УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОНИЦАЕМОСТИ ПОРИСТЫХ СПЕЧЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике для определения проницаемости пористых спеченных материалов и может использоваться в любой отрасли промышленности, где необходимо контролировать расход газа и жидкости через пористую поверхность.
Аналогом данной установки является стенд по ГОСТу 25283 «Изделия порошковые. Метод определения проницаемости газов и жидкостей». (Пористые проницаемые материалы. Справочник под редакцией докт.техн. наук проф. С.В.Белова. Москва. Металлургия 1987 г. Стр.295-300.) Недостатком вышеуказанного аналога является сложность и громоздкость конструкции, а также техническая сложность выполнения измерений. Известная установка состоит из баллона со сжатым воздухом, снабженная редукционным вентилем для пуска и регулировки потока газа, фильтра для очистки газа, осушителя, моностата для уравновешивания давления, крана для точной регулировки подвода газа и жидкости, двух водяных манометров с верхним пределом измерения 3 кПа и погрешностью не более 10 Па, ртутных манометров с верхним пределом измерения 40 кПа, несколько расходомеров с погрешностью измерения не более 1% и держателей для крепления образцов.
Задачей полезной модели является упрощение известной конструкции установки, а также расширение технических возможностей при измерении воздухопроницаемости и противокапиллярного давления изделий в реальных условиях.
Предлагаемая установка отличается упрощенной конструкцией и небольшими весогабаритными показателями. В качестве расходомеров были использованы водяные реометры от прибора Дерягина. От него же были взяты водяные манометры и зеркальные миллиметровые линейки. Для перепада давления на образце используют дифференциальный манометр, изготовленный в виде U-образной стеклянной трубки высотой 700 мм.
Схема конструкционной части установки для определения воздухопроницаемости представлена на рис.1. Схема конструкционной части установки для определения противокапиллярного давления на образцах кольцевой формы представлена на рис.2. Держатель образца установки представлен на рисунке 3. Возможно использование держателей для крепления образцов в виде цилиндров, дисков и пластин.
Для определения воздухопроницаемости пропускают воздух через образец в условиях его ламинарного течения при определенном перепаде давления на образце.
Для определения воздухопроницаемости испытываемый образец помещают в специальный держатель, уплотняют резинками по внутреннему и внешнему диаметрам и закрывают крышкой с двумя штуцерами, соединенными резиновыми трубками с водяным манометром 4, дифференциальным манометром 3 и реометром 6 (рис.1). При этом перекрывают краны К1, К2, К4, а краны К3, К5 и К6 открывают. На водяном манометре 4 и водяном реометре 6 уровень воды выставляют на нулевую отметку. Подают воздух и устанавливают на дифференциальном манометре перепад давления до и после образца 600 мм вод.ст. После прохождения воздуха через поры образца при установившемся перепаде давления и определенного времени выдержки фиксируют давление за образцом по водяному манометру и по шкале реометра.
Воздухопроницаемость определяют на конструкционной части установки, представленной на рисунке 1 и включающей в себя:
- К1, К2, К3, К4, К5, К6 - краны;
- 1 - редукционный вентиль;
- 2 - расширитель для выравнивания давления в системе;
- 3 - дифференциальный водяной манометр, используемый для измерения перепада давления на образце, выполненный в виде U-образной стеклянной трубки высотой 700 мм. и имеющий верхний предел измерений 7 кПа и погрешность - не более 10 Па.
- 4 - водяной манометр, используемый для измерения избыточного давления перед расходомером;
- 5 - держатель с образцом;
- 6 - водяной реометр, используемый в качестве расходомера и имеющий тарированный капилляр на расход воздуха от 0 до 2 л/мин с погрешностью измерения не более 5%.
Высота водяного столба на указанных приборах измеряется зеркальными шкалами с ценой деления 1 мм.
От многих изделий из проницаемых спеченных материалов при эксплуатации требуется, чтобы они пропускали воздух и не пропускали жидкость при определенном давлении, которое называют противокапиллярным. Противокапиллярное давление определяется по подъему уровня воды в водомерной трубке и измеряется в мм вод.ст.
Испытываемый образец помещают в держатель. Кран К3 должен быть открыт, а так же краны К1 и К2 (рис.2), подается вода из сосуда 8 через водомерную трубку 7 в держатель 5, одновременно вытесняя из него воздух. Момент вытеснения воздуха фиксируют по выходу воды из крана К1 и подъему уровня воды в водомерной трубке 7 до нулевой отметки (при настройке стенда слив из крана К1 и нулевая отметка шкалы водомерной трубки должны находиться на уровне, соответствующей нижней плоскости испытываемого образца).
После вытеснения воздуха из держателя перекрывают кран К1. Открывают кран К7 для медленного подъема уровня воды в водомерной
трубке до заданной величины или до появления первых капель воды на образце. Высота уровня воды над нулевой отметкой соответствует пропорционально значению противокапиллярного давления для испытуемого образца, в мм вод.ст.
Конструкционная часть установки, предназначенная для определения противокапиллярного давления представлена на рис.2 и включает в себя:
- К1, К2, К3, К7 - краны;
- 5 - держатель с образцом;
- 7 - водомерная трубка со шкалой;
- 8 - сосуд с водой.
Держатель для крепления образцов на установке, представленный на рис.3, имеет сменные прижимные устройства для каждого вида испытаний с резиновым уплотнением по внутреннему и наружному диаметрам и включает в себя:
- К1 - кран для выпуска воздуха при определении противокапиллярного давления;
- К2 - кран подачи воды при определении противокапиллярного давления;
- К3 - кран подачи воздуха при определении воздухопроницаемости;
- 5 - корпус держателя;
- 9 - крышка со штуцерами для подсоединения трубок к манометру и реометру при определении проницаемости;
- 10 - прижимное кольцо, используется при определении противокапиллярного давления (вместо крышки 9);
- 11 - прижимная скоба;
- 12 - прижимная пластина.
- 13 - уплотнения;
- 14 - образец
Данная установка используется на ОАО «АВТОБАЗ» при контроле качества производства деталей из пористых спеченных материалов на
основе меди, в частности клапана чехла внутреннего шарнира передних колес автомобиля.