УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ПАРАФИНИРОВАННОЙ БУМАГИ ДЛЯ ЗАВЕРТКИ КОНФЕТ

Полезная модель относится к области тепловых испытаний, а именно к области измерений твердых бумажных образцов, например, материалов, используемых в производстве парафинированной бумаги, которая предназначена для упаковывания кондитерских изделий, медикаментов, металлоизделий и других изделий.
Существует огромное количество устройств для определения теплопроводности твердых материалов, использующих различные методы измерения.
Для измерения теплопроводности твердых материалов известно устройство, содержащее цилиндрические термоэлектроды, внутри которых помещен электрически изолированный линейный источник тепла, подключенный к источнику питания (см. авт. свид. №1221567, МПК G01N 25/18, Бюл. №12, 1986 г.).
Однако данное устройство применяется в основном для определения коэффициента теплопроводности сыпучих строительных материалов и не предназначено для исследования бумаги, изготовленной из бумаги-основы и пропитанной парафином, для завертки конфет.
Известно устройство для измерения теплопроводности, которым измеряют перепад температур по плоскому образцу, посредством контактирующих с поверхностями измерителей температур (см. авт. свид, №1561025, МПК G01N 25/18, Бюл. №16, 1990 г.).
Однако данное устройство не используется для определения коэффициента теплопроводности материалов, применяемых для завертки кондитерских изделий, медикаментов, металлоизделий и других изделий.
*
Так же известна установка ИТ-1 для определения теплопроводности твердых материалов, состоящая из двух термостатированных верхней и нижней металлических плит размерами 250250 мм, измерителя теплового потока (тепломера), располагаемого между образцом и нижней термостатированной плитой блока задания и регулирования температуры, узла зажима образца и теплоизоляционного кожуха. Образец укладывают на тепломер и плотно прижимают термостатированной плитой. В зависимости от заданной температуры испытаний, устанавливают температуру верхней и нижней термостатированных плит. Теплоизоляционный кожух обеспечивает устранение теплопотерь через торцовые грани образца (см. паспорт к установке для испытания образцов строительных материалов на теплопроводность ИТ-1, MB и ССОРФ, ВСТИ, 1989 г.).
Недостатком установки ИТ-1 является то, что данное устройство в основном применяется для исследования строительных материалов и не может использоваться для определения коэффициента теплопроводности тонкой конфетной оберточной бумаги.
Известна установка ИТ--400 для определения теплопроводности твердых материалов, состоящая из блока питания и регулирования, измерительного блока, двух металлических цилиндров, в одном из которых находится узел зажима образца, и теплоизоляционного кожуха для устранения теплопотерь (заводская модель).
Недостатком установки ИТ--400 является то, что установка используется для изучения теплопроводности твердых материалов, которые применяются в строительстве и имеют значительную толщину, и не представляется возможным ее использование для определения теплопроводности тонких мягких материалов и образцов.
Наиболее близким техническим решением к полезной модели является установка для определения коэффициента теплопроводности кожи, содержащая средство для измерения теплопроводности, блок регистрации, нагреватель с блоком питания, узел зажима образца и теплоизоляционный материал. Для измерения теплопроводности используется пара термоэлементов, электрически связанных между собой, для обеспечения равномерной
теплоотдачи и приема по всей площади испытуемого образца кожи, помещаемого между термоэлементами, при этом тепловой поток направлен сверху вниз, термоэлементы соединены с регистрирующим блоком, в качестве которого применен потенциометр Р37.1 (см. патент на полезную модель №60728, MПK.G01N 25/18, Бюл. №3, опубл. 27.01.2007 г.).
Однако данное устройство используется только для определения коэффициента теплопроводности кожи и не применяется для исследования бумаги, изготовленной из бумаги-основы и пропитанной парафином, предназначенной для завертки конфет, которая может быть достаточно тонкой по своей структуре.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего исследовать теплопроводность парафинированной бумаги, используемой для завертки конфет, проводить научно-исследовательские эксперименты и лабораторные работы по теплофизическим измерениям и применять полученные данные в исследовательских целях.
Технический результат полезной модели заключается в относительно быстром и точном получении данных по теплопроводности парафинированной бумаги с возможностью автоматической регистрации результатов, что позволяет исследовать образцы, выполненные из разного сырья и имеющие достаточно маленькую толщину.
Указанный технический результат достигается тем, что в установке для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет, содержащей средство для определения теплопроводности, соединенное с блоком регистрации, испытуемый образец, согласно полезной модели в установке дополнительно установлен температурный компенсатор для поддержания комнатной температуры, соединенный со средством для измерения теплопроводности, в качестве которого использован термопреобразователь, выполненный в виде плоской пластины, другой стороной термопреобразователь соединен с испытуемым образцом, на котором установлен холодильник с крышкой,
при этом внутри холодильника расположены спиртовой термометр и электрическая мешалка, соединенная с трансформатором, кроме того в холодильник помещена охлаждающая смесь из мелкоизмельченного льда, хлористого натрия и хлористого калия для достижения в нем постоянной температуры 0°С, при изменении температуры в холодильнике от 0° до 20°С произведены замеры испытуемого образца, непрерывно регистрирующиеся на диаграммной ленте самопишущего устройства блока регистрации.
Новыми элементами в установке для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет являются:
- применение в качестве средства для измерения теплопроводности термопреобразователя, выполненного в виде плоской пластины, обеспечивает регистрацию изменения температуры;
- установка температурного компенсатора, соединенного с термопреобразователем, позволяет поддерживать комнатную температуру;
- установка холодильника на испытуемый образец позволяет фиксировать разность температур;
- использование охлаждающей смеси из мелкоизмельченного льда, хлористого натрия и хлористого калия, помещенной внутрь холодильника, обеспечивают температуру равную 0°С;
- установка электрической мешалки в холодильнике, соединенной с трансформатором, обеспечивают равномерное перемешивание охлаждающей смеси;
- установка спиртового термометра в холодильнике обеспечивает контроль температуры.
Заявляемая установка для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет соответствует критерию «новизна», так как заявитель не выявил источники информации по патентной и научно-технической документации, включающие
признаки, сходные или эквивалентные с отличительными признаками формулы полезной модели.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема установки для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет, на фиг.2 и 3 показаны результаты измерений теплопроводности различных видов парафинированной бумаги для завертки конфет в виде диаграмм.
Предлагаемая установка для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет (см. фиг.1) состоит из средства для измерения теплопроводности, в качестве которого использован термопреобразователь 1, выполненный в виде плоской пластины, блока регистрации 2, в качестве которого может быть применен плоскостной двухлинейный самописец Line Recorder TZ 4221, имеющий погрешность измерения не более ±0,5%. Термопреобразователь 1 соединен с температурным компенсатором 3, поддерживающим комнатную температуру. На термопреобразователь 1 укладывается испытуемый образец 4, на который установлен холодильник 5. В холодильнике 5 через отверстия в крышке 6 установлены электрическая мешалка 7, соединенная с трансформатором 8 с напряжением 6,3В, и спиртовой термометр 9, измеряющий температуру от -60 до +30°С. Внутрь холодильника 5 помещена охлаждающая смесь 10 из мелкоизмельченного льда, хлористого натрия и хлористого калия для поддержания постоянной температуры равной 0°С.
Термопреобразователь 1 соединен также с блоком регистрации 2 с возможностью непрерывного фиксирования на диаграммной ленте 11 данных проводимого исследования испытуемого образца 4.
Предлагаемая установка для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет работает следующим образом (см. фиг.1).
На термопреобразователь 1, который соединен с температурным компенсатором 3 и блоком регистрации 2, укладывают испытуемый образец 4 парафинированной бумаги. На испытуемый образец 4 устанавливают холодильник 5 с помещенной внутрь него охлаждающей смесью 10 из мелкоизмельченного льда, хлористого натрия и хлористого калия. Охлаждающая смесь предназначена для поддержания постоянной температуры равной 0°С. Холодильник 5 закрывают крышкой 6, через отверстия которой в холодильнике 5 устанавливают электрическую мешалку 7 для равномерного перемешивания охлаждающей смеси 10 и спиртовой термометр 9. Температуру в холодильнике 5 контролируют спиртовым термометром 9. Тепловой поток от температурного компенсатора 3 проходит через испытуемый образец 4 парафинированной бумаги, а термопреобразователь 1 фиксирует термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), величина которой зависит от разницы температур между температурным компенсатором 3 и холодильником 5. Самопишущее устройство блока регистрации 2 фиксирует непрерывно на диаграммной ленте 11 данные проводимого исследования испытуемого образца 4 парафинированной бумаги.
По известной расчетной формуле выводят значения теплопроводности испытуемого образца 4 парафинированной бумаги. За показания эксперимента при исследовании испытуемого образца 4 парафинированной бумаги принимают разность температур в 3-5 точках полученной диаграммы одного и того же испытуемого образца 4 при определенной скорости подачи диаграммной ленты 11. Допустимая погрешность самописца составляет ±0,5%.
Экспериментальные исследования проводились для различных испытуемых образцов бумаги. На фиг.2 и 3 представлены только некоторые результаты проведенных экспериментов, полученных на предлагаемой полезной модели для образцов парафинированной бумаги, что свидетельствует о том, что заявляемая установка дает удовлетворительные данные по теплопроводности материалов, используемых для изготовления парафинированной бумаги.
Предлагаемая установка для определения теплопроводности парафинированной бумаги для завертки конфет по сравнению с прототипом (см. патент на полезную модель №60728, МПК G01N 25/18, Бюл. №3, опубл. 27.01.2007 г.) может применяться в области теплофизических измерений для исследования теплопроводности различной бумаги для завертки конфет, обладает повышенной точностью получения данных по теплопроводности материалов, используемых в производстве парафинированной бумаги, и может использоваться для изучения теплопроводности неисследованных материалов.
Полезная модель является «промышленно применимой», так как может использоваться при проведении научно-исследовательских экспериментов, лабораторных работ по теплофизическим измерениям теплопроводности бумажных образцов, например, материалов, используемых для парафинированной бумаги, которая может быть использована для упаковки кондитерских изделий в кондитерском производстве, в медицине для медикаментов, в производстве по изготовлению парафинированной бумаги для упаковки металлоизделий и других изделий.