Устройство для исследования проницаемости пористых материалов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

\»

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 0407,79 (21)2792391/18-25 (51) M с присоединением заявки Но

G 01 N 15/08

Государственный коиитет

СССР но дедаи изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150981. Бюллетень 19 34

Дата опубликования описания 15.09.81 (53) УДК 539.217.1 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.М. Поляев и A.Ë. Синцов

Московское ордена Ленина, ордена Октябрьско. РеЪо и ордена Трудового Красного Знамени высшее техни училище им. Н.Э. Баумана (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ

ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к контрольно-,измерительной и экспериментальной технике и может быть использовано для контроля исследования структурных своеств (максимального и .среднего размеров пор) проницаемых материалов в металлургии, целлюлозно-бумажной, текстильной, химической и других отраслях прбмышленности.

Известен способ определения структурных свойств проницаемых материалов путем вытеснения сжатым газом жидкости из проницаемого материала. Определяя давление, при котором происходит 15 прорыв пузырька газа через проницаемый материал, по известным зависимостям вычисляют его структурные характеристики.

В установке для определения давле- 20 ния удержания жидкости перфорированными пластинами и сетками используемый обраэец устанавливается в прозрачном канале. Перепад давления на образце создается и фиксируется разницей уровней жидкости в ги,яравлически соединенных между собой канале и прозрачной трубе, в которую помещен канал. Момент прорыва газа через испытываемую перфорированную пластину 30 или сетку фиксируется визуально или с помощью кино-фотоаппарата (13 . К недостаткам данной установки мощ.но отнести большие искажения при визуальном наблюдении или фотографировании пузырька газа, так как имеется большое количество цилиндрических поверхностей раздела сред (воздух, стекло, жидкость — стекло и т.д.) .

Кроме того, для создания больших перепадов давления необходимо увеличить габариты установки и(50 кПа соот ветствует 5 м вод.ст.) .

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для исследования проницае мости пористых материалов, содержащеф закрепленные на основании две камеры газовую и жидкостную, полости которых соединены с источниками сжатого газа. Образец исследуемого. материала устанавливается между камерами. В верхней камере (жидкостной) имеется патрубок, соединенный трубопроводом с герметичным резервуаром, причем резервуар расположен ниже испытательной камеры. В верхнюю полость под действием давления сжатого возду» ха через трубопровод и патрубок нагнетается жидкость иэ резервуара, а

864066 в нижнюю подается через регулятор давления сжатый воздух. По давлению, при котором происходит прорыв пузырька газа, исполь зуя известные зависимости, определяют характеристики исследуемого пористого листа. Для смены образца необходимо слить жидкость .иэ испытательной камеры в резервуар, для чего последний дренируется L2) .

Данное устройство имеет ряд недостатков, а именно необходимо сливать жидкость иэ испытательной камеры при смене образца исследуемого пористого материала, что увеличивает время подготовки эксперимента и усложняет установку; негерметичность испытательной камеры сильно ограничивает круг 15 жидкостей, с которыми можно проводить испытания (так как большинство технических жидкостей токсичны), обуславливает загрязнение жидкости твердыми частицами, парами других жидкос- Я тей и т.д., находящихся в окружающем воздухе, приводит к тому, что испытания можно проводить только при атмосферном давлении; конструкция испытательной камеры не позволяет проводить 75 другие исследования пористых материалов, например влияние сил гравитации, виброперегрузок и т.д.

Цель изобретения — повышение эффективности работы при определении структурных свойств пористых материалов и расширение возможного диапазона исследований капиллярных явлений в проницаемых листовых материалах.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем закрепленные на основании две камеры газовую и жидкостную полости которых соединены с источниками сжатого газа, жидкостная камера выполнена и виде герметичного сосуда, а газовая .- 4О в виде вставленногo в жидкостную камеру стакана, в торце которого закреплен образец, причем камеры установлены на основании с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и фиксации в любом угловом положении.

На чертеже изображено предлагаемое устройство (разрез), общий вид.

Устройство содержит основание 1 с закрепленными на нем цапфами 2. В щ гладких отверстиях цапф 2 подвижно установлена жидкостная камера 3. Угловое положение камеры 3 фиксируется с помощью резьбовых стопоров 4.

Кроме того, в жидкостной камере 3 выполнено несколько прозрачных иллюминаторов 5, служащих для визуального наблюдения исследуемых явлений и герметиэирующих ее. Газовая камера 6 герметично сочленена с жидкостной камерой 3 и представляеи собой 66 фигурный стакан,на торце которого с помощью накидной гайки 7 закреплен образец испытываемого материала 8. С другого торца газовая камера 6 эагерметиэирована посредствОм иллюми- 45 натора 9. В жидкостной камере 3 выполнен ряд каналов, которые заканчиваются штуцерами: канал 10, пред" назначенный для заправки жидкостной, камеры 3 жидкостью и ее слива, причем он может быть использован для подачи. газа под давлением Р - канал 11; служащий для подачи газа под давлением Р< в жидкостную камеру

3; канал 12,соединенный с каналом 13, выполненным в газовой камере 6, и служащий дая подачи газа под давлением в последнюю; каналы 14 и 15, служащие для контроля давления в газовой

6 и жидкостной Э камерах посредством манометров 16 и 17 и перепада давления между ними с помощью датчика 18.

Устройство работает следующим образом.

После того, как предварительно пропитанный жидкостью образец 8 закреплен на торце камеры 6 и она сочленена с жидкостной камерой 3, в последнюю по каналу 10 заливают жидкость до уровня A. От источников сжатого газа (на чертеже не показаны) по каналам ll и 12 в жидкостную и газовую камеру подают газ под давлением Р1 и Р . Далее, уменьшая давление Р или увеличивая Рл, фиксируют момент прорыва газа через образец

8. Иомент прорыва газа можно зафиксировать визуально, наблюдая за процессом в иллюминаторы 5 и 9, а также по записи показаний датчика 18 перепада давления, так как в момент прорыва газа давление в обеих камерах

3 и 6 равно. Для проведения испытаний при других углах ориентации образца 8 относительно вектора земного тяготения камеру 3 поворачивают вокруг оси 3-3 на нужный угол, который фиксируют стопорами 4. Далее порядок работы устройства остается прежним.

Использование предлагаемого устройства повышает эффективность исследований так как для смены образцов нет необходимости сливать жидкость, можно работать с токсичными жидкостями, что расширяет диапазон исследований, можно проводить опыты при любом угле наклона проницаемого листа к направлению силы тяжести, причем камера автономна, что позволяет стыковать ее с другой испытательной аппаратурой, например с вибростендом, стендом для имитации перегрузок и т,д

Формула изобретения

Устройство для исследования проницаемости пористых материалов, содержащее закрепленные на основании две камеры газовую и жидкостную, полости которых соединены с источниками сжато5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

p iI 1 p(Составитель О. Алексеева

Редактор М. Келемеш Техред 14. 1 олинка Корректор У. Пономаренко

Заказ 7763/61 Тираж 910 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП - Патент, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4 го газа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности исследования проницаемости, жидкостная камера выполнена в виде герметич1ного сосуда, а газовая — в виде вставленного в жидкостную камеру стакана, в торце которого закреплен образец, причем камеры установлены на основании с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси и фиксации в любом угловом положении.

1. Брак Д. и др. Системы подачи топлива, использующие силы поверхностного натяжения. Вопросы ракетной техники, 9 3, 1972, с; 4647.

2. Авторское свидетельство СССР р 641325, кл. G 01 N 15/08, 1977 (прототип) .