Устройство для измерения внутренних объемных усадочных напряжений

г "« > я

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

24l790

Саюа Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 15.1.1968 (№ 1211802/23-5) Кл. 42k, 51 с присоединением заявки №

Приоритет,ЧПК 6 Оlп

УДК 678.01:536.42 (088.8) Комитет по делам иаобретеиий и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 18.1V.1969. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 1.IX.1969

Авторы изобретения

Л. О. Лепарский и В. В. Патуроев

Заявитель Центральный научно-исследовательский институт строительных конструкций имени В. А. Кучеренко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ОБЪЕМНЫХ

УСАДОЧНЫХ НАПРЯЖЕНИЙ

Изобретение относится к технике измерения физико-механических параметров полимеризуемых синтетических смол, в частности синтетических клеев, и может быть использовано в промышленности строительных материалов при производстве клееных строительных конструкций для выбора составов клеев, наиболее подходящих для данных склеиваемых материалов и условий их работы. Изобретение также может быть использовано в научно-исследовательских институтах и лабораториях, занимающихся выбором оптимальных режимов склеивания.

Для измерений усадочных напряжений в составах, переходящих из жидкой фазы в твердую, в настоящее время широко применяют магнитоупорные преобразователи. Известно устройство для преобразования механических напряжений, возникающих в бетоне, в электрический сигнал.

Сами магнитоупорные преобразователи имеют большие погрешности от гистерезиса, от напряжения питания, температуры и т. п.

Большая погрешность в определении величины напряжения возникает и в самом методе измерения с помощью этих преобразователей, так как при измерении напряжений, являющихся следствием усадки, величина напряжений не может быть получена без погрешности, заведомо вносимой различными упругими характеристиками измерительных устройств датчиков, что возможно лишь при условии полного недопущения усадки полимеризующего состава. По принципу действия известное устройство

5 является статическим компенсационным датчиком усилий.

Для повышения точности измерения внутренних усадочных напряжений, возникающих в объеме при переходе изучаемого состава из

10 жидкой фазы в твердую, предлагают в резервуар устройства установить датчик объемного давления, выполненный в виде заполненной жидкостью емкости с эластичными стенкам и и снабженной не контактирующей с изучаемым

15 составом гибкой мембраной, жесткий центр которой связан с силовым щупом блока астатического компенсационного датчика усилий, в качестве которого может быть использовано устройство для измерения внутренних напря20 жений.

Используя принцип действия астатического компенсационного датчика усилия, величины усадочных напряжений измеряют без погрешностей, вносимых допущением усадки полиме25 ризующегося состава.

На чертеже схематически изображено устройство для измерения внутренних объемных усадочных напряжений, общий вид.

Устройство состоит из полости 1, боковые

30 стенки 2 которой выполнены из полимерной

241790

З5

45 пленки, имеющей высокую (200 — 300 С) температуру эксплуатации. В качестве такой пленки может быть использован целлофан, найлон, политетрафторэтилен и т. п. Полость имеет металлическое дно-основание 8 и крышку 4, несущую гибкую мембрану 5 с жестким центром б. Крышка 4 связана с дном-основанием 8 шпильками 7, снабженными гайками 8, с помощью которых возможно устанавливать расстояние между дном и крышкой, а следовательно, и устанавливать требуемый объем полости 1. Полость 1 заполняется жидкостью, имеющей высокую температуру кипения, например глицерином, через отверстие в днеосновании 8, которое затем закрывается пробкой 9.

Мембрана 5 фиксируется на крышке 4 втулкой 10. Последняя, кроме того, несет еще удлинительную трубку 11. В жесткий центр б мембраны 5 упирается силовой щуп 12 блока астатического компенсационного датчика усилия — устройства для измерения напряжений 18.

На дно-основание 8 навинчивается цилиндр

14, в результате чего образуется резервуар, в который наливается исследуемый состав (смола) 15. Дно-основание 8 резервуара с помощью болтов 1б крепится к силовому основанию 17 блока устройства для измерения напряжений 18.

Для ликвидации адгезии исследуемого состава со стенками резервуара и деталями полости и внесения тем самым погрешностей за счет дополнительных усадочных напряжений в показания установки все поверхности упомянутых деталей покрываются полимерной пленкой, имеющей высокую температуру эксплуатации. Пленка удерживается на деталях пружинным и браслетам и 18.

Для наполнения полости 1 жидкостью снимают резервуар с основания, удалив предварительно щуп 12, переворачивают резервуар и вывинчивают пробку 9. После этого наливают в полость жидкость. Установка резервуара на место осуществляется в обратном порядке.

Смола 15, полимиризующаяся в резервуаре под действием различных факторов (джоулево

30 тепло, поле ТВЧ, ионизирующее облучение и т. п.), оказывает давление на стенки 2 полости 1. В силу того что жидкость практически несжимаема, при этом должна произойти деформация мембраны 5. Однако щуп 12 установки для измерения напряжения не позволяет мембране деформироваться, оказывая на нее давление с силой Р, пропорциональной давлению, оказываемому жидкостью в полости, а в конечном итоге — пропорциональной объемному давлению, возникающему в результате усадки смолы. Это давление, отнесенное к соответствующей площади полимеризующейся смолы, будет являться мерой усадочных напряжений. Следует отметить, что в процессе измерения не происходит деформации стенок 2 полости 1, так как мембрана 5 не прогибается. Поэтому не возникает погрешность за счет изменения упругих характеристик сопротивляющегося давлению материала. Изменение силы давления Р щупа 12 на мембрану 5 фиксируется по шкале установки для измерения напряжений 18.

После полного перехода состава в твердую фазу и окончания измерения отвинчивают пробку 9 и сливают жидкость из полости 1.

Затем отвинчивают цилиндр 14 и, постепенно снимая браслеты 18, освобождают остальные детали установки от заполимеризовавшегося состава и полимерной пленки. Заменив пленку и залив жидкость в полость, можно присгупить к новым измерениям.

Предмет изобретения

Устройство для измерения внутренних объемных усадочных напряжений при полимеризации веществ, например синтетических смол, содержащее резервуар с испытуемым веществом и астатический компенсационный датчик усилия, отличающееся тем, что, с целью повышения точности результатов измерений, в резервуаре установлен датчик объемного давления, выполненный в виде заполненной жидкостью емкости с эластичными стенками и гибкой мембраной, которая не контактирует с испытуемым веществом и имеет жесткий центр, связанный с силовым щупом датчика усилия.

Составитель Л. Дмитриев

Редактор Л. М. Новои.илова Техред Л. Я. Левина

Корректор Л. В. Юшина оаказ 2051/10 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2