ПЕРЕНОСНАЯ УНИВЕРСАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ТОНКОСЛОЙНЫХ ОБЕРТОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области тепловых испытаний, а именно к области измерений теплопроводности твердых образцов, например, материалов, используемых в производстве тары и упаковки самых различных изделий и предметов.
Существует множество устройств для определения теплопроводности твердых, строительных и сыпучих 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 материалов упаковочного производства.
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 при изготовлении тары и упаковки.
Так же известна установка ИТ-1 для определения теплопроводности твердых материалов, состоящая из двух термостатированных верхней и нижней металлических плит размерами 250×250 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, ВСТИД989 г.).
Недостатком установки ИТ-1 является то, что данное устройство в основном применяется для исследования строительных материалов и не используется для определения коэффициента теплопроводности тары и упаковки.
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, МПК G01N 25/18, Бюл. №3, опубл. 27.01.2007 г.).
Однако данное устройство используется только для определения коэффициента теплопроводности тонких и мягких материалов и не применяется для исследования упаковки, которая может быть достаточно толстой и плотной по своей структуре.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, позволяющего исследовать теплопроводность различных материалов, использующихся в производстве упаковочных материалов, 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 различных упаковочных материалов с возможностью автоматической регистрации результатов, что позволяет исследовать образцы различной толщины и выполненные из разного сырья.
Указанный технический результат достигается тем, что в переносной универсальной установке для определения теплопроводности тонкослойных оберточных материалов, содержащей средство для измерения теплопроводности, состоящее из термопар, нагреватель, блок управления, узел зажима, испытуемый образец, теплоизоляционный материал, согласно полезной модели установка дополнительно содержит отражатель тепла с канавкой для установки в нее одной термопары, соединенный с нагревателем и расположенный под испытуемым образцом, на последнем сверху расположен теплоулавливатель также с канавкой для установки в нее другой термопары, причем термопары электрически связаны с блоком управления, при этом отражатель тепла с одной термопарой, испытуемый образец, теплоулавливатель с другой термопарой зафиксированы прижимной подушкой с теплоизоляционным материалом и прижаты винтом, которые установлены и закреплены на штангах узла зажима, кроме того для измерения теплопроводности установка снабжена переключателем с возможностью регистрирования показателей двух термопар и термометром с жидкокристаллическим экраном, которые соединены с блоком управления.
Новыми элементами в переносной универсальной установке для определения теплопроводности тонкослойных оберточных материалов являются:
- установка отражателя тепла с канавкой для одной термопары, соединенного с нагревателем и расположенного под испытуемым образцом, обеспечивает подачу тепла на испытуемый образец;
- установка теплоулавливателя с канавкой для другой термопары, расположенного на испытуемом образце, позволяет регистрировать количество тепла, прошедшего через испытуемый образец;
- установка двух термопар с разных сторон испытуемого образца, электрически связанных с блоком управления, позволяет фиксировать количество тепла, подаваемого на испытуемый образец и прошедшего через него;
- фиксация всей конструкции прижимной подушкой с теплоизоляционным материалом и винтом, установленных и закрепленных на штангах узла зажима, обеспечивает устойчивое размещение термопар и равномерное снятие показателей;
- установка переключателя, соединенного с блоком управления, позволяет регистрировать результаты двух термопар;
- установка термометра с жидкокристаллическим экраном, соединенным с блоком управления, обеспечивает автоматическую регистрацию показаний двух термопар;
- компактность устройства, удобство в использовании при различных перемещениях и транспортировках.
Заявляемая переносная универсальная установка для определения теплопроводности тонкослойных оберточных материалов соответствует критериям «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 фиг.1, где изображена принципиальная схема установки.
Предлагаемая переносная универсальная установка для определения теплопроводности тонкослойных оберточных материалов (см. фиг.1) состоит из двух термопар 1, отражателя тепла 2 с канавкой для одной термопары 1 и теплоулавливателя 3 также с канавкой для другой термопары 1. Отражатель тепла 2 электрически связан с нагревателем 4. Между отражателем тепла 2 и
теплоулавливателем 3 с канавками, в которые установлены термопары 1, помещен испытуемый образец 5. Данная конструкция сверху зафиксирована прижимной подушкой 6 и прижата винтом 7, установленных и закрепленных на штангах 8 узла зажима. Теплоизоляция 9, установленная под прижимной подушкой 6, препятствует потери тепла в окружающую среду. Блоком управления 10 с помощью переключателя 11 регистрируются показатели термопар 1. Измеренные данные одной и другой термопар 1 выводятся на жидкокристаллический экран термометра 12, последний соединен с блоком управления 10.
Предлагаемая переносная универсальная установка для определения теплопроводности тонкослойных оберточных материалов работает следующим образом (см. фиг.1).
Под испытуемый образец 5 помещается одна термопара 1, которая укладывается в канавку отражателя тепла 2. На образец 5 сверху помещается теплоулавливатель 3, в канавке которого укладывается другая термопара 1. Вся конструкция фиксируется прижимной подушкой 6 и прижимается винтом 7, установленных и закрепленных на штангах 8 узла зажима. Теплоизоляция 9, установленная на прижимной подушке 6, препятствует потери тепла в окружающую среду. С помощью блока управления 10 включают нагреватель 4, который подает тепло на отражатель тепла 2. Количество тепла, подаваемого на испытуемый образец 5 и прошедшего через него, фиксируется двумя термопарами 1 с помощью переключателя 11. Полученные результаты выводятся на жидкокристаллический экран термометра 12, соединенного с блоком управления 10.
Полезная модель является «промышленно применимой», так как может использоваться при проведении научно-исследовательских экспериментов и лабораторных работ по теплофизическим измерениям теплопроводности твердых образцов, например, материалов, используемых в качестве тары и упаковки.