Устройство для измерения объема пористых волокнистых материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву д 49274 (22) Заявлено 150776 (21) 2386263/18-15 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

Опубликовано 05,0379,. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 050379 (51) М. Кл.

G 01 F 17/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 638. 221. 6 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.A.Àçèìoâ, LI.Ä.Áóðõàíîâ и С.В. Кузьмин (71) Заявитель

Физико-технический институт им. С.B,Ñòàðoäóáöåâà

Академии наук Узбекской ССР (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОБЪЕМА

ПОРИСТЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к шелководству, и может быть использовано при определении шелковой массы коконов.

Известно устройство для измерения объема живых коконов, содержащее вспомогательную и рабочую емкости и манометр для сравнения давлений lj.

Однако в таких устройствах во время одного цикла измерений объема

10 коконов необходимо снимать крышку с рабочей емкости для загрузки ее коконами, вследствие чего внутри рабочей емкости может изменяться масса, влажность и температура воздуха, кро- 15 ме того при перестановке крышки может измениться объем самой рабочей емкости.

Все это вносит неконтролируемую погрешность в величину избыточного давления.

По основному авт.св. 492747 известно устройство для измерения объема пористых волокнистых материалов,содержащее рабочую, вспомогательную и две запоминающие емкости, помещенные в термостат.

НедостатоК этого устройства заключается в том, что в процессе измерения объема а Ч коконов во вспомога- З0 тельную камеру накачивают избыточное давление до величины, например, P = 0,01 кгс/cM 2. При этом величину Р* измеряют датчиком микро1 перепада относительно давления Р в запоминающей емкости. После этого открывают клапан в емкостях и устанавливается некоторое давление P которое фигурирует в конечной формуле для объема коконов:

На самом деле величина Р остает1 ся неизмеренной. Величина давления

Р1 может быть близка по значению к

Р„», если объем запоминающей емкости значительно меньше, чем объем вспомогательной камеры. Таким образом всегда Р с Р . В итоге появляется погрешность, связанная с заменой в окончательной формуле неизвестного давления Р на Р1 ..

Р, -Р2

ЬЧ Ч - Ч... (2) ра о

Кроме того, данное устройство может измерять объем, а следовательно. шелконосность только сухих коконов, так как при измерении объема живых

651199 (влажных) коконов перепад давления между рабочей и запоминающей емкостями будет зависеть еще и от парциального давления паров воды, выделяемых влажными куколками. На практике гораздо важнее определять шелконосность живых коконов во время сдачи — прием- 5 ки коконов заготовителями на коконосушилки и приемные пункты.

В данном устройстве емкости помещены в термостат. В процессе измере- )Q ния объема коконов значительное время (до 10 минут) уходит на выравнивание температуры в емкостях после перепускания воздуха из одной емкости в другую. 15

Цель изобретения состоит в увеличении точности и быстродействия измерения объема живых коконов.

Достигается это тем, что в цепь между фильтром и вспомогательной емкостью введены осушитель воздуха и змеевик, вспомогательная и рабочая емкости снабжены датчиками температуры, а запоминающая емкость — крышкой.

На чертеже схематически изображено предложенное устройство.

Устройство для измерения объема пористых волокнистых материалов состоит из компрессора 1, ресивера 2,, фильтра 3, осушителя 4 и змеевика ЗО

5, вспомогательной емкости 6, рабочей емкости 7 с крышкой 8, запоминающей емкости 9 с крышкой 10 и защитной сеткой 11, клапанов 12, 13-15, датчика микроперепадов давления 16 с измерительно-регистрирующим (давление) прибором 17, термостата 18, датчиков температуры 19 и 20 с измерительно-регистрирующим (температуру) прибором 21.

Измерение объема живых коконов . осуществляют следующим образом (вариант без использования датчиков температуры).

В рабочую емкость 7 загружают партию живых коконов, шелконосность которых необходимо определить, и герметично закрывают крышкой 8. Далее в запоминающую емкость 9 загружают живые коконы из той же партии и того же веса, что и в рабочую емкость, и герметично закрывают крышкой 10 и защитной сеткой 11. Клапан 15 закрыт а клапаны 12-14 открыты, и во всех емкостях устанавливается атмосферное давление P . 55

Затем клапан 13 закрывают. Через некоторое время давление во всех емкостях несколько возрастает до величины Р за счет испарения влаги из живых куколок. После этого клапаны 60

12 и 14 эакрывают, клапан 15 открывают и компрессором 1 через ресивер

2, фильтр 3, осушитель воздуха 4 и змеевик 5 нагревают осушенный воздух с температурой, равной температуре термостата во вспомогательную емкость 6. Естественно, что при этом парциальное давление паров влаги во вспомогательной емкости 6 не меняется. Перепад между запоминающей емкостью 9 и вспомогательной емкостью

6 измеряют датчиком микроперепада

16 и регистрируют прибором 17. При достижении перепада давления какой2 либо величины, например 0,02 кгс/см закрывают клапан 15, а компрессор 1 отключают. Регистрируют перепад давления между емкостями 6 и 9:

Состояние системы в этом случае можно описать уравнением Клапейрона—

Менделеева для вспомогательной емкости 6, объемом V и для рабочей емкости 7 объемом Ч2 соответственно:

mq

Р9= — RT (4)

1 (М

) o (V -ЬЧ) = — RT (5) где m „и mz- массы газа в объемах

Ч,и V> соответственно;

М грамм-молекула газа;

ЬЧ вЂ” искомый объем коконов;

T температура в термостате.

Далее открывают клапан 14. Давление в емкости 6 снизится за счет вытекания из нее части воздуха в рабочую емкость 7 и через некоторое время в емкостях 6 и 7 установится новое давление Р g . Тогда для этих емкостей уравнение Клапейрона-Менделеева будет иметь вид:

Р2 (Ч Ч ЬЧ ) RT . (6)

М

Датчик 16 зафиксирует перепад давления:

ЬР Р Р (Л

При подставлении соотношения (4) и (5) в (6) получим:

Р2 (Ч Ч вЂ” дЧ) = РЧ Р (Чд-дЧ) (8)

Отсюда выражение для искомого объема ь Ч коконов следующее:

ЬЧ=Ч ч Ч ьР

1 2 1 ЬР+

При известной величине объемов вспомогательной и рабочей емкостей

Ч„ и V> соответственно, а также при получении перепадов давлений

1о "ЬР -рд Рд посредством датчика 16, по вышеуказанной формуле (9) можно получить искомый объем дЧ коконов.

Рассмотрим второй вариант с использованием датчиков температуры. В этом случае время., необходимое для измерения объема образца коконов, уменьшится. Весь цикл измерения проходит

Nq

R (1о)

1 (V>-ЬЧ)= R (И) о

Р2 th„+ шд (Ч„ Ч -ьЧ) R, х (42) Формула изобретения

P Р»

T Т+ дч=v v -ч

2 Р Я

Т2 Те как и в первом варианте лишь с тем отличием, что термостат 18 теперь не используют, а температуру в емкостях 6 и 7 регистрируют, датчиками температуры 19 и 20 соответственно.

Тогда уравнения (4), (5) и (6) будут иметь вид соответственно: где Т и Т" — температуры в объемах

» V соответственно до перепускания воздуха из емкости 6 в рабочую емкость

Т,— температура в объемах

V и V< после перепускания.

Из уравнений (10), (11) и (12) для искомого объема ьЧ живых коконов получают следующее выражение: или с учетом (3) и (7): р даР Р» о о дч*ч„ч,-v„

Тг Т»

Давление Ро легко измерить относительно атмосферного давления Ро с помощью другого датчика микроперепа1199 6 дов давления. Остальные параметры, такие как дР,bP, измеряют датчиком микроперепадов давления 16, Т, Т и Т вЂ” датчиками температуры 19 и 20. При известной величине объемов Ч„и Ч по формуле (14) можно

5 получить искомый объем живых коконов.

Внесение в устройство дополнительных элементов, таких как крышка для загрузки запоминающей емкости коконами, сетка для отделения коконов внутри запоминающей емкости от датчика микроперепадов давления, силикагелевый осушитель воздуха и змеевик позволяют измерить объем, а следовательно, шелконосность живых коконов, снизить погрешность измерений до 0,5Ъ.

Использование в устройстве датчиков температуры позволяет сделать устройство достаточно быстродействующим (один цикл изменений менее 15 минут) .

Устройство для измерения объема пористых волокнистых материалов по авт. св. Р 492747, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и быстродействия измерения объема живых коконов,в цепь между фильтром и вспомогательной емкостью введены осушитель воздуха и

30 змеевик, вспомогательная и рабочая емкости снабжены датчиками температуры, а запоминающая емкость — крышкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. авторское свидетельство СССР

Р 372454, кл. G 01 F 17/00, 1971.

651199

Г ! ! ! ! ! ! !

I ! ! !

Составитель В.Косовец

Редактор М.Васильева Техред С.Мигай Корректор В.Куприянов

Заказ 789/38 Тираж 86 5 Подписное цНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул. Проектная, 4