Установка для определения термической стойкости веществ

 

1. УСТАНОВКА ДНЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ВЕЩЕСТВ, содержащая реакционные стаканы с манометрическими головками, мембраны , помете иные в манометрические головки , компенсационную газовую линию , соединенную с манометрическими головками, пневмоэлёктропреобразователь , подсоединенный к компенсационной газовой линии, вакуумную . магистраль, клапаны и регистратор, отличающая с я тем, что, с целью повышения точности определений путем стабилизации расхода газа, она снабжена стабилизатором расхода газа, выполненным в виде емкости с установленными в ней и делящими ее на три камеры двумя мембранами, подпружиненными мембранным штоком, расположенным в средней камере и соединяющим мембраны одну с другой, соплом, размещенш 1М в первой из край них камер соосно под штоком, патрубком , соединякщим крайние камеры между собой, при этом сопло через клапан соединено с компенсаСО ционной газовой линией, а вторая крайняя камера соединена со средней камерой и через второй клапан - с вакуумной магистралью. § 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что вторая из крайних камер снабжена пневмосопро00 тивлениеМ| размещенным на ее выходе. м 00 ISO 35

СОЮЗ С081Г) СНИХ

СО,И ЛШ

РЕСПУБЛИК

%SU„,1087826

3@у G 01 0 7 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ:

Н ILRTOPGNOMV СВИДГППВСтви

=-*

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССОР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ (21) . 3544148/23-26 (22) 18.01.83 (46) 23.04.84. Бюл. )) 15 (72) И.М. Бирюков, В,М. Бирюков, И.А. Петров, В.М. Салахиев и В.В. Булидоров . (53) 543.27!.2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по заявке В 2571569/18-25, кл. G 01 N 7/14, 13.0).79.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 2849868/)8-25, кл. С Ol N 7/14, !9.06.80.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке II 3258)46/18-25, кл. С Ol И 7/14, !7.09.8). (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДПЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ВЕЩЕСТВ, содержащая реакционные стаканы с манометрическими головками, мембраны,помещенные в манометрические головки, компенсационную газовую ли" нию, соединенную с манометричеекими головками, пневмоэлектропреобраэователь, подсоединенный к компенсационной газовой линии, вакуумную магистраль, клапаны и регистратор, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности определений путем стабилизации расхода газа, оиа снабжена стабилизатором расхода газа, выполненным в виде емкости с установленными в ней и делящими ее на три камеры двумя мембранами, подпружиненными мембранным штоком, расположенным в средней камере и соединяющим мембраны одну с другой, соплом, размещенным в первой из край них камер соосно под штоком, патрубком, соединякщим крайние камеры между собой, при этом сопло через Я первый клалан соединено с компенсационной газовой линией, а вторая крайняя камера соединена со средней камерой и через второй клапан " с вакуумной магистралью.

Д

2. Установка по п. l, о т л ич а ю щ а я с я тем, что вторая из крайних камер снабжена пневмосопро-. figs) тивлением1 размещенным на ее выходе. QQ М

)087826

Изобретение относится к производ-. ству и исследованию веществ, например полимеров.

Известна установка для определе5 ния термической стойкости веществ, например полимеров, содержащая реакционные стаканы с манометрическими головками компенсационного типа, каждая из которых снабжена изолированным от корпуса контактом, упирающимся в упругую мембрану, регистратор, подключенный к пневмоэлектропреобраэователю, соединенному компенсационной линией одновременно со всеми манометрическими головками, и коммутатор с электропневматическим клапаном высокого давления, соединенным своим выходом с компенсационной линией всех головок, а первым входом — с линией сжатого воздуха. При этом установка снабжена электрически связанными с коммутатором вакуумным насосом и дополнительным электропневматическим клапаном низкого давления, выход и один вход которого соединены с вакуумным насосом, а второй вход соединен с вторым входом электропневматического клапана высокого давления (1 ).

Недостатком установки является

30 малая точность в том случае, когда надо увеличить скорость измерения и регистрации давления газообразных продуктов распада в реакционном стакане. Для увеличения скорости измерения необходимо увеличить скорость нарастания компенсационного давления через клапан высокого давления. Но время срабатывания этого клапана в момент раэмыкаиия мембраны от компенсационного давления начинает вносить существенную погрешность.

Известна установка для определения термической стойкости веществ, например полимеров, содержащая спус- 4> ковую электронную схему, подключенную своим входом к коммутатору, а выходом — к регистратору, и пневмодроссель, соединенный своим вхопом с вторым выходом клапана высокого давления, а выходом — с выходом клапана низкого давления, В этой установке повышается быстродействие и точность измерения.

Усматривается расширение области 55 использования эа счет создания генератора пилообразных сигналов абсолютного давления, кроме того, гене ратор изменяет форму пилообразного. сигнала: быстрый напуск и медленное стравливание Е23.

Однако известный прием изменения формы пилы не позволяет повышать быстродействия. Так, например, там, где процесс разложения (азовыделение) длится менее часа, а количество манометрических головок достигает сотни и больше, система измерения не позволяет получить достаточной информации для оценки качества исследуемых веществ. Другим недостатком установки явлются большие энергетические затраты сжатого газа.

Это объясняется тем, что для измере" ния давления в каждой манометрической головке необходимо заполнять каждый раз сжатым газом общую магистраль и сравнивать его в атмосферу.

Известна также установка, в которой повышение быстродействия достигается за счет совершенствования системы регистрации. Для этого каждая манометрическая головка снабжена своей ячейкой памяти. Это позволяет за один цикл, например, повышения давления измерять давление во всех манометрических головках 3j.

Эксплуатация известных установок в народном хозяйстве показывает, что они имеют значительне затраты энергии сжатого газа. Снижение затрат энергии сжатого газа достигается путем совершенствования генератора пилообразных импульсов, в который вводится логический узел, и изменение пилообразного сигнала происходит не от минимума до максимума, а только в области текущего значения давления. Это позволяет сократить расход энергии от нескольких десятков раз до несколЬких сотен раз в зависимости от измеряемого диапазона и перепада давления в манометрических головках, где перепад давления на ряде веществ не превышает нескольких миллиметров ртутного столба. Кроме того, такое решение одновременно во столько же раз позволяет повысить быстродействие процесса измерения.

Общим недостатком известных установок является нестабильный расход газа при изменении давления на входе (например, за счет изменения плотности), что влечет за собой снижение точности.

3 10 т Целью изобретения является повы- шение точности определений путем стабилизации расхода газа.

Поставленная цель достигается тем, что установка для определения термической стойкости веществ, содержащая реакционные стаканы с манометрическими головками, мембраны, помещенные в манометрические головки, компенсационную газовую линию, соединенную с манометрическими го-. ловками, пневмоэлектропреобразователь, подсоединенный к компенсационнои газовой линии, вакуумную .магистраль, клапаны и регистратор, снабжена стабилизатором расхода газа, выполненным в виде емкости с установленными в ней и делящими ее на три камеры двумя мембранами, подпружиненными мембранным штоком, расположенным в средней камере и соединяющим мембраны одну с другой, соплом, размещенным в первой из крайних камер соосно под штоком, и. патрубком, соединяющим крайние камеры между собой, при этом сопло через первый клапан соединено с компенсационной газовой линией, а вторая крайняя камера соединена со средней камерой и через второй клапан †.с вакуумной магистралью.

Дополнительно вторая иэ крайних камер снабжена пневмосопротивлением, размещенным на ее выходе, На чертеже приведена технологическая схема установки.

Установка содержит реакционные стаканы 1, которые крепятся к манометрическим головкам 2, каждая из которых содержит мембрану 3 и электрически изолированный от корпуса контакт 4, по линии 5 связи подключен ный к коммутатору 6, связанному с клапаном 7, подключенным к линии 8 высокого давления. Коммутатор 6 связан с клапаном 9, подключенным через клапан 7 к компенсационной лиt., нии 10 и через вакуумный насос ll и линию 12 соединен с атмосферой,с регистратором 13 и электронной схемой 14.

Система 15 стабилизации расхода состоит из корпуса 17 двухмембранногб элемента. Мембраны 18 и 19 разделяют корпус,17 на три камеры А, В и С.

Камера С снабжена соплом 20, подключенным к выходу клапана 7. Камера С связана по линии связи с камерой А, которая через пневмосопротивление 21 соединена с глухой камерой В

1п и каналом 22 с выходом клапана 9.

В камере С имеется пружина 23.

Система 15 стабилизации расхода работает следующим образом.

Силовое воздействие пружины 23 направляется вверх, под воздействием которого мембраны прогибаются вверх, и сопло 20 открывается. Сжа, тый воздух из линии 10 через клапан 7 попадает в сопло 20 и камеры

2О С и А. Под воздействием сжатого воздуха мембраны 18 и 19 перекрыва ют сопло 20, так как верхняя мембрана 18 имеет большую эффективную площадь. В связи с тем, что канал Ъ2

25 подключен к вакуумному насосу ll, в камере В формируется вакуум, силовое воздействие которого также направлено вниз. Через некоторое время в зависимости.от проходного сечения пневмосопротивления 21 в камерах А и- С начинает возрастать вакуум. В камерах В и А наступает равновесное силовое воздействие на мембраны 18 и 19 (так как силовое воздействие пружины 23 направлено вверх).

После достижения равновесного состояния мембраны 18 и 19 перемещаются вверх и открывают сопло

20 так, что количество сжатого воздуха уходит через пневмосопротивление 21. Это достигается тем, что в камерах С и А перед сопротивлением

21 подддерживается постоянное дав4 ление (что обеспечивается постоянным силовым воздействием пружины 23) а после сопротивления 21 поддерживается постоянная величина вакуума.

В результате получают постоянное

50 . давление, что гарантирует постоянство плотности и перепада давления иа пневмосопротивлении 21 и, следовательно, постоянство расхода, величина которого не зависит от теку" щего значения .абсолютного давления

55 в линии 10.

Пневматический вход клапана 9 через систему 15 стабилизации расхода газа подключен к выходу клапана ?.

Компенсационная линия 10 связана со всеми манометрическими головками 2 и с входом пневмоэлектропреобразо- . ! вателя 16, а выход последнего подключен к регистратору 13.

87826 4

Установка работает следующим образом.

1087826 б пенсационное давление с пневмопре-. образователя 16, которое в этот момент с высокой точностью соответствует давлению s реакционном стакане.

Установка работает аналогично, если в реакционном стакане очередного датчика давление ниже, чем в этот же момент в первом реакционном стакане. Поскольку в этом случае мемб!

О рана 3 оказывается разомкнутой с контактом 4, то коммутатор 6 включает клапан 9 низкого давления, и компенсационное давление откачивается вакуумным насосом Il в атмосферу 12 до !

5 момента, когда компенсационное давление сравнивается с давлением в реакционном стакане I. Тогда мембрана

3 замыкается на контакт 4, отключает клапаны 9 и 7 и взводит схему

20 !4. Далее установка работает, как описано. Таким образом, спусковая ! схема 14, срабатывающая только от повторного замыкания мембраны 3 на контакт 4, исключает влияние на схе25 му регистрации инерционного элемента.

Наличие системы 15 стабилизации расхода из компенсационной линии 10 обеспечивает линейную характеристику во всем диапазоне работы установки.

S

В реакционные стаканы 1 помещают испытуемое вещество, герметнзируют нх маиометрическнмн головками 2 и помещают в термостат. Под влиянием температуры происходит распад вещества в первом реакционном стакане с выделением газообразных продуктов распада, которые, поступая в манометрическую головку 2, прижимают мембрану 3 к электрически изолированному контакту 4, связанному с коммутатором 6. В момент подключения коммутатора 6 замыкается цепь включающая клапан 7 высокого давления, который соединяет компенсационную линию 10 всех манометрнчес ких головок 2 с линией 8 высокого давления. Одновременно прижатая,мемб рана 3 к контакту 4 взводит электронную схему 14.

Сжатый воздух из линии 8 высокого давления с большой скоростью наполняет компенсационную линию !О и в момент, когда давление с компенсационной стороны первой манометрической головки 2 сравнивается с давлением газообразных продуктов распада s стакане 1, мембрана 3 отходит от контакта 4, в результате чего электрическая цепь в коммутаторе 6 размыкается, и клапан 7 высокого давления отключается,.запирая линию

8 сжатого воздуха. Однако компенсационное давление, превышающее давле е в реакционном стакане иэ-sa 35 того, что клапан 7 не может срабатывать мгновенно, не записывается регистратором 13 от пневмопреобраэователя 16, поскольку команда на регистрацию от коммутатора 6 не прохо." 40 ( дит на регистратор 13 через электронную схему 14. Начинается медленное стравливание давления из компенсационной линии 10 через систему 15 стабилизации расхода, и когда оно 45 сравняется с давлением. в реакционном . стакане 1, происходит вторичное за йыкание мембраны 3 на контакт 4, мгновенный спуск электронной схемы !

4, и регистратор 13 фиксирует комДля обеспечения минимальной динамической ошибки необходимо было настраивать дроссель на минимальный расход на верхней границе измеряемого диапазона, что вызывало на нижней границе измеряемого диапазона снижение процесса стравливания в

5-6 pas, что во столько же раз снижало быстродействие. Если дроссель на минимальную динамическую ошибку настроить на нижней границе измеряемого диапазона, то на верхней границе измеряемого диапазона резко

1 изменяется скорость стравливания н, как следствие, возрастает динамическая ошибка.

Таким образом, использование .изобретения позволит повысить точность и сделать ее независимой от величины измеряемого диапазона.

1087826

Заказ 264б/37

Тираж 823 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Ьилиап ПЛП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель А. Тарасов

Редактор P. Цицика Техред О.Неце Корректор А. Зимокосов