Устройство для оценки химической стойкости полимерных пленочных материалов

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для оценки качества полимерных пленок в различных средах. Цель изобретения - сокращение длительности и повышение достоверности оценки. Устройство содержит корпус 1, в котором размещены на равном расстоянии друг от друга конические камеры 2, ось которых проходит через одну окружность, и две емкости с водой и жидкой средой, каналами сообщенные с камерами . Поверх камер установлен нагружатель, выполненный в виде диска 18 с отверстиями 19 и платформы 23 с инденторами 24, проходящими через отверстия 19 и размещенными в камерах 2. На платформе 23 установлены разновесы. Образцы размещают в камерах и нагружают. За счет выполнения диска 18 треугольным и воздействия разновесов на его центр все образцы нагружаются одновременно. При этом в двух камерах на обрзцы воздействует жидкая среда и вода, а в третьей - только воздух. Параметры образцов фиксируются электронным регистратором. 2 з.п. ф-лы, 6 ил. s (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15О4 G01 N17 00 ф! (. С .! г»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3871693/25-28 (22) 21.02.85 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (72) А. Н. Шеглов, Н. С. Белавкина, В. Е. Гуль, А. Г. Снежко, Э. Н. Корнева, С. В. Бихно, В. Б. Евсеев, А. И. Шербаков, Н. Е. Трухтенкова и И. А. ПархоменкоЧерняева (53) 620. 199 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1223088, кл. G Ol N 17/00, !984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ СТОЙКОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ

ПЛЕНОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано для оценки качества полимерных пленок в различных средах. Цель изобретения — сокращение длительности и повышение достоверности оценки. Устройство содер„,Я0„„1381373 А1 жит корпус 1, в котором размещены на равном расстоянии друг от друга конические камеры 2, ось которых проходит через одну окружность, и две емкости с водой и жидкой средой, каналами сообщенные с камерами. Поверх камер установлен нагружатель, выполненный в виде диска 18 с отверстиями 19 и платформы 23 с инденторами 24, проходящими через отверстия

19 и размещенными в камерах 2. На платформе 23 установлены разновесы. Образцы размещают в камерах и нагружают. 3а счет выполнения диска 18 треугольным и воздействия разновесов на его центр все образцы нагружаются одновременно. При этом в двух камерах на обрзцы воздействует жидкая среда и вода, а в третьей только воздух. Параметры образцов фиксируются электронным регистратором. 2,з.п. ф-лы, 6 ил.

1381373

1

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может найти применение в химической промышленности для оценки качества полимерных материалов в различных средах.

Цель изобретения — сокращение длительности и повышение достоверности оценки за счет одновременного испытания трех образцов и использования электронной аппаратуры.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, вид спереди; на. фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез 5 — 5 на фиг. 2; на фиг. 5 и 6 — блок-схема регистратора.

Устройство содержит основание 1 с цилиндрическими камерами 2 и двумя внешними емкостями 3 с заливочными каналами 4, причем одна из трех камер 2 не соединена с заливочным каналом 4 и с емкостями

3, а две других камеры 2 соединены. Камеры 2 представляют собой конические углубления в основании, а емкости 3 выполнены в виде цилиндрических углублений. Оси всех камер 2 пересекают одну окружность и лежат на одном расстоянии.

Поверх камер 2 установлена прижимная пластина 5 со средствами 6 ее крепления, выполненными, например, в виде винтов.

К прижимной пластине 5, представляющей собой диск, жестко прикреплены на одинаковом расстоянии между собой три втулки 7, которые выполнены в виде полых конических стаканов, сужающихся к прижимной пластине 5, внутри которых расположены направляющие отверстия 8. В рабочей полости 2 камер расположены испытуемые образцы 9, которые закреплены между коническим стаканом 7 и усеченным конусом 10, который является днищем рабочей полости

2 камеры и в центре которого имеется отверстие 11, сообщающееся с заливочным каналом 4. На поверхности усеченного конуса 10 нанесены насечки 12 для выхода воздуха. Поверх прижимной пластины 5 расположен цилиндрический кожух 13 с установленными на нем средствами 14 его крепления к основанию 1. На верхней поверхности кожуха 13 установлен разъем 15, крышка 16, три микрометрических винта 17.

Внутри кожуха 13 установлен нагружатель в виде диска 18 с тремя отверстиями 19, расположенными на одинаковом расстоянии друг от друга, и четырьмя выступами 20, причем одна пара выступов 20, пропущенных через прорези кожуха 13, установлена на упругие элементы, например, пружины 21, которые смонтированы на внешней боковой поверхности кожуха 13 в щитках 22. Нагружатель содержит также установленную поверх диска 18 платформу 23 с инденторами 24 и поддоном 25, в котором расположены разновесы 26.

При этом платформа 23 выполнена в виде равностороннего треугольника, в вершинах которого жестко закреплены инденторы 24, концы которых выполнены сферическими, а с противоположной стороны жестко закреплен поддон 25. Платформа 23 установлена поверх диска 18 таким образом, что инденторы 24 пропущены через отверстия 19 диска 18 и направляющие отверстия 8 втулок 7. Микрометрические винты

17 закреплены на верхней поверхности кожуха 13 таким образом, что их концы 27 со смонтированными на них фиксаторами находятся внутри кожуха 13 и пропущены в отверстия 19 диска 18. Каждый фиксатор представляет собой пару размыкающих контактов (нормально замкнутых контактов)

28, которые подсоединены к разъему 15.

К основанию 1 могут быть жестко прикреплены штативы 29 с бюретками 30 с агрессивными средами для заполнения камер 2 и емкостей 3, причем концы бюреток 30 опущены в емкости 3. Для удобства обслуживания устройства одна пара выступов

20 диска 18 выполнена в виде стержневых рукояток, пропущенных через прорези

31 в кожухе 13, причем форма прорезей

31 позволяет фиксировать положение диска

18 относительно кожуха 13 в верхнем и нижнем положениях.

Выход первого размыкающего контакта

28 через формирователь 32 логического уровня и дифференцирующую цепочку 33 подсоединен к первому входу элемента И, выЗ0 ход второго размыкающего контакта 28 через формирователь 35 логического уровня и дифференцирующую цепочку 36 подсоединен к второму входу элемента И 34, выход третьего размыкающего контакта 28 через формирователь 37 логического уровня и дифЗ5 ференцирующую цепочку 38 подсоединен к третьему входу элемента И 34. Первый выход блока 39 управления через дифференцирующую цепочку 40 подсоединен к четвертому входу элемента И 34 и к первым вхо40 дам счетчиков 41 — 43 сигнализатора 44.

Выход элемента И 34 подсоединен к первым входам D-триггеров 45 — 48, а первые выходы D-триггеров 45 — 48 подключены к входам элемента И 49. К вторым входам

D-триггеров 45 — 48 подсоединен второй вы45 ход блока 39 управления. К третьему входу

D-триггера 45 подключен выход элемента

И 49, второй выход D-триггера 45 подсоединен к третьему входу D-триггера 46 и к первому входу элемента И вЂ” НЕ 50, второй выход D-триггера 46 подключен к третьему входу D-триггера 47 и к первому входу элемента

И-НЕ 51, второй выход D-триггера 47 подсоединен к третьему входу элемента И вЂ” НЕ 52, второй выход D-триггера 48 подключен к первому входу элемента И вЂ” НЕ 53. Генератор

55 54 прямоугольных импульсов через делитель 55 подсоединен к вторым входам элемента И вЂ” НЕ 50 — 53. Выход элемента И—

HE 50 подключен к второму входу счет1381373

3 чика 41, выход элемента И вЂ” НЕ 51 подсоединен к второму входу счетчика 42, выход элемента И вЂ” НЕ 52 подключен к второму входу счетчика 43, выход элемента И вЂ” НЕ 53 подсоединен к второму входу сигнализатора 44.

Выход счетчика 41 через дешифратор 56 подключен к табло 57 цифровой индикации, выход счетчика 42 через дешифратор 58 подсоединен к табло 59 цифровой индикации, выход счетчика 43 через дешифратор

60 подключен к табло 61 цифровой индикации. Источник питания (не показан) подсоединен к питающим шинам всех указанных блоков.

Устройство работает следующим образом.

Три образца 9 испытуемого пленочного материала круглой формы одинакового диаметра опускают в камеры 2 основания 1.

Поскольку камеры 2 имеют коническую форму, а диаметр испытуемого образца 9 меньше, чем диаметр входных отверстий, но больше, чем диаметр основания камеры 2 (которым служит усеченный конус 10), то образец 9 не опускается до соприкосновения с усеченным конусом 10, а застревает в том или ином положении в рабочей полости 2, которое определяется его деформативными свойствами. Затем на основании 1 поверх камер 2 устанавливают прижимную пластину 5 таким образом, чтобы полые конические втулки 7 вошли в рабочие полости 2 камеры. При этом конические втулки

7 проталкивают испытуемые образцы 9 до соприкосновения с усеченными конусами 10, а за счет того, что втулки ? выполнены в виде полых конических стаканов, в которые входят усеченные конусы 10, обеспечивается натяжение испытуемых образцов 9 поверх отверстий 11 в усеченных конусах 10. Прижимная пластина 5 фиксируется средствами

6 крепления к основанию 1. На поддон 25 устанавливается разновес 26 необходимого веса, и кожух 13 закрывается сферической крышкой 16, при этом диск 18 находится в верхнем фиксированном положении (за счет того, что пара выступов 20, выполненных в виде стержневых рукояток, зафиксирована в прорезях 31 в верхнем положении). После этого кожух 13 устанавливают поверх прижимной пластины 5 и закрепляют его относительно основания 1 средствами 14 его крепления, при этом инденторы 24 должны быть установлены в направляющих отверстиях 8 конических втулок 7.

Настраивая микрометрические винты 17, устанавливают по их шкале величину необходимой стрелы прогиба испытуемого образца 9 (все три микрометрических винта устанавливаются на одинаковую величину, которая и определяет порог срабатывания устройства). Разъем 15 посредством соединительного кабеля (не показан) подсоединяется к входу регистратора, Из бюреток 30, предварительно заполненных дистиллированной водой и агрессивной средой, содержи4 мое сливают в емкости 3 (объем сливаемых жидкостей одинаков и соответствует объему, необходимому для введения испытуемых образцов 9 в контакт с жидкостями, воздух из заливочного канала 4 выходит при этом через насечки 12, нанесенные íà поверхности усеченного конуса 10, через эти же насечки !2 выходят и излишки жидкостей), при этом одна камера 2 заполняется агрессивной средой, вторая камера 2— !

О дистиллированной водой, а третья камера 2, которая не сообщается с заливочными каналами 4, остается заполненной воздухом.

Пара выступов 20, выполненных в виде стержневых рукояток, освобождается от фик сации в прорезях 31, плавно опускается и фиксируется в нижнем положении. При этом платформа 23 с поддоном 25 и инденторами

24 также опускается пока сферические концы инденторов 24 не опустятся на поверхность испытуемых образцов 9 (а так как

2р длина стержней 24 одинакова, основание

1, а следовательно, и платформа 23 установлены строго горизонтально, то опустятся- они одновременно), при этом вершины треугольной платформы 23 будет находиться над размыкающими контактами 28 на одинаковом расстоянии и не касаясь их.

После этого нажимается кнопка «Пуск» блока 39 управления, что приводит к тому, что на первом выходе блока 39 управления взамен сигнала, равного по величине «1», О появляется сигнал, соответствующий «О» и наоборот, на втором выходе блока 39 управления взамен «О» появляется логическая единица (момент нажатия кнопки «Пуск» соответствует моменту, обозначенному ti на оси абсцисс, фиг. 5 — 8). Поскольку в исходном состоянии контакты 28 фиксаторов замкнуты, то на выходе формирователей 32, 35 и 37 логического уровня сигналы в момент ti соответствуют «1», соответственно, на выходах дифференцирующих цепочек 33, 36 и 38 сигналы в момент t равны по уровню

40 «1». Сигнал с первого выхода блока 39 управления, равный «О», поступает на первые входы счетчиков 41 — 43, подготавливая их к работе, на первый вход сигнализатора 44, подготавливая его к работе, и на дифференцирующую цепочку 40, что приво4«дит к появлению на выходе дифференцирующей цепочки 40 короткого импульса в момент ti, что, в свою очередь, приводит к появлению в момент ti импульса той же длительности на выходе элемента И 34.

Появление этого импульса приводит к тому, что в момент ti на первом выходе D-триггера 45 сигнал с «1» падает до «О», и на выходе элемента И 49 происходит то же самое, а на втором выходе D-триггера 45 наоборот — сигнал с «О» возрастает до «!» (благодаря тому, что в момент tl сигнал на втором выходе блока 39 управления возрос до уровня «1»). Сигнал, равный «!», поступая с второго входа D-триггера 45 на

1381373

5 вход элемента И вЂ” НЕ 50, открывает его для прохождения прямоугольных импульсов с генератора 54 через делитель 55, далее на второй вход подготовленного к счету счетчи ка 41, тем самым запуская счет цифрового табло 57, которое индицирует количество, пришедших от счетчика 41 через дешифра рор 56 импульсов, которые следуют с перио дом в одну секунду. С момента ti и до окончания испытаний (момента t ) устройство для оценки химической стойкости работает tp т в автоматическом режиме, не требуя учас- с тия человека. э

По мере воздействия агрессивной среды, дистиллированной воды, механической нагрузки на испытуемые образцы 9 последние деформируются, что приводит к тому, что платформа 23 опускается, причем неравномерно: индентор 24, который опущен в камеру 2, заполненную агрессивной средой, опускается быстрее, чем индентор 24, опущенный в камеру 2, заполненную дистиллиро ванной водой, индентор 24, опущенный в камеру 2, заполненную дистиллированной водой, опускается быстрее, чем индентор 24, опущенный в камеру 2, не заполненную жид костями. При этом вершина треугольной платформы 23, в которой закреплен инден,. тор 24, опускающийся в камеру 2, заполнен. ную агрессивной средой, опустится быстрее других вершин к фиксатору 28 и разомкнет размыкающий контакт. Размыкание первого контакта 28 приводит к тому, что на выходе формирователя «0», на выходе дифференцирующей цепочки 33, а, следовательно, и на выходе элемента И 34 появляется импульс., Появление второго импульса на выходе элемента И 34 приводит к тому, что сигнал с второго выхода D-триггера 45, равный «1», перезаписывается на второй выход D-триггера 46, а на первом выходе D-триггера 46 сигнал падает до уровня, соответствующего «О». На втором выходе D-триггера 45 сигнал падает до «О», что приводит к остановке счетчика 41, так как íà его вход не проходят импульсы с выхода .элемента И—

НЕ 50. Появление «1» на первом входе элемента И вЂ” НЕ 51 приводит к тому, что прямоугольные импульсы с выхода делителя 55 проходят на вход счетчика 42 с выхода элемента И вЂ” НЕ 51, а следовательно, начинает индицировать время с момента tz табло 59 цифровой индикации. В момент срабатывания второго размыкающего контакта фиксатора 28 (момент времени tz, соответствующий моменту достижения второй вершиной треугольной платформы 23 второго фиксатора 28, индентор 24, закрепленный в этой вершине, опущен в камеру 2, заполненную дистиллированной водой) на выходе формирователя 35 логического уровня сигнал падает до уровня «О», а на выходе дифференцирующей цепочки 36 в этот момент проходит импульс, что приводит к одновременном у появлению импульса прямоугольной формы на выходе элемента И 34. Появление третьего импульса на выходе элемента

И 34 приводит к перезаписи «1» с второго выхода D-триггера 46 на второй выход Dтриггера 47, при этом на первом входе Ртриггера 47 сигнал падает до «О» на вторых выходах D-триггеров 45 и 46 сигналы равны «0», при появлении импульса на первых входах D-триггеров 45 — 48 с выхода элемена И 34 на их вторых выходах перезапиывается информация, которая была до того на их третьих входах с выхода элемента И 49. «1» с второго выхода D-триггера 47 поступает на первый вход элемента И вЂ” НЕ 52, что приводит к прохожде15 нию прямоугольных импульсов на вход счетчика 43, а следовательно, на табло 61 цифровой индикации начинает индицироваться текущее время с момента времени 1з.

После срабатывания третьего размыкающего контакта фиксатора 28 (момент времени t<, соответствующий моменту достижения третьей вершиной треугольной платформы 23 третьего фиксатора 28, индентор 24, закрепленный в этой вершине, опущен в ра25 бочую полость 2, не заполненную жидкостями) на выходе формирователя 37 логического уровня сигнал падает до «О», а на выходе дифференцирующей цепочки 38 в этот момент проходит импульс, что приводит к одновременному появлению импульса прямоЗР угольной формы на выходе элемента и 34.

Появление четвертого импульса на выходе элемента И 34 приводит к перезаписи

«!» с второго выхода D-триггера 47 на второй выход D-триггера 48, при этом на первом выходе D-триггера 48 сигнал падает

З5 до «О». «1» с второго выхода D-триггера 48 поступает на первый вход элемента И вЂ” НЕ 53, что приводит к прохождению прямоугольных импульсов на вход сигнализатора 44, а следовательно, к срабатыва4р нию сигнализатора 44 (в качестве сигнализатора используется, например, электронный ключ, который, замыкаясь с частотой приходящих на его вход прямоугольных импульсов, включает и выключает электрическую лампу, мигание электрической лампы

45 соответствует завершению цикла испытаний), Использование в качестве фиксаторов размыкающих контактов 28 позволяет значительно повысить надежность работы устройства: повышает помехоустойчивость от внешних воздействий (электрических магнитных полей), практически исключается влияние изменения температуры в лаборатории на размыкающие контакты 28, упрощается проведение метрологической аттестации и проверки устройства, 55 Оценка химической стойкости полимерных пленочных материалов производится по коэффициентам )i и 1, которые расчитываются по следующим формулам:

1381373

Т(Т2 +Т2

Т1 Т1 где Т +Т вЂ” время с момента начала испытаний до того момента, как образец 9, находящийся в контакте с дистиллированной водой, прогнется под действием сосредоточенной нагрузки до фиксированной стрелы прогиба (фиксированная стрела прогиба задается микрометрическим винтом 17);

Ti+ To+ Ta — время с момента начала испы15 таний до того момента, как образец 9, не находящийся в контакте с жидкостями, прогнется под действием сосредоточенной нагрузки до фиксированной 20 стрелы прогиба (фиксирован- ная стрела прогиба задается микрометрическим винтом 171;

Т вЂ” время с момента начала испытаний до того момента, как об25

35

Формула изобретения

Т .72 Т3 ) p 72 72 +Тз

Т Т Ti T разец 9, находящийся в контакте с агрессивной средой, прогнется под действием сосредоточенной нагрузки до фиксированной стрелы прогиба (фиксированная стрела прогиба задается микрометрическим винтом 17), а коэффициент l позволяет оценивать химическую стойкость по дистиллированной воде; коэффициент 1 — химическую стойкость по воздуху.

1. Устройство для оценки химической стойкости полимерных пленочных материалов, содержащее основание, установленную на основании камеру для среды, средства крепления испытуемых образцов материалов, нагружатель, фиксатор стрелы прогиба образца и связанный с ним регистратор, отличающееся тем, что, с целью сокращения длительности и повышения достоверности оценки, оно снабжено двумя дополнительными камерами, которые выполнены коническими, оси всех камер пересекают одну окружность, проходящую через ось первой, и лежат на одинаковом расстоянии одна от другой, и цилиндрическим кожухом с продольными прорезями на боковой поверхности, жестко закрепленным на основании, нагружатель выполнен в виде установленного в кожухе с возможностью возвратно-поступательного перемещения диска с выступами на боковой поверхности, размещенными в прорезях кожуха; и тремя отверстиями, оси которых совпадают с ося40

55 ми камер, установленных на диске треугольной платформы, жестко закрепленных в вершинах платформы трех инденторов, размещенных в отверстиях диска вдоль их осей, и груза, установленного в центре платформы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор стрелы прогиба выполнен в виде установленных на диске трех микрометрических винтов и размыкающих контактов, установленных на торцах винтов и взаимодействующих при испытаниях с платформой.

3. Устройство по пп. и 2, отличающееся тем, что регистратор содержит блок управления, три формирователя логического уровня, четыре дифференцирующие цепочки, два элемента И, четыре D-триггера, четыре элемента И вЂ” HE, три счетчика. три дешифратора, генератор прямоугольных импульсов, делитель, сигнализатор, три табло цифровой индикации и источник питания, выход первого размыкающего контакта через первый формирователь логического уровня и первую дифференцирующую цепочку подсоединен к первому выходу элемента И, выход второго размыкающего контакта через второй формирователь логического уровня и вторую дифференцирующую цепочку подсоединен к второму выходу первого элемента И, выход третьего размыкающего контакта через третий формирователь логического уровня и третью диффренцируюн ую цепочку подсоединен к третьему входу первого элемента И, первый выход блока управления подключен к первому входу трех счетчиков, первому входу сигнализатора и через четвертую дифференцирующую цепочку к четвертому входу первого элемента И, выход которого подсоединен к первому входу четырех D-триггеров, второй выход блока управления подсоединен к вторым входам четырех D-триггеров, первые выходы которых подсоединены к входу второго элемента И, выход которого подключен к третьему входу первого D-триггера, второй выход первого D-триггера подсоединен к третьему входу второго

D-триггера и к первому входу первого элемента И вЂ” НЕ, второй выход второго D-триггера подключен к первому входу второго элемента И вЂ” НЕ и к третьему входу третьего D-триггера, второй выход которого подсоединен к третьему входу четвертого D-триггера и к первому входу третьего элемента И вЂ” HE, второй выход четвертого D-триггера подключен к первому входу четвертого элемента И вЂ” НЕ, генератор прямоугольных импульсов через делитель подсоединен к вторым входам четырех элементв И вЂ” HE, выход первого элемента И вЂ” НЕ подключен к второму входу первого счетчика, выход которого через первый дешифратор подсоединен к первому табло цифровой индикации, выход второго элемента И вЂ” НЕ подключен к второму входу второго счетчика, выход которого

1381373

9 через второй дешифратор подсоединен к второму табло цифровой индикации, выход третьего элемента И вЂ” НЕ подключен к второму входу третьего счетчика, выход которого через третий дешифратор подсоединен к третьему табло цифровой индикации, а выход четвертого элемента И вЂ” HE подключен к второму входу сигнализатора..Б-Б фиг 5 фиг.б

Составитель Э. Карпиловская

Редактор Е. Конча Техред И. Верес Корректор М. Максимишинец

3а каз 839/38 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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