ПЕНЕТРОМЕТР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНСИСТЕНТНЫХ СВОЙСТВ БИТУМОВ

Полезная модель относится к области измерительной техники, а точнее к приборам для определения качества строительных материалов, в частности битумов. Заявляемый пенетрометр может наиболее эффективно использоваться в дорожном строительстве при определении консистентных свойств битумного вяжущего, одного из основных компонентов асфальтобетона.
Известен пенетрометр для определения консистентных свойств нефтяных битумов и прочих нефтепродуктов, основанный на определении глубины проникновения иглы в испытуемый образец [1]. Он состоит из корпуса, выполненного в виде штатива с основанием, на которых размещены все необходимые узлы и механизмы. Среди последних основным является рабочее устройство, включающее иглу, конструкция которой соответствует ГОСТ 1440-78, установленную с возможностью перемещения в вертикальных направляющих корпуса. Игла оснащена сменными грузиками в виде шайб с массой 50 и 100 г для испытаний битумов с консистенцией в широком диапазоне. Игла кинематически связана с пусковым механизмом. Кроме того, пенетрометр снабжен измерительным устройством, основу которого составляет индикатор измерения величины перемещения иглы с дисковой метрологической шкалой, проградуированной от 0 до 360° с ценой деления равной 0,1 мм. (Один градус на шкале соответствует перемещению иглы на 0,1 мм). Вращающаяся стрелка индикатора приводится в движение весом иглы с грузиком через зубчатую передачу.
Основным недостатком, наиболее влияющим на точность получаемых результатов, является необходимость значительного участия оператора в процессе измерения. Так, критерием оценки консистентных свойств битумов является величина погружения иглы, измеряемая в единицах соответствующих 0,1 мм, за время 5 и 60 секунд. Описанная выше конструкция пенетрометра предполагает одновременное включение оператором пускового механизма, освобождающего иглу от связи с корпусом, и секундомера, затем им же отключаемых через указанный выше интервал времени. В силу различия психофизических особенностей оператора в каждый момент времени, даже при проведении одной серии испытаний, практически невозможно синхронное включение и выключение пускового механизма пенетрометра и секундомера. Другими словами, всегда существует фактор рассогласования, значительно снижающий точность измерения.
Таким образом, целью предлагаемого усовершенствования является повышение точности показаний пенетрометра.
Поставленная цель достигается за счет того, что в пенетрометре, содержащем корпус, на котором смонтированы рабочее и измерительное устройства первое из которых содержит пенетрационную иглу с грузиками, кинематически связанную с пусковым механизмом, а второе - измерительную метрологическую шкалу с делениями, пусковой механизм образован подпружиненной щеколдой, смонтированной на корпусе с возможностью возвратно-поступательного перемещения ее в направлении перпендикулярном оси иглы и взаимодействующей с расположенным на последней упором, при этом щеколда размещена между парой, шарнирно закрепленных на корпусе рычагов, связанных между собой посредством витой пружины, верхний из которых является фиксатором щеколды в ее оттянутом состоянии и, кроме того, взаимодействует с упором иглы, а второй рычаг является приводом пуска последней.
На чертежах, прилагаемых к описанию изображены:
- на Фиг.1. - общий вид пускового устройства в исходном положении;
На Фиг.2 - общий вид пускового устройства после его включения.
Пусковое устройство состоит из щеколды 1, имеющей возможность возвратно-поступательного перемещения в опорах 2 корпуса в направлении иглы 3 пенетрометра (см. фиг.1). В передней части щеколда 1 имеет выступ 4, который может взаимодействовать либо с упором 5 иглы 3, либо с выступом 6 верхнего рычага 7. Щеколда перемещается пружиной сжатия 8, способствующей движению щеколды в направлении иглы 3. Щеколда 1 соединена с двуплечим рычагом 9 привода пуска иглы 3, сидящем на оси 10, посредством подвижного шарнирного соединения 11. На другом плече рычага 9 закреплен один конец пружины растяжения 12. Другим концом пружина 12 закреплена на верхнем рычаге 7, сидящем на оси 13 в корпусе 14 прибора. Одно из плеч рычага 9 привода пуска иглы 3 соединено с кнопкой 15 пуска секундомера, фиксирующего время необходимого измерения.
Пусковое устройство работает следующим образом.
В исходном положении привод пуска находится в состоянии, показанном на Фиг.1. Здесь игла 3 фиксируется в исходном (начальном, нулевом по отсчету) положении благодаря тому, что упор 5 иглы 3 удерживается выступами 4 щеколды 1 и верхнего
рычага 7. При этом верхний рычаг 7 прижимается к упору 5 иглы 3 благодаря сжимающему усилию от пружины 12, а щеколда 1 находится в крайнем правом положении, контактируя с упором 5 иглы 3, чему способствует верхнее положение свободного плеча рычага 9 привода пуска иглы 3 и дополнительное усилие поджатия пружины 8. Двуплечий рычаг 9 привода повернут относительно оси 10 вправо на максимально возможный угол поворота так, что свободное плечо рычага 9, не находящееся в контакте с щеколдой, находится в крайнем, верхнем положении. Для включения в работу привода пуска иглы 3 необходимо нажать на свободное плечо рычага 9, переводя его в нижнее положение как показано на Фиг.2. При этом рычаг 9 привода пуска иглы 3 повернется относительно оси 10 влево и благодаря шарнирному соединению 11 переведет щеколду 1 в рабочее положение, отодвинув ее максимально влево от иглы 3, одновременно сжав вспомогательную пружину 8 и дополнительно растянув пружину 12, связывающую рычаги 7 и 9. При отходе щеколды влево, основание выступа 4 щеколды 1 сходит с упора 5 иглы 3 освобождая последний так, что игла 3 может свободно перемещаться вниз под действием грузов, установленных на ней. После схода щеколды 1 с упора 5 иглы 3, выступ 4 входит в контакт с выступом 6 верхнего рычага 7, поскольку последний прижимается к щеколде благодаря усилия, создаваемого пружиной 12. Перемещение щеколды 1 влево относительно верхнего рычага 7 происходит до того момента пока выступ 4 щеколды 1 не зайдет за выступ 6 верхнего рычага 7 так, как показано на Фиг.2. При этом выступ 6 верхнего рычага 7 будет удерживать щеколду 1 в крайнем левом положении до тех пор, пока игла 3 не начнет перемещаться вверх в исходное положение, устанавливаемое оператором после выполнения необходимых измерений. Движение иглы 3 вверх оператором происходит до момента встречи упора 5 иглы 3 с верхним рычагом 7. При дальнейшем движении иглы 3 вверх, упор 5 перемещает верхний рычаг 7 вверх, который поворачиваясь относительно оси 13, выводит из зацепления выступ 6 верхнего рычага 7 из зацепления с выступом 4 щеколды 1. Последняя начинает перемещаться вправо под действием усилий вспомогательной пружины 8 и усилия пружины 12, которая производит поворот двуплечего рычага 9 относительно оси 10 вправо до встречи щеколды 1 с упором 5 иглы 3. При этом игла 3 фиксируется в исходном, первоначальном положении как показано на Фиг.1.
В ООО «Футурум» выполнены опытные образцы пенетрометра предлагаемой конструкции, испытания которых показали высокие эксплуатационные качества, полностью подтвердившие прогнозируемый результат - значительное повышение точности и надежности измерения.
Источники информации, использованные при составлении описания полезной модели.
1. ГОСТ 11501-78 (стандарт СЭВ 365882) - прототип.