Прибор для определения сопротивляемости образца клейковины сжатию

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 191 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ЗОБРЕТЕНИЯ ОПИСА ПЬСТВУ(54) ПРИБОР ДЗИ ЛЯЕМОСТИ ОБРАЗЦА (57) Изобретение торной технике и вано при исследо ковины. Цель изо ние точности опр ляемости образца Цель достигают прибора элемент и предварительн образца клейков гружающего штока ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОПРОТИВКЛЕЙКОВИНЫ СЖАТИИ относится к лабораможет быть использоенное объедиества клен- повышеванинбретен кова,пече ов 8) сопроти еделен клейк вины сжатию т снабжения я кол ГОСТ чества 13586. за сче ом для ц ого деАо ины отно нтрированмированияительно н ство СССР3/10, 1970. 2 табл. АВТОРСКОМУ СВИ(56) Методы определении качества клейковины. Авторское свидетел26230, кл. С 01 И 1504 С 01 И 33 10 24 АИзобретение относится к технике определения показателей качества зерна сельскохозяйственных культур, а именно к приборам для оценки качества клейковины пшеницы по физическим свойствам, и может быть использовано на селекционных станциях, в лабораториях научно-исследовательских институтов, лабораториях по сортоиспытанию, хлебоприемных пунктах, а также в производственных технологических лабораториях при контроле качества сырья.Цель изобретения - повышение точности определения.На фиг. 1 показан прибор, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг.11 на фиг. 3 - разрез 3-3 на фиг. 1; на фиг. 4 в . разрез 3-В на фиг. 1; на фиг. 5 - прибор, вид сверху; на фиг. 6 - элемент центрирования и предварительного деформирования образца клейковины, аксонометрия; на фиг. 7 - то же, вид сверху, на фиг.8 - то же, вид сбоку; на фиг. 9 разрез Г-Г на фиг. 7. Прибор содержит корпус 1, опорный столик 2 для испытуемого образца клейковины, вертикальный ступенчатый по диаметру нагружающий шток 3 с параллельной опорному столику плоской рабочей поверхностью 4 большего диаметра, направляющую 5 штока, тормозной механизм 6, отсчетное устройство 7 и элемент 8 для центрирования и предварительного деформирования образца клейковины в виде фигурного вкладыша 9 со ступенчатой внутренней полостью, расположенный на опорком столике с возможностью перемещения по нему, Со стороны торца 10, обращенного к направляющей штока, в теле вкладыша выполнена ступенчатая внутренняя полость 11, диаметр верхней ступени последней больше диаметра ниж ней и соответствует диаметру рабочей поверхности штока. В месте расположения верхней ступени, в ее радиальной полуплоскости, тело вкладыша пересекает прорезь 12, ширина которой С больше диаметра отверстия направляющей штока, но меньше диаметра рабочей поверхности штока. Со стороны торца 13, обращенного к опорному столику, соосно ступенчатой внутренней полости в теле вкладыша расположен сквозной круговой вырез 14 глубинойне превышающей размер радиуса г 1 О 15 го 25 30 35 40 45 50 выреза. Толщина тела вкладыша в направлении оси сквозного кругового выреза О составляет 0,6-0,8 от удвоенного размера радиуса г выреза. Отсчетное устройство в виде измерительного индикатора 15 смонтировано на поворотной относительно корпуса опоре 16. Измерительный стержень 17 индикатора расположен относительно оси вращения поворотной опоры с эксцентриситетом 6 с возможностью совмещения оси измерительного стержня индикатора с осью вертикального штока, Корпус 18 измерительного индикатора закреплен на поворотной опоре жестко посредством стопорного винта (не показан).Такая конструкция прибора обеспечивает центрированное приложение нагрузки от нагружающего штока к сформированному в шарик образцу клейковины, размещенному на опорном столике в ступенчатой внутренней полости тела вкладыша элемента центрирования и предварительного деформирования (при этом размер радиуса кругового выреза соответствует размеру испытуемого образца), обеспечивает стабильность начального размера образца клейковины в направлении деформирования, который целесообразно принять в диапазоне (0,6-0,8) от удвоенного размера радиуса сквозного кругового выреза (или соответственно от диаметра шарика испытуемого образца): уменьшение начального размера образца сравнительно с рекомендуемым нецелесообразно, так как при этом снижается объем информации о свойствах образца, увеличение начального размера выше рекомендуемого нецелесообразно, так как в ряде случаев может не обеспечиваться стабильность начального размера (например, если клейковина "крепкая"). Кроме того, обеспечивается рациональная схема отсчет- ного устройства с большей чувствительностью при испытании микрообраз-. цов клейоквины и одновременно уменьшение габаритных размеров прибора. Все вместе взятое позволяет повысить точность измерения и уменьшить габаритные размеры прибора.11 рибор работает следующим образом. Для испытания на приборе используют образцы клейковины определенной массы (например, 0,5 или 0,2 г), которые формируют в шарик и подвергают перед испытанием отлежке в воде в те1272240 чение установленного периода времени. В зависимости от размера испытуемого образца на приборе используют шток 3 соответствующей массы (например, если масса испытуемого образца клейковины 0,5 г, то на прибор целесообразно установить шток 3 массой около 30 г).Перед испытанием растормаживают шток 3 поворотом винта тормозного ме ханизма 6, приподнимают шток и заводят в ступенчатую внутреннюю полость 11 тела вкладьппа 9 соответствующую ему по диаметру часть штока с рабочей поверхностью 4, тормозят в этом положении шток поворотом винта тормозного механизма 6. Шарик испытуемого образца клейковины помещают на опорный столк 2 в месте кругового выреза 14 вкладыша 9, совмещая таким образом центр шарика с осью штока 3, растормаживают затем шток, который под действием силы веса перемещается в направляющей 5 штока до упора в тело вкладыша 9 в месте расположения кругового выреза 14, В результате образец клейковины подвергается предварительному деФормированию (практически мгновенно). Перемещают элемент 8 по опорному столику 2 так, чтобы шток 3 прошел через прорезь 12 в теле . вкладыша 9, вышел при этом из ступенчатой внутренней полости 11 и получил свободу перемещения под дей- З 5 ствием сипы веса, преодолевая сопротивление сжимаемого образца клейковины; одновременно начинают отсчет времени по секундомеру,В течение фиксированного временного интервала (на фо пример, равного 30 с) осуществляется сжатие образца клейковины, затем шток 3 затормаживают поворотом винта тормозного механизма 6. Измерительный стержень 17 индикатора 15 приподнимают и вращением поворотной относительно корпуса 1 опоры 16 совмещают ось измерительного стержня индикатора со штоком 3, опускают плавно измерительный стержень индикато- О ра "до упора" в торец штока и производят отсчет результата измерения (мм) по шкале индикатора 15. Чем в большей мере проявляется. при испытании сопротивляемость образца клей-. ковины сжатию, тем больше значение результата измерения. Результат измерения может быть простыми методами преобразован в условные единицы шкалые стандартного прибора ИДК(с помощью табл. 1 и 2 соответствия или граФика). Соотношение между преобраэовываемыми величинами, как установлено экспериментально, - обратно пропорциональное. На приборе можно испытывать микрообразцы клейковины массой до 0,2 г. При использовании микрообраэцов массой 0,5 г, т.е. в восемь раз меньше массы стандартного образца, обеспечивается точность измерения, при которой расхождение между параллельными определениями не превышает нормируемое стандартным методом (при оценках точности микрообразцы выделяют из клейковины, отмытой для стандартного испытания),Для проверки правильности регулировки прибора необходимо шток 3 опустить "до упора" рабочей поверхности 4 штока в опорный столик 2 и затем плавно опустить измерительный стержень 17 индикатора 15 на торец штока. При этом показание индикатора должно соответствовать отметке "0" на его шкале. При небольших отклонениях показания от "0" целесообразно произвести установку на "0" поворотом на соответствующий угол шкалы индикатора, при значительных отклонениях показаний от "0" необходимо сместить в вертикальном направлении корпус 18 индикатора относительно опоры 16, предварительно ослабив опорный винт (не показан).Как показала экспериментальная проверка, период времени отлежки клейковины в воде перед испытанием не связан непосредственно с массой испытуемого образца. Рекомендуемое время отлежки для микрообраэцов то же, что при стандартном испытании (образцы массой 4 г) . Для здорового зерна время отлежки может быть уменьшено до 9 мин, для зерна, поврежденного клопом-черепашкой, время отлежки следует принять равным 15 мин. Массу нагружающего штока определяют расчетным Путем иэ условия равенства удельной нагрузки на микро- образец заданной массы и стандартный образец при одинаковой относительной деФормации Е) образцов в диапазоне стандартной шкалы ИДК.5 1272240Граничные значения относительной деформации в диапазоне стардартной шкалы оценок качества клейковины принимаются идентичными для микрообразцов и стандартного образца:5на отметке шкалы ИДК - "120" гзпри ш = 4 г, и г гс ш или --шс 10 мм,(250 н) , мм,(2) где г - радиус кругового выреза; ш - масса шарика испытуемого микрообразца клейковины, г. 1 О Для микрообразца клейковины массой 0,5 г4 Н - 0,89" Нт с == 0 47аНо Н ьчто является обычным. приемом моделироДля микрообраэца клейковины массой 0,2 г вания.Дпя испытания микрообразца клейковины массой 0,5 и 0,2 г расчетная масса нагружающего штока30 и 18 г соответственно.Использование сменных нагружающих штоков не является обязательным, так как на шток можно накладывать до" полнительные шайбы для увеличения его массы. Исключением является 25 шток малой массы, который по необходимости имеет малые габариты рабочей поверхности 4. В комплекте устройства предполагается испольэовать всего два нагружающих штока. 30Использование того или иного штока определяется количеством зерна для анализа в зависимости от этапа селекционного процесса, на котором осуществляют оценку качества зерна. З 5 Шток 3 при необходимости заменяют через отверстие в корпусе 1 после смещения элемента снятия опорного столика с корпуса и снятия разрезной шайбы (не обозначена), установ ленной в верхней части штока для удобства его подъема.Конкретные значения величин 1 б зависят от величины радиуса Г кругового выреза. Значение и соответст вует размеру испытуемого образца, т,е. радиусу шарика клейковины, устанавливаемого в месте кругового выреза. Так, например, для стандартного образца клейковины массой Ф - О = 4 г размер радиуса шарика 1 с = 10 мм. Для микрообразца принятой массы 1 ъ размеркругового выреза можно вычислить. используя выражение (1), так как плотностьклейковины раэ ного качества мало различается: Размер г выбран из условия лучшего центрирования образца клейковинь 1,.ФРв соответствии с размером массы шарикаклейковины,Размер 1 выбран иэ условия лучшего центрирования образца клейковины и одновременно исключения возможности заклинивания шарика клейковины в круговом вырезе 14 при предварительном деформировании образца.Размер,(У выбран из условия достижения величины предварительной деформации образца клейковины, при которойобеспечиваются лучшая стабильностьгеометрических характеристик образца по высоте и форме, надежная фиксация положения образца на опорномстолике. Рекомендуется выбирать размер О в диапазоне (О,б,8) от удвоенного размера. Уменьшение бпротив рекомендуемой величины можетпривести к снижению точности определения сопротивляемости образцаклейковины сжатию из-за уменьшениярабочего диапазона деформации (впределах стандартной шкалы качества),Увеличение 0 против рекомендуемойвеличины может привести к снижениюточности определения сопротивляемости образца клейковины сжатию за счетснижения стабильности геометрическиххарактеристик образца после предварительной деформации по высоте иформе, снижения надежности фиксацииположения образца на опорной пластине.На первом этапе предварительнойдеформации положение образца на опорна отметке шкалы ИДК - "0" ш: У 1: 4(3 Ъ, (1) г = 5 мм Ь = 4 8 ммф1 б = 7,5 мм. г = 3,7 мм; Ь = 3,5 мм,б= 6,0 мм.1272240 Та блица 1 по шкале ИДК,усл. ед,на приборе, мм 0 3,72-3,77 3,47-3,53 3,35-3,40 3,22-3,28 3,16-3,21 3, 10-3, 15 3,04-3,09 2,97- 3,03 2,91-2,96 10,0 15,0 20,0 22,5 25,0 27,5 30,0 32,5 7ной пластине фиксируется за счет прижима образца к пластине, при дальнейшей деформации образец "подформовывается" в радиальном направлении в результате контакта с телом вкладыша 9 в месте сквозного кругового выреза 14, одновременно элемент 8 отжимается клейковиной и при этом несколько перемещается по поверхности опорной пластины; на за ключительном этапе предварительного деформирования нагружающий шток упирается в тело вкладыша 9.Загрузку шарика клейковины в место кругового выреза 14 осуществляют 15 с помощью пинцета (например, глазного), устанавливают при этом шарик на опорный столик 2 "до упора" в тело вкладыша 9 элемента 8 в месте выреза 14. 20Отсчетное приспособление целесообразно выполнить в виде измерительного индикатора с корпусом, жестко закрепленным на опоре с возможностью перемещения корпуса инидкатора от носительно корпуса прибора. Кроме того, целесообразно опору корпуса измерительного индикатора выполнить поворотной относительно корпуса прибора, а измерительный стержень инди- З 0 катора расположить эксцентрично оси вращения поворотной опоры с возможностью совмещения оси измерительного стержня индикатора с осью вертикального штока.35В табл, 1 и 2 показано соответствие оценок качества клейковины по стандартной шкале ИДКи на приборе, Табл. 1 и 2 разработаны для микрообразцов массой 0,2 и 0,5 г соответственно.Верхняя граница микрообраэца, который можно испытывать на предлагаемом приборе, в принципе отсутствует. Например, измерительный ин дикатор часового типа ИЧимеет рабочий ход измерительного стержня 10 мм, что достаточно также для испытания стандартного образца клейковины В пределах всей шкалы ИДК: 50 Н, = 10,55 мм ("0" шкалы), Н2,15 мм (120 усл. ед, шкалы), НН, - Н=8,4 мм. Придание образцу клейковины сферической формы при массовых анализах практически нереально из-за большого разнообразия структурно-механических свойств клейковины. 8Нестабильность начального размера образца из-за отклонения формы шарика от сферической приводит при определениях сопротивляемости образца клейковины сжатию к нестабильности удельных нагрузок на образец со стороны нагружающего штока, снижает точность определений (в единицах стандартной шкалы ИДК).На точность результатов определений сопротивляемости микрообразцов сжатию из-за их малого размера в относительно большей мере, чем при стандартных определениях, влияет нецентрированное приложение нагрузки и нестабильность удельной нагрузки в пределах шкалы оценок (ИДК).Повышение точности определения обеспечивается снабжением прибора элементом для центрирования и предварительного деформирования. В результате создаются условия для центрирования образца относительно нагружающего штока, повышение стабильности геометрических характеристик образца клейковины при предварительном его деформировании. Такое выполнение прибора обеспечивает повышение стабильности величин удельной нагрузки на образец и в результате повышение точности определений сопротивляемости образца клейковины сжатию при испытании на приборе. Оценка качества клейковины для микрообразцов массой 0,2 г272240 ОПродолжение табл. по шкале ЩК,усл. ед. на приборе, мм по шкале лЛК,усл. ед. на приборе, мм 1,22-1,28 1,16-1,21 1 10-1 15 1,04-1,09 35,0 40,0 42,5 0,97-1,03 45,0,Оценка качества клейковины для михрообраэцон маСсой 0,2,Г 2,85-2,90 2,78-2,84 2,72-2,78 2,66-2,7 1 2,60-2,65 2,54-2,59 2,47-2,53 2,41-2,46 2,35-2,40 2,29-2,34 2,22-2,28 2,16-2,21 2,10-2,15 2,04-2,09 1,97-2,03 Оценка качества клейковины для мик"рообраэцов массой 0,2 г 100,0 102,5 105,0 107,5 110,0 112,5 115,0 117,5 120,0 Оценка качества клейковины для микрообраэцов массой 0,5 г по шкале ИДК, на приборе, ммусл, ед.11 1272240Продолжение табл. 2 12Продо .ение табл 2 на приборемм по шкале ЩК,усл. ед. 42,5 3,77-3,85 3,68-3,76 3,59-3,67 3,51-3,58 3,42-3,50 105,0 07,5 110,0 112,5 115,0 117 ф 5 120,0 1,58-1,66 1,49-1,57 1,41-1,48 1,32-1,40 1,23-1,31 1, 4-1, 22 1, 10-1, 13 45,0 50,0 52,5 3,33-3,41 57,5 60,0 62,5 65,0 67,5 70,0 72,5 75,0 77,5 80,0 82,5 2,28-2,36 85,0 87,5 2,19-2,27 90,0 2, 11-2, 18 2,02-2,10 1,93-2,01 1,84-1,92 1,76-1,83 1,67-1,75 92,5 95,0 97,5 100,0 102,5 Оценка качества клейковины для микрообразцов массой 0,5 г по шкале ИДК"1, на приборе, ммусл. ед,3,24-3,32 3,16-3,23 3,07-3,15 2,98-3,06 2,89-2,97 2,80-2,88 2,72-2,79 2,63-2,71 2,54-2.,62 2,46-2,53 2,37-2,45 Оценка качества клейковины для .михрообразцов массой 0,5 г Формула н з о б р е т е н и я Прибор для определения сопротивляемости образца клейковины сжатию,содержащий корпус с размещенным в егонижней части опорным столиком для испытуемого образца,вертикальный нагружающий шток с плоской рабочей по. верхностью, параллельной опорномустолику, расположенные в верхней части корпуса направляющую штока и тормозной механизм, и отсчетное устройство, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения точности, он снабжен элементом центрирования И предварительного деформирования образцаклейковины со ступенчатой внутренней полостью, диаметр верхней ступе ни последней больше диаметра нижней,и соответствует диаметру плоскойрабочей поверхности штока, причемв боковой поверхности элемента центрирования и предварительного деформи рования образца клейковины по высоте.верхней ступени полости выпОлнена-.прорезь для выведения штока, при этомэлемент центрирования и предварительного деформирования образца клейковины размещен на спорном столике свозможностью перемещения по последнему1272240 2 Составитель Н.АрцыбашеваРедактор А.Козориз Техред А.Кравчук Корре Тяско аз 6 Водписное 4/5 город, ул, Проектна оизводственно-полиграфическое предприятие 333/43 Тира;к 778НИИПИ Государственного кпо делам изобретений и113035, Москва, Ж, Рау митета ССС ткрытий кая наб.,