SU1599737A1 - Устройство дл измерени энергии механохимических превращений веществ - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к тепловым испытани м, а именно к измерению энергии физико-химических превращений в веществах. Используетс  компенсационный принцип измерений. Цель изобретени  - повышение точности за счет повышени  качества компенсации. Используютс  две  чейки - рабоча  и компенсационна . Кажда   чейка имеет сосуд в виде цилиндра и рабочий орган внутри цилиндра, соединенный с приводом вращени . В рабочей  чейке осуществл етс  деформаци  объекта испытани , в компенсационной - нагружение фрикционной пары. Степень нагружени  св зана с небалансом моментов вращени  цилиндров рабочей и компенсационной  чеек, св занных узлом передачи момента. Таким образом, осуществл етс  компенсаци  тепловыделени  в рабочей  чейке, обусловленного механическим воздействием. Регистрируетс  только тепловыделение, обусловленное физико-химическими превращени ми. 2 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к тепЛовым испытани м, а именно к механохимичес- КИМ исследовани м, к измерению энергии физико-химических превращений в веществах.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет повьшени  ка- . чесТВа компенсации.

На фиг, 1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - / схема узла передачи крут щего момента.

Устройство содержит деформирующий орган t S, расположенный в вертикальном цилиндре 2, предназначенном дл 

объекта испытани , фрикционную пару, состо щую из тела 3 и контртела 4 и расположенную во втором цилиндре 5. Деформирующий орган 1 св зан с приводом 6 вращени  посредством вала 7 и шестерен 8 и 9. Тело 3 фрикционной пары укреплено на валу 10, который посредством-шестерен 11 и 9 также св зан с приводом 6 вращени , Контр- тело 4 узла трени  жестко св зано с цилиндром 5. Цилиндры 2 и 5 помещены , соответственно, в калориметрические  чейки 12 и 13, термобатареи 14 и 15 которых включены встречно на

:л

:о

:о

вход измерительного усилител  16. Калориметрические  чейки 12 и 13 установлены в термостате 17.

Вертикальные цилиндры 2 и 5 установлены с возможностью поворота вокруг их осей, при этом к цилиндру 2 жестко прикреплен рычаг 18, который контактирует с рычагом 19, жестко прикрепленным к цилиндру 5. Контакт рычагов 18 и 19 осуществлен через ползун 20, который установлен на рычаге 19 с возможностью перемещени  по нему и фиксации на нем. Дл  исключени  вращени  цилиндров 2 и 5 ус- тановле ны ограничители 21 и 22 (фиг. 2). Датчик 23 поворота цилиндра 5 соединен с входом регул тора 24 мощности (фиг. 1), к выходу которого подключен привод 25 нагружени  узла трени . Привод 25 нагружени  узла трени  выполнен в виде электромагнита , обмотка 26 которого св зана с выходом регул тора мощности 24, магнитопровод 27 электромагнита установлен неподвижно, а  корь 28 электромагнита жестко св зан с валом 10, Дл  возможности передачи осевого усили  к узлу трени  вал 10 св зан с шестерней 11 посредством сильфона 29 Соединение вала 7 с шестерней 8 может быть выполнено аналогично соединению вала 10 с шестерней 11, при этом уравновешиваетс  действие тепловых потоков, проход пщх в калориметрические  чейки 12 и 13 по валам 7 и 10. Выход измерительного усилител  1б св зан со входом регистратора 30, Деформирующий орган 1 выполн етс  в.виде , соосного с цилиндроЯ 2 цилиндра, шнека , пропеллера и т.д.

Устройство может также содержать датчики момента и скорости деформации (не показаны) дл  измерени  реологических параметров исследуемого вещества в процессе механохимических превращений. Изменение энергии механохимических превращений фиксируетс  регистратором 30, к входу которого подключен выход измерительного, усилител  16 и подсоединены датчик момента и датчик скорости.

Устройство работает следз тощим образом .

Исследуемое вещество в виде жидкого или в зкого образца помещают в щшиндр 2, В цилиндр 5 заливают буферную жидкость, не претерпевающую физике-химических изменений при да

5

0

5

0

5

0

5

0

5

формации и служащую дл  распределени  тепла, выдел ющегос  при трении

тела 3 о контртело 4, по объему цилиндра 5 (этим создают услови  теплопередачи , аналогичные услови м теплопередачи в цилиндре 2). В зазоры между внешними поверхност ми цилиндров 2 и 5 и тепловоспринима ощими поверхност ми калориметрических  чеек 12 и 13 также заливают буферную жидкость (не показана), служащую дл  уменьшени  теплового сопротивлени  зазора между цилиндрами 2 и 5 и термобатаре ми 14 и 15.

Термостатом 17 устанавливают температуру проведени  испытаний,Затем приводом 6 вращени  через шестерни 9 и 8 и вал 7 производ т деформирование образца, результатом чего  вл етс  механохимическое превращение в образце с выделением или поглощением энергии, которую необходимо измерить , и, кроме того, выделение теплоты от введенной механической энергии. Одновременно с вращением вала 7 вращаетс  вал 10 и происходит трение тела 3 о контртело 4, при этом также выдел етс  теплова  энерги .

При деформации образца возникает механический момент, который стремитс  повернуть цилиндр 2 вокруг его вертикальной оси, при этом рычаг 18, действу  через ползун 20 на рычаг 19, стремитс  повернуть цилиндр 5, По вл ющийс  при этом сигнал с датчика 23 поворота через регул тор 24 мощности измен ет ток в обмотке 26 электромагнита привода 25 нагружени . При изм нении тока в обмотке 26 электромагнита мен етс  сила прит жени   кор  28 к магнитопроводу 27 электромаг нити., а значит мен етс  и сила прижати  элементов фрикционной пары. При этом мен етс  момент трени , воздействующий на цилиндр 5 и противодействующий моменту, возникающему в цилиндре 2 от деформации образца. Таким образом, цилиндры. 2 и 5 при деформировании образца остаютс  в неподвижном положении.

При идентичности двух  чеек за счет встречного включени  их термоба- тарей результирующий сигнал равен нулю. При идентичности двух  чеек и отсутствии теплового эффекта механо- химического преврав(ени  встречное включение их -гермобатарей приводит к нулевому результирующем сигналу

в случае, когда отношение плеч вза- . имодействующик рычагов равно единице. Несовпадение фактических чувствитель- ностей термобатарей может быть скомпенсировано соответствующей настройкой - изменением отношени  плеч рычагов - дл  получени  минимального фонового сигнала.

Настройку соотношени  плеч рычагов i18 и 19 производ т при температуре термостата 17, равной температуре окружающей среды. Дл  этого в цилиндр 2 помещают образец, не претерпевающий в процессе деформации физико-химических превращений, включают привод 6 вращени  и в установившемс  режиме деформировани  образца выбирают положение ползуна 20 на рычаге 19 так, чтобы напр жение на выходе измерительного усилител  16 было равно нулю .

Настройку оставл ют неизменной и в рабочей стадии испытани . Компенсаци  мощности деформации образца мощностью тепловыделени  при трении делает эту компенсацию слабо завис щей от уровн  мощности деформации образца, измен ющейс  в широких пределах , В этом состоит реализованное в устройстве более высокое качество компенсации, обеспечивающее положительный эффект - повышение точности.

При экспериментальной проверке в качестве образца испытывали касторовое масло (в зкость 10 пуаз), а в качестве буферной жидкости использовалась вода (в зкость ,01 пуаз). Энерги  механических превращений в рабочем узле имитировалась калибровочным нагревателем посредством подачи мощности 20 мВт в рабочую  чейку . Механическа  мощность деформации образца измен лась в пределах от нул  до 500 мВт регулировкой скорости при- вода вращени  от нул  до 1000 об/мин, При мощности деформагщи образца 150 .мВт погрешность измерений соста- вила 3%, а в диапазоне мощности деформации образца до 500 мВт погрешность измерений составила 4%. ;

Формул

изобретени

0

Claims (3)

1, Устройство дл  измерени  энергии механохимических превращений веществ , содержащее  чейку дл  исследуемого вещества в виде цилиндрического сосуда и соосного с ним деформирующего органа, св занного коаксиальньм валом с приводом вращени , оснащенную термостатом и термобатареей, а также

5 компенсационную  чейку, причем выходы сигналов  чейки дл  исследуемого вещества и компенсационной  чейки подключены встречно на вход измерительного усилител , к выходу которого

0 подключен регистратор, отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности за счет повышени  качества компенсации, компенсационна   чейка оснащена цилиндрическим сосудом,

5 валом, приводом вращени , термостатом и термобатареей, идентичными  чейке дл  исследуемого вещества, вал этой  чейки выполнен с возможностью продольного перемещени  и заканчиваетс 

Q в ней фрикционной парой, цилиндры  чеек выполнены с возможностью поворота вокруг осей, соединены узлом передачи крут п его момента и датчиком поворота, датчик поворота через дополнительно введенный регул тор мощности св зан с механизмом нагру- жени  фрикционной пары.

2,Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что узел.передачи крут щего момента выполнен в виде двух рычагов, каждый из которых св зан с одним из цилиндров и контактирует с другим рычагом через ползун, выполненный с возможностью перемещени  вдоль одного из рычагов,

3.Устройство по п, 1, о т л и - чающеес  тем, что механизм нагружени  фрикционной пары зьшолнен в виде электромагнита.

5

0

5

7 2

77

№г/

Составитель В.Андрианова Редактор Т.Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор А.Обручар

Заказ 3138

Тираж 498

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб,, д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

/f-/

/r/Подписное