это движение.передается на кулачок 3, который воздействует на шток 4 и перемещает связа 1ный с ним торец камеры 1 равномерно ускоренно, так как кулачок 3 спрофилирован по параболическому закону. Кулачок 3 вращается с постоянной скоростью. По мере сжатия камеры 1 с постоянной скоростью (линейно во времени) возрастает расход газа через испытуемый образец 11, находящийся в гильзе 10. Одновременно йарастает давление в камере 1. При уровне избыточных давлений, используемых в устройстве, 0,004-0,005 кгс/см допустимо пренебречь сжимаемостью газа и считать, что расход газа через образец 11 в каждый момент времени пропорционален текущему значению скорости штока 4 и связанного с ним торца камеры 1. Реле 8 давления настроено на определенное давление в указанных выше пределах, а по достижении давления уставки (настройки) оно вьщает сигнал на блок 9 управления двигателем 5 и указателем 7. Угол поворота кулачка 3 пропорционален значению расхода через образец 11, при котором имеет место заданное давление уставки реле 8 давления, т.е. в соответствии с указанной выше формулой этот расход, а значит и угол поворота кулачка 3, пропорционален величине газопроницаемости образца 11.

Указатель 7 фиксирует значение угла поворота кулачка 3 или время движения его, которые пропорциональны газопроницаемости образца 11. После окончания испытаний гильза 10 с образцом 11 извлекается из устройства, блок 9 управления вьщает команду на реверс и возврат в исходное положение кулачка 3. Камера 1 под действием пружины 2 распределяется, кулачок 3 и указатель 7 занимают исходное положение. Камера 1 заполняется воздухом через трубопроводы 12.

Применение предлагаемого устррйст-. ва позволяет исключить пневМатические сопротивления, которые со временем изменяют свои характеристики, не требует использование сложных и дорогостоящих регистрирующих приборов. Все это способствует повышению точности устройства и упрощению конструкции по сравнению с известным.

Формула изобретения

О10

Устройство для определения газопроницаемости пористьЙ материалов, содержащее источник избыточного давления в виде гофрированной камеры, реле давления, указатель газопроницаемое- 15 ти и трубопроводы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности определения газопроницаемости и упрощения конструкции, устройство дополнительно снабжено 20

блоком управления, кулачком, спрофилированным по параболическому закону и синхронным электродвигателем, при этом один торец гофрированной камеры укреплен неподвижно, а другой торец посредством штока соединен с кулачком, связанным с синхронным электродвигателем, реле давления с помощью трубопроводов подсоединено к внутренней полости гофрированной , связанной через блок управления с электродвигателем, а указатель газопроницаемости связан с кулачком.

Источники инфО 5мации, принятые во внимание при экспертизе

1.Медведев Л.И. и др. Технологические испытания формовочных материалов. М., Мсшшностроение, 1973,

с. 26-36.

2.Авторское свидетельство СССР 449284, кл. G 01 N 15/08, 1972 (прототип)..

лллмлллл

N

WM

ч

VSANVAA/WVN 7