Стенд для исследования параметров воспламенения полимерных материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 01.12.80 (21) 3210384/18-25 С 01 Х 25/52 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытийОпубликовано 0708,82, Бюллетень Мо 29 Дата опубликования описания 07,08.82(54) СТЕНД ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВОСПЛАМЕНЕНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Изобретение относится к устройствам для испытаний и исследований прочностных свойств материалов, а именно для исследования термостойкости полимерных материалов в среде окислительного газа.Известно устройство для определения температуры воспламенения твердых углеродистых материалов в металлическом блоке, помещенном в реактор и вставляемом в электропечь. Реактор выполнен в виде цилиндра,. на боковой поверхности которого имеются вертикальные проточки, переходящие в верхней части в углубления, выполненные в теле цилиндра. Внутренняя поверхность центральной части реактора имеет форму логарифмической спирали. Над металлическим блоком на. штоке .закреплена успокоительная решетка в виде диска с неравномерно расположенными отверстиями, В дне реактора имеется штуцер для подвода воздуха, а в крышке - для отвода дымовых газов и вывода термопар 11 .Однако такая конструкция установки не дает равномерного прогрева испытуемого материала по всему объему требует значительного расхода горячего воздуха и энергии для его нагрева в связи с непрерывным дутьем воздуха через проточки реактора. Неравномерный. прогрев испытуемого материала снижает точность определения температуры воспламенения,Известен стенд для исследования параметров воспламенения полимерных материалов, содержащий термостат с автоклавами с рабочими полостями для испытуемых образцов, систему трубопроводов для подачи газа в автоклавы с запорной арматурой и термопары. 5 Режим нагрева автоклавив задаетсярегулятором температуры и контролируется потенциометром. Температура в автоклавах измеряется термопарой и регистрируется на диаграмме потен О циометра, Рабочая полость автоклавовзакрывается крышкой с уплотнительным резиновым кольцом, эакрепляемой на корпусе автоклава гайкой. В дне автоклава выполнено отверстие, через 25 которое подается кислород для испытаний. Дренаж кислорода с продуктами сгорания происходит через зто же отверстие, Термостат обогревается нагревателями, расположенными у 30 стенок, поэтому температура у стеноктермостата ныше чем в остальном объеме термостата 23.Недостатками известной конструк . ции стенда являются невозможность проводить испытания в равномерном температурном поле, что снижает 5 достонерность определения температуры воспламенения и не дает высокой воспроизводимости результатов испытаний, отсутствие мер безопасности проведения испытаний иэ-за возможности открытия автоклавов беэ дренажа кислорода с продуктами сгорания и охлаждения, подача и дренаж кислорода с продуктами сгорания через один и тот же канал, что не гарантирует 15 чистоты поднодимого кислорода, снижа,ет воспроизводимость результатов,Цель изобретения - повышение достоверности испытаний путем обеспечения равномерности поля температур 20 н термостате и повышение безопасности проведения работ.Поставленная цель достигается тем, что в стенд для исследования параметров воспламенения полимерных материалов в среде окислительного газа, содержащий термостат с авто- клавами с рабочими полостями для испытуемых образцов, систему трубопроводов для подачи окислительного газа в антокланы с запорной аппаратурой и термопары, термостат снабжен дополнительно введенной теплоаккумулирующей плитой, в которую вмонтированы корпуса антоклавов, а крышка каждого автоклава выполнена в виде 35 штока с уплотнителем рабочей полости, жестко установленного на основании, в корпусе каждого автоклава выполнено отверстие, соединенное с дополнительно введенной дренажной полостью 40 стенда, а н штоке выполнен канал, соединенный с трубопроводами окислительного газа.Кроме того, термостат выполнен из двух частей, верхняя из которых кине матически связана с механизмом подьема-опускания.На фиг. 1 изображена принципиальная схема стенда, на фиг. 2 - положение испытательного узла в рабочем состоянии, на фиг. 3 - то же, при дренаже.Стенд состоит из термостата 1 с встроенной теплоаккумулирующей плитой 2 и автоклавами 3-8, системы подвода окислительного газа с регулятором давления 9 и запорной арматурой 10-15На каждой линии подвода окислительного газа к автоклавам установлены датчики 16-21 давления с записью показаний на вторичном при боре 22. Регулирование температуры испытаний осуществляется регулятором 23 темпвратуры, оснащенным термопарой 24. Измерение температуры в автоклавах 3-8 осуществляется термопара ми 25-30.с регистрацией на .вторичном приборе 31.Термастат 1 состоит иэ верхней подвижной 32 и нижней неподвижной частвй 33. Неподвижная часть 33 термостата закреплена на направляющих 34 и опорах 35 и в нем установлено основание 36. Подвижная часть 32 термостата соединена жестко с теплоаккумулирующей плитой 2.Автоклавы 3-8 состоят иэ корпусов 37, вмонтированных радиально в теплоаккумулирующую плиту 2 с нагревателем 38 и крыаки 39, выполненной в виде штока уплбтнениями рабочей полости 40 и 41 и соединенной с основанием 36. В штоке каждого автоклава 3-8 выполнен канал 42, соединенный с линией подвода окислительного газа, и в корпусе автоклава выполнено отверстив 43, соединенное с дренажной,полостью 44. Отверстие 43 выпол- ненО ниже уплотнителя 40 рабочей полости и не требует дополнительной арматуры при дренаже иэ автоклавон,Подвижная часть 32 термостата с твплоаккумулирующей плитой 2 и корпусами автоклавов кинематически связана с механизмом подъема-опускания и перемещается по направляющим 34 и опорам 35.Механизм подъема-опускания может быть выполнен, например, в виде ходового винта 45, связанного с редуктором 46 и электродвигателем 47.Ограничение хода подвижной части 32 термостата происходит с помощью ограничителей хода, установленных на опорах, например, конечных выключателей 48 и 49.Дренаж иэ рабочей полости автоклавов происходит при подъеме подвижной части 32 термостата 1 на величину, необходимую для соединения рабочей полости автоклавон с дренажной полостью стенда.Блок реле 50 предназначен для регистрации окончания испытаний в каждом автоклаве и выдаче сигнала механизму подъема-опускания 47 и 46 для выполнения дренажа продуктов сгорания. Промежуточное реле 51, установленное на опоре 35, предназначено для ограничения подъема подвижной части 32 термостата при дренаже.Реле 52 передает команду механизму подъема-опускания для подъема подвижной части 32 термостата 1 к крайнему верхнему положению после охлаждения теплоаккумулирующей плиты до заданной температуры, измеряемой термопарой 24.Исследование на стенде осуществляется следующим образом.Подготовленные образцы полимерных материалов помещают на штоке 39 каждого из антоклавов, Опускают поднижную часть 32 термостата 1 с теплоаккумулирующей плитой 2 и корпусами37 автоклавов 3-8 до смыкания снижней неподвижной частью термостата 1 и основанием 36. При этом подается рабочая полость автоклава, которая герметиэируется уплотнениями 40и 41. Перемещение подвижной части 32термостата 1 осуществляется по направляющим 34, опорам 35 и ходовомувинту 45, соединенному с редуктором 1046 и электродвигателем 47. Ограничение движения вниз подвижной части32 термостата 1 осуществляет конечный выключатель 48. Автоклавы 3-8проверяют на герметичность рабочимдавлением окислительного газа,Устанавливают необходимую температуру испытаний на регуляторе 23температуры, Термопарами 25-30,установленными в каждом автоклаве3-8, измеряют и регистрируют на диаграмме потенциометра 31 температуруиспытаний,При достижении заданной температуры испытаний в каждый автоклав 3-8подают заданное рабочее давлениеокислительного газа регулятором давления 9 и вентилями 10-15Показания давления контролируют датчиками16-21 давления и регистрируют на диаграмме вторичного прибора 22.Отсчет времени опыта начинают смомента подачи в автоклавы окислительного газа,Окончание испытаний в кажцом автоклаве 3-8 регистрируется термопарами 25-30, причем на диаграмме потенциометра 31 наблюдается увеличение температуры. Сигнал от. каждойтермопары об окончании испытаний попадает на блок реле 50, который при 40получении сигналов от всех термопарподает команду на включение приводамеханизма подъема-опускания, например, электродвигателя 47, для осуществления дренажа отработанного окислительного газа с продуктами сгорания и отключения обогрева. Ограничение движения при дренаже устанавливается промежуточным реле 51. Вслучае, если не произойдет воспламенение в одном или нескольких автоклавах, включение привода для дренажа произойдет через определенноевремя, установленное для каждогоиз полимерных материалов по команде,эадатчика времени не показан).Подъем подвижной части 32 термостата 1 к его крайнему верхнему положению происходит после охлаждениятеплоаккумулирующей плиты 2 до заданной температуры (не выше 70 С),измеряемой термопарой 24 и передающей сигнал реле 52. Реле 52 дает команду на включение привода 47 механизма подъема-опускания. Ограниче- ние верхнего положения подвижной части 32 термостата 1 устанавливается выключателем 49.Таким образом, конструкция стенда позволяет повысить достоверность и воспроизводимость испытаний за счет создания равномерности поля температур по всему объему термостата, исключить выброс отработанных окислительного газа и продуктов сгорания в зону обслуживания, исключить воэможность соприкосновения обслуживающего персонала с нагретой теплоаккумулирующей плитой, сократить длитель ность подготовки к следующим испытаниям эа счет создания дренажной полости и уменьшить трудоемкость обслуживания за счет конструкции стенда и сокращения времени на вспомогательные операции по обслуживанию стенда.Формула изобретения1.Стенд для исследования параметроввоспламенения полимерных материаловв среде окислительного газа, содержащий термостат, автоклавы с рабочимиполостями для испытуемых образцов,систему трубопроводов для подачиокислительного газа в автоклавы с запорной арматурой и термопары, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности испытаний путем обеспечения равномерноститемпературного поля в термостате иповышения безопасности проведенияработ, термостат снабжен дополнитель"но введенной теплоаккумулирующей плитой, в которую вмонтированы корпусаавтоклавов, а крышка каждого автоклава выполнена в виде штока с уплотнителем рабочей полости, жестко установленного на основании, в корпусекаждого автоклава выполнено отверстие, соединенного с дополнительновведенной дренажной полостью стенда,а в штоке выполнен канал, соединенный с трубопроводами подачи окислительного газа,2. Стенд по п.1, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что термостат выполнен из двух частей, причем верхняякинематически связана с дополнительно установленным механизмом подъемаопускания,Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9516951, кл. 001 М 25/50, 1970.2, Политикова Л.Г, Производствошин РТИ и АТИф. й., ПИИИТЭнефтехим,1978, Р 1, с, 25-28 (прототип), 949457949457 Составитель В.Сизеневедактор А,Шандор Техред А. Бабинец Корре утя Зака ПодписиССР илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Прбектн 734/29ВНИИПИ Госупо делам13035, Москва,Тираж 887 дарственного комите зобретений и откры Ж, Раушская наб