Способ исследования теплопроводности эластомерных уплотнений

Союз Советскик Сс 1 налнстнческих РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЗЬСТВУ(22) Заявлено 110180 (23) 2858753/25-08 (51)М. Кл. с присоединением заявки йо(23) Приоритет С 01 И 25/18 Е 16 Л 15/00 Государетвеииый комитет СССР ио делам изобретеииИ и открытиИ(54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ ЭЛАСТОИЕРНЫХ УПЛОТНЕНИЙ Изобретение относится к унлотнительной технике, а именно к исследованию процессов телопередачи и теплообмена уплотнителей из полимерных оптически чувствительных матери аловИзвестен способ исследования теплопроводности полимерных материалов, который заключается в том, что нагреватель помещается между образцами, выполненными между двумя пластинами, боковые утечки тепла предотвращаются путем установки охранных колец, а прогрев образца контролируется большим. количеством датчиков 1),15Недостатки этого способа - сложность реализации способа, невысокая . точность и невозможность исследования образцов сложной формы, а также необходимость равномерного прогре ва образца.Известен также способ исследования теплопроводности образцов из полимерных материалов, в которых из- мерение температуры на различных 25 участках исследуемого тела при его торцовом или радиальном нагреве про-, водится с помощью многоспайных термо пар, либо укрепляемых на поверхности тела либо помещаемых внутрь пред варительно просверленных в изделииотверстий 2.Недостатками известного способаявляется необходимость сверления отверстий под термопары, что вноситв процесс теплопередачи искаженияи влечет за собой разрушение изде"лия, а также требование теплоизоля,ции боковых поверхностей образцов.Кроме того, указанный способ н позволяет исследовать процессы теплопередачи иэделий сложной формы при;произвольном расположении источниЦель изобретения - повышение точности измерений при сохранении целостности исследуемых уплотнений,Поставленная цель достигается тем,что после нагружения уплотнения егоохлаждают до температуры стеклования, просвечивают испытуемый образец поляризованным светом, регистрируют оптическую картину распределения полос, затем снимают нагрузку ипрогревают образец, одновременнопродолжая просвечивание образца поляризованным светом и регистрациюоптической картины распределения полос, а о теплопрсводности уплотнениясудят по динамике изменения полос помере прогревания образца.Способ осуществляется следующимобразом.Испытуемый образец иэ оптическиактивного полимерного материала, имеющий форму изделия, нагружают при комнатной температуре, с помощью любойдистанционно управляемой металлической струбцины, например, на прибореНИ. Затем образец охлаждают дотемпературы стеклования, помещаяцеликом прибор в термостат, Далееобразец просвечивают поляризованнымсветом, и регистрируют картину полосс помощью поляризационной установкиППУ, включающей в состав Фотоаппарат для регистрации картины полос,Затем снимают нагрузку (операция осуществляется с помощью дистанционноуправ(яемой струбцины), прогреваютобразец, например, токами высокойчастоты. Для этого можно испсльзоватьгенератор высокой частоты, например,гипа И 060.012.В процессе нагрева образец непрерывно просвечивается поляризованнымсветом и периодически. фиксируетсякартина распределения полос. Дляэтого используется поляризационнаяустановка ППу,В охлажденном до температуры стеклования предварительно сдеформированном образце замораживается высокоэластическая составляющая деформации ЗОи, следовательно, замораживается"определенная картина распределенияполос в образце после снятия нагрузки. При нагреве образца выше температуры стенлования, у последнего 35вновь появляется способность к вссстановлению размеров и Формы последеформации и, следовательно, у нагретых вьпде температуры стеклования резины частей образца изменяется деформированное состояние, чт приводитк изменению картины полос. Проводянепрерывную регистрациЮ картины яолосв процессе нагрева образца, можнонаблюдать за распространением температурного Фронта, Расшифровывая после 45проведения испытаний динамику изменения картины оптических полос, можно судить о теплопроводности испытанного иэделия.50П р и м е р. Способ определения теплопроводности осуществляют при испытании стандартных образцов уплотнительных прокладок (внутренний диаметр 28 мм, сечение 4 хб), изготовленных из резины ИРПсжатых на 50 Ъ в Т-образцой канавке, Испытания проводят на приборе для огределения жесткссти уплотнительных прокладок типа НМПри сборке уплотнения нижняя плита, контактирующая с прок ладкой, и поверхность прокладки обеэжириваются спиртом для устранения прилипания. Поверхность верхней плиты, через которую нагрузка передается на прокладку, покрывается лаком 65 ФБФД и запекается при 250 фС. Сжатие прокладки производится при комнатной температуре со скоростью 10 мм/мин. После сжатия прибор НЯпомещают в термостат и охлаждают со скоростью 1,6 град/мин до 72 ОС, соответствующей температуре стеклования резины ИРП. После выдержки в течение 2,5 ч при указанной температуре прибор НИвынимается иэ термостата и устанавливается на полимеризационной установке ППУ, снабженной оптически прозрачной камерой, в которой находится индуктор высокочастотного генераторатипа И 060-012, используемый для быстрого одностороннего нагрева образца. Затем образец освобождается от нагрузки путем отвода верхней плиты прибора НМ, просвечиваетсяполяризованным светом и регистрируется исходная картина полос, после чеговключается высокочастотный генератор, и нижняя плита в течение 1-5 с нагревается до заданной температуры испытания (-50, -25, О, +20, +50 ОС),В процессе нагрева методом фото- упругости определяется и регистрируется картина распределения полос в образце. Для обеспечения одностороннего нагрева и возможности определения скорости распределения температурного Фронта в реальной конструкции узла канавка имитатора узла, в которой деформируется прокладка, выполняется из двух колец из кварцевого стекла, установленных на металлической плите прибора НМ.Результаты испытаний стандартных образцов резин (цилиндрик Д 8 мм,высотой 10 мм) и уплотнительных прокладок, сжатых в Т-образной канавке,показывают, что в обоих случаях скорость распространения температурного фронта одинакова и составляет приблизительно 1,4 мм/мин, Причем при испытании готовых изделий необходимо избегать эон с объемным сжатием образца, так как в этом случае непосредственное наблюдение за движением теплового Фронта затруднено ввиду малой величины деформации образца. Однако скорость движения теплового Фронта можно определить по времени прогрева областей, прилегающих к зоне объемного сжатия. Так задержка в значительном изменении картины полос в уплотнении с Т-образной канавкой, свяэаннал с нагревом зоны объемного сжатия части прокладки, находящейся в проточке, зависит от высоты последней и составляет приблизительно 3- 5 мин.Предлагаемый способ исключает необходимость разрушения образца (выполнение отверстий для крепления датчиков температуры), позволяет непрерывно или дискретно через Фиксированные промежутки времени регистриро857828 Формула изобретения Составитель Г.ЦуренкоРедактор О,Малец ТехредА. Бабинец Корректор С.Корниенко Заказ 7231/71 Тираж 907 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Ж, Рауыская наб. д. 4 ЛФилиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 вать распространение температурногофронта и на основании известных уравнений теплофизики рассчитывать константы, характеризующие процессы теплопередачи и теплообмена материалов,Кроме того, в связи с отсутствием5необходимости предыспытательной обработки изделий значительно упрощаются операции по определению теплопроводности, сокращаются общие срокииспытаний, Причем предлагаемый способ позволяет исследовать изделиялюбой конфигурации при произвольномрасположении источника тепла, приэтом точность измерений повышаетсяна 25,Способ исследования теплопроводности эластомерных уплотнений, включающий предварительное нагружение Щ уплотнения, его нагрев в нагруженном состоянии н определение теплопроводности, о тл н ч а ю щ н й с ятем, что, с, целью повышения точности измерений при сохранении целостности исследуемых уплотнений, посленагружения уплотнения его охлаждаютдо температуры стеклования, просвечивают исследуемый образец поляризованным светом, регистрируют оптическую картину распределения полос,затем снимают нагрузку и прогревают образец, одновременно продолжаяпросвечивание и регистрацию оптической картины, а о теплопроводностисудят по динамике изменения полос померз прогрева образца.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. фПластические массы, 1963,У 1, с,62,2. Осипова В.А. Экспериментальноеисследование процессов теплообмена,М.,фНаукаф, 1968,с.134-135,