Устройство для исследования физи-ko-механических характеристик дисперс-ных материалов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскик

Сециалистическик

Феснублик

<111842581

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 0608.79 (21) 2806180 23 33 (53)М. Кл.з с присоединением заявки Мо (23) ПриоритетG 0l N 33/24

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 3006,81, Бюллетень ЙЯ 24

Дата опубликования описания 30.06.81. (53) УДК 620.1. 08 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Н,И. Гамаюнов, Д.М. Стотланд и И.Б. Товбин

Калининский ордена Трудового Красного Знамениполитехнический институт! (pg 1 У (7! ) 3 аявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДИСПЕРСНЫХ

МАТЕР ИАЛО В

Изобретение относится к технике исследования физико-механических характеристик дисперсных материалов, в частности почвогрунтов. 5

Известны термостатирующие шкафы, включающие внутренний термостатированный объем для размещения охлаждаемого материала, с вентилятором, обеспечивающим принудительное циркулирование воздуха внутри (1) и (2), Проведение исследований в таких шкафах-термостатах неудобно из-эа . трудностей по установке датчиков и необходимости открытия шкафа для изъятия одного иэ образцов в процессе опыта. Это нарушает тепловой режим в камере.

° Наиболее близким к предлагаемому является устройство для исследования физико-механических характеристик дисперсных материалов, содержащее шкаф-термостат с размещенным в нем вентилятором и кассетами для образцов, воздуховод с .отверстиями под кассеты и измерительные приспособления (3) .

Иэ-эа расположения кассет с образцами в пространстве в различных направлениях и в разных зонах трубы условия теплопереноса в исследуемом материале неодинаковы для различных кассет. Кроме того, невозможно моделировать процесс тепло — и массо- переноса дисперсных материалов при наличии внешних нагрузок, а также невозможно проводить исследования на образцах большого фбрмата. Наличие второго холодильного шкафа-термостата делает конструкцию устройства дорогостоящей и более энергоемкой. Цель изобретения — упрощение устройства и повышение адекватности моделирования реальных процессов.

Цель достигается тем, что устрой-:ство для исследования физико-механических характеристик дисперсных материалов, ссщержащее шкаф-термостат с размещенными в нем вентилятором,и кассетами для образцов,воэдуховод с отверстиями под кассеты и измерительные приспособления, снабжено вы.полненной со сквозными замкнутыми каналами термостатирующей плитбй, радиаторами с теплоизолированными площадками и комплектами грузов, размещенными в.отверстиях воздуховода над кассетами, при этом шкаф-термостат расположен горизонтально, кассеты для образцов — вертикально и па842581

40 раллельно друг другу, а воздуховод выполнен П-образным.

На фиг. 1 изображено устройство для исследования физико-механических характеристик дисперсных материалов в разрезе, вид спереди; на фиг.2 сечение A-A на фиг. 1.

Устройство содержит горизонтально расположенный шкаф-термостат 1 с замкнутым П-образным воэдуховодом 2, снабженным отверстием 3 под .кассеты

4 с образцами. Через отверстия 3 на поверхность исследуемых образцов установлены радиаторы 5 с теплоизолиррванными площадками 6 и комплектами грузов 7. В верхней части воздуховода 2 установлены контактный 8 и

I контрольный 9 термометры. Внутри шкафа-термостата 1 расположен вентилятор 10, электронагреватель 11 и теплообменник 12 холодильника, .холодильный агрегат 13 которого находится 20 вне теплоиэолированной полости шкафатермостата 1. Для обеспечения требуемой температуры нижнего торца образца в основании под кассеты 4 уложена термостатирующая плита 14 со сквоэ— ными горизонтальными каналами 15 для протекания термостатирующей жидкости от термостата 16, находящегося в полости шкафа-термостата 1. Объем, в котором расположены образцы в кассетах 4 теплоизолирован, причем передняя часть теплоизоляции выполнена в виде съемных щитков 17. .Устройство работает следующим образом.

На контактном термометре 8 задают требуемую температуру воздуха в воэдуховоде 2 и устанавливают образцы в кассетах 4, которые верхней частью .сообщены с отверстиями 3 воздуховода 2. После включения установки включают холодильник 13 и вентилятор

10, прогоняющий воздух через теплообменник 12 холодильника 13 и воздуховод 2 вновь в камеру шкафа-термостата 1. Поддержание постоянной за- 4 данной температуры в воэдуховоде 2 осуществляют автоматически по сигналу контактного термометра 8 и контролируют визуально с помощью контрольного термометра 9. Теплопередача в исследуемом 1материале происходит через верхний конец образца воздуха в воздуховоде 2, В случае моделирования процессов тепломассопереноса беэ Испарения и с внешней нагрузкой сверХУ на образец в кассете 4 через вертикально-соосные отверстия 3 уста- ° навливают радиаторы .5, посредством которых происходит передача тепла.

Верхняя плоскость радиаторов 5 имеет теплоизолированную.площадку 6 и на Щ нее для имитации внешней нагрузки укладывают комплект грузов 7 требуемого веса.

3il

В случае необходимости заданный градиент по высоте исследуемых об- Я разцов обеспечивается термостатированием нижнего торца кассет. Для этого по замкнутым сквозным каналам

15 плиты 17 пропускают незамерзающую жидкость из термостата 16, установленного в полости шкафа-термостата 1.

Для исследований процессов тепломассопереноса .при сушке и нагреве выше температуры окружающего воздуха черех контактный термометр 8 вместо холодильного агрегата 13 включают электронагреватель 11. С целью изучения состояния материала в ходе исследований съемные щитки теплоизоляции

17 в нужном месте снимают и кассету

4 вынимают без существенного нарушения теплового режима опыта.

Таким образом, предлагаемая конструкция установки для исследования физико-механических характеристик дисперсных материалов делает возможным проведение исследований в режимах промерзания с испарением влаги и без испарения влаги, оттаивания с испарением влаги и без испарения влаги нагрева и сушки. Эти режимы могут также сочетаться с внешней нагрузкой на образцы, набор кассет может быть эамещен одной длинной кассетой для проведения исследований на большеразмерных образцах.

Параллельное расположение кассет и возможность проведения исследования на большераэмерных образцах повышают адекватность моделирования реальных процессов. Пенопластовая теплоизоляция кассет не препятствует установке датчиков температуры, влажности, электропроводности, внутреннего давления и т.д., а набор кассет позволяет периодически вынимать образцы для исследований. Расположение кассет с образцами компактной группой на верхней плоскости термостатирующего шкафа, внутри которого поддерживается постоянная температура, обеспечивается термостатом, прогоняющим жидкость по каналам общего основания, лежащего на верхней плоскости шкафа. Такая компоновка устройства позволяет снизить теплопотери в два раза и дает возможность устанавливать термостат непосредственно в полости шкафа-термостата, отказавшись от второго термостатирующего шкафа, что удешевляет конструкцию установки на 40% и снижает энергозатраты в процессе ее эксплуатации почти вдвое.

Формула изобретения

Устройство для исследования физикомеханических характеристик дисперсных материалов, содержащее шкаф-термостат с размещенными в нем вентилятором и кассетами для образцов, воз842581

Pue. f

Pge. 2

Составитель М. Слинько

Редактор Н. Кешеля Техред Ж.Кастелевич Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5070/48 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государях:твенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

---------- — ---------------------- — — — --"- — - Ъ"---- ——

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 духовод с отверстиями под кассеты и измерительные приспособления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства и повышения адекватности моделирования реальных процессов, устройство снабжено выполненной со сквозными замкнутыми каналами термостатирующей плитой, радиаторами с теплоиэолированными площадками и комплектами грузов, размещенными в отверстиях воэдуховода над кассетами, при этом шкаф-термостат расположен горизонтально, а кас6 сеты для образцов — вертикально и параллельно друг другу, а воэдуховод. выполнен П-образным.

:Источники информации, прйнятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 396532, кл, F 25 D 13/02, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

М 501254, кл. F 25 D 13/02, 1974.

3, Ершов Э.Д. Влагоперенос и криогенные текстуры в дисперсных породах.

М, МГУ, 1979, с.. 25-28,