(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛКНИЯ ПЛОТНОСТИ ТВЕРДЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к устройствам для измерения физико-химических характеристик твердых тел, преимущес венно сверхлегких материалов, и может быть использовано в самолетостро нии, судостроении и строительстве. Под сверхлегкими подразумеваются материалы, плотность которых меньше 1 г/см (типа пенопласта). Известно устройство для определения плотности материала методом обмера и взвешквания по ОСТ 92-905-6,7 ГОСТ 409-74, содержащее весы аналити ческие; штангенциркуль - ГОСТ 166-73 микрометр, позволяющий производить линейные замеры с точностью до 0,01 м Плотность определяют по образцам материала, имеющим размеры 5x50x50 мм по отношению массы к его объему, определяемым непосредственно взвешиванием и обмером. Недостаток этого устройства-необходимость изготовления специальных образцов, что увеличивает трудоем кость контроля, а иногда делает его невозможнымj например при сложной конфигурации образцов материала. Известно также устройство для определения удельного веса твердых тел, содержащее циферблатные весы,на одной чашке которых расположен груз постоянного веса, сосуд с жидкостью и емкость для исследуемого образца. Устройство снабжено рычагом, один конец которого установлен на подвижной опоре, установленной на другой чашке весов, а к другому концу рычага подвешен уравновешивающий груз, причем рычаг снабжен тарировочным бегунком, го Однако хотя данное устройство и позволяет несколько ускорить процесс определения удельного веса, так как нет необходимости изготавливать образец специальной формы и производить ычисление по формуле(шкала удельного веса наносится на основную шкапу циферблатных .зесов), однако это устройство хэрактеризуется сложностью и громоздкос.тью конструкции. Кроме того, устjJoftcTBO не позволяет измерить плотность материала менее 1 г/см {т.е. плотность материала должна быть больше плотности жидкост Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к, предлагаемому является прибор дпя определения плотности твердых частиц малых размеров. Прибор имеет горизонтальную опорную плиту, снабженную держателем, обеспечивающим скользящее перемещение указателя, несущую градуи рованную шкалу, и вертикальный трубчатый сосуд, заполнендай жидкостью, в которую погружен плавающий измеритель ный узел с приемником для образца. Прибор отличается тем, что в нем держатель указателя, несущий градуирован кую шкалу, закреплен непосредственно на трубчатом сосуде, заполненном жидкостью, в которой размещен плавакяций узел. Сыпучий материал, состоящий из твердых частиц малых размеров помещается в приемник размещенный в плавающем узле. Прибор характеризуется простотой конструкции и отсутствием необходимости предварительной точной настройки 12X Недостатки этогЬ прибора - длитель ность процесса определения плотности для твердых материалов больших размеров, которые для заполнения приемника образца заданного объема необходимо измельчить до, мелкодисперсного состояния.Для сверхлегких материа лов типа пенопласта этот процесс очень трудоемок и длителен. Большая крупность частиц будет снижать точность измерений. Кроме того, крепление шкапы на сосуде с жидкостью треб ет применения в каждом случае лишь данного сосуда и только определенного уровня жидкости. Это усложняет эксплуатацию устройства, замедляет процесс измерения, так как требуется предварительная установка шкалы и уровня жидкости. Цель изобретения - ускорение и упрощение процесса измерения, расширения области применения, создания простого и падежного устройства для экспресс-анализа плотности и массы о разцов сверхлегких материалов типа пенопласта. Поставленная цель достигается тем что устройство для определения плотности твердых материалов, содержащее сосуд заполненный жидкостью, в которую погружен полый цилиндрический плавающий элемент, имеющий градуировочную шкалу и приемник для образца, снабжено дополнительным приемником образца, укрепленным на нижней торцовой крышке плавающего элемента, и выполненным водопроницаемым и разъемным, а сдвоенная градуировочная шкала установлена на наружной цилиндрической поверхности последнего с возможностью ее вертикального перемещения. Кроме того, дополнительный приемник дпя образца выполнен в виде разъемной сетки сферической формы. Работа устройства основана на измерении каж пцегося веса образца, погруженного в жидкость с заранее известной плотностью р j. , при постоянном заранее заданном значении массы образца в воздухе ; При этом в формуле, полученной на основании закона Архимеда Р .. Ро5Р. UOSA . , о5р обр. , - 059, 60А. где Роб - искомая плотность образца; O.ftOuAмасса образца в воздухе; ftOftft масса воды, вытесненной образцом; рбО.вОйА кажущаяся масса образца вОАЫ погруженного в.воду; -РовР.бОАр - плотность жидкости. Все величины за исключениемР „у постоянны и заранее заданны. Взвешивание и подгонка образца к заданному весу производится при использовании верхнего приемного узла устройства, выполненного легкосъемным. Таким образом, предлагаемое устройство является прямопоказывающим измерителем плотности твердых материалов (например, пенопласта , измельчение которых для измерения плотности неприемлемо по ранее оговоренным причинам. Ускорение процесса определение пдотности материала по сравнению с известным достигается за счет исключения трудоемкой операции измельчения образца либо изготовления образца определенного объема, простоты градуировки шкалы и эксплуатации устройства. Данное устройство пригодно для измерения плотности материалов с закрытой пористостью, образцей с открытой пористостью необходимо подготовить к измерению, путем покрытия их наружной поверхности пленкой лака, клея или другого водостойкого вещества. Устройство для определения плотно ти твердых материалов рассчитывается таким образом, чтобы при погружении в жидкость, оно до двух третих своей высоты было погружено в воду для обеспечения его устойчивого вертикального положения. Максимальные размеры образцов, плотность и вес ко торых подлежит определению, также вы раются из условия сохране.ния устойчивости вертикального положения. Для образцов сверхлегких материалов, плотность которых меньше единицы, нет необходимости фиксации в . приемнике, так как в этом случае образцы поджимаются к верхней полусфер сетки приемника выталкивающей силбй. Для образцов материалов с плотностью больше единицы образцы уклады ваются в нижней полусфере сети прием ника. Установка шкалы непосредственно на плавающем узле и считывание показаний по уровню жидкости позволяет использовать любой прозрачный сосуд с жидкостью, налитой до любого уровня. На чертеже схематически изображе но устройство, продольный разрез. Устройство для определения плотно ти твердых материалов содержит прозрачный цилиндрический сосуд 1, запол ненный жидкостью 2, в которую погружен полый латунный цилиндрический плаваю1ций элемент 3. Последний имеет трубчатый корпус 4 с припаянными в верхней 5 и нижней 6 торцовьми крьшками. Причем нижняя крьпика 6 для обеспечения устойчивого вертикальног положения плавающего узла 3 выполнен более массивной, чем верхняя, К нижней торцовой крышке 6 припаян приемник 7 для образца (на чертеже не показан,) выполненный в виде латунной жесткой сетки сферической формы. Сет ка приемника 7 содержит верхнюю 8 и нижнюю 9 полусферы, соединенные с помощью шарнира 10 и удерживающиеся в сомкнутом положении с помощью замка 11. К наружной цилиндрической поверхности трубчатого корпуса 4, вдол его образующей, припаяна направляюща 12, на которой установлена с возможностью вертикального перемещения гра дуироврчная шкала 13, фиксируется с помощью винта (на чертеже не показан В верхней части плавающего элемента 96 установлен легкосьеммый приемник 14 образцов. Градуировку шкалы 13 устройства осуществляют следующим образом. Предварительно производят градуировку шкалы 13 устройства по весу об разца в воздухе и плотности. Градуировку проводят с. помощью ряда образцов с известным весом и плотностью. Погружают плавакщий узел 3 с приемНИКОМ 7 без образца в сосуд с водой. На точку шкалы 13, совпадающую в зтом случае с уровнем воды, наносят отметку 0. Помещают в приемник 14 меру массы, которая является базовой для прибора (например 50), а затем в приемник 7 помещают последовательно эталонные образцы, плотность которых ниже плотности воды. Для каждого образца наносят отметки на шкале 13, совпадающие в каждом случае с уровнем воды. Для образцов из сверхлегких . материалов отметки шкалы 13 располагаются ниже нулевой отметки. То же проводят для стандартных образцов материалов, имеющих плотность вьшге единицы. В этом случае отметки шкалы 13 райполагаются вьшзе нулевой отметки. Определе ше плотности с помощью предлагаемого устройства осуществляют следующим образом. Образцы материала, например пенопласта помещают в приемник 14 и доводят его вес до базовой величины. Поднимают плавающий элемент 3с приемником 7 над водой, открывают замок И приемника 7, поворачивают нижнюю 9 полусферу сетки относительно верхней 8 вокруг шарнира 10, помещают образец материала известного веса,например пенопласт из приемника 14 внутрь приемника 7 и опускают штаваюид1й узел из приемника 14 внутрь приемника 7 и опускают полавающий узел 3 с приемником 7 в воду. При этом образец пенопласта всплывает и вытал;кивающей силой поджимается к верхней ;8 полусфере приемника 7. По отметке шкалы 3, совпадающей в данном случае с уровнем вош( 2 в сосуде , считывают, значет е плотности образца. Определение плотности образца материалов с удельным весом больше единицы проводят аналогично, однако при этом считывание показаний ведут по отметкам шкалы 13, находящимся выше нулевой ,ее отметки. Использование предлагаемого устройства по сравнению с известным зна
