Способ определения влажности хлопковых материалов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в сельском хозяйстве, текстильной промьшшенности и позволяет упростить анализ и ускорить время его проведения. Влагосодержание образцов определялось методом контактного высушивания между нагретыми поверхностями на термовлагометре по разности массы пробы до и после сушки . Пробу помещают в сосуды 1, 2 (С). fсильфонного типа, установленные коак523 сиально, закрепленные на одном основании 3 и имеющие общую крышку. Затем нагревают С 1, 2 до полного испарения влаги из образца с помощью элемента 3, связанного с терморегулятором 4, тем самым поддерживается постоянство температуры с точностью +2°С. Сигналы с выходов преобразователей 6, 7 пропорциональные давлениям в С 1, 2, последовательно поступают через блок 8 суммирования,определяющего разность давления в С 1, 2, блоки 12, 13 умножения к первому входу блока 15 деления. К его второму входу поступает сигнал последовательно от преобразователя 16 температуры , величина которого пропорциональ на температуре нагрева, через второй блок 9 суммирования (в него предварительно введена цифра 273,15 для перехода к абсолютной температуре) и блок 14 умножения. Выходной сигнал блока 15 поступает на регистрирующий блок 17 со шкалой численного значения влажности в %. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л 1C ел 4; СЛ СХ)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5в 4 G 01 N 7/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3607789/23-26 (22) 15.06.83 (46) 15.09.86. Бюл. N- 34 (71) Специализированное конструкторское бюро с опытным производством Отдела теплофизики AH УЗССР (72) О.Ш.Хакимов и А.Л.Бурнаев (53) 677. 014. 332: 543.812 (088. 8 ) (56 ) Дж. Митчел и Д. Смит. Акваметрия.

М.: Химия, 1980, с. 554-558. (54 ) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ

ХЛОПКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике, может быть использовано в сельском хозяйстве, текстильной промышленности и позволяет упростить анализ и ускорить время

его проведения. Влагосодержание образцов определялось методом контактного высушивания между нагретыми поверхностями на термовлагометре по разности массы пробы до и после сушки. Пробу помещают в сосуды 1, 2 (С) (сильфонного типа, установленные коак„„SU„„3 25.7458 А 1 сиально, закрепленные на одном основании 3 и имеющие общую крышку.

Затем нагревают С 1, 2 до полного испарения влаги из образца с помощью элемента 3, связанного с терморегулятором 4, тем самым поддерживается постоянство температуры с точностью

+2 С. Сигналы с выходов преобразователей 6, 7 пропорциональные давлениям в С 1, 2, последовательно поступают через блок 8 суммирования,определяющего разность давления в С 1, 2, . блоки 12, 13 умножения к первому входу блока 15 деления. К его второму входу поступает сигнал последовательно от преобразователя 16 темпера- о туры, величина которого пропорциональна температуре нагрева, через второй Ц ф блок 9 суммирования (в него предварительно введена цифра 273,15 для перехода к абсолютной температуре ) и блок 14 умножения. Выходной сигнал ОиМ блока 15 поступает на регистрирующий блок 17 со шкалой численного значения влажности в %. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. Ю ь,) 1257458

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в хлопкоочистительной, текстильной промышленности сельском хозяйстве, а также в исследовательских работах при определении влажности хлопковых материалов.

Цель изобретения — упрощение и ускорение анализа.

На чертеже представлена схема устройства для определения влажности хлопксвых материалов, Пример. Влагосодержание образцов сначала определяли известным методом контактного высушивания между нагретыми поверхностями с помощью известного устройства-термовлагомера

УСХ-1 по разности массы пробы до ипосле сушки.

Масса пробы до сушки составляла

40+0,001 г,а после сушки(при 195 С)

36,88+0,0012 г. Влажность образца рассчитывали по формуле:

N = — . 1оо /., Рп (1) где m — масса влаги;

M — масса исследуемой пробы.

Влажность составила 7,8 . (относительная погрешность измерения равна 5 ). Измерение проводили 5 раэ, Приводимые цифры представляют собой средне-арифметическое значение.

Затем определяли влагосодержание образцов известной влажности (7,8 ) предлагаемым способом.

Для этого путем взвешивания определяют массу М пробы.Она равна tO<

+0,001 г. Пробу помещают в один из сосудов, например в первый сосуд.

Производят сжатие сосудов при открытой или неплотно закрытой крышке до минимально возможного объема и герметизируют их с помощью общей крышки. Измеряют температуру Т, и давление Р в камерах и определяют

I начальные объемы У и 7 первой и второй камер.

Поскольку сжатие сосудов осуществляют при открытой крышке, и после герметизации температура и давление в камерах одинаковы и равны температуре окружающей среды Г, и атмосферному давлению P, .

Сжатие сосудов производят с помощью механических устройств, вручную .посредством любого привода (пневмопривода, гидропривода„ электроприWx CoI V !Ирт, (2) где M

55 р — влажность (H процентах); — парциальное давление ненасыщающих паров влаги,равное разности давлений в сосудах; вода) и т.д. Необходимым условием является обеспечение сжатия сосуда пе-. ред герметиэацией.

Начальные параметры: влажность пробы, определенная известным способом 1«1 = 7,8 масса пробы М

= 0,9810 кг; минимальный объем пробы V„ = 5,6 10 м ; объем первой камеры V, = 5,37 10 м ; обьем вто5

10 рой камеры V = 1,82 10 5 и : давление в камерах P, = 0,94 10 Па; раз-, ность давлений в камерах ьР = О; температура в камерах T = 292,45 К.

Затем производят расширение сосу15 дов. Объем первой камеры Ч псоле расширения zrîëæåí быть в пределах 2,4»

-3 -з э

10 -5,5 10 м . В данном случае установлен объем V, равный 4,45

"10

20. Далее осуществляют нагрев камер при температуре 393 — 403 К, например при 398 К и постоянно в течение

3 — 5 мин следят эа изменением давления в первой камере, которое в течение 3-5 мин увеличивается, а затем устанавливается постоянное его значение, свидетельствующее о полном испарении влаги иэ образца.

После этого измеряют давления

30 Р и Р в первой и второй камерах, температуру Т и высоту Н камеры.3атем по известным значениям Р и Р определяют разность давлений аР г, камерах, равную парциальному давлению Р, ненасыщающих паров влаги в первой камере.

Конечные параметры: объем первой камеры V = 4,45 10 м ; объем вто-3* з рой камеры V = 1,59-10 м; темпеyg ратура в камерах Т = 398,00 К; давле-. ние в первой камере Р + Р = 1 78»

4 г.

«10 Па; давление во второй камере

Р = 1,46 10 Па; разность давлений в камерах аР = Р, = 0,32 10 Па.

4

По измеренным значениям Р,, V, Т справочным данным молярной массе во=2 ды . « = 1,8 10 кг/моль и значению универсальнои газовой постоянной

Е = 8,32 Дж/К моль определяют влажность материала по формуле:

12574

В сосуд 1 помещают пробу хлопко-2 вого материала массой 10 кг. Сосуды 1 .и 2 сжимают до минимального

30 объема. Герметично закрывают крышку..

Затем производят расширение сосудов

1и 2. Сосуды 1 и 2 расширяются и следовательно, снижается давление внутри камеры, что создает благоприятные З5 условия для ускорения процесса испарения. Осуществляют нагрев до полного испарения влаги из образца при постоянной температуре равной температуре сушки образца, например при

393 К.По мере испарения влаги из образца объем сильфонов вторично увеличивается за счет давления паров влаги внутри камеры,тем самым дополнительно создаются условия для интенсивного 45 и полного испарания влаги из образца.

Постоянство температуры с точностью е

+ 2 обеспечивается нагревательным элементом. Работой последнего управляет терморегулятор 4, к входу которого подключен преобразователь 16 температуры в электрический сигнал.

Сигналы с выходов преобразователей

6 и 7, пропорциональные соответственно давлениям в сосудах 2 и 1,поступают на входы первого блока 8 суммирования. Величина сигнала на выходе блока 8 суммирования пропорциональна 3

V — объем ненасыщающих паров влаги, испарившейся из пробы; — молярная масса воды;

И вЂ” масса исследуемой пробы; 5

R — универсальная газовая постоянная;

Т вЂ” абсолютная температура нагрева.

Устройство содержит два герметич- О ных сосуда 1 и 2, выполненные в виде сильфонов, один из которых встроен внутрь другого, имеющие общее основание и крышку, нагревательный элемент 3, терморегулятор 4, теплоизоли-15 рующий кожух 5, дифференциальный манометр, выполненный в виде двух преобразователей 6 и 7 давлений в электрический сигнал, блоки 8 и 9 суммирования, преобразователь l0 линей- о ного размера сильфона в электрический сигнал, блоки 11 — 14 умножения, блок 15 деления, преобразователь 16 температуры в электрический сигнал и регистрирующий блок 17.

Устройство работает следующим образом.

58 разности давлений в сосудах. Сигнал с выхода преобразователя 10, пропорциональный высоте сильфона,поступает на вход первого блока 11 умножения, в который предварительно введено значение площади основания сосуда 1.

Далее сигнал с выхода первого блока t! умножения, пропорциональный объему сосуда 1, поступает на первый вход второго блока 12 умножения,второй вход которого соединен с выходом блока 8 суммирования. Сигнал с выхо-. да второго блока 12 умножения поступает на третий блок l3 умножения, в который предварительно введено значение молярной массы воды, помноженной на 100, т.е. 100 P . С выхода блока 13 сигнал поступает на первый вход блока !5 деления. Сигнал с выхода преобразователя 16 температуры, величина которого пропорциональна температуре нагрева, поступает на вход второго блока 9 суммирования

) в который предварительно введена цифра 273,15 (это необходимо,цля перехода к абсолютной температуре ).

С выхода блока 9 сигнал поступает

l на вход четвертого блока 14 умноже- ния, в который предварительно введено значение массы пробы И, помноженной на универсальную газовую постоянную R,т.e. значение NR.Ñèãíàë с выхода блока 14 умножения поступает на второй вход блока 15 деления, с выхода которого сигнал поступает на вход регистрирующего блока 17.

При определении влагосодержания с помощью предлагаемого устройства исключается необходимость пользования тарировочным графиком, так как на выходе устройства (блок 17 регистрации) регистрируется численное значение влажности в процентах.

Таким образом, предлагаемь;е способ и устройство обеспечивают возможность непосредственного измерения влажности исследуемых образцов,что позволяет повысить точность, упростить и ускорить процесс.

Формула изобретения

1. Способ определения влажности хлопковых материалов, включающий взвешивание пробы исследуемого образца, помещение пробы в сосуд, откачку воздуха из сосуда с пробой и контрольного сосуда,герметизацию их, Составитель П.Коптев

Техред И.Попович Корректор В.Синицкая

Редактор А.Огар

Заказ 4907/38 Тираж 778

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 125 нагрев сосудов до температуры сушки, измерение разности давлений в сосудах и расчет влажности пробы исследуемого образца, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и ускорения анализа, пробу исследуемого образца помещают в сипьфонный сосуд, откачку воздуха производят путем сжатия сосудов до минимально—

ro объема, а расчет влажности пробы производят по следующей формуле:

Д = 100 Р ч p INERT где W — влажность, Х;

P, — парциальное давление ненасыщающих паров воды,равное разности давлений в сосудах, Па;

V — объем ненасыщающих паров

1 воды, испарившеися иэ про 3 бы, м — молярная масса воды, кг/моль;

M — масса исследуемой пробы,кг;

R — универсальная газовая постоянная, Дж/К моль;

Т вЂ” абсолютная температура нагрева, К.

2. Устройство для определения влажности хлопковых материалов,включающее два герметичных сосуда, соединенные между собой дифференциальным манометром, и нагреватель с терморегулятором, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью упрощения и ускорения анализа, сосуды выполне7458 а ны в виде сильфонов, установлены коаксиально, закреплены на общем основании и имеют общую крышку.

3. Устройство по и. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено преобразователем температуры, преобразователем линейного размера сильфона, первым и вторым блоками

1О суммирования, первым, вторым, третьим и четвертым блоками умножения, блоком деления и регистрирующим блоком, при этом дифференциальный манометр выполнен в виде двух преобразователей давлений, выход преобразователя линейного размера сильфона соединен через первый блок умножения с первым входом второго блока умножения, второй вход которого соединен с выхо20 дом первого блока суммирования,выходы которого соединены с преобразователями давлений, выход второго блока умножения через третий блок умножения соединен с первым входом

25 блока деления, второй вход которого соединен с выходом четвертого блока умножения, вход которого соединен с выходом второго блока суммирования, соединенным с выходом преобразоватеЗО ля температуры, выход которого соединен с входом терморегулятора,соединенным с нагревательным элементом, а выход блока деления соединен с регистрирующим блоком.