Устройство для определения водоупорности текстильных материалов

 

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для измерения и оценки водозащитной способности ткани. Устройство содержит форсунку, узел для расположения образца, средства для подачи жидкости и определения времени полного промокания. Узел для расположения образца выполнен в виде датчика, установленного с возможностью вращения относительно горизонтальной оси и представляющего собой плоскую пластину, выполненную из фольгированного медью стеклотекстолита с чередованием дорожек, обработанных сплавами на основе олова и вытравленных фотохимпечатью. Средство для подачи жидкости выполнено в виде гибкого шланга, заканчивающегося форсункой, установленной с возможностью регулирования ее положения по вертикали, при этом ее ось проходит через центр датчика. Электрическая схема устройства содержит выпрямители. Данное устройство позволяет проводить комплексную оценку функциональных характеристик водозащитности текстильных материалов. 3 ил.

Изобретение относится к легкой промышленности и может быть использовано для измерения и оценки водозащитной способности ткани в текстильной промышленности, а также пакетов материалов, узлов, швов и участков готовых деталей в швейной промышленности.

Известен прибор для определения промокаемости текстильных материалов, содержащий форсунку, узел крепления образца, приспособление для подачи жидкости в форсунку, смонтированное на станине, и средство для определения времени промокания [1] . При промокании образца происходит замыкание электрической цепи и выключение измерителя времени, по показаниям которого судят о промокаемости образца.

Недостатком такого прибора является то, что он не отражает реальные условия эксплуатации изделия с учетом его пространственного расположения и различных погодных условий.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является прибор для определения промокаемости текстильных материалов [2,3] , содержащий форсунку, узел крепления образца и приспособление для подачи жидкости в форсунку, смонтированные на станине, и средство для определения времени промокания. В этом приборе узел крепления образца представляет собой пяльцы, образованные опорной плитой и прижимом в виде емкости с боковыми сливными патрубками, при этом форсунка помещена в емкость, а дно емкости имеет отверстие для размещения опорной плиты. При этом с целью регулирования зазора между соплами форсунки и образцом опорная плита связана со станиной посредством шарнирно-рычажного параллелограмма.

Недостатком этого прибора является то, что он пригоден лишь для тканей с водоотталкивающей отделкой, так как предусматривает наличие некоторого постоянного промежутка времени для достижения постоянной высоты столба воды над образцом. Кроме того, в ходе опыта воздействие жидкости осуществляется равномерно по всей поверхности пробы, что не позволяет точно определить наиболее уязвимый участок пробы (например, шов).

Техническим результатом изобретения является комплексная оценка функциональных характеристик водозащитности текстильных материалов и швейных изделий.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для определения водоупорности текстильных материалов, содержащем форсунку, узел для расположения образца, средства для подачи жидкости и определения времени промокаемости, согласно изобретению, узел для расположения образца выполнен в виде датчика, установленного с возможностью вращения относительно горизонтальной оси и представляющего собой плоскую пластину, выполненную из фольгированного медью стеклотекстолита с чередованием дорожек, обработанных сплавами на основе олова и вытравленных фотохимпечатью, средство для подачи жидкости выполнено в виде гибкого шланга, заканчивающегося форсункой, установленной с возможностью регулирования ее положения по вертикали, при этом ее ось проходит через центр датчика. Кроме того, электрическая схема устройства содержит выпрямитель.

На фиг. 1 показан общий вид заявляемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема работы устройства; на фиг. 3 - электрическая схема.

Устройство для определения водоупорности текстильного материала состоит (фиг. 1) из основания 1, на котором закреплены блок автоматического управления 2, электрический секундомер 3, средство 4 подачи жидкости и датчик 5.

Блок автоматического управления 2 представляет собой (фиг. 1, фиг. 2) емкость, выполненную из изоляционного материала, в которой расположены блоки включения 6 и выключения 7 секундомера 3, трансформатор 8 с диодным мостом 9 (на фиг. 1 не показан) для выпрямления электрического тока, тумблер включения 10, лампочка-индикатор 11 и вилка 12 включения устройства в сеть. Подаваемое к блоку автоматического управления 2 напряжение 220 В преобразуется трансформатором 8 и выпрямителями 9 до 12 В.

Блоки включения 6 и выключения 7 секундомера 3 аналогичны по своему строению и состоят (фиг. 3) из полупроводниковых усилителей V₂-V₃ и V₅-V₆ соответственно и электромагнитных реле K₁ и К₂ соответственно.

Тумблер включения 10 соединен с двигателем электрического секундомера 3, а блоки включения 6 и выключения 7 секундомера с электромагнитом секундомера 3, запускающим его в работу. Для установки шкалы секундомера 3 в нулевое положение на нем предусмотрена кнопка сброса 13.

Блок включения 6 секундомера 3 проводами a и b соединен с датчиком включения 14, являющегося частью средства 4 для подачи жидкости.

Средство 4 подачи жидкости включает в себя штатив 15, закрепленный на основании 1. Высота штатива 15 регулируется с помощью винта 16. На верхнем конце штатива 15 расположено кольцо 17. На штативе 15 перпендикулярно к нему при помощи стопорного винта 18 неподвижно закреплен стержень 19 с отверстием и фиксирующим винтом 20 на конце. Через кольцо 17 штатива 15 и отверстие на конце стержня 19, плотно фиксируемый винтом 20, проходит гибкий шланг 21. Один конец шланга 21 подключен к водопроводной сети через запорный кран 22, регулирующий подачу воды, и расходомер 23, контролирующий интенсивность (напор) струи воды. На другом конце шланга 21 находится герметично соединенная с ним форсунка 24. В непосредственной близости к вершине форсунки 24 (около 3 мм) внутри шланга 21 установлена тонкая нихромовая игла 25. При этом контур форсунки 24 и игла 25 в совокупности представляют собой датчик включения 14 секундомера 3. Игла 25 соединена проводом а с блоком включения 6 секундомера 3. Провод b соединяет соответственно блок включения 6 и форсунку 24. Форсунка 24 располагается над и строго по центру датчика включения 5 секундомера 3.

Датчик выключения 5 соединен с блоком выключения 7 секундомера 3 посредством электрических проводов c и d. Датчик выключения 5 секундомера 3 представляет собой плоскую пластину, выполненную из фольгированного медью стеклотекстолита, на котором способом фотохимпечати вытравлены дорожки шириной 0,3 мм с зазором между ними 2 мм. Для предотвращения окисления меди дорожки обработаны сплавами на основе олова.

Датчик выключения 5 закреплен на основании 1 с помощью двух металлических стоек 26. К стойкам 26 датчик выключения 5 крепится через металлические уголки 27 и винты 28, позволяющие ему свободно вращаться вокруг своей горизонтальной оси. На одной из стоек 26 неподвижно закреплена градуировочная шкала 29 поворота от 0^o до 90^o с ценой деления 1^o так, чтобы при горизонтальном расположении датчика выключения 5 верхний край его соответствовал 0^o шкалы 29. Этот край отмечен красной линией и является контрольной стрелкой 30 для установки угла наклона испытуемой пробы 31 к струе воды. Испытуемая проба 31 располагается на поверхности датчика выключения 5 и крепится к нему с помощью зажимов 32 (проба 31 на фиг. 1 не показана).

Для слива воды под датчиком выключения 5 на основании 1 закреплен поддон 33, который с помощью патрубков 34, проходящих через отверстия в основании 1, соединен с емкостью для приема воды (на фиг. 1 и фиг. 2 не показана).

Датчик выключения 5 секундомера может быть выполнен в двух вариантах: закрепленным на основании, как описано выше, или переносным.

Переносной датчик имеет аналогичное строение, но меньшие параметры, что позволяет определять время сквозного промокания любого участка готового швейного изделия или объемной поверхности, не вырезая при этом пробу, то есть проводить испытания неразрушающими методами контроля. При этом зажимы выполнены таким образом, что позволяют закреплять датчик непосредственно к изнаночной стороне готового швейного изделия. Следует отметить также, что пониженное напряжение 12В не представляет опасности для жизни человека. Таким образом, с помощью устройства можно определять время сквозного промокания участков готовых швейных изделий или объемных поверхностей (палаток, чехлов, тентов) непосредственно на фигуре человека или на манекене.

Устройство для определения водоупорности текстильного материала работает следующим образом (фиг. 1,2).

Перед началом испытаний выбирают условия воздействия воды на пробу: угол наклона пробы к струе воды, интенсивность струи и высоту падения струи.

Возможность размещения пробы в устройстве под определенным четко фиксируемым углом наклона к струе воды позволяет имитировать положение исследуемого участка швейного изделия на фигуре человека или в пространстве для объемных тентовых и паковочных швейных изделий. Расположение пробы при проведении измерений в соответствии с конкретным пространственным размещением элементарного участка или узла швейного изделия по отношению к воздействию струи воды при эксплуатации позволит получить более достоверные результаты водозащитных свойств этого изделия.

В свою очередь изменения интенсивности струи воды и высоты падения струи на пробу позволяют имитировать определенные условия воздействия водяной струи в реальных условиях действия атмосферных осадков или вредных производственных факторов. Интенсивность струи воды и высота ее падения в комплексе определяют общее давление струи воды при испытаниях и площадь воздействия струи на пробу, а следовательно, такой фактор эксплуатационных нагрузок, как удельное давление воды на элементарный участок пробы, может изменяться в более широких пределах. Возможность плавного изменения и точного фиксирования названных параметров: угол наклона пробы к струе воды, интенсивность струи и высота падения струи значительно расширяют исследовательский диапазон заявляемого устройства.

Испытуемая проба 31 закрепляется при помощи зажимов 32 на датчике выключения 5 секундомера 3. С помощью контрольной стрелки 30 на боковой поверхности датчика выключения 5 по градуировочной шкале 29 устанавливается необходимый угол наклона пробы к струе воды. Заданное в исследованиях расстояние h (высота падения струи) между нижним краем форсунки 24 и поверхностью испытуемой пробы 31 устанавливается при помощи регулирующего винта 16 штатива 15, на котором закреплена форсунка 24. При этом форсунка 24 расположена по центру датчика выключения 5 секундомера 3, то есть струя падает в центр испытуемой пробы, затем стекает в поддон 33 и сливается по патрубкам 34 в емкость для приема воды. Интенсивность струи регулируется запорным краном 22 и контролируется по расходомеру 23.

При включении прибора в электрическую сеть вилкой 12, а затем тумблером 10 ток подается на обмотку трансформатора 8, затем на мост выпрямителей 9 (выходное напряжение моста 12В) и далее к блокам включения 6 и выключения 7 секундомера 3, подготавливая их к работе.

Параллельно с этим напряжение 220 В из сети подается на двигатель электрического секундомера 3, также подготавливая секундомер к работе, и на лампочку-индикатор 11, сигнализирующую о готовности устройства к работе.

При включении запорного крана 22 вода устремляется по шлангу 21 с определенным напором, который регулируется запорным краном 22 и контролируется с помощью расходомера воды 23.

При отсутствии струи воды сопротивление в цепи R₁ - датчик включения 14 - R₂ велико, поэтому ток в этой цепи практически отсутствует и потенциал базы транзистора V₂ = 0 (фиг. 3). При этом транзисторы V₂ и V₃ закрыты и реле K₁ включения секундомера не работает.

При включении установки струя воды, являясь проводником, практически мгновенно замыкает между собой иглу 25 и корпус форсунки 24, и по цепи R₁ - датчик включения 14 - R₂ начинает протекать ток и потенциал на базе транзистора V₂ возрастает. Транзисторы V₂ и V₃ открываются, через реле K₁ начинает протекать ток, и оно срабатывает. При этом его контакты К_1.1 и К_1.2 замыкаются, контакт K_1.1 шунтирует датчик включения 14 и обеспечивает реле K₁ устойчивое включенное состояние, а контакт K_1.2 включает секундомер 3, начиная отсчет времени воздействия струи воды до момента сквозного промокания пробы.

При дальнейшем ходе эксперимента вода поступает на поверхность испытуемой пробы 31, расположенной под определенным углом к струе воды, а секундомер 3 отсчитывает продолжительность опыта.

После сквозного промокания ткани хотя бы в одной точке просочившаяся на изнаночную сторону пробы 31 влага, попадая на поверхность датчика выключения 5 секундомера 3, замыкает медные дорожки, по цепи R₃ - датчик выключения 5 -R₄ начинает протекать ток, потенциал базы транзистора V₅ увеличивается и срабатывает реле К₂. Контакт К_2.1 шунтирует датчик выключения 5 и обеспечивает реле K₂ постоянно включенное состояние, а контакт К_2.2 выключает секундомер 3.

Малое изоляционное расстояние между дорожками (0,3 мм) обеспечивает большую точность эксперимента (радиус промокшего участка 0,15 мм).

После отключения секундомера 3 закрывается запорный кран 22 и подача воды на поверхность испытуемой пробы 31 прекращается.

Время работы секундомера 3 между включением реле K₁ и К₂ принимается за время сквозного промокания испытуемого образца и свидетельствует о водоупорности исследуемой пробы. Полученный результат считывается по шкале секундомера с точностью до 0,01 с.

Преимущества предлагаемого устройства состоят в том, что оно позволяет учесть при оценке водозащитной способности пробы угол ее наклона к струе, являющийся суммой угла наклона детали в изделии и угла падения струи, имитируя пространственное расположение изделия.

Кроме угла наклона пробы, устройство позволяет имитировать различные погодные условия посредством изменения в широких пределах параметров падающих струй токопроводящей жидкости, которые зависят от формы форсунки, количества отверстий в ней и их диаметра, а также изменять динамику эксперимента путем регулирования давления подачи воды в шланге 21, степенью открытия запорного крана 22 и установлением необходимой высоты падения струй, т. е. расстояния h между нижним краем форсунки 24 и поверхностью испытуемой пробы 31, с помощью регулирующего винта 16 на штативе 15.

Устройство позволяет измерить продолжительность времени до сквозного промокания участков готового швейного изделия, текстильного материала или объемной оболочки в виде чехлов, палаток, тентов неразрушающими методами контроля за счет использования переносного датчика с зажимами закрепления его на изнаночной стороне исследуемого объекта. Использование выпрямителей, преобразующих подаваемое напряжение 220 В до 12 В, не представляющее опасности для жизни человека, позволяет проводить эксперименты непосредственно на фигуре человека.

При применении специальной форсунки, обеспечивающей подачу одиночной заданных параметров струи токопроводящий жидкости, происходит точечное воздействие жидкости на пробу и в этом случае устройство позволяет четко определять водозащитную способность любого локального участка пробы путем установления места падения струи необходимого диаметра в исследуемый участок пробы (на шов, на строчку, на ткань, на многослойный участок) и поэтому может быть использовано в швейной промышленности для исследований водозащитной способности швов, узлов и участков деталей одежды.

Источники информации 1. А. С. СССР 613240 кл. G 01 N 33/36 - БИ 24, 1978.

2. А. С. СССР 578598 кл. G 01 N 15/08 - БИ 40, 1977.

3. Гребенчиков Е. Н. Новый прибор для определения водоупорности текстильных материалов. - Текстильная промышленность, 10, 1985, с. 53-54.

Формула изобретения

Устройство для определения водоупорности текстильных материалов, содержащее форсунку, узел для расположения образца, средства для подачи жидкости и определения времени полного промокания, отличающееся тем, что узел для расположения образца выполнен в виде датчика, установленного с возможностью вращения относительно горизонтальной оси и представляющего собой плоскую пластину, выполненную из фольгированного медью стеклотекстолита с чередованием дорожек, обработанных сплавами на основе олова и вытравленных фотохимпечатью, средство для подачи жидкости выполнено в виде гибкого шланга, заканчивающегося форсункой, установленной с возможностью регулирования ее положения по вертикали, при этом ее ось проходит через центр датчика, а электрическая схема устройства содержит выпрямители.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3