Установка для определения коэффициента теплопроводности тары

 

Полезная модель относится к области тепловых испытаний, а именно к области измерений теплопроводности твердых образцов, например, материалов, используемых в качестве тары и упаковки.

Для относительно быстрого и точного получения данных по теплопроводности тары предлагаемая установка для определения теплопроводности тары состоит из термопреобразователя 1, который связан с блоком регистрации 2, в качестве которого может быть применен плоскостной двухлинейный самописец класса 0,5, и блоком питания 3. Термопреобразователь 1 соединен с холодильником 4, поддерживающим температуру около нуля градусов, который закрыт крышкой 5. Термопреобразователь 1 помещен внутрь испытуемого образца 6. Сверху на крышку 5 установлен груз 9 и все это уложено на решетчатую полку 7 термостата 8, который поддерживает заданную температуру автоматически. На лицевой панели термостата 8 расположен пульт управления 10, которым регулируется работа термостата 8. Самопишущее устройство блока регистрации 2 заправлено диаграммной лентой 11. Технический результат заключается в повышении точности определения коэффициента теплопроводности материалов, применяемых в производстве тары и упаковки.

3 илл.

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 вещей.

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 производств.

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 нижнем 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 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 материален, использующихся в производстве тары и упаковки различных продуктов, 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 тары с возможностью автоматической регистрации результатов, что позволяет исследовать образцы различной толщины и выполненные из разного сырья.

Указанный технический результат достигается тем, что в установке для определения коэффициента теплопроводности тары, содержащей средство для определения теплопроводности, соединенное с блоком регистрации, испытуемый образец, блок питания, термостат, согласно полезной модели установка дополнительно снабжена холодильником с крышкой, установленным на решетчатой полке термостата, а в качестве средства для измерения теплопроводности использован термопреобразователь, выполненный и в виде плоской пластины, электрически связанной с блоком питания, с одной стороны термопреобразователь закреплен к холодильнику, в котором установлена постоянная температура около 0°С, другой стороной термопреобразователь помещен на внутреннюю поверхность испытуемого образца, размещенного на решетчатой полке термостата, при изменении температуры в котором осуществлены замеры, непрерывно регистрирующиеся на диаграммной ленте самопишущего устройства блока регистрации, при этом термопреобразователь соединен с блоком регистрации, а на крышке холодильника установлен груз.

Новыми элементами в установке для определения коэффициента теплопроводности тары являются:

- установка холодильника с крышкой, установленного на решетчатой полке термостата, обеспечивает постоянную температуру около 0°С;

- использование в качестве средства для измерения теплопроводности термопреобразователя, выполненного в виде плоской пластины, электрически связанного с блоком питания и холодильником, поддерживающим постоянную

температуру около 0°С, обеспечивает измерение теплового потока, проходящего через толщину стенки исследуемого образца тары;

- установка термопреобразователя внутри поверхности испытуемого образца, который помещен на решетчатую полку термостата, позволяет измерять тепловой поток, проходящий сквозь стенку образца, при этом измеряемые регистрируются автоматически;

- установка холодильника на решетчатой полке термостата и установка на крышке холодильника груза позволяют исследовать тару, выполненную из различного сырья (органические полимеры, пластмассы, пенопласт, бумага, картон, дерево), независимо от толщины образца;

- использование самопишущего устройства блока регистрации, на диаграммной ленте которого непрерывно регистрируется температура изменения термопреобразователя, проходящая через толщину испытуемого образца, что позволяет получать данные по теплопроводности тары, анализировать их и определять теплопроводность материалов, применяемых в производстве тары;

- соединение термопреобразователя с блоком регистрации позволяет непрерывно фиксировать на диаграммной ленте температуру с внутренней поверхности испытуемого образца тары.

Заявляемая установка для определения коэффициента теплопроводности тары 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 чертежами, где на фиг.1 изображена принципиальная схема установки, на фиг.2 и 3 показаны результаты измерений теплопроводности различных видов тары в виде диаграммы.

Предлагаемая установка для определения коэффициента теплопроводности тары (см. фиг.1) состоит из термопреобразователя 1, блока регистрации

2, в качестве которого может быть применен плоскостной двухлинейный самописец, имеющий погрешность измерения не более ±0,5% и блока питания 3. Термопреобразователь 1 выполнен в виде плоской пластины, электрически связанной с блоком питания 3. Термопреобразователь 1 с одной стороны соединен и закреплен к холодильнику 4, в котором установлена температура около нуля градусов. Холодильник 4 закрыт крышкой 5. Термопреобразователь с другой стороны помещен на внутреннюю поверхность испытуемого образца 6, который помещен на решетчатую полку 7 термостата 8 для измерения теплового потока, проходящего сквозь стенку испытуемого образца 6. Сверху на крышку 5 холодильника 4 установлен груз 9 и все это уложено на решетчатую полку 7 термостата 8, в котором установлена заданная температура автоматически. Термопреобразователь 1 соединен также с блоком регистрации 2. На лицевой панели термостата 8 расположен пульт управления 10 с возможностью регулирования работы термостата 8. Самопишущее устройство блока регистрации 2 заправлено диаграммной лентой 11.

Предлагаемая установка для определения коэффициента теплопроводности тары работает следующим образом (см. фиг.1).

На лицевой панели пульта управления 10 термостата 8 включают тумблер включения сети, нажимают на кнопку «РЕЖИМ» и устанавливают требуемую температуру в рабочей камере термостата 8, контролируя ее по показаниям цифрового индикатора. Установив необходимую температуру термостатирования, которую необходимо обязательно запомнить, нажимают на кнопки «ЗАПИСЬ», затем «СТОП», после чего нажимают кнопку «ПУСК». Термостат 8 переходит в режим нагрева, при поддержании заданной температуры светодиод пульта управления 10 горит постоянно. На решетчатую полку 7 термостата 8 помещают подготовленный испытуемый образец тары 6, соединенный с холодильником 4. В холодильник 4 для поддерживания температуры около 0°С укладывается лед. Холодильник 4 сверху закрывают крышкой 5 и устанавливают на нее груз 9. Тепловой поток в термостате 8

проходит через всю толщину испытуемого образца тары 6, а термопреооразователь 1 фиксирует термоэлектродвижущую силу (ТЭДС), величина которой зависит от внутренней температуры термостата 8. Самопишущее устройство блока регистрации 2 фиксирует непрерывно на диаграммной лен те 11 данные проводимого исследования испытуемого образца тары 6.

По известной расчетной формуле выводят значения коэффициента теплопроводности испытуемого образца тары 6. За показания эксперимент при исследовании испытуемого образца тары 6 принимают разность темпера тур в 3-5 точках полученной диаграммы одного и того же испытуемого обрита 6 при определенной скорости подачи диаграммной ленты 11. Допустимая погрешность самописца составляет ±0,5%.

Экспериментальные исследования проводились для различных испытуемых образцов тары 6, выполненных из пенопласта, картона и дерева различной толщины. Ни фиг.2 и 3 представлены только некоторые результаты проведенных экспериментов, полученных на предлагаемой полезной модели для образцов разной толщины, выполненных из различных материале; что свидетельствует о том, что заявляемая установка дает удовлетворительные данные по теплопроводности материалов, используемых для изготовления тары.

Предлагаемая установка для определения коэффициента теплопроводности тары по сравнению с прототипом (см. патент на полезную модель №60728, МПК G01N 25/18, Бюл. №3. опубл. 27.01.2007 г.) может применяться на практике в области теплофизических измерений для исследования теплопроводности различной тары, обладает повышенной точностью получения данных по теплопроводности материалов, используемых в производстве тары, и может использоваться для изучения теплопроводности неисследованных материалов.

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.

Установка для определения коэффициента теплопроводности тары, содержащая средство для измерения теплопроводности, соединенное с бликом регистрации, испытуемый образец, блок питания, термостат, отличающаяся тем, что установка дополнительно снабжена холодильником с крышкой, установленным на решетчатой полке термостата, а в качестве средства для измерения теплопроводности использован термопреобразователь, выполненный в виде плоской пластины, электрически связанной с блоком питания, с одной стороны термопреобразователь закреплен к холодильнику, в котором установлена постоянная температура около 0°С, другой стороной термопреобразователь помещен на внутреннюю поверхность испытуемого образца, размещенного на решетчатой полке термостата, при изменении температуры в котором осуществлены замеры, непрерывно регистрирующиеся на диаграммной ленте самопишущего устройства блока регистрации, при этом термопреобразователь соединен с блоком регистрации, а на крышке холодильника установлен груз.



 

Похожие патенты:

Разборный узел крепления защитного чехла к корпусу термопреобразователя, включающий трубчатый корпус термопреобразователя, гильзу защитную для термопреобразователя, монтажный элемент для крепления защитного чехла к корпусу термопреобразователя сопротивления в виде накидной гайки с внутренней резьбой, элемент крепления термопреобразователя в виде ответного к накидной гайке штуцера с наружной резьбой и фиксирующего элемента, размещенного в кольцевой канавке в соединяемой части на наружной поверхности защитного чехла, при этом весь узел крепления расположен на продольной оси корпуса
Наверх