Прилад для оцінки термозахисних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин

1 Прилад для оцінки термозахисних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин, що містить вимірювальний, обчислювальний та тепловий блоки, до складу останнього входять пристрій контролю температури та моменту руйнування, а також пристрій задания граничних умов, що складається з дозатора, запальника та засобу для закріплення проби, який відрізняється тим, що дозатор виконаний у вигляді порожнистого циліндра, нижня основа якого має конусоподібний отвір, який за допомогою зворотної пружини перекритий випускним клапаном, виконаним у вигляді штока, нижній кінець якого за формою і розміром відповідає отвору дозатора, а верхній з'єднаний з електромагнітом, який керується за допомогою обчислювального блока 2 Прилад за п 1, який відрізняється тим, що дозатор пристрою задания граничних умов має вузол регулювання подання рідкої горючої речовини, виконаний у вигляді поршневої системи з вантажами, поздовжня вісь якої збігається з поздовжньою віссю дозатора і через яку проходить шток випускного клапана 3 Прилад за п 1, який відрізняється тим, що запальник пристрою задания граничних умов оснащений нагрівальним елементом, який має можливість переміщення в напрямних за допомогою зворотної пружини і електромагніту, який керується за допомогою обчислювального блока Винахід відноситься до області вивчення теплофізичних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин і може бути використаний в лабораторіях та організаціях, які займаються створенням і дослідженням термозахисних матеріалів і пакетів для засобів індивідуального захисту Відомий пристрій, призначений для визначення доз агресивних факторів, достатніх для пропалювання матеріалів [1, 2] Пристрій містить вузол дозування агресивного фактора (горючої речовини), вузол випробування і контролю температури Вузол дозування вміщує нагрівальну камеру, в якій розташована робоча ємність з горючою речовиною Робоча ємність внизу має отвір, що закривається пробковим краном, яким управляють за допомогою реле часу і зворотної пружини Вузол випробування і контролю температури вміщує кільцевий утримувач проби та термопару з самопищущим потенціометром Пристрій працює наступним чином На горизонтально розташовану пробу матеріалу, закріплену в кільцевому утримувачі з робочої ємності подають рідку речовину КІЛЬКІСТЬ поданої речовини контролюють за допомогою ре ле часу, яке вмикає електромагніт, що відкриває пробковий кран Через певний час реле вимикає електромагніт, зворотна пружина встановлює ручку крана в початкове положення і таким чином припиняє подачу горючої речовини Протягом часу, коли горюча речовина діє на пробу, термопара реєструє зміну температури на зворотній стороні проби За показниками самопишучого потенціометра будують температурно-часові характеристики досліджуваних проб, по яким визначають ступінь їх прогрівання при дії горючої речовини і оцінюють термозахисні властивості матеріалів Основним недоліком описаного пристрою є низька надійність роботи, яка обумовлена конструкцією вузла дозування агресивного фактора Використання запірним елементом пробкового крана, який має поверхні, що труться і контактують з горючою речовиною, не дозволяє проводити багаторазове повторення випробувальних циклів без розбирання і очищення його вузлів від нагару Подібна конструкція дозатора, а також відсутність вузла регулювання швидкості подачі горючої речовини на пробу знижує точність оцінки термоза 44110 хисних властивостей матеріалів Крім того, в описаному пристрої відсутній вузол для запалювання горючої речовини Це обмежує використання пристрою лише такими речовинами, що самозапалюються на відкритому повітрі Задачею винаходу є підвищення надійності роботи та точності оцінки термозахисних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин Поставлена задача досягається тим, що прилад для оцінки термозахисних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин, який містить вимірювальний, обчислювальний а також тепловий блоки Тепловий блок вміщує пристрій контролю температури та моменту руйнування і пристрій завдання граничних умов, що складається з засобу для закріплення проби та дозатора Дозатор виконаний у вигляді порожнистого циліндра нижня основа якого має конусоподібний отвір, який закривається під пружиненим випускним клапаном, виконаним у вигляді штока Нижній кінець клапана за формою і розміром відповідає отвору дозатора, а верхній з'єднаний електромагнітом, керування яким здійснюють за допомогою обчислювального блока Відсутність у випускній системі дозатора деталей, що труться дозволяє підвищити надійність роботи приладу, при цьому відпадає необхідність у розбиранні та очищенні деталей дозатора Поставлена задача досягається також наявністю в дозаторі вузла регулювання швидкості подачі рідкої горючої речовини Цей вузол дозволяє подати на пробу певну КІЛЬКІСТЬ рідкої горючої речовини, що сприяє підвищенню точності та забезпечує об'єктивність результатів оцінки термозахисних властивостей матеріалів Наявність в приладі вузла запалювання дозволяє розширити межі застосування приладу і використовувати його для оцінки термозахисних властивостей матеріалів до дії різноманітних за природою рідких горючих речовин, таких як бензин, керосин, розчинники, фарби та ш На фіг 1 зображена блок-схема приладу для оцінки термозахисних властивостей матеріалів при дії рідких горючих речовин Прилад містить тепловий 1, вимірювальний 2 і обчислювальний З блоки Тепловий блок 1 вміщує пристрій завдання граничних умов 1 1 та пристрій контролю температури і моменту руйнування 1 2 Пристрій завдання граничних умов 1 1 складається з дозатора 1 1 1 , що виконаний у вигляді порожнистого циліндра нижня основа якого має конусоподібний отвір В дозаторі 1 1 1 розміщений випускний клапан 1 1 2 , який являє собою шток, нижній кінець якого за формою і розмірами відповідає отвору дозатора Верхній кінець випускного клапана 1 1 2 підпружиний зворотною пружиною 1 1 3 і зв'язана з електромагнітом 1 1 4 Дозатор 1 1 1 , крім того, вміщує вузол регулювання швидкості подачі горючої речовини, виконаний у вигляді поршневої системи, яка складається з поршня 1 1 5 і грузів 1 1 6 До складу пристрою завдання граничних умов 1 1 також входить запальник, що має нагрівальний елемент 1 1 7 , який за допомогою електромагніту 1 1 8 та пружини 1 1 9 може здійснювати зворотно-поступальні переміщення вздовж направляючих 1 1 10 Запальник змонтований на платформі 1 1 1 1 засобу для закріплення проби 1 1 12, який за допомогою відкидних гвинтів 1 1 1 3 закріплює пробу досліджуваного матеріалу 1 1 1 4 Центр отвору засобу для закріплення проби 1 1 12 розташований на одній осі з центром отвору дозатора 1 1 1 Пристрій контролю температури і моменту руйнування 1 2 вміщує датчик моменту руйнування 1 2 1, в якому встановлена термопара 12 2, реєстратор руйнування 1 2 3 і вузол навантаження 1 24 Вимірювальний блок 2 містить пристрій комутації 2 1 і цифровий вимірювальний пристрій А565002-02 - 2 2, який призначений для вимірювання температури в комплекті з термоелектричними перетворювачами (термопарами) і перетворення величини, що вимірюється, у вихідний чотирирозрядний двійко-десятковий код Пристрій комутації 2 1 здійснює послідовну комутацію перетворювачів температури з вимірювальним пристроєм 2 2 та перерозподіл інформації, яку надає вимірювальний пристрій 2 2 Обчислювальний блок 3 вміщує ЕОМ 3 1 і пристрій узгодження 3 2 Пристрій узгодження 3 2 з'єднаний з ЕОМ 3 1 через паралельний порт і узгоджує роботу теплового 1 і вимірювального 2 блоків з ЕОМ 3 1, який здійснює керування блоками приладу, реєструє та виконує первинну обробку даних Прилад працює наступним чином В ємність дозатора 1 1 1 заливають рідку горючу речовину при горінні якої мають бути визначені термозахисні властивості матеріалу Елементарну пробу 1 1 14 дослідного матеріалу розміщують на платформі 1 1 1 1 лицевою стороною догори і фіксують засобом для закріплення 1 1 12 та відкидними гвинтами 1 1 13 Встановлюють датчик моменту руйнування 1 2 1 в робоче положення Далі активізують програмне забезпечення ЕОМ 3 1, яка робить повідомлення про необхідність введення початкових даних (термін відкриття випускного клапана 1 1 2 , та температуру нагрівання нагрівального елемента 1 1 7 запальника) Після введення початкових даних ЕОМ 3 1 за допомогою пристрою узгодження 3 2 вмикає електромагніт 1 1 4 , який відкриває випускний клапан 1 1 2 і на пробу 1 1 1 4 потрапляє певна КІЛЬКІСТЬ рідкої горючої речовини, ЕОМ 3 1 вимикає електромагніт 1 1 4 і зворотна пружина 1 1 3 повертає випускний клапан 1 1 2 в вихідний стан, тобто перекриває отвір дозатора 1 1 1 Одночасно з цим, ЕОМ 3 1 подає сигнал на запальник, забезпечуючи нагрівання нагрівального елемента 1 1 7 Коли останній нагріється до температури, необхідної для запалювання рідкої горючої речовини, ЕОМ 3 1 вмикає електромагніт 1 1 8 , який переміщує нагрівальний елемент 1 1 7 до його контакту з рідкою горючою речовиною В момент загорання, оператор видає команду ЕОМ 3 1 на вимикання електромагніту 1 1 8 , після чого нагрівальний елемент1 1 7 під дією пружини 1 1 10 залишає зону горіння Під час горіння рідкої горючої речовини на поверхні проби 1 1 1 4 термопара 1 2 2 здійснює контроль температури з зворотної стороні проби Сигнал від термопари 12 2 через пристрій комутації 2 1 надходить на вимірювальний пристрій 2 2, а далі через пристрій узгодження 3 2 на ЕОМ 3 1 44110 для подальшого опрацювання У разі, коли температура горіння рідкої горючої речовини перевищує температуру руйнування проби 1 1 1 4 , остання руйнується і датчик моменту руйнування 1 2 1 внаслідок дії вузла навантаження 1 2 4 змінює початкове положення та переміщується на певну відстань, замикаючи при цьому контакти реєстратора руйнування 1 2 3 Сигнал про руйнування проби через пристрій узгодження З 2 надходить на ЕОМ 3 1, яка реєструє величину температури, при який відбулось руйнування, а також час руйнування проби Подальше опрацювання даних виконують з використанням спеціального програмного забез печення ЕОМ З 1 ; в залежності від мети дослідження Джерела інформації 1 А с 1017986 СССР, МКИ G01 N25/50 Способ определения доз агрессивных факторов, достаточных для прожигания огнестойких тканей / М Т Мынбаев, М И Сухарев, В Е Романов, М И Голубев (СССР) - 3350378/18-25, Заявлено 8110 25,Опубл 83 05 15 Бюл № 18//Открытия Изобретения -1983 - № 1 8 2 Мынбаев М Т Разработка метода оценки устойчивости текстильных материалов к действию желтого фосфора Дисс канд техн наук 01 05 19 -Л , 1982 -172с ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90