Устройство для определения тепловлагозащитных свойств обуви

 

Изобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано в легкой промышленности для определения теплофизических свойств обуви. Цель изобретения - повышение достоверности определения искомых характеристик путем приближения условий эксперимента к натурным условиям эксплуатации обуви. Устройство содержит камеру, в которой на подставке расположен исследуемый образец обуви. Подставка выполнена в виде измерительного блока, содержащего капиллярно-пористый имитатор почвы с термовлагорегулирующим устройством. Поверхность имитатора с образцом обуви заключена в кожух с размещенным на его поверхности воздуховодом, гидравлически связанным с внутренней полостью кожуха. Во внутренней полости образца обуви размещен теплоноситель в виде металлической дроби и фиксированный источник разогрева, выполненный в виде набора патрубков, связанных между собой посредством гибких элементов из теплопроводного материала. Каждый патрубок снабжен самостоятельным нагревательным элементом, средством для изменения его проходного сечения и датчиками влажности и температуры, размещенными внутри патрубков. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄQQÄÄ 15997>g (g1)g Г Of N 25/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A BTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫ ИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4471403/31-25 (22) 05.08 ° 88 (46) 15.10.90. Hiarr. Р 38 (71) Институт технической теплофизики AH УССР (72) В.Н. Коваленко, Э.H. Малашенко, В.П. Черняк и В,С. Свидер (53) 536.6 (088.8) (56) Лебедев Л.Д., Кедров Л.В. Опре-: деление теплозащнтньх свойств обуви.Кожевенно-обувная промышленность, 1973, Р 3, с. 17-21 °

Кедров Л.В. Теплозащитные свойства обуви. М.: Легкая индустрия, 1979, с. 66-67. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРКДЕЛЕНИЯ ТЕП-

ЛОВЛАГОЗАЩИТНЫХ СВОЙСТВ ОБУВИ (57) Изобретение относится к. экспериментальной теплофизике и может быть использовано в легкой промьппленности для определения теплофизических свойств обуви. Цель изобретения - по" вышение достоверности определения ис" комых характеристик путем.приближеИзобретение относится к экспериментальной теплофизике и может быть использовано в легкой промышленности для .определения теплофизических характеристик обуви как показателей ее тепло- и влагозащитных свойств.

Цель изобретения — повышение достоверности определения искомых харак теристик путем приближения условий

2 ния условий эксперимента к натурным условиям эксплуатации обуви. Устройст во содержит. камеру, в которой на подставке расположен исследуемый образец обуви. Подставка выполнена в виде измерительного блока, содержащего капиллярно-пористый имитатор почвы с термовлагорегулирующим устройством.

Поверхность имитатора с образцом обуви заключена в кожух с размещенным на его поверхности воздуховодом, гицравлически связанным с внутренней полостью кожуха. Во внутренней полости образца обуви размещен теплоноситель в виде металлической дроби и фиксированный источник разогрева, выполненный в виде набора патрубков, связанных между собой посредством гибких элементов из теплопроводного материала. Каждый патрубок снабжен самостоятельным нагревательным элементом, средством для изменения его.проходного сечения и датчиками влажности и температуры, размещенными внутри патрубков. 2 ил. эксперимента к натурным условиям эксплуатации обуви.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, поперечное сечение; на фиг. 2 — источник фиксированного ра зогрева, установленный во внутренней полости образца.

Устройство содержит камеру 1, в основании которой расположен измери1599739 тельный блок 2, вмещающий капиллярнопористый имитатор 3 почвы (эталонный

Материал). В нижней части блока 2. установлена термобатарея 4 с датчиком 5 температуры на поверхности и водяным теплообменником 6. Термобатарея 4 соединена с программным устройством 7, а теплообменник 6 — с холодильным агрегатом 8. В приповерх- 10 ностном слое капиллярно-пористого имитатора 3 расположен диффузионно" проницаемый тепломассомер 9, а на поВерхности имитатора 3 установлен образец 10 обуви, который зафиксирован на- этой поверхности с помощью мани Пуляторов 11, При этом поверхность

Измерительного блока 2 с установленным на ней образцом 10 обуви закрыта кожухом в виде колпака 12, На боковой поверхности колпака 12 винтообраз Но закреплена перфорированная вовнутрь .колпака трубка 13, соединенная с автоматической системой 14 поддержания заданных тепловлажностных параметров 25 бинарной смеси в камере 1 и под кол— паком 12. Кроме того, в верхней части колпака 12 установлен запирающий клапан 15, Тепловлажностные параметры в процессе эксперимента варьируются с помощью лучистых нагревателей 16, вентилятора 17 и контролируются датчиками температуры 18 и влажности 19, подключенными к вторичному прибору 20, 35

В полости образца 10 обуви установ-,. лен источник 21 разогрева, выполненный в виде воздуховода с перформацн ей на боковой поверхности и снабженный пружинистыми фиксаторами -22. Ис- 40 точник 21 разогрева связан с блоком

23 подготовки бинарной смеси, а также с блоком 24 коммутации источника

2i разогрева и вторичнои измерительной аппаратуры, На внутренней поверх- 45 ности образца обуви установлены накладные датчики 25 температуры и влажности, снабженные защитным перфорированным экраном 26. Полость образца 10 обуви заполнена теплоносителем 27 в:виде свинцовой дроби. На-. кладные датчики 25 температуры и. влажности соединены с комбинированным регистрирующим прибором 28 и цифропечатающим устройством 29.

Источник 21 фиксированного разо грева содержит (фиг. 2) перфорированную трубку, выполненную в виде отдельных патрубков 30, связанных между собой посредством эластичных элементов 31 из теплопроводного материала ! (гофр иэ металлической фольги). При !Р этом каждый иэ перфорированных патрубков снабжен нагревательным элемен- . том 32 с датчиком 33 температуры, установленным в высокотеплопроводном перфорированном экране 34. В каждом патрубке установлено средство 35 для изменения его проходного сечения, выполненное в виде шторного затвора, позволяющее варьировать влажность бинарной смеси в полости образца обуви, а также датчики влажности 36 и температуры 37.

Устройство работает следующим образом.

Па внутренней поверхности материала образца 10 обуви в заданных местах или зонах (подошва, стопа) устанавливаются накладные датчики 25 температуры и влажности, снабженные перфорированным экраном 26, В полость образца 10 обуви вводят секционный источник 21 разогрева и закрепляют его в осевом положении с помощью фиксаторов 22, Затем заполняют свободный объем полости образца 10 теплоносителем 27 в виде свинцовой дроби.

С помощью манипуляторов 11 образец

10 обуви размещают в заданном положении под колпаком 12> при этом клапан

15 находится в положении "Закрыто".

В основании камеры 1 герметично устанавливают измерительный блок 2, подключают к вторичной аппаратуре (на фиг. 1 не показана) его измерительные средства. Включают программное уст ойство 7 и набирают в соответствии с планом работ программу изменения во времени температуры на изотермической поверхности термобатареи 4. Соединяют водяной теплообменник б с холодильным агрегатом 8.

После этого с помощью датчика 5 контролируют температуру поверхности термобатареи 4. В. соответствии с показаниями диффузионно-проницаемого тепломассомера 9 определяют заданные начальные значения коэффициентов тепло- и массоотдачи с поверхности капил-.

"лярно-пористого имитатора 3. При этом одновременно с получением информации о характеристиках внешнего тепло- H массообмена с поверхности измерительного блока 2 в камере 1 и под колпа-ком 12 создают и поддерживают с помощью автоматической системы 14 эа1599

5 данные тепловлажностные параметры бинарной смеси, Клапан 15 в этом случае перевс.дят в положение "Открыто".

Контроль за параметрами бинарной сме-. си, поступающей под колпак через перфорации в трубке 13, осуществляют с помощью датчиков температуры 18 и влажности 19, подключенных ко вторич ному прибору 20.

При этом воздух омь|вает поверхность образца обуви и измерительного, блокл ". помощью вентилятора 17, а температура изменяется за счет лучистых нагревателей 16. Затем источник

21 разогрева через блок 24 коммутации подключают к источнику питания и соединяют с блоком 23 подготовки бинарной смеси.

В соответствии с размером и формой колодки образца обуви набирают с помощью эластичных элементов 31 нужное количество перфорированных патрубков 30. Нагревательные элементь1 32 патрубков 30 подключают к блоку 24 коммутации, а датчики влажности и температуры соединяют с комбинированным регистрирующим прибором 28.

Затем согласно плану эксперимента фиксируют положение средства 35 для изменения проходного сечения патрубков 30. С.помощью гибкого воздухопровода соединяют канал секционного источника фиксированного разогрева с блоком 23 подготовки бинарной смеси. . После этого секционный источник 21 фиксированного разогрева устанавливают в полость исследуемого образца обуви и включают вторичную измерительную аппаратуру, осуществляя дифференцированный нагрев, увлажнение теплоносителя и бинарной смеси в полости образца обуви.

В соответствии с планом эксперимента на первом этапе работы проводятся опыты по определению тепло- и влагозащитных свойств обуви, когда образец 10 обуви находится над измерительным блоком 2. На втором этапе опыты проводятся, когда образец 10 установлен непосредственно на поверхности блока 2.

На первом и втором этапах темпе-. ратура поверхности секционного на. гревателя, а соответственно и теплоносителя 27, монотонно возрастает от начальной среднеинтегральной температуры до заданной температуры (например, = 37,0-0 1 C) Одновременно с разогревом теплоносителя 27 в

739 б полость образца 10 обуви с помощью блока 23 подготовки поступает в опрЙделенном количестве бинарная смесь с заданной темпера урой и относительной влажностью.

Варьируя этими параметрами, можно моделировать на внутренней поверхности образца в различных его зонах те или иные тепловлажностные условия.

Контроль за ними осуществляется с помощью датчиков ?5 температуры и влажности, снабженных перфорированными экранами. При этом средневзвешенная температура теплоносителя 27 в фиксируемьп момент времени равна

Сп б ts+ tv, С, 3 где t, з, t„- температура подошвы, под» г»» верха и в районе каблука.

Кроме того фиксируются значения плотно"ти теплового потока q,è темпе» ратуры t ; с поверхности измерительного блока, а также температура воздушного потока и относительная влажность воздуха по показаниям датчиков

18 и 19 и тепломассомера 9.

Критерием оценки совместной теплои влагопередачи через поверхность исследуемого образца обуви являются суммарное тепловое сопротивление и влагопроводность. Постановку эксперимента и обработку результатов измерений производят математическими методами планирования многофакторного эксперимента.

Использование предлагаемого устройства для определения тепло- и влагозащитных свойств обуви и секционного источника фиксированного разогрева позволяет по сравнению с существующим значительно повысить достоверность результатов измерения тепло- и влагозащитных свойств обуви за счет приближения условий эксперимента к реальным условиям эксплуатации обуви, что важно при последующей оценке гигиеничности разрабатываемых моделей образцов обуви.

Формула изобретения

Устройство для определения тепловлагозащитных свойств обуви, содержащее камеру с расположенным в ней на

1 подставке испытываемым образцом, saполненным теплоносителем, источник фиксированного разогрева в виде элект1599739 рического нагревательного элемента, размещенный во внутренней полости образца, а также средства для измерения температуры теплоносителя и окружающей среды, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения достоверности определения искомых характеристйк путем приближения усповий эксперймента к натурным условиям эксплуатации обуви, подставка выполнена в вфде измерительного блока, содержащего капиллярно-пористые имитатор почв с термовлагорегулируюним устройствФм, поверхность имитатора с образцом обуви заключена в кожух с размещенными на его поверхности воздуховодом, гидравлически связанным с внутренней полостью кожуха, а источник

5 фиксированного разогрева выполнен в виде набора перфорированных патрурков, связанных между собой посредством эластичных элементов из теплопроводного материала, при этом каждый О патрубок снабжен самостоятельным нагревательным элементом, средством для изменения его проходного сечения и датчиками температуры и влажности, размещенными внутри патрубков.

1599739

З

З7

Фиг.2

Составитель В. Марченко

Редактор Т. ПарФенова Техред Л, Олийнык Корректор- Н. Ревская

Заказ 3138 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно.-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101