Способ исследования теплопроводности эластомерных уплотнений

Способ исследования теплопроводности эластомерных уплотнений

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

CG налистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 110180 (23) 2858753/25-08 (51)М КЛ. с присоединением заявки Йо (23) ПриоритетG 01 И 25/18

F 16 J 15/00

Государственный комитет

СССР яо делам изобретеиий я открытий

Опубликовано 230881, Бюллетень 89 31

Дата опубликования описания 230881 (53}УДК бг-7 2 (088. 8) (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

ЭЛАСТОИЕРНЫХ УПЛОТНЕНИЙ

Изобретение относится к унлотнительной технике, а именно к исследованию процессов тенлопередачи и теплообмена уплотнителей из полимерных оптически чувствительных матери» алов °

Известен способ исследования теплопроводности полимерных материалов, который заключается в том, что нагреватель помещается между образцами, выполненными между двумя пластинами, боковые утечки тепла предотвращаются путем установки охранных. колец, а прогрев образца контролируется большим. количеством датчиков (1),15

Недостатки этого способа — сложность реализации способа, невысокая . точность и невозможность исследования образцов сложной формы, а также необходимость равномерного прогре- 20 ва образца.

Известен также способ исследования теплопроводности образцов из полимерных материалов, в которых измерение температуры на различных участках исследуемого тела при его торцовом или радиальном нагреве про-, водится с помощью многоспайных термо пар, либо укрепляемых на поверхности тела„ либо помещаемых внутрь пред- 30 варительно просверленных в изделии отверстий (2).

Недостатками известного способа является необходимость сверления отверстий под термопары, что вносит в процесс теплопередачи искажения и влечет за собой разрушение изде" лия, а также требование теплоизоля,ции боковых поверхностей образцов.

Кроме того, указанный способ н позволяет исследовать процессы теплопередачи иэделий сложной формы при

;произвольном расположении источниЦель изобретения — повышение точности измерений при сохранении целост. ности исследуемых уплотнений.

Поставленная цель достигается тем, что после нагружения уплотнения его охлаждают до температуры стеклования, просвечивают испытуемый образец поляризованным светом, регистрируют оптическую картину распределения полос, затем снимают нагрузку и прогревают образец, одновременно продолжая просвечивание образца поляризованным светом и регистрацию оптической картины распределения по лос, а о теплопрсводности уплотнения судят по динамике изменения полос по мере прогревания образца.

857828

Способ осуществляется следующим образом.

Испытуемый образец иэ оптически активного полимерного материала, имеющий форму изделия, нагружают при комнатной температуре, с помощью любой дистанционно управляемой металлической струбцины, например, на приборе

HM-2. Затем образец охлаждают до температуры стеклования, помещая целиком прибор в термостат. Далее образец просвечивают поляризованным светом, и регистрируют картину полос с помощью поляризационной установки

ППУ-4, включающей в состав фотоаппарат для регистрации картины полос.

Затем снимают нагрузку (операция осуществляется с помощью дистанционно управляемой струбцины), прогревают образец, например, токами высокой частоты. Для этого можно исгсльзовать генератор высокой частоты, например, гипа И060.012.

В процессе нагрева образец непрерывно просвечивается поляризованным светом и периодически. фиксируется картина распределения полос. Для этого используется поляризационная установка ППу-4, В охлажденном до температуры стеклования предварительно сдеформиронанном образце замораживается высокоэластическая составляющая деформации 30 и, следовательно, замораживается " определенная картина распределения полос н образце после снятия нагрузки. При нагреве образца выше температуры стенлонания, у последнего 35 ннонь появляется способность к вссстановлению размеров и формы после деформации и, следовательно, у нагретых ныл»»е температуры стеклонания резины частей образца изменяется дефор- 40 миронанное состояние, чт» приводит к изменению картины полос. Проводя непрерывную регистрациЮ картины яолос н процессе нагрева образца, можно наблюдать эа распространением температурного фронта. Расшифровыная после 4 проведения испытаний динамику изменения картины оптических полос, можно судить о теплопроводности испытанного иэделия.

Пример. Способ определения теплопроводности осуществляют при испытании стандартных образцов уплотнительных прокладок (внутренний диаметр 28 мм, сечение 4хб), изготовленных из резины ИРП-2037 сжатых на

50% н Т-образной канавке. Испытания проводят на приборе для огределения жесткссти уплотнительных прокладок типа НМ-2 При сборке уплотнения нижняя плита, контактирующая с прок- 60 ладкой, и поверхность прокладки обеэжириваются спиртом для устранения прилипания. Поверхность верхней плиты, через которую нагрузка передается на прокладку, покрывается лаком 65

ФБФ-74Д и запекается при 250 С. Сжатие прокладки производится при комнатной температуре со скоростью

10 мм/мин. После сжатия прибор HN-2 помещают в термостат и охлаждают со скоростью 1,6 град/мин до 72ОС,.соответствующей температуре стеклования резины ИРП-2037. После выдержки в течение 2,5 ч при указанной температуре прибор НИ-2 вынимается иэ термостата и устанавливается на полимеризационной установке

ППу-4, снабженной оптически прозрачной камерой, в которой находится индуктор высокочастотного генератора типа ИО60-012, используемый для быстрого одностороннего нагрева образца.

Затем образец освобождается от нагрузки путем отвода верхней плиты прибора HM-2, просвечивается поляризованным светом и регистрируется исходная картина полос, после чего включается высокочастотный генератор, и нижняя плита в течение 1-5 с нагревается до заданной температуры испытания (-50, -25, О, +20, +50oC).

В процессе нагрева методом фотоупругости определяется и регистрируется картина распределения полос в образце. Для обеспечения одностороннего нагрева и возможности определения скорости распределения температурного фронта н реальной конструкции узла канавка имитатора узла, в которой деформируется прокладка, выполняется из двух колец из кварцевого стекла, установленных на металлической плите прибора HN-2.

Результаты испытаний стандартных образцов резин (цилиндрик g) 8 мм, высотой 10 мм) и уплотнительных прокладок, сжатых в Т-образной канавке, показывают, что в обоих случаях скорость распространения температурного фронта одинакова и составляет приблизительно 1,4 мм/мин. Причем при испытании готовых изделий необходимо избегать эон с объемным сжатием образца, так как в этом случае непосредственное наблюдение за движением теплового фронта затруднено ввиду малой величины деформации образца.

Однако скорость движения теплового фронта можно определить по времени прогрева областей, прилегающих к зоне объемного сжатия. Так задержка в значительном изл»енении картины полос в уплотнении с Т-образной канавкой, свяэаннал с нагревом зоны объемного сжатия части прокладки, находящейся н проточке, зависит от высоты последней »» составляет приблизительно 35 мин.

Предлагаемый способ исключает необходимость разрушения образца (выполнение отверстий для крепления датчиков температуры), позволяет непрерывно или дискретно через фиксированные промежутки времени регистриро857828

Формула изобретения

Составитель Г.Цуренко

Редактор О.Малец ТехредА. Бабинец Корректор С.Корниенко

Заказ 7231/71 Тираж 907 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Ж-35, Рауыская наб.> д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул..Проектная, 4 вать распространение температурного фронта и на основании известных уравнений теплофизики рассчитывать константы, характеризующие процессы теп.

> лопередачи и теплообмена материалов.

Кроме того, в связи с отсутствием

5 необходимости предыспытательной обработки изделий значительно упрощаются операции по определению теплопроводности, сокращаются общие сроки испытаний, Причем предлагаемый способ позволяет исследовать изделия любой конфигурации при произвольном расположении источника тепла, при этом точность измерений повышается на 25%.

Способ исследования теплопроводности эластомерных уплотнений, включающий предварительное нагружение Щ уплотнения, его нагрев в нагруженном состоянии и определение теплопроводности, о т л н ч а ю шийся тем, что, с. целью повышения точности измерений при сохранении целостности исследуемых уплотнений, после нагружения уплотнения его охлаждают до температуры стеклования, просвечивают исследуемый образец поляризованным светом, регистрируют оптическую картину распределения полос, затем снимают нагрузку и прогреваю образец, одновременно продолжая просвечивание и регистрацию оптической картины, а о теплопроводности судят по динамике изменения полос по мерз прогрева образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Пластические массы, 1963, У l с.62, 2. Осипова В.A. Экспериментальное исследование процессов теплообмена,M. Наука, 1968,с.134-135,