Устройство для определения влагопроводности дисперсных материалов

О П И С" ;Н ц 5645 воИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет Государстаенный номнтет Совета Мнннотроа СССР оо делам нзооретеннй н открытий(4 б) Дата опубликования описания 15.09,77(72) Авторы изобретения В. М. Сироткин, А. П. Аквипьянов и К. П. Гаврилов Чувашский сельскохозяйственный институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЛАГОПРОВОД НОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к измерительнойтехнике.Известное устройство для определениявлагопроводности дисперсных материалов, 11,содержащее герметичную рабочую колонку,5ограниченную двумя пористыми мембранами, не обеспечивает достаточной точности измерений, так как при большой длительности эксперимента ошибки, связанныес потерями на испарение, становятся сравнимыми с измеряемой величиной. Крометого, значительные ошибки вносит влияниезащемленного в порах воздуха, что исключает выделение закономерных аномалий приисследовании течения жидкости через порис 15тые материалы,Ближайшим техническим решением кпредложенному является прибор для определения коэффициентов переноса влаги при.высокой влажности почвы ) 2 20 Прибор состоит из герметичной рабочей колонки с образцом, ограниченной двумя пористыми мембранами, соединенными с измерительными капиллярами, и средства 25 дпя заполнения устройства водой, соединенного патрубками с герметичной колонкой.Недостатками прибора являются:постоянная величина заданной разности потенциалов влаги, а так как колонка соединена с атмосферой, то в процессе насыщения в образце остаются поры, не заполненные водой (защемленный воздух);наличие защемленного воздуха, что обуславливает разность давления насьпценных паров в колонке и измерительных капиллярах и приводит к ошибкам в измерениях эа счет выделения растворенного воздуха на внешних поверхностях мембран (частное перекрытие пор пузырьками воздуха),Белью изобретения является повышение точности измерений.Для достижения поставленной цели устройство снабжено соединенным с вакуумным насосом вакуумным колпаком, в который помещены герметичная колонка и свободные концы измерительных капилляров, Средство для заполнения устройства водой выполнено в виде герметичногостакана, верхняя часть которого связана посредством патрубка с вакуумным колпаком,На чертеже показано предложенное устройство для определения влагопроводности5 дисперсных материалов.Устройство содержит вакуумный.колпак 1, геметично закрытый стальными пластинами 2 и 3, скрепленными .четырьмя тягами 4, В пластине 2 имеется выход через трехходовой вакуумный кран для соединения вакуумного колпака с вакуумным насосом и атмосферой, Пластина 3 герметично соединена с рабочей колонкой 5.Кроме того, в пластине 3 закреплены штуцера для соединения вакуумного колпака с вакуумметром (не показан) и при помощи трубки 6 с пространством над поверхностью жидкости в напорном сосуде. Вакуумметр контролирует величину давления в колонке и над поверхностью жидкости в напорном сосуде.Ге метичная рабочая колонка 5 выполнена в виде кольца с образцом, ограничен- р 5 ного с торцов пористыми мембранами, которые спрессованы в опорные сетки. Герметизация рабочей колонки обеспечивается резиновыми прокладками (не показаны),Рабочая колонка 5 соединена с измерительными капиллярами 7, 8 прямого и обратного потока, которые расположены в одной плоскости на измерительной линейке 9. Входной штуцер рабочей колонки соединен с кранами 10, 11, которые поэ- з 5 воляют переключать систему на прямой и обратный поток.Напорный сосуд представляет собой широкую трубку 12, заканчивающуюся на кон цах герметично соединенными с ней нижним 13 и верхним 14 стаканами, С целью контроля жидкости в напорном сосуде верхний и нижний стаканы соединены водомерной трубкой 15. Для измерения количества вы текающей из измерительного капилляра прямой фильтрации 7 жидкости внутри герметичного колпака имеется мерный сосуд 16, Все детали устройства и соединения выполнены из материалов, химически инертных к 50 используемой жидкости.Устройство работает следующим образом.Образец, представляющий собой кольцо с запрессованной в него навеской исследувмого материала, укладывают в обойму рабочей колонки 5 и ограничивают мембранами. Затем колонку герметизируют, надвигают вакуумный колпак 1, затягивают тяги 4. Систему вакуумируют до давле 4вия насыщения паров жидкости при температуре опыта иотсеченной рабочей колонки;чтобы исключить влияние защемленного воздуха и обезгазить жидкость в напорномсосуде. После этого жидкость из напорного сосуда при помощи кранов 10, 11подается в рабочую колонку .до появленияжидкости в измерительном капилляре 7 прямого потока. При помощи тех же крановрабочая колонка отсекается от напорногососуда и устанавливается желаемый напор.Устройство готово к работе.В режиме прямой фильтрации рабочаяколонка соединена с напорным сосудом иотсечена от капилляра обратного потока,Измерение скорости потока (в начальныймомент) и объема вытекающей жидкостипроизводится с помощью измерительногокапилляра 7 с линейкой 9 и мерногососуда 16.Для исследования аномальных процессов колонка отсекается от напорного сосуда и соединяется с капилляром обратного потока 8,Измерение скорости потока производится при помощи линейки 9 по движениюубегающего и набегающего менисков жидкости в прямом и обратном капилляпах. Втом и другом случаях контролируется давление насьпценных паров, постоянная величина которого обеспечивается соединениемвакуумного колпака 1 с верхним стаканом14 напорного сосуда.По окончании измерений колонка отсоединяется от напорного сосуда, вакуумныйколпак соединяется с атмосферой, отпускаются тяги, колпак снимается,.колонка разбирается. При необходимости жидкость из,напорного сосуда может быть слита.Устройство позволяет повысить точностьизмерения коэффициентов фильтрации пористых материалов и исследовать некоторыеаномальные заьономерности при наличии градиентов величин, не связанных с гидравлическим напором (температуры, потенциалатечения, концентрации и т,д.).формула изобретенияУстройство для определения влагопроводности дисперсных материалов, содержащее герметичную рабочую колонку, ограниченную двумя пористыми мембранами соединенными с измерительными капиллярами, и средство для заполненияустройства водой, соединенное патрубками с герметичной колонкой, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно864880 5снабжено соединенным с вакуумным насосом вакуумным колпаком, в который помещены герметичная колонка и свободные концы измерительных капилляров, а средство для заполнения устройства водой выполнено в виде герметичного стакана, верхняя часть которого связана посредством патрубка с вакуумным колпаком. 6Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Чалдс Э. физические основы гидрологии почв, Гидрометеоиздат, Л., 1973 г., с. 260-261.2. Глубус А. М. Экспериментальная гидрофизика почв. Гидрометеоиздат, Л 1969, с. 17-19.Составитель ПлатоваРедактор Т. ОрловскаяТехред Н. Андрейчук Корректор В. Галас СР 3035, М иал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная аз 2144/209 БНИИПИ Госу Тираж 1101 Подписноественного комитета Совета Министрово делам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5