CS251712B1 - Zařízení pro měření relaxačních vlastností těsnicích kroužků - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zařízení sestávajícího ze dvou přítlačných desek, z nichž jedna přítlačná deska je pevně přichycena maticí, zatímco druhá pohyblivá přítlačná deska je uchycena pohyblivě na membránových pružinách a je rozebíratelně spojena s pouzdrem, v němž je uloženo pouzdro kontaktu, s kontaktem s kulovou kontaktní plochou, přičemž stavitelný kontakt je upevněn vo třmenu a je stavitelný se zajištěním pojistnou maticí. Membránové pružiny jsou opatřeny kruhovými výřezy snižujícími jejich tuhost ve směru os?/. Pomocí distančních kroužku jsou fixovžny vnitřním okrajem k pohyblivé opěrné desce a vnějším okrajem k pevné části zařízení.

Description

\^ynález se týká zařízení pro měření relaxačních vlastností těsnících kroužků vyrobených z materiálů s viskoelastickým chováním, vykazující viskoelastieitu.

Zkouška se provádí tak, že zkoušený těsnící kroužek se sevře mezi dvě rovnoběžné plochy, jejichž vzdálenost je v průběhu zkoušky konstantní a menší než je tlouštka kroužku a měří se síla nutná pro udržení deformace zkoušeného kroužku. Relaxační vlastnosti (relaxace napětí) se hodnotí z velikosti této síly a její závislosti na čase za daných podmínek zkoušky, jako druhu a teplotě prostředí, v němž se zkoušený kroužek nalézá a hodnotě zvolené deformace.

Dosavadní přístroje pro měření relaxačních vlastností viskoelastických materiálů lze rozdělit do dvou skupin, které se liší tim, že přístroje jedné skupiny mají přítlačné desky trvale spojeny s měřícím siloměmým zařízením, zatímco přístroje druhé skupiny majoři tlačné desky od silnoměmého zařízení odnímatelné. Prvá skupina zmíněných přístrojů je určena především ke krátkodobým zkouškám a zkouškám malého počtu zkoušených těles, nebol je neekonomické vázat nákladný měřící přístroj dlouhodobě na jeden, nebo několik málo zkušebních těles.

Přístroje druhé skupiny jsou určeny k dlouhodobým zkouškám většího počtu zkoušených těles _t přičemž jsou tvořeny jedním silnoměmým zařízením a sadou oddělitelných deformačních přípravků. Každý deformační přípravek obsahuje dvě přítlačné desky mezi nimiž je zkoušený materiál stlačen na žádanou deformaci. Jedna z těchto desek je pevná a druhá bývá uložena v tělese přípravku posuvně při nastavení zvolené deformace zkoušeného materiálu. Deformační přípravky umožňují připojení ve zvolených časových intervalech k silnoměmému zařízení přístroje a změření

251 712 síly nutné k deformaci zkušebních těles, dále zajišťují, aby zkušební tělesa byla po celou dobu zkoušky podrobena i mimo siloměmé zařízení žádané deformaci a konečně umožňují, aby zkušební tělesa byla ve styku s vnějším prostředím při normální nebo jiné zvolené teplotě. Dosažení síly k deformaci zkušebního tělesa se zpravidla indikuje přerušením elektrického signalizačního okruhu v kontaktech vytvořených jednou přítlačnou deskou a tělesem deformačního přípravku.

Přístroje pro měření relaxace napětí v tlaku, jejichž součástí jsou deformační přípravky dosavadní konstrukce, mají některé nevýhody jako:

Mají značně vysoké pasivní odpory ve vedeních pohyblivých přítlačných desek a to zejména při zkouškách prováděných za zvýšených, nebo snížených teplot a při dlouhodobém působení kapalného prostředí. Pasivní odpory nepříznivě ovlivňují výsledky zkoušky.

Neumožňují s potřebnou přesností nastavit žádanou deformaci zkoušených těles. Velikost deformace u těsnících kroužky činí při zkoušce řádově několik destin mm a proto je třeba vzdálenost svěmých desek nastavit a v průběhu zkoušky udržovat na zvolené hodnotě s přesností vyšší než cca 0,02 mm, jinak činí chyba, v nastavení deformace zkoušených těles okolo 10 % i více.

Proto jsou kladeny vysoké nároky na přesnost -výroby některých součástí stlačovacích přípravků a i při velmi přesné a tutíž i nákladné výrobě nelze dosáhnout, aby chyby v přesnosti nastaveni deformace zkoušených těles neovlivňovaly nepříznivě výsledky zkoušek.

Jiným faktorem snižujícím přesnost měřené deformační síly zkoušených těles je nespolehlivost indikace, kdy velikost přitlač né síly působící na pohyblivou přítlačnou desku přípravku dosáhne hodnoty zbytkové deformační síly zkušebního tělesa. Tuto nespolehlivost způsobuje jednak to, že kontakty signalizačního okruhu jsou vytvořeny jednou ze -švárných desek a tělesem přípravku, mají tedy značnou plochu a proto je jejich funkce citlivá na nečistoty

251 712 způsobující přechodové odpory v signalizačním okruhu. Také rovno běžnoet kontaktních ploch a vůle ve vedení pohyblivé desky zhoršuje citlivost signalizačního okruhu. Čistotu kontaktů lze těžko dosáhnout zvláště provádí-li se zkouška v kapalném prostředí.

U dosavadních přístrojů pro měření relaxace napětí viskoelastických materiálů mají nepříznivý vliv na výsledky zkoušek také změny ve výši deformace zkoušených těles vyvolaných dilatačními deformacemi částí deformačních přípravků při zahřívání nebo ochlazování. Tento nedostatek řeší současná praxe tak, že před připojením deformačního přípravku k silnoměrnému ústrojí se nechá jeho teplota ustálit se zvýšené, nebo snížené hodnoty na teplotu okolí. Tímto se sice přesnost měření zvýší, ale změní se správnost naměřeného údaje zbytkové přítlačné síly, nebol relaxační vlastnosti zkoušených těles jsou závislé na teplotě.

Všechny uvedené nevýhody dosavadních zařízení se umocňují při měření relaxačních vlastností těsnících kroužků al jíž plochých, nebo O-kroužků, vzhledem k malé výšce zkušebních těles. Právě u těsnících kroužků má měření relaxačních vlasností prvořadý význam. Souhrn uvedených nevýhod dosavadních přístrojů pro měření relaxačních vlastností při stlačení pryžových materiálů způsobuje, že získané výsledky měření jsou málo průkazné a jsou závislé na typu zkušebního zařízení.

Tyto nevýhody jsou v podstatné míře omezeny u přístrojů s deformačními přípravky řešenými podle vynálezu.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že zkušební těleso je sevřeno mezi dvěma přítlačnými deskami z nichž jedn$ je pevně přichycena maticí zatímco pohyblivá přítlačná deska je uchycena pohyblivě na membránových pružinách a je rozebíratelně spojena s pouzdrem v němž je uloženo pouzdro s kontaktem, přičemž stavitelný kontakt je našroubován do třmenu a zajištěn pojistnou maticí.

251 712

Proti známým přístrojům pro měření relaxačních vlastností těsnících kroužků je přístroj s deformačními přípravky podle vynálezu výhodný zejména v tom, že vzdálenosti mezi opěrnými deskami lze před vložením zkoušeného kroužku seřídit na požadovanou hodnotu s vysokou přesností. Tato výhoda se projeví jednak ve zvýšené přesnosti výsledků zkoušky, ale také umožňuje výrobu dílců deformačních přípravků v běžných výrobních tolerancích nebot výrobní tolerance rozměrů těchto dílců se při seřízení příp ravku vyeliminují.

Jinou výhodou je snížení pasivních odporů použitím membránových pružin pro vedení a upevnění pohyblivé přítlačné desky k tělesu deformačního přípravku. Odpor proti pohybu pohyblivé přítlačné desky v axiálním směru způsobených tuhostí membránových pružin je podstatně nižší ve srovnání s třením v kluzných nebo i valivých uloženích pohyblivé přítlačné desky. Přitom tuhost pružin není závislá na druhu a Čistotě prostředí, ve kterém zkouška těsnících kroužků probíhá a vliv teploty je zanedbatelný.

Deformační přípravky mají vyšší citlivost a spolehlivost kontaktů sifgnalizačního okruhu, nebot tyto kontakty jsou v horní části přípravku, která zůstává v průběhu zkoušky nad hladinou kapalného prostředí a jsou vytvořeny dotykem dvou kalených ploch, z nichž jedna má tvar kulový a druhá rovinný. Teoreticky se plochy kontaktu dotýkají v bodě a tím je podstatně omezena možnost vzniku přechodových odporů vlivem nečistot a je vyloučen vliv nerovnoběžnosti kontaktních ploch na citlivost sepnutí signalizačního okruhu.

Další významnou výhodou tohoto konstrukčního řešení je možnost, aby přípravky byly po celou dobu zkoušky včetně časového úseku, ve kterém se měří přítlačná síla, stále umístěny uvnitř přístroje, tzn. v tepelně stabilním prostředí. Proto nemůže být ovlivněna přesnost měření výsledků dilatačními deformacemi části přípravku a není ovlivněna správnost naměřených údajů miřením relaxace těsnících kroužků při jiné, než zvolené teplotě.

- 5 251 712

Příklad praktického provedení je zřejmý z obrázku 1, který představuje pohled na zařízení v nárysu a z obr. 2, na němž je řez v bokorysu.

Zařízení pro měření relaxačních vlastností se skládá ze základního tělesa Jl·, k němuž je ze shora připevněn třmen 2 a ze spodu příruba J. Na závit příruby J j® našroubována matice v níž je uložen kroužek % s přítlačnou deskou 6. Mezi třmenem 2 a přírubou J je v dutině tělesa J_ sevřena sada distančních krouž ků 2» θ ® 2 ^a membránové pružiny 10. Membránové pružiny 10 mají soustředné kruhové výřezy pro snížení jejich tuhosti v axiálním směru za současného zachování vysoké tuhosti v rovině kolmé na jejich osu. Na membránové pružiny 10 je pomocí pouzdra 11 upevněna pohyblivá přítlačná deska 12. Dále je na pouzdro 11 nalisován třmen JJ,, v jehož vybrání je uloženo pouzdro 14 a kontakt JJ Pouzdro 14 kontaktu je vyrobeno z elektroizolačního materiálu a izoluje kontakt 15 od ostatních součástí deformačního přípravku. Ve třmenu 2 je stavitelný kontakt 16 pojištěný pojistnou maticí JJ.

Při zkoušce relaxace napětí těsnících kroužků se postupuje následovně:

Před zkouškou seřídí obsluha vzdálenost mezi přítlačnými deskami 6 a 12 pomocí kovové měrky, kterou vloží mezi opěrné desky a po dotažení matice seřídí polohu stavitelného kontaktu 16 tak, aby elektrické kontakty 16 a 15 byly lehce sepnuty. Dotažením pojistné matice 17 se vymezí vůle v závitech stavitelného kontaktu 16 a tím je pevně zajištěna jeho přesná poloha. Po uvolnění matice 4 se nahradí kovová měrka kroužkem zkoušeného těsnění a po opětném dotažení matice £ na základní těleso J., je tento kroužek sevřen mezi přítlačnými deskami 6 a 12 a je zdeformován na zvolenou hodnotu, protože stavitelný kontakt 16 zajišíuje pohyblivou přítlačnou desku 12 v nastavené poloze. K dosažení vysoké citlivosti spínání kontaktu JJ a stavitelného kontaktu 16 a tím možnosti přesného nastavení opěrných desek 6 a 12 přispívá to, že jejich kontaktní plochy jsou kalené a plocha styku je malá.

- 6 251 712

Pak ee zkoušený těsnící kroužek i se stlačovacím přípravkem podrobuje působení fyzikálních a chemických vlivů podle programu zkoušky a dle časového programu ee připojuje k siloměrnému ústrojí a zjišíuje se velikost síly, kterou je kroužek stlačen. Při měření působí tlačný čep sil^omšrného ústrojí na třmen 13 stlačovacího přípravku silou, která se plynulá zvyšuje. Tato síla je přenášena pouzdrem 11 a opěrnou deskou 12 na zkoušený těsnící kroužek. V okamžiku, kdy tlačná sila čepu •licoměrného ústrojí se vyrovná s přítlačnou silou mezi těsnícím kroužkem a pohyblivou přítlačnou deskou 12 se přeruší dotek kontaktu 15 a stavitelného kontaktu ,£6» Výše přítlačné síly v okamžiku přerušení signalizačního okruhu, odečtená na siloměrném ústrojí udává velikost síly, kterou je zkoušený kroužek v daném okamžiku a za daných podmínek stlačen.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   251 712

   1· Zařízení pro měření relaxačních vlastností viskoelastických těles za použití dvou přítlačných desek, vyznačené tím, že přítlačná deska (6) je pevně přichycena maticí (4), zatímco pohybBvá přítlačná deska (12) je uchycena pohyblivě na membránových pružinách (10) a její poloha je zajištěna stavi telným kontaktem (16).
2. 2. Zařízení podle bodu 1,vyznačené tím, že pohyblivá přítlačná deska (12) je rozebíratelně spojena s pouzdrem (11) v němž je uloženo pouzdro (14) kontaktu s kontaktem (15) s kulovou kontaktní plochou, přičemž stavitelný kontakt (16) je upevněn ve třmenu (2) a je stavitelný se zajištěním pojistnou maticí (17).
3. 3. Zařízení podle bodu 1_fvyznačené tím, že na pohyblivé přitlač né desce (12) a pouzdru (11) jsou vytvořeny dosedací plochy pro membránové pružiny (10) opatřené kruhovými výřezy pro snížení jejich tuhosti ve směru osy a pomocí distančních kroužků (7, 8, 9) jsou fixovány svým vnitřním okrajem k pohyblivé přítlačné desce (12) a vnějším okrajem k pevné části zařízení.