Устройство для определения эффективности антипиренов в газовой фазе Советский патент 1982 года по МПК G01N25/52 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ АНТИПИРЕНОВ В ГАЗОВОЙ ФАЗЕ Изобретение относится к методам определения пожароопасных свойств веществ и материалов и может быть использовано при разработке новых полимерных материалов пониженной воспламеняемости и горючести. Известно устройство, содержащее кварцевую трубку, зажигающие электроды, двухэлектродные датчики - зонды, расположенные по центральной оси кварцевой трубки и на расстоянии друг от друга, трубку для ввода газа, расположенную в нижнем торце по центру кварцевой трубки. Между датчиками - зондами расположены сетки для создания электрического поля 1. Недостатком указанного устройства является то, что оно не позволяет исследовать пожароопасные свойства твердых материалов, так как предназначено для работы с газом. Кроме того, устройство не позволяет оценить профиль фронта пламени, поскольку датчики-зонды реагируют только на пламя, проходящее по оси трубки. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для определения эффективности антипиренов в газовой фазе, содержащее пиролизер электропечи, соединенный с цилиндрическим корпусом с расположенными в нем электродами зажигания, патрубок для ввода воздуха и датчики скорости распространения пламени. Недостатком известного устройства является то, что образующаяся при пиролизе газовая смесь может загораться, т. е. происходит преждевременное сгорание образца. Это относится прежде всего к материалам, имеющим большую скорость газификации. В итоге преждевременная самовоспламеняемость приводит к больщим неточностям измерений, поскольку пламя распространяется в обе стороны от источника зажигания, являющегося точкой отсчета. Способность материалов к вспыщке определяется визуально (по длине пробежки пламени). Это обстоятельство сводит весь эксперимент к субъективной оценке и снижает производительность труда, так как требуется последующая обработка результатов. Цель изобретения - повыщение точности измерений, а также производительности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения эффективиости аптипиренов в газовой фазе при термопиролизе неметаллических материалов, содержащем пиролизер, цилиндрический корпус с расположенными в нем электродами зажигания патрубок для подачи воздуха и датчики скорости распространения пламени, цилиндрический корпус соединен с 1 1;|Ил:изором посредством сопла с рядом отверстий, закрытых пламянепроницаемой сеткой и равномерно расположенных между критическим сечением и выходным сечением, в котором установлено вь ходное се401;::- патрубка для подачи воздуха и электроды зажигания смеси, а датчики скорости распространения нламени выполнены из чувствительных элементов в виде незамкнутых окружностей. На фиг. 1 представлено предлагаемое уст.гмчтво: на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1. Испытуемый образец 1 расположен в пиро,изере 2, в котором установлена термоii;ii:i 3. Пиролизер 2 соединен с цилиндрическим корпусом 4 посредством сопла 5, ;;. ;,ригическим сечением которого выполнен ряд равномерно расположенных отверстий 6, закрытых пламянепроницаемой сеткой 7. Выходное сечение 8 патрубка для подвода воздуха и электроды 10 зажигания смоги расположены в плоскости выходного г .-пни сопла 5. В цилиндрический корпус 4 установлены два датчика 11 и 12 скорости распространения пламени, расположенные на определенном расстоянии от электродов 10 зажигания. Каждый датчик состоит из двух концентрически расположенных И незамкнутых между собой элементов, которые в свою очередь выполнены из чувствительных проводников, не контактирующих друг с другом, концы которых подключены блоку 13 усиления, выходы блоков усиления соединены с входом блока 14 обработки сигналов. Один из входов блоков обработки сигналов соединен с выходом блока 15 выдачи команд, а выход - с входом регистратора 16. Блок 15 выдачи команд своими выходами соединен с электродами 10 зажигания смеси и регистратором 16. Устройство работает следующим образом. Образец 1 нагревается до температуры его разложения в пиролизере 2, представляющем нагревательную электропечь, температура которой контролируется термопарой 3. Полученная при пиролизе газовая смесь не может воспламеняться в пиролизере 2, поскольку воздух для горения подается только за критическим сечейием сопла 5. Наличие эжекторного эффекта способствует вытягиванию газовой смеси в зону выходного сечения сопла, где она зажигается электродами 10 и в которое подается воздух по патрубку 9, поскольку его выходное отверстие 8 лежит в этом сечении. Этот же эффект определяет направление распространения пламени. Фронт распространения пламени фиксируется датчиками 11 и 12 скорости распространения пламени в зависимости от формы пламени. Фронт пламени замыкает чувствительные элементы датчиков и влияет на их электропроводность. Наличие двух концентрически расположенных и незамкнутых между собой элементов позволяет измерять скорость распространения пламени не только по оси цилиндрическкого корпуса, но н по сечению установки датчика. При запуске устройства через пусковую кнопку блока 15 выдачи команд в блоке регистрации формируется сигнал начала отсчета времени и выдается искра на электроды 10 зажигания смеси. По мере прохождения фронта пламени по цилиндрическому корпусу 4 на выходы блоков 13 усиления поступают сигналы с датчиков 11 и 12. Блок 14 обработки сигналов, на который поступают сигналы с блоков 13 усиления, производит следующие операции: запоминает по времени срабатывание первого по пути распространения пламени датчика и последнего датчика, определяет разницу времени в поступлении сигналов с датчиков, фиксирует распространение пламени в поперечном сечении цилиндрического корпуса 4 и определяет профиль фронта пламени. Этот блок по выполняемым функциям можно сравнить, например, с одновременной работой шлейфового осциллографа и интегратора. Полученный на выходе из блока 14 сигнал вместе с выходным сигналом блока 15 выдачи команд поступает в регистрирующее устройство 16, которое выдает результаты экспериментальных исследований в виде цифровых данных или графиков. Разработана техническая документация и изготовлен опытный образец устройства для определения эффективности антипиренов в газовой среде при термопиролизе неметаллических материалов, применяемого при разработке материалов пониженной воспламеняемости и горючести. Преимуществами предлагаемого устройства по сравнению с прототипом являются точность снимаемых характеристик в процессе эксперимента, поскольку обеспечивается направление распространения пламени по цилиндрическому корпусу; точность определения отсчета распространения пламени, являющейся плоскостью выходного сечения сопла; автоматизация процесса измерения и обработки данных при проведении эксперимента, Предлагаемое устройство может быть применено в научно-исследовательских лабораториях, занимающихся вопросами снижения воспламеняемости и горючести вновь разрабатываемых материалов. По предварительным данным потребность в таких приборах составит 500 щтук в год.