Реометр

 

Изобретение относится к реологии неньютоновских жидкостей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет расширения диапазона измерений вязкости и модуля упругости и повышения точности измерений. В основе измерительной схемы прибора использован принцип обратного маятника в вынужденном потоке исследуемой жидкости, создаваемом внешним источником, в частности шнековым питателем. Изобретение может быть использовано для научных исследований и заводских определений реологических характеристик неньютоновских жидкостей, в том числе высоконаполненных . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з G 01 N 11/14, 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4489135/25 (22) 13.10.88 (46) 07.09,91. Бюл. М. 33 (72) В,M.Ñîñíîâöåâ, А,Г,Голубков, Е.А.Прибавина, Л.А.Кондаков и М,И.Родина (53) 538.137(088,8) (56) Белкин И. М.,Виноградов Г. В., Леонов

А. И. Ротационные приборы, Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов. М., 1968.

Авторское свидетельство СССР

М 1022003, кл. G 01 N 11/16, 1983. (54) PEOMETP (57) Изобретение относится к реологии неньютоновских жидкостей, Цель изобретеИзобретение относится к реологии жидкостей и используется для определения вязкости неньютоновских жидкостей, модуля упругости при сдвиге и вязкости неньютоновских жидкостей и наполненных систем на их основе.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1 представлена схема реометра; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Реометр состоит из двигателя 1, регулятора 2 скорости, опорно-упорного узла 3 питателя, питателя 4 с загрузочным устройством, наружного цилиндра 5, ротора 6 с двумя симметричными относительно центрального отверстия 7 полуроторами, двух мембранных упругих торсионов 8, сменных торсионов 9 и 10, сменных грузов (инерционной массы) 11, опорного узла 12 с подвижным элементом 13 инерционной массы и

„„„ Ж„„1675743 А1 ния — расширение функциональных возможностей за счет расширения диапазона измерений вязкости и модуля упругости и повышения точности измерений. В основе измерительной схемы прибора использован принцип обратного маятника в вынужденном потоке исследуемой жидкости, создаваемом внешним источником, в частности шнековым питателем, Изобретение может быть использовано для научных исследова-. ний и заводских определений реологических характеристик неньютоновских .жидкостей, в том числе высоконаполненных, 2 ил, упором 14, спускового механизма 15, снабженного натяжным устройством и упором

16, датчиков 17 и 18 перемещения инерционной массы и ротора, датчиков 19 — 21 температуры, давления и скорости движения питателя, а также вторичных стандартных приборов, включенных по известным схемам, для регистрации и контроля температуры, регистрации давления, скорости движения питателя и автоматизации измерений вязкости и модуля упругости при сдвиге неньютоновской жидкости на основе показаний стандартных датчиков перемещения, отметчика времени и счетчика числа циклов колебаний (за определенный промежуток времени);

Реометр работает следующим образом.

Двигатель через регулятор скорости приводит в движение питатель, перемещающий жидкость (порошок, гранулы, крошку

1675743

55 и т, д.) из загрузочного устройства во внутренний рабочий объем питателя. 3а счет регулируемого потока тепла oT нагреваемых стенок питателя и тепла внутреннего трения жидкость (материал) нагревается (при необходимости — расплавляется) до требуемой температуры. Питатель продавливает >кидкость через среднее отверстие в пространство между цилиндром и ротором, Создаваемое питателем давление вынуждает жидкость течь по зазору между цилиндром и ротором и выдавливаться через крайние отверстия. После заполнения объема питателя и зазора между цилиндром и ротором жидкостью питание извне прекращается..При этом питателем создается замкнутое вынужденное двухконтурное симметричное течение жидкости. Скорость течения регулируется изменением скорости движения питателя, а также подбором зазора между цилиндром и ротором путем установки сменного, варьируемого по размерам, ротора. Перепад да вления и температура регистрируются на самописцах вторичных приборов.

Рукоятка спускового механизма переводится в положение, в котором обеспечивается контакт (зацепление) между упором спусковой рукоятки и упором подвижного элемента опоры инерционной массы. С поМощью натяжного устройства спускового механизма рукоятка перемещается вдоль фвоей оси и своим упором перемещает упор, подвижный элемент опоры инерционной

Массы, сменные грузы инерционной массы иторсионы, закручивая их на заданный угол (от О до 10 С). Торсион, связывающий инерционную массу с неподвижным измеритель,ным элементом (корпусом цилиндра), оказывается в напряженном состоянии, обпадает запасом потенциальной энергии, Торсион, связывающий инерционную массу с подвижным измерительным элементом (ротором), в период смещения рукоятки спускового механизма тоже закручивается на некоторый угол, Сопротивление скручиванию здесь создается реакцией эластичных мембранных торсионов и реакцией неньютоновской жидкости. Вследствие релаксации напряжений в жидкости реакция ее стремится к нулю, Таким образом, через некоторое, экспериментально определяемое время динамическое равновесие в системе инерционная масса — торсион — ротор — цилиндр переходит в статическое равновесие, точнее в кваэистатическое— при учете релаксационных свойств упругих мембранных тарсионов, которым в практических целях измерений можно пренебречь, Прибор с этого момента готов к проведению измерений.

Нажатием на рукоятку спускового устройства вызывают срыв контакта двух упоров.и подвижная измерительная система приобретает способность к совершению колебательного затухающего движения. Параметры этого движения (частота,декремент затухания) дают информацию об упругих и вязкостных характеристиках исследуемой жидкости (или наполненной системы íà ее основе), Входящий в расчетные зависимости коэффициент (форм — фактор) определяется расчетным путем, Значение частоты собственных колебаний, входящее в расчетные зависимости, определяется из опыта, проводимого в отсутствии жидкости в зазоре между измерительными элементами.

Расчет модуля при сдвиге и вязкости производится с помощью микрокомпьютера, на который через вторичные преобразователи выводятся сигналы датчиков перемещения, отсчета времени и числа периодов колебаний за некоторый период времени.

Формула изобретения

Реометр, содержащий коаксиальные наружный цилиндр со средней зоной и торцовыми зонами и внутренний цилиндр-ротор, сменный торсион, связанный с ротором, датчик перемещения ротора, устройство для регистрации перемещения ротора, устройство для регулирования и регистрации температуры исследуемой жидкости, устройство для измерения и регистрации давления в жидкости, о т л и ч а юшийся тем,.что, с целью расширения функциональных возможностей, он снаб>кен устройством для нагнетания исследуемой жидкости, соединенным подводящим каналом со средней зоной наружного цилиндра с центральной камерой, а отводящими каналами — с двумя торцовыми зонами, образованными зазором между цилиндром и ротором, инерционной массой в виде сменных грузов, установленной на подвижном элементе опорного подшипникового узла,дополнительным сменным торсионом, соединяющим инерционную массу с наружным цилиндром, торцовыми эластичными мембранными торсионами, закрепленными периферийной частью к наружному цилиндру, а по внутреннему диаметру — к ротору, причем устройство для нагнетания жидкости выполнено в виде шнекового питателя с винтовыми нарезКами на концах шнека встречного направления, соединенного приводом с электродвигателем, 1675743

ЮРО

Составитель Л.Ульянов

Редактор М.Бланар Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец

Заказ 2996 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101