Стенд для определения газопроницаемости пористых изделий и материалов

 

Союз - Советскик

Сот(1иакнстнческнк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ())) 8983ОО ф .Г (61 ) Допол ни тельное к а вт. с вид-ву— (22) Заявлено 27.1279 (21) 2860055/18-25 с присоединением заявки .М) (23) Приоритет—

Опубликовано 1501.82. Бюллетень М 2

Дата опубликования описания 1501.82 (5l)M. Кл.

G 01 1)1 15/08

3Ъоударстаенаый комитет

СССР ао делам кзобретений н открытий (53) УДК 620.18. .002(088.8) (72) Авторы изобретения

В.К. Лашков .и P.À. Хайкин (7l) Заявитель

Специальное проектно-конструкторское и г бюро химического и нефтяного машино (54) СТЕНД ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТИ

ПОРИСТЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к испытательной технике, а именно к определению газопроницаемости гидравлического сопротивления пористых изделий, изготовленных, например, методом порошковой металлургии. 5

Известно устройство для определения водопроницаемости текстильных материалов,которое содержит корпус, штуцер с центральным отверстием, крышку для прижима материала и индикаторы Hpopîëüíoãо и поперечного натяжений материала (1 1.

Наиболее близким по технической сущности и решаемым задачам к изобретению является стенд для определения газопроницаемости пористых изделий с применением выпускаемых промышленностью газовых счетчиков и ротаметров. Стенд содержит измерительную и напорные емкости и установленный между ними с целью создания постоянного давления поплавковый регулятор уровня напорного столба жидкости j2 ), Этот стенд имеет следующие недос- татки. Вследствие того, что давление создается напором столба воды, допускается очень незначительный диапазон перепада давления (верхний предел

200 мм вод.ст.), что явно недостаточно при испытании, например, спеченных пористых изделий порошковой металлургии. К собственным погрешностям стенда прибавляются погрешности его основных приборов, используемых в качестве расходомеров. Диапазон измерения зависит от технической характеристики счетчиков и ротаметров, что заставляет в большинстве случаев устанавливать на стенде несколько приборов одновременно, каждйй из которых требует периодической проверки; стенд в этом случае получается громоздким и ненадежным в части достоверности получаемых результатов. Пропускаемый воздух во всех случаях имеет контакт с жидкостью, т.е. насыщен водяными парами, что в некоторыж

898300

10

50 случаях недопустимо по условиям испытания. Нежелательно много последовательных ручных закрытий и открытий запорной арматуры в процессе испытания. Фиксация времени производится испытателем, что требует весьма значительного внимания; оценка результата зависит .в этом случае от субъективности испытателя.

Цель изобретения — повышение точности измерений, расширение функциональных возможностей, уменьшение погрешностей, связанных с возможными колебаниями температуры газа, Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем аппара-. туру подготовки газообразной среды, стол и механизм крепления пористых изделий или образцов пористого материала, напорная и измерительные емкости совмещены и выполнены в виде полого цилиндра с подвижной перегородкой, могущей перемещаться в сторону измерительной емкости и фиксироваться в любом промежуточном положении от перемещения в обратном направлении и разделяющей цилиндр на две полости, одна из которых напорная, другая измерительная, имеющие общий подвод среды через питающий трубопровод с комплектом аппаратуры и распределитель с функцией ИЛИ-ИЛИ. Измерительная емкость посредством автономного выпускного трубопровода с комплектом аппаратуры соединена с пористым изделием или образцом пористого мате- . риала;

Подвижная перегородка, используемая в качестве разделителя полостей, имеет в этом случае следующие решающие преимущества перед типовым поршнем пневматических цилиндров . при

;движении перегородки, возникающем при вытеснении среды из одной полости, .,путем перепуска той же среды в по(лость по другую сторону перегородки, :соблюдается равенство величин давлений по обе стороны перегородки (при движении поршня при тех же условиях всегда имеется неравенство величин давлений по обе стороны поршня, возникающее за счет неравенства полезной площади в полости поршня и полости штока).. Равенство давлений по обе стороны Перегородки исключает опасность про-фЗ никновения среды по другую сторону перегородки сквозь уплотнение в подвижном соединении, т. е. гарантирует точность замера запасенного количества газа. В случае же применения поршня для предотвращения самоперепуска среды необходимо выполнить абсолютно надежное уплотнение с гарантией, а это в конкретном случае может быть нецелесообразным.

Равенство величин давления по обе . стороны перегородки в процессе истечения весьма наглядно при пользовании стендом и исключает возможные неправильные толкования ; в случае надобности может быть сведена практически к нулю необходимая минимальная разность в настройке регуляторов давления на питающем трубопроводе и на трубопроводе, идущем к изделию.

Применение перегородки вместо поршня позволяет упростить конструкцию, устранив конструктивные трудности,накладываемые условиями дви жения: перемещение по мере истечения среды, фиксация в обратном направлении, легкое перемещение в обоих направлениях, например, вручную, при помощи маховичка, при настройке по шкале. В койй" лекте аппаратуры выпускного трубопро вода, идущего к изделию, установлен прибор, например репе давления, срабатывающий при изменении величины давления, например при резком падении давления в момент опорожнения полости, и дающий выходной сигнал,.например электрический, на прибор времени, на" пример на электрический секундомер.

Фиксатор подвижной перегородки вы полнен в виде входящей внутрь цилиндт ра упорной скалки, перемещающейся ьдоль оси цилиндра в обе стороны посредством винтовой самотормозящейся пары, например, вручную при помощи маховичка.

На наружном конце скалки закреплена стрелка-указатель, перемещающаяся .совместно со скалкой. На неподвижном основании против стрелки укреплена шкала с делениями, градуирования, например, в единицах объема.

В комплектах аппаратуры питающего и выпускного трубопроводов установле ны термоустройства, например электро-. нагреватели, управляемые приборами контроля температуры, например элек троконтактными термометрами, установленными на тех же трубопроводах в потоке проходящего газа.

898300

Такое устройство стенда позволяет знать количество газа, предназначенного для пропуска через изделие или образец, и поддерживать в процессе истечения постоянное давление перед изделием, тем самым гарантировать определение результатов при постоянстве перепада давления вплоть до полного опорожнения полости цилиндра.

Отсутствие необходимости в визуальном10 наблюдении и контроле за приборами, регулирующими давление и температуру, а также отсутствие необходимости наб" людения за приборами времени уменьшает вероятность погрешностей при . 15 определении результатов, увеличивает производительность труда и делает стенд пригодным для использования как в лабораториях, так и в цеховых условиях. 20

На чертеже схематически показан стенд для измерения газепроницаемости.

В составе стенда имеется полый ци. — . линдр 1, разделенный подвижной пере- у городкой 2 на две полости — полость

А и полость Б..Упорная скалка 3 с самотормозящимся винтом 4 служат упором-фиксатором для подвижной перегородки 2, На конце упорной скалки 3 З0 закреплена стрелка-указатель 5. Против стрелки на неподвижной основе закреплена шкала 6 с делениями. Трубопровод 7 присоединен к распределителю 8 с функцией ИЛИ-ИЛИ. Выходы распределителя 8 соединены трубопроводами с полостями А и Б цилиндра 1. Трубопроводом 9 полость

Б соединяется с испытуемым изделием или образцом 10 ° Между распределите40 аем 8 и трубопроводом 9 установлен обратный клапан 11, допускающий на1травление потока газа только от распределителя 8 и запирающий проход в обратном направлении. На трубопрово45

:де 7 установлен комплект аппаратуры, обеспечивающий постоянство параметров газа,(давление, температура ), поступающего в полости цилиндра 1. Это регулятор давления 12,термоустройство, например электронагреватель 13,и приббр контроля температуры с выходными сигналами, например электроконтактный термометр 14. На трубопроводе 9 установ лен запорный орган, например вентиль

15 с электромагнитным приводом, а также свой комплект аппаратуры для

Поддержания постоянства параметров газа, поступающего непосредственно в изделие или образец. Так,по направлению потока (от полости Б к изделию 10) имеются регулятор давления

16, термоустройство, например электронагреватель 17, прибор с выходными сигналами для контроля температуры, например электроконтактный термометр 18. В конце трубопровода 9 установлено реле давления 19 с выходным сигналом, например электрическим, об изменении давления. Для контроля давления в полости Б предусмотрен указатель давления 20; контроль давления на входе газа в изделие — по указателю давления, например манометру 21, Реле давления 21.имеет выходной сиг- . нал и связь, например электрическую, с прибором времени, например электрическим секундомером 22.

На чертеже не изображена общепринятая аппаратура, необходимость кото-, рой на большинстве магистралей с газообразной средой широко известна специалистам: фильтры, маслораспылители, осушители, предохранительные клапаны и т.д.

Устройство работает следующим образом.

Вращением винта 4 скалка 3 с помощью стрелки-указателя 5 и шкалы 6, градуированной в единицах измерения объема, устанавливается в нужное по" ложение, определяемое желаемым объемом полости Б. В трубопровод 7 из магистрали или баллона подается рабочая среда, например сжатый воздух.

Регулятор давления 12 настраивают иа необходимое давление в полости Б.

Контроль величины давления — по указателю 20. Нужное давление определяется необходимым количеством газа, запасаемым в полости Б. Пересчет количества газа, находящегося под .давлением, в газ, находящийся в иных условиях, например в условиях по

ГССТ 2939-63 или в условиях барометри ческого давления, в момент испытания производится по общеизвестным формулам (например, при давлении до 1 МПа в температурном интервале С вЂ” 50 С о вполне достаточную точность дают фор мулы, вытекающие из закона Клайперона — Менделеева; в другом конкретном случае может быть вполне достаточно формулы закона Бойля — Мариотта).

Переключением распределителя, например пневмораспределителя 8 с электро магнитным управлением, газ подается в полость А, подвод от полости Б к

898300 распределителю 8 автоматически перекрывается, например, обратным клапа/ ном 11. Открытием вентиля 15 создается возможность поступления газа к изделию или образцу. Запасенный в по- g лости Б газ поступает по трубопроводу

9 к изделию или образцу 10 под постоянным давлением, определяемым настройкой регулятора давления 16. Стабильность работы регулятора 16 обеспечи- 1О вается стабильностью давления перед регулятором 16, обеспечиваемым равенством давлений в полостях А и Б в течение всего процесса истечения вплоть до полного опорожнения полости Б.Одновременно с открытием вентиля 15 включается прибор времени, например электрический секундомер 2?. В процессе истечения газа через изделие (образец) перегородка 2 под давлением пос- 2g тупающего в полость А газа отходит от скалки 3 и движется вправо (см. чертеж) со скоростью, зависящей от пропускной способности пористого изделия (образца), т.е. его газопрони- 25 цаемости. В момент упора перегородки 2 .в стенку цилиндра 1 давление в тру— бопроводе 9 резко падает, реле давления !9 срабатывает и дает выходной сигнал, например электрический, на ЗО прибор времени, например электричес— кий секундомер 22. Ход секундомера останавливается, и тем самым фиксируется время, в течение которого произошло истечение заданного количества газа через изделие (образец) при заданном давлении. Тем самым определяется расход при конкретном перепаде давления, который выражается количеством газа, прошедшим через иэ- О делие (образец).в единицу времени.

Для поддержания; температуры в заданном интервале установлены термоустройства: на входе — термоустройство

13 (например, электронагреватель) с управлением от прибора 14 контроля температуры с выходными сигналами

-(например, электроконтактный термометр) и на выходе — термоустройство

17 с управлением от прибора контроля температуры 18, Стенд может быть применен в лабораториях и на предприятиях, выпускающих металлокерамические пористые изделия, например изделия порошковой металлургии и др.

Формула изобретения

1. Стенд для определения газопроницаемости пористых изделий и материалов, содержащий аппаратуру подготовки газообразной среды, стол и механизм крепления пористых иэделий или образцов материалов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей, напорная и измерительная емкости совмещены и выполнены в виде полого цилиндра с подвижной перегородкой, могущей перемещаться в одну сторону и фиксироваться в любом промежуточном положении от перемещения в обратном направлении и разделяющей цилиндр на две полости, оцна из которых напорная, другая измерительная, имеющие общий подвод среды через питающий трубопровод с комплектом аппаратуры и распределитель с функцией ИЛИ-ИЛИ и выпускной трубопровод с комплектом аппаратуры, соединяющий измерительную емкость с пористым изделием или образцом.

2. Стенд по п. 1„ о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью возможности наблюдения фиксированного положения подвижной перегородки, фиксатор перегородки выполнен в виде входящей внутрь цилиндра упорной скалки, перемещающейся посредством винтовой пары совместно с закрепленной на наружном конце стрелкой-указателем вдоль оси цилиндра, и неподвижно закрепленной шкалы с Делениями., 3. Стенд па п. 1, о т л и ч а ю шийся тем, что., c целью уменьшения погрешностей, связанных с возможными колебаниями температуры газа, в комплектах аппаратуры питающего и выпускного трубопроводов установлены термоустройства, управляемые приборами контроля температуры, установленными на тех же трубопроводах в потоке проходящего газа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 311180, кл. G 01 !1 15/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 237442, кл. G О1 N 7/10, 1967 (прототип) 898300

Составитель В. Алексеев .Редактор M „Циткина Техред Т.Маточка Корректор М. Коста

Заказ )1938/59 Тираж 882 ° Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4