Устройство для измерения проницаемости мембран

(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при экспериментальных исследованиях влияния механического обжатия при давлении более 0,5 МПа на проницаемость и диффузию газов в мембранах, Устройство соцержит две камеры, заполненные пластическим пористым материалом, у которого величина предела текучести при сжатии меньше давления сжатия мембраны, Стенка камеры имеет сквозное отверстие, в которое вставлен плунжер, Устройство обеспечивает равномерное обжатие мембрань 1 за счет обьемного пластического течения пористого материала, 1 з,п, ф-лы, 1 ил. РООднако приной поверхностьются сильнее,образом, величраспределена иявляется недостпа, Другим недонебходимость пдля измерениявысокого давления обжатия медавлением 50 Млием 50 т, котооборудованиемборатории.Цель изобрезона величины дна область свышДля этого кским пористымличина пределменьше давлени ри измерении мемением одинаковой аны, а стенгосудАРственный комитетпо изОБРетениям и откРытипРи гкнт сссР(56) Ломакин В,ВКрыкин М,А. Теоретические основы химической технологии, 1987, т, 21, М 3, с. 323 - 327.Чалых А,Е, Диффузия в полимерных системах, М,: Химия, 1987, с, 62.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ П НИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при экспериментальных исследованиях влияния механического обжатия при давлении более 0,5 МПа на проньцаемость и диффузию газов в мембранах.Известно устройство для измерения проницаемости в условиях повышенного давления газа,В таком устройстве ибрана и газ сжаты давлвеличины,Известно также устройство, принятое за прототип, в котором ячейка установлена между пуансоном и матрицей пресса для обжатия мембраны, Каждый из двух фланцев, составляющих ячейку, имеет камеру - углубление. В камеры заподлицо вставлены жесткие пористые металлические диски, которые передают сжимающее устройство от фланцев к мембране, но не препятствуют прохождению газа-пермеата,сжатии мембраны с неров- Я ю выпуклые участки сжимачем более тонкие, Таким ина сжатия неравномерно о площади мембраны, что атком устройства-прототистатком прототипа является рименения мощного пресса Л проницаемости в условиях . в ния. Например, для созда- (Л мбраны площадью 100 см (Л .Па необходим пресс с усирый является уникальным для исследовательской ла юзюФ тения - расширение диапаавпения сжатия мембраны е 05 МПа. амера заполнена пластичематериалом, у которого вез текучести при сжатиия сжатия мембрка камеры имеет сквозное отверстие, в которое вставлен плунжер,Известны различные гидравлическиекомпрессоры, в которых высокое давлениесоздается воздействием плунжера с малойплощадью сечения на жидкость, Однако присжатии таким устройством мембраны гидравлицеская жидкость будет препятствоВать подВОду и Отводу Газа В проц 8 сс 8проницаемости через 11 ембрану. Таким Образом, известный р 81111",ния ,устройство-прототип с кесткйвгй йеталлическимлпорйстыми пластинами, а также гидраглические компоессоры не позволя 1 от достичьположительного эффекта - проведения и роцесса газопроницаемости мембраны, наюдящейся в условиях сжатия,Применение пористых пластическихматериалов обеспечивает равномерностьсжатия образца мембраньг при превышениидавления сжатия величины предела текучести пластического материала, В э;их условиях начинается объемное течение,материал окижается. Какущаяся очевиднос:, этого критерия не обоснована, поск 11 Л 1 ку стандар 1 изованная Велици 11 апредела текучести опредсляется приодно.осной деформации образца, иггеющего Видпродолговатоо стержня, В нашем случаедренакная прокладка, равномерно распределя 1 ощая на мембрану механическое давление сжатия, имеет вид тонкого листа; апластическая деформация носит сложнообъемный характер. Поэтому потребовалсямодельный эксперимент для обнаружениятого, что при превышении давл 811 игг сжатиявеличины предела текучести в материалепоявляются объемные течения, Эксперимент проводился с ячейкой, используемойпри измеренли газопроницаемости мембраны (предлагаег.,ое устройство), но вместомембраны Гыл вставлен шаблон. В шаблонеимелись отверстия для наблгодения пластического течения,На чертеже изображено предлагаемоеустроЙство,Между фланцами 1 с камерами, заполненными пористым пластическим материалом 2, расположена исследуемая мембрана3, Герметизация ячейки Осуществляется спомощь 1 О прокладок 4, Давление сжатиямембраны создается плункером 5, Воспринимающим усилие от пуансона пресса б.При проведении измерений собраннаяи загерметизированная ячейка устанавли ф) 45 15 20 25 30 35 вается между пуансоном и матрицей пресса, Усилие пресса передается через плунжер к верхней пористой пластическоймассе, кОторая переходит В состояние ОбьЕМНО 1.О ПЛаСТИЧЕСКОГО ТЕЧЕНИЯ И РВВНОМЕРно Обжимает мембрану в процессеизмре 11 и ЙПредлагаемое устройство было использовано для экспериментального исследова 11 ия влияния механического сжатиямембраны на Вел 111 И 11 у газопроницаемостиВ ка 18 стве плзстич 8 СКОГО маг 8 риалз использовались смеси, составлен 11 ь 8 из ткании 1181 улкан 11 зирОва 1-1 НОГО каучука 1 сырая резино-ткань), а также из пластилина, перемешанного с мелко порезанныммикрофильтром типа МФА. Обьемное соотношение кОмпоне 1 т составляло ОХОлО 1:1,Пределы текучести пластиеских материалов были менее 0,5 Мпа.Эксперименты показали, что при переходе от одного пористого материала к другому изменение результатов не Выходило эаг редел погрешности измерений, равный0%,Были измерены коэффициенть 1 проницасмости кислорода и гелия через г 4 ембрануиз пог 1-4-метилпентанатолщинои 100мкм при температуре 293 К в диапазоневеличин сжимающего давления 0.,1 - 35МПа, Максимальная разность толщин мембаны В разл 11 иых тОчках составляла 10мкм,Данные при давлении выше 0,1 МПа спомощью устройства-прототипа получитьне удалось из-,за невоспроизводимости реЭУ 1 зта ЭВ Формула изобретения 1. Устройство для измерения проницаемости мембран, находящихся в условиях. сжатия, содержащее две камеры, одна из. которых соединена со средствами давления, отл и ч а 1 о щее с я тем, цто, с целью расширения диапазона Величины давления сжатия мембрань 1 наобласть свыше 0,5 МПа, камеры заполнены пластическим пористым материалом, у которого величина пределатекучести при сжатии меньше давлсниясжа пия мембраны, а в стенке одной из камервыполнено отверстие, в котором размещеносредство давления.2, Устро.Йство по и, 1, О т л и ч а ю ГЦ 8 6- с я гем, что В качестве средства давления использован плунжер,1755155 ставитель Е,Кармановахред М,Моргентал Кооректор Л,Лука М,Повхан Заказ 2888 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113 О 35, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 омбицат "Па т ент", г, Ужгород. ул.Гагарина, 101 изводственно-издательсо