Ротационный вискозиметр

 

Изобретение относится к области измерений реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в медицине, био-и химтехнологии для определения вязкости биологических жидкостей, в частности крови и разбавленных растворов полимеров. Цель изобретения - повышение осевой устойчивости статора и точности измерений . Статор имеет две полости - внутреннюю цилиндрическую 5 и наружную кольцевую 6-7. Проточка в роторе и полость в статоре заполнены суспензией магнитожестких феррочастнц в полимеризующейся среде, причем до затвердевания частицы ориентируются постоянным магнитным полем в полости 7 и радиальным, но с противоположной полярностью, в проточке 2 и полости 6. Граница между полостями 6 и 7 расположена выше глубины проточки 2. Статор и ротор центрированы с помощью конического подшипника с различной конусностью и размещены между полюсами 8 индуктора однородного .магнитного поля. О вязкости судят по току в обмотках индуктора, при котором наступает остановка вращения статора, вызванная тормозящим моментом (за счет взаимодействия магнитного поля со статором ), равным гидродинамическому вязкостно.му вращающему моменту. 1 ил. Q (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5р 4 G 01 N 11 14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

8 Ф 2.1

И /l(S

S И И S б б б °

° б

° ° ° °

° ° ° б б б

Ф б

° б ° а б б б ° б

° °

Ф б б б

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ l4 ОТКРЫТИЙ (21) 4210293/31-25 (22) 18.03.87 (46) 30.08.88. Бюл. № 32 (71) Институт тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова (72) Л. Е. Власов, В. К. Глеб, С. P. Городкин, О. Б. Городкина, Э. A. Зальцгендлер, А. В. Лукьянович, Г. М. Пашик и 3. П. Шульман (53) 532.137 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1285354, кл. G Ol N 11/14, 1984.

Авторское свидетельство СССР № 670855, кл. G 01 N 11/14, 1977.

Мс. Cutihen 1. W. Niniviscemeter à small

Ceutte instrument.— Biorheology, 1974, . 11, р. 267. (54) РОТА ЦИОНН Ы И В ИС КОЗ ИМЕТР (57) Изобретение относится к области измерений реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в медицине, био-и химтехнологии для определения вязкости биологических жидкостей, в

ÄÄSUÄÄ 1420463 A 1 частности крови и разбавленных растворов полимеров. Цель изобретения — повышение осевой устойчивости статора и точности измерени й. Статор и меет две полости — внутреннюю цилиндрическую 5 и наружную кольцевую 6 — 7. Проточка в роторе и полость в статоре заполнены суспензией магнитожестких феррочастиц в полимеризующейся среде, причем до затвердевания частицы ориентируются постоянным магнитным почем в полости 7 и радиальным, но с противоположной полярностью, в проточке 2 и полости б. Граница между полостями 6 и 7 расположена выше глубины проточки 2. Статор и ротор центрированы с помощью конического подшипника с различной конусностью и размещены между полюсами 8 индуктора однородного магнитного поля. О вязкости судят по току в обмотках индуктора, при котором наступает остановка вращения статора, вызванная тормозящим моментом (за счет взаимодействия магнитного поля cQ статором), равным гидродинамическому вязкостному вращающему моменту. 1 ил.

1420463

Формула изобретения

4 i

1

Изобретение относится к технике измерений реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в медицине, био- и химтехнологии для определения вязкости биологических жидкостей, в частности крови и разбавленных растворов полимеров.

Цель изобретения — повышение осевой устойчивости статора и точности измерений.

На чертеже изображен ротационный вискозиметр.

Ротационный вискозиметр содержит наружный ротор 1 с кольцевой проточкой 2 и внутренний статор 3, расположенный соосно ротору с зазором 4, заполненным исследуемой жидкостью. Статор имеет две полости: внутреннюю цилиндрическую 5 и наружную кольцевую 6, 7. Кольцевые проточка и полость заполняются суспензией магнитожестКих феррочастиц в диэлектрической полимеризуюц ейся среде (например, эпоксидная смола) для предотвращения возникновения токов Фуко. Предварительно, до затвердевания суспензии, частицы ориентируются постоянным магнитным полем (силовые линии которого перпендикулярны вертикальной оси статора) в нижней части кольцевой полости статора и радиальным в верхней. Также радиальным полем ориентируются частицы в кольцевой проточке ротора, но полярность его противоположна полярности радиального ориентирующего поля статора. В результате после полимеризации нижняя часть 7 кольцевой полости статора 3 приобретает постоянную намагниченность (аналог постояHHîãо магнита), а верхняя часть 6 имеет, например, южный полк>с на внутренней поверхности кольца и северный полюс на наружной.

Тогда на внутренней поверхности твердой суспензии в кольцевой проточке 2 ротора 1 создается северный полюс, а па наружной южный. Граница между верхней 6 и нижней 7 частями кольцевой полости статора выбирается такой, чтобы она находилась выше глубины кольцевой проточки ротора 1. С;""гтор и ротор центрированы, с помощью конического подшипника с различной конусностью и размещены между полюсами 8 ипдуктора однородного магнитного поля.

Измерения на вискозиметре производятся в следующей последовательности. Внутрь ротора 1, расположенного между полюсами 8 индуктора однородного магнитного поля (например, катушек Гельмгольца), заливается малое количество исследуемой жидкости (0,2 — 0,5 c»l ) и помещается статор 3.

Между статором и ротором образуется рабочий зазор 4, заполненный жидкостью. Ротор 1 приводится во вращение с постоянной скоростью, увлекая за îáîé в синхронное вращение и жидкость, и статор. Устойчивость (вертикальное положение) статора и постоянство зазора, необходимое для корректных измерений, обеспечиваются за счет конического подшипника, препятствующего радиальному смещению статора, и распОг ложенных соосно друг другу на роторе и статоре противоположно радиально намагниченных колец из затвердевшей диэлектрической ферросуспензии, препятствующих и ради альному, и осевому смешению статора.

Кроме того, кольцо 6, стремясь оттолкнуться от одноименного полюса кольца 2, создает вертикальную силу, действующую на статор, уменьшая трение в подшипнике вплоть до его полной разгрузки. В случае потери контакта в вершине конуса статора необходимо ввести в полость балластную среду для его восстановления.

Далее катушки полюсов 8 индуктора подключают к источнику постоянного тока, создавая в межполюсном зазоре однородное постоянное магнитное поле. Оно взаимодействует с постоянно намагниченной нижней частью 7 полости статора, создавая тормозящий момент. При этом внешнее поле не создает механического момента в вертикально расположенных однородно радиально намагниченных кольцах. Увеличивая напряженность поля (и тормозящий момент), фиксируют значение тока, соответствующее остановке вращения статора. В этом случае механический момент за счет напряжения сдвига на стенке статора полностью компенсируется магнитным моментом и в зазоре 4 реализуется вискозиметрическое куэттовское течение, характеризующееся постоянной скоростью сдвига поперек зазора. О вязкости судят по величине наименьшего значения тока, при котором наблюдается фиксация статора. Вискозиметр предварительно тариръется на эталонных жидкостях.

Ротационный вискозиметр, содержащий oocHo-цилиндрические ротор и плаваюьций

<татор, в полость которого помеьцен намагни.снный материал, отличаюи1ийея тем, что, с целью повышения осевой устойчивости статора и точности измерений, статор выполнен с двумя полос-ями внутренней цилиндрической и наружной кольцевой, в роторе выполнена кольцевая проточка, в качестве намагничеш ого материала использована суспензия магвитожестких феррочастиц в ди- электрической полимеризуюшейся среде, причем в затвердевшей суспензии, помещенной в кольцевую полость, частицы предварительно ориентированы постоянным магнитным полем в ни>кней части и радиальным магнитным полем в верхней части, кольцевая проточка ротора выполнена на глубину ниже нижнего уровня верхней части статора, заполнена суспензпей магнитожестких феррочастиц в диэлектрической полимеризующейся среде до верхнего уровня верхней части статора, при этом в затвердевшей суспензии частицы предварительно ориентированы радиальным магнитным полем с полярностью, противоположной полярности намагпичивающего радиального поля статора.