Самогоризонтируемое устройство для исследования поверхностных явлений, смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах



Самогоризонтируемое устройство для исследования поверхностных явлений, смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах
Самогоризонтируемое устройство для исследования поверхностных явлений, смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах

 


Владельцы патента RU 2536798:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет пищевых производств" (RU)

Изобретение относится к гироскопическим устройствам. Может быть преимущественно использовано для исследования поверхностных явлений смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах.

Самогоризонтируемое устройство включает корпус 1, выполненный из керамики, молибдена или стали, в верхней части которого установлен промежуточный элемент 2, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, закрепленный двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1, самогоризонтируемый столик 4, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, в нижней части которого расположен массивный груз 5, который может быть выполнен съемным и соединяться через соединительный стержень 6; самогоризонтируемый столик 4 закреплен двумя стержнями 7 в промежуточном элементе 2, причем стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу. В нижней части корпуса 1 расположены упоры 8 для фиксирования массивного груза 5.

Техническим результатом является то, что устройство позволяет проводить исследования при размещении его в печи с контролируемой атмосферой и в печи с воздушным нагревом. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к гироскопическим устройствам. Может быть преимущественно использовано для исследования поверхностных явлений смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах.

Известно гироскопическое устройство, содержащее основание 1 с опорой 2 для оси три и размещенный на оси ротор 4, обладающий способностью сохранять направление линии оси 0-0 собственного вращения ω. Гироскопическое устройство может быть использовано преимущественно на средствах передвижения, в частности, содержащих гироскопы с массивными роторами. Роторы 5А и 5В с противоположными направлениями вращения размещают последовательно вдоль линии O-O осей на осях 4А и 4В, связанных с боковыми опорами 2А и 2В и общей центральной опорой 3. Каждый из роторов расположен на своей оси асимметрично относительно опор оси с меньшим расстоянием от каждого из роторов до центральной опоры по сравнению с расстоянием от каждого из роторов до боковой опоры оси. При этом на центральную опору гироскопические силы действуют совместно в одном направлении со стороны обоих роторов, а на каждую из боковых опор гироскопическая сила действует только со стороны одного из роторов. Изобретение позволяет расширить область применения гироскопического устройства (патент РФ №2390725).

Недостатком аналога является отсутствие возможности использования методов исследования поверхностных явлений (смачивания и растекания) при размещении устройства в печи с контролируемой атмосферой (вакуумная печь, контейнер), помещаемого в печь с воздушным нагревом либо сушильным шкафом с температурой от 50 до 400°C.

Известно устройство для определения поверхностного натяжения и краевых углов смачивания металлических жидкостей. Установка состоит из вакуумной камеры 1, 2 - печь, 3 - паромасляный насос, 4 - форвакуумный насос, 5 - объектив, 6 - кассетная часть, 7 - пружины, 8 - образец металла на исследуемой подложке, 9 - очередные образцы, 10 - сильфон, 11 - вакуумный клапан, 12 - резервуар для очищенного инертного газа, 13 - горизонтальный шток, 14 - кварцевая призма или зеркало, 15 - конденсатор, 16 - осветитель, 17 - вертикальный шток. Горизонтирование проводилось за счет пружин (Контактные явления в металлических расплавах. Ю.В. Найдич, "Наукова Думка", Киев - 1972 г., стр.45).

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является установка для исследования кинетики растекания, состоящая из: 1 - вакуумная камера, 2 - монометрические лампы, 3 - патрубки с фланцами, 4 - стальные плиты, 5 - каркас, 6 - амортизаторы, 7 - винтовая опора, 8 - печь сопротивления, 9 - измерительная ячейка, 10 - осветитель, 11 - длиннофокусный объектив, 12 - система трех зеркал, 13 - фотопластинка, 14 - кинокамера. Данное устройство горизонтировалось за счет выравнивания винтовых опор (Методы исследования и свойства границ раздела контактирующих фаз. "Наукова Думка", Киев - 1977 г., стр.54).

У аналога и прототипа недостатком является отсутствие возможности использования методов исследования поверхностных явлений (смачивания и растекания) при размещении устройства в печи с контролируемой атмосферой (вакуумная печь, контейнер), помещаемого в печь с воздушным нагревом либо сушильным шкафом с температурой от 50 до 400°C, а также то, что горизонтирование проводится полностью всей установки.

Задача изобретения на разработку самогоризонтируемого устройства, позволяющего проводить исследования при размещении устройства в печи с контролируемой атмосферой (вакуумная печь, контейнер), помещаемого в печь с воздушным нагревом.

Поставленная задача решается в предлагаемом самогоризонтируемом устройстве, включающем корпус, в верхней части которого установлен промежуточный элемент, закрепленный двумя стержнями к стенке корпуса, самогоризонтируемый столик, в нижней части которого расположен массивный груз, столик закреплен двумя стержнями в промежуточном элементе, причем стержни располагаются взаимно - перпендикулярно друг другу, а в нижней части корпуса расположены упоры для фиксирования массивного груза.

Целесообразно корпус, промежуточный элемент и столик выполнять в форме, определяемой формой печи или контейнера.

Целесообразно корпус выполнять из керамики, молибдена или стали.

Целесообразно промежуточный элемент выполнять из такого же материала, что и корпус или отличаться от него.

Целесообразно самогоризонтируемый столик выполнять из такого же материала, что и корпус или отличаться от него.

Целесообразно стержни для закрепления элементов устройства изготавливать из более жаропрочного материала и низким коэффициентом трения, чем материал, из которого выполнены эти элементы.

Целесообразно массивный груз выполнять из такого же материала, что и корпус или отличатся от него.

Целесообразно массивный груз выполнять съемным.

Целесообразно массивный груз соединять с самогоризонтируемым столиком через соединительный стержень.

Корпус, промежуточный элемент и столик выполняют любой формы, определяемой формой печи или контейнера. Например, в случае использования устройства в квадратном контейнере, целесообразно изготавливать устройство квадратной формы для наибольшего размещения исследуемых образцов на поверхности столика. Таким же образом если печь имеет круглую форму, то целесообразно изготавливать устройство круглой формы.

Корпус, промежуточный элемент, самогоризонтируемый столик, массивный груз могут быть выполнены из керамики, молибдена или стали. Материал выбирают в зависимости от температурного режима проводимых исследований поверхностных явлений.

Варианты сочетания выполнения данных элементов устройства из разных материалов могут быть отличны, в целях экономии дорогостоящего материала.

Устройство позволяет исследовать процессы смачивания и растекания при нагреве в вакууме и инертной или активной газовых средах при температурах до 1500…2000°C.

Массивный груз выполняют съемным и соединяют через соединительный стержень в целях удобства замены столика и экономии в случае выполнения груза из дорогостоящего материала.

Столик крепится к промежуточному элементу при помощи двух стержней, находящихся на одной оси. Промежуточный элемент крепится к корпусу так же, но стержни расположены на оси, перпендикулярной первой оси. Так как стержни расположены на двух пересекающихся осях они позволяют грузу регулировать положение столика в двух плоскостях. Столик принимает горизонтальное положение благодаря тяжести массивного груза и стержней, установленных именно таким способом.

Самогоризонтируемое устройство может размещаться в печи, сушильном шкафу, вакуумной печи, основание которых горизонтально не выровнено и не требует горизонтирования всей установки, в которой оно будет располагаться.

Данное устройство может быть использовано при любых газовых средах и температурах.

Стержни для закрепления элементов устройства изготавливаются из более жаропрочного материала с низким коэффициентом трения, чем материал из которого выполнены эти элементы.

Изобретение поясняется чертежами.

На Рис.1 - общий вид устройства круглой формы; на рис.2 - вид сверху.

Самогоризонтируемое устройство включает корпус 1, выполненный из керамики, молибдена или стали, в верхней части которого установлен промежуточный элемент 2, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, закрепленный двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1, самогоризонтируемый столик 4, выполненный из такого же материала, что и корпус 1 или отличающийся от него, в нижней части которого расположен массивный груз 5, который может быть выполнен съемным и соединяться через соединительный стержень 6; самогоризонтируемый столик 4 закреплен двумя стержнями 7 в промежуточном элементе 2, причем стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу. В нижней части корпуса 1 расположены упоры 8 для фиксирования массивного груза 5. На рис.1 и 2 позицией 9 показаны навески образцов и позицией 10 - пластины исследуемого материала.

Корпус 1, промежуточный элемент 2 и самогоризонтируемый столик 4 выполнены в форме, определяемой формой печи или контейнера.

Устройство работает следующим образом.

На поверхности самогоризонтируемого столика 4 (Рис.1, 2) размещают пластины 10 из исследуемого материала, на поверхность которых помещают навески образцов 9. Столик 4 закрепляют в промежуточном элементе 2 двумя стержнями 7, находящимися на одной оси, устанавливают в верхней части корпуса 1, и закрепляют двумя стержнями 3 к стенке корпуса 1. Устройство помещают в печь и убирают упоры 8, необходимые в случае выполнения массивного груза 5 из хрупких материалов (молибден, керамика) для предотвращения сколов при случайном ударе, и соединенного с самогоризонтируемым столиком 4, посредством соединительного стержня 6.

Так как стержни 3 и 7 расположены взаимно - перпендикулярно друг другу на двух пересекающихся осях они позволяют массивному грузу 5, расположенному в нижней части самогоризонтируемого столика 4, регулировать положение в двух плоскостях, в результате чего столик принимает горизонтальное положение.

Самогоризонтирование обеспечивает формирование после растекания окружностей геометрически правильной и постоянной формы, площадь которых легко измеряется, вычисляется при измерении диаметров двух взаимно-перпендикулярных направлений. Последнее обстоятельство обеспечивает корректное определение влияния температуры, химического состава контактирующих материалов и активности газовой среды.

После проведения исследования, самогоризонтируемое устройство вынимают из печи, охлаждают, ставят упоры 8. С самогоризонтируемого столика 4 снимают пластины 10 из исследуемого материала, на поверхности которых были размещены навески образцов 9.

Устройство готово к дальнейшей эксплуатации.

Техническим результатом является то, что устройство позволяет проводить исследования при размещении его в печи с контролируемой атмосферой и в печи с воздушным нагревом.

1. Самогоризонтируемое устройство, включающее корпус, в верхней части которого установлен промежуточный элемент, закрепленный двумя стержнями к стенке корпуса, самогоризонтируемый столик, в нижней части которого расположен массивный груз, столик закреплен двумя стержнями в промежуточном элементе, причем стержни располагаются взаимно-перпендикулярно друг другу, а в нижней части корпуса расположены упоры для фиксирования массивного груза.

2. Самогоризонтируемое устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус, промежуточный элемент и столик могут быть выполнены в форме, определяемой формой печи или контейнера.

3. Самогоризонтируемое устройство по п.2, отличающееся тем, что корпус выполнен из керамики, молибдена или стали.

4. Самогоризонтируемое устройство по п.3, отличающееся тем, что промежуточный элемент может быть выполнен из такого же материала, что и корпус или отличатся от него.

5. Самогоризонтируемое устройство по п.4, отличающееся тем, что самогоризонтируемый столик может быть выполнен из такого же материала, что и корпус или отличатся от него.

6. Самогоризонтируемое устройство по п.5, отличающееся тем, что стержни для закрепления элементов устройства изготавливаются из более жаропрочного материала с низким коэффициентом трения, чем материал из которого выполнены эти элементы.

7. Самогоризонтируемое устройство по п.4, отличающееся тем, что массивный груз может быть выполнен из такого же материала, что и корпус или отличатся от него.

8. Самогоризонтируемое устройство по п.7, отличающееся тем, что массивный груз может быть выполнен съемным.

9. Самогоризонтируемое устройство по п.8, отличающееся тем, что массивный груз соединяется с самогоризонтируемым столиком через соединительный стержень.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области поверхностных явлений и может быть использовано для оценки свойств жидкостей, различных поверхностей и свойств веществ в разных отраслях промышленности и в том числе в нанотехнологиях и порошковой металлургии.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании процессов массопереноса в капиллярно-пористых материалах для определения коэффициентов диффузии влаги в строительных материалах и конструкциях, а также в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к способам определения аэрационной способности пенообразователей, используемых в технологии пенобетонов, и может быть использовано для оценки эффективности использования пенообразующих добавок, корректировки рецептуры пенобетонных смесей. Способ определения аэрационного потенциала пенообразователей, используемых в технологии пенобетонов, включает приготовление рабочего раствора пенообразователя, измерение температуры рабочего раствора пенообразователя и приготовление пены.

Изобретение относится к области оценки свойств дисперсных материалов и может быть использовано для разработки энергетических нанотехнологий в разных отраслях промышленности и областях знаний, а также для разработки и управления самоорганизующихся систем, открывает возможности для изучения новых принципов построения технических устройств.

Изобретение относится к области определения физико-химических свойств поверхностей и может быть использовано для оценки степени гидрофильности хвои, предварительно обработанной водяным паром.

Изобретение относится к области исследования свойств взаимодействия поверхности с флюидами и может быть использовано для определения теплоты адсорбции и смачивания поверхности.

Изобретение относится к области исследования характеристик порошковых материалов, в частности их смачиваемости. Целью изобретения является разработка более точного способа определения смачиваемости порошков.

Изобретения относятся к области определения значений параметров, характеризующих физико-химические свойства материалов, например коэффициентов диффузии, по величине электропроводности, и могут найти применение в порошковой металлургии, в изучении процессов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза, в материаловедении и физике твердого тела.

Изобретение относится к методам металлографического анализа образцов стали и определения трехмерной топографии поверхности и ее структуры при помощи сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ).

Изобретение относится к нанотехнологиям и методам проведения металлографического анализа образцов и определения трехмерной топографии их поверхности и структуры с помощью атомно-силовой микроскопии при разрешающей способности в нанометровом диапазоне.

Изобретение относится к вибрационным гироскопам. Гироскопическая система производит измерения при помощи вибрационного гироскопа, который вибрирует в первом положении вибрации и передает сигнал измерений.

Изобретение относится к вибрационным датчикам гироскопического типа. Резонатор (3)датчика содержит корпус из материала на основе кремния с по меньшей мере одной резонансной частью (Z), имеющей по меньшей мере один участок, покрытый электропроводящим слоем, и по меньшей мере один участок, не покрытый проводящим слоем.

Изобретение может быть использовано при производстве навигационных приборов. Способ балансировки металлического зубчатого резонатора волнового твердотельного гироскопа заключается в том, что измеряют параметры неуравновешенной массы, рассчитывают массу, подлежащую удалению с каждого балансировочного зубца, и удаляют неуравновешенную массу с поверхности балансировочных зубцов путем электрохимического растворения, при этом каждый зубец погружают в отдельную ванну с электролитом и через поверхность каждого зубца пропускают заранее рассчитанный электрический заряд, величину которого регулируют временем пропускания постоянного тока.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной и авиационно-космической техники.

Изобретение относится к области точного приборостроения и может быть использовано в различных устройствах ориентации подвижных объектов, в частности при производстве надежных малогабаритных гироскопов-акселерометров для приборов подземной навигации - инклинометров.

Изобретение относится к твердотельным волновым гироскопам (ТВГ), которые используются для определения угловых перемещений в составе блоков навигационных устройств наземной, морской, авиационной и космической техники.

Изобретение относится к гироскопическим системам, которые основаны на использовании вибрационных гироскопов. В гироскопической системе, содержащей по меньшей мере четыре вибрационных гироскопа, первое измерение обеспечивается вибрационным гироскопом, подлежащим калибровке, и второе измерение обеспечивается комбинацией измерений из других вибрационных гироскопов системы.

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано при создании динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ). Сущность изобретения заключается в том, что магнитная система содержит кольцевой магнитопровод с П-образным сечением из магнитомягкого материала, на внутреннем выступе которого закреплен магнит с радиальной намагниченностью, образующий с внешним выступом магнитопровода рабочий зазор, при этом кромки полюсного наконечника и магнита закруглены.

Изобретение относится к области измерительной техники и интегральной электроники, а именно к интегральным измерительным элементам величины угловой скорости. Гироскоп содержит две инерционные массы, выполненные в виде пластин с гребенчатыми структурами, на которых расположены пластины электродов, образующие с пластинами электродов, закрепленных на гребенчатых структурах диэлектрической подложки, плоские конденсаторы, являющиеся датчиками колебаний инерционных масс относительно диэлектрической подложки.

Изобретение относится к навигации и может быть использовано, например, в качестве компаса и для определения севера. Способ определения курса осуществляется с помощью инерциального устройства (1), содержащего, как минимум, один вибрационный угловой датчик (3) с резонатором, связанным с детекторным устройством и устройством для ввода данного резонатора в состояние вибрации, соединенными с управляющим устройством, служащим для обеспечения первого режима работы, при котором вибрация может свободно изменяться в угловой системе координат резонатора, и второго режима работы, при котором поддерживается определенный угол колебаний вибратора в системе координат резонатора.

Изобретение относится к области приборостроения - лазерным датчикам угловой скорости, применяемым в навигационных системах, и может быть использовано в волоконно-оптических гироскопах на основе эффекта Саньяка. Лазерный волоконно-оптический датчик угловой скорости с объемной фурье-голограммой содержит последовательно размещенные и оптически связанные источник когерентного оптического излучения, расщепитель луча, кольцевое одномодовое оптическое волокно, фотоприемник и электрически связанный с фотоприемником блок обработки сигнала, в схему перед фотоприемником включены последовательно расположенные оптический объектив и фотопластинка с объемной фурье-голограммой, экспонированной по закону: 0≤sinQ<d/h, где d<h; Q - угол между фотопластинкой с объемной фурье-голограммой и отражателем, установленным за ней в процессе экспонирования; h -расстояние по нормали от точечного источника когерентного оптического излучения до плоскости эмульсии фотопластинки с объемной фурье-голограммой; d - расстояние между плоскостью эмульсии фотопластинки с объемной фурье-голограммой и отражателем вдоль нормали от точечного источника когерентного оптического излучения до плоскости эмульсии фотопластинки с объемной фурье-голограммой. Технический результат - возможность повышения пороговой чувствительности измерения угловой скорости. 2 ил.
Наверх