Устройство для исследования поглощения жидкости пористым телом

Устройство для исследования поглощения жидкости пористым телом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„Su„„1038837 A

l 3(S1) С, 01 N 15 08 ц у ч-М .—а 1 ь

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (:: .)

СО

QO . C4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2I.) 3407232/18-25 (22) 12.03.82. (46) 30.08.83. Бюл. 9 32 (72) P.Ì.Ãóôàí, М.М.Гуфан, Е.Г.Зеликман, Ю.A.Ильевский, В.М.Мергольд, Т.С.Пиралов, Ш.С.Алимов и Э.М.Геллерштейн (71) Ростовский инженерно-строительный институт (53) 539.217.1(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР Р 265528, кл. G 01 Ь(15/08, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 236836, кл. Q 01 N 15/08, 1967 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ. ПОГЛОЩЕНИЯ ЖИДКОСТИ ПОРИСТЫМ

:TEJION, содержащее резервуар для жидкости, снабженный датчиком уровня, регулятором уровня и измерителем объема поглощенной жидкости, о т лич ающее с я тем, что, с.,, C целью упрощения устройства и автоматизации процесса иэмерения, регулятор уровня и измеритель объема выполнены в виде одного конструктивного элемента -. подвижного водоизмещающего мерного тела, кинематически связанного с приводом электродвигателя, соединеннного с датчиком уровня через схему управления.

2. Устройство по п.l, о т л и ч аю щ е е с я тем, что водоизмещающее мерное тело выполнено в виде незамк нутого кольцеобразного тела с постоянной площадью поперечного сечения I свозможностью вращения оси симметрии.

1038837

Изобретение относится к порометрии и может быть использовано для исследования физико-механических снойстн пористых материалов, например цемент-.. ного камня и бетона.

Известно устройство для определения характеристик водопоглощения бетона, содержащее резервуар, заполняемый водой, и связанные с самописцем весы, на которых подвешен испытываемый образец. В этом устройстве fp осущестнляется непрерывное или дискретное гидростатическое или обычное взвешивание образцов с записью на диаграмме самописца зависимости количества поглощенной образцом воды 15 от времени (1 3.

Недостатком указанного устройства янляется непостоянство уровня воды в резервуаре, что снижает точность измерений.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для определения объема пор в пористом теле, содержащее резервуар для жидкости, снабжен ный датчиком уровня жидкости, ре:гулятором уровня и измерителем объема поглощенной жидкости (2).

К недостаткам известного устройства относится его сложность и трудоемкость определения с его помощью водопогло-." щения, обусловленная необходимостью 30 периодического подключения резервуара к измерителю объема и к регулятору уровня.

Цель изобретения — упрощение устройства и автоматизации измерений. 35

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для исследонания поглощения жидкости пористым телом, содержащем резервуар для жидкости,. снабженны датчиком уровня жидкости, 4р регулятором уровня жидкости и изме- рителем объема поглощенной жидкости, регулятор .уровня и измеритель объема выполнены и виде одного конструктивного элемента — подвижного нодоиэмещающего мерного тела, кинематически

45 связанного с приводом электродвигателя, соединенного с датчиком уровня через схему управления.

Водоизмещакюцее мерное тело выполнено в виде незамкнутого кольцеобразного тела с постоянной площадью поперечного сечения с возможностью вращения вокруг оси симметрии.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 55 электрическая схема блока управления . стабилизатора уровня жидкости в резервуаре.

Устройство содержит дозатор 1, подключенный через электрически управ-.áp „ ляемый (открывающийся при подаче напряжения) клапан: 2 к резервуару

3, имеющему неплотно закрывающую его крышку 4 с наклонно расположенной нижней поверхностью и проемами,. один из которых плотно закрыт пробкой 5 с проемом 6, через который проходит шток 7 захвата 8, связываю" щего исследуемый образец 9 с вибратором 10, подключенным к реле 11 времени, а другой проем служит для введения н резервуар мерного те- ла 12, связанного с самописцем 13 и валом электродвигателя 14, подключ енного к выходу блока 15 управления стабилизатора уровня жидкости в резервуаре, а в зазоре 16 между крышкой и стенкой резервуара установлен датчик 17 уровня жидкости в резервуаре.

Блок 15 управления (фиг. 2) содержит датчик 17 уровня, выводы кото- . го подключены к входу триггера шмитта

18, резистора 19, контакты 20 и 21, реле 22 и 23, кнопку 24, контакты

28 и 29 и выходы 30 и 31. К источнику

25 питания через выключатель 26 подсоединены шина питания триггера 0митта 18, один иэ выводов резистора 19, контакты 27 реле 22 и контак! ты 28 репе 23. К выходу триггера

Шмитта 18 через замыкающие контакты

21 реле 23 подключены переключающие. контакты 29 и реле 22, подключаемые ,или к выходу 30, соединенному с двигателем 14, или к выходу 31 сое диненному с клапаном 2.

Устройстно работает следующим образом.

В исходном состоянии дозатор 1 заполнен водой, резервуар 3 пуст, водоиэмещающее мерное тело 12 извлечено из пространства под крышкой 4, блок 15 управления выключен.

В случае, если исследуется всестороннее водопоглощение образца, образец 9 крепят на эвахвате 8, шток 7 которого, пройдя через проем

6 пробки 5, соединяется с вибратором

10. В случае, если исследуется одностороннее водопоглощение образца, образец 9 устанавливают с небольшими зазорами в проеме крышки 4 вместо пробки 5 таким образом, чтобы его гоРизонтально расположенная нижняя грань была на одном уровне или незначительно ниже уровня размещения датчика 17 уровня жидкости. При этом захват 8, пробка 5, вибратор 10 и реле 11 времени не используются.

Сразу после включения блока 15 управления он подает открывающее напряжение на клапан 2, через который вода из дозатора 1 устремляется в резервуар

3 и быстро заполняет его. Наклонное положение нижней стенки крышки 4 исключает образование под ней воздушного пузыря: весь воздух уходит через зазор 16. При достижении уровнем воды в резервуаре 3. датчика 17 блок 15 управления выключает и этим перекрывает клапан 2. Уровень воды в резервуаре 3 приобретает тенденцию

1038837

Как только уровень воды в резервуаре 3 понижается за счет поглощения ее образцом, электроды датчика

17 уровня размыкаются и на двигатель 14 подается появляющееся при этом высокое выходное напряжение триггера ШМитта 18. Двигатель 14 вводит в резервуар 3 мерное тело до восстановления прежнего уровня

60 к понижению за счет поглощения воды образцом 9, Однако, когда концы дат- чика 17 уровня оказываются вне воды и электрическая цепь между ними нарушается, блок 15 управления включает электродвигатель 14, погружающий сквозь проем в крышке,4 в резервуар

3 мерное тело 12, вытесняющее воду, причем процесс погружения длится до тех пор, пока концы датчика 17 не войдут в соприкосновение с водой. .Блок 15 управления работает следующим образом.

Пусть схема триггера Шмитта 18, имеющего достаточно большую выходную мощность, такова, что при разомкну- 15 тых электродах датчика 17 уровня (при высоком напряжении на входе триггера Шмитта) на выходе триггера

Шмитта 18 присутствует высокий потелциал, достаточный для срабатывания реле 22, запуска двигателя 14 и отпирания клапана 2, а при перемыкании выводов датчика 17 уровня (низкое .напряжение на входе триггера Шмитта

18) соприкоснувшейся с ними водой выходное напряжение триггера Шмнтта 18

25 становится равным нулю. В исходном состоянии выключатель 26 разомкнут.

ыводы датчика 17 уровня из-за отсуттвия воды в резервуаре 3 разомкнуты.

После замыкания выключателя 26 на выходе триггера Шмитта 18 устанавливается высокий потенциал. Тогда кратковременное нажатие кнопки 24 приводит к срабатыванию и самоблокировке контактами 20 реле 22. Контакты 27 этого реле включают обмотку реле 23, блокирующегося своимй контактами 28

Контакты 21 реле 23 подводят напряжение с выхода триггера Шмитта 18 к контактам 29, которые пропускают 40

его к выходу 31, оттсуда подается на клапан 2 отпирающее его напряжение. Начинается быстрое заполнение резервуара 3 водой. Поднявшись до концов выводов датчика 17 уровня, 45 вода перемыкает их. На выходе триггера Шмитта 18 устанавливается нулевой потенциал. Реле 22 и клапан

2 обесточиваются. Подача воды через клапан 2 прекращается. Реле 23 остается под током. Контакты .21 соединяют выход триггера Шмитта 18 с, êîíòàêòàìè 29, которые после обесточивания реле 22 переключаются от выхода 31 к выходу 30, питающему двигатель 14. воды, когда электроды датчика 17 окажутся замкнутыми и поступающее на двигатель 14 выходное напряжение триггера Шмитта 18 станет равньм нулю. В дальнейшем процесс управления двигателем, погружающим в резервуар 3 мерное тело 12, происходйт аналогичным образом. По мере поглощения образцом 9 воды объем ее в резервуаре 3 вне образца 9 уменьшается, и этом уменьшение компенсируется .погружением в воду, находящуюся в резервуаре 3, мерного тела 12, причем приводящий его в движение двигатель 14 сразу включается блоком

15 управления каждый раэ, когда понижение уровня воды в резервуаре 3, контролируемого в зазоре 16 между пробкой 4 и стенкой сосуда 3, приводит к разрыву цепи датчика 17 уровня, и сразу отключается блоком 15 управления, когда уровень воды в резервуаре 3, повысившись от погружения мерного тела 12, достигает датчика

-17 уровня и замыкает его цепь.

Малая по сравнению с площадью пробки 4 площадь свободной поверхности воды в резервуаре 3 (в небольших зазорах между пробкой 4 и стенками резервуара 3 и мерным телом 12) приводит к существенному изменению уровня воды, в частности в зазоре 16; акже при весьма незначительных изменениях объема ее в резервуаре

1 благодаря чему при поддержании уровня жидкости в резервуаре 3 с точностью

+ 0,2 мм, легко реализуемой при использовании простого контактного датчика 17 уровня и снабженного редуктором электрического двигателя

14, приводящего в движение мерное тело 12, обеспечивается весьма высокая точность слежения за объемом поглрщающей воды. Так, при испытаниях первого макетного образца устройства блок 15 управления отрабатывал уменьшение количества воды э резервуаре 3 на 0,3 мл при емкости резервуара, составляющей 5 л.

Из изложенного очевидно, что объем введенной в воду, находящуюся в резервуаре 3, части мерного тела 12 в любой момент времени равен объему воды, поглощенной образцом 9 с момента . заполнения водой. резервуара 3. Самописец 13, связанный с мерным телом 12, строит на диаграммной ленте график зависимости от времени объема воды, поглощенной образцом 9 из резервуара 3, т.е. временную характеристику поглощения воды исследуемым образцом 9.

В ходе поглощения воды образцом на его поверхности скапливаются пузырьки воздуха, вытесненного иэ заполнившихся пор. Они покрывают часть поверхности образца 9, искажая

103883.

Составитель A.Êîùååâ

Редаткор С.Квятковская Техред М.Коштура Корректор И.Ватрушкина

Эакаэ 6221/50 Тираж 873 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПШ! Патент, r.ужгород, ул.Проектная,4 истинную картину водопоглоМения.

Для устранения погрешности, обусловленной адгезией на поверхности образца 9 пузырьков воздуха, производится встряхивание образца 9 при помощи периодически включаемого через интервалы времени, задаваемые реле ll времени, вибратора 10, воздействующего на образец 9 через шток 7 захвата 8, поддерживающего образец.

Благодаря расположению образца 9, при котором ни одна его грань не находится в горизонтальном положении, при его встряхивании оторвавшиеся от него пузырьки легко покидают. образец,9, поднимаются к наклонной нижней поверхности крышки 4 и, соскальзывая по ней в сторону наибольшего ее уровня, выводятся из реэерВуара 3 через зазоры между крьмкой

4 и резервуаром 3 или мерным телом .

12.

Использование изобретения позволит существенно повысить экспрессивность и уменьшить трудозатраты при контроле качества строительных материалов.