Капилляр для реологических исследований

 

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ (ii) 584227

Со1оз Советских

Социалистннесинк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26.11.76 (21) 2423953!18-25 (51) М Кл. GOIN11!08 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.12.77. Бюллетень ¹ 46 (45) Дата опубликования описания 02.12.77 (53) УДК 532.137(088.8) (72) Авторы изобретения

М. П. Кулик и Е. П. Пистун (71) Заявитель (54) КАПИЛЛЯР ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИИ

Изобретение относится к устройствам, применяемым в капиллярной вискозиметрии для исследования реологических свойств неньютоновских жидкостей, и может найти применение в нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство, предназначенное для исследования физико-химических свойств газов и жидкостей, выполненное в виде цилиндрической трубки определенного диаметра и длины (11, Недостатком конструкции известного устройства является то, что при исследовании реологических свойств расплавов, растворов полимеров, дисперсных сред (суспензий, эмульсий и других жидких смесей) в трубке возникает эффект пристенного скольжения при течении материалов. В результате этого происходит распределение частиц по сечению капилляра и появляются дополнительные расходы испытуемых материалов, что в значительной степени искажает результаты реологических измерений.

Известен тактке капилляр для реологических исследований с винтовой нарезкой на внутренней поверхности, реализующий известный способ (2J. Такой капилляр выполнен в виде цилиндрической трубки. При изготовлении в трубку вставляют навптую на гладкий стержень проволоку. После впаивания проволоки стержень извлекается. При протекании испытуемых материалов через капилляр с винтовой 1арезкой эффект пристенного скольжения в меньшей степени искажает результаты реологических измерений.

11едостатком известного устройства является то, что при его использовании для исследования некоторых жидких сред, в частности, эмульсий, мелкодисперсных систем и др., эффект пристенного скольжения все же приводит к значительным различиям кривых течения, снятых при помощи капилляров разных геометрических размеров (для таких систем результаты измерений находятся в зависимо15 сти от соотношения длины и диаметра капилляра).

С целью повышения точности измерений, в предлагаемом капилляре для реологических исследований, выполненном в виде цплиндри20 ческой трубки, расположена стружка, выполпенн а я в .виде цилиндрической сиир а ли, кон цы которой закреплены на торцах капилляра.

Стружка может быть выполнена, например, металлической. Капилляр имеет рифленую

25 внутреннюю поверхность, исключающую образование пристенного слоя пз-за наличия турбулентностей (завихрений) при контакте испытуемого материала с внутренней поверхность10 на (1 илл яра.

30 На чертеже представлена схема описыва

584227

Составитель Н. Плотникова

Тсхрсд И. Михайлова

Корректор Е. Хмелева

Редактор Л. Баглай

Заказ 2623/5 Изд. А< 875 Тираж 1109

НПО Государстве(но(.о гол птета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ?К-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр. Сапунова, 2 (.мОго «((ГI II, 1, 1>IРВ д, 1и 1!((), 101 11 1еск(1 х 11((,. I(.дований.

Ка311илля1р для реологических исследований состоит из цилиндрической трубки 1 и металлической стружки 2, выполненной в виде тонкостенной цилиндрической спирали. Стружка

2 закреплена на торцах трубки 1 при помощи прослойки 3, полученной, например, в результате затвердевания эпоксидного клея. Торцы полученного капилляра подвергают механической обработке с целью получения плоскости, перпендикулярной к образующей цилиндра.

Металлическая стружка, получаемая в виде тонкостенной цилиндрической спирали на токарных станках, имеет определенные геометрические размеры (ширину, шаг и т. д.).

Все эти размеры легко изменяются посредством изменения подачи резца, количества оборотов шпинделя при обтачивании деталей на токарных станках. Внутренняя поверхность таких стружек имеет микроскопические тре1цины. При протекании исследуемой жидкости через капилляр с внутренней винтовой нарезкой, образованной межвитковым зазором и рифленой поверхностью стружки, имеющиеся на внутренней поверхности стружки микроскопические трещины способствуют образованию турбулентиостей, завихрений и т. д., что исключает образование пристенного слоя. В результате этого отсутствует перераспределение частиц по сечению капилляра.

Таким образом надежно устраняется явление пристенного cKOJIb?KpIIHB при протекании контролируемой среды через капилляр.

Применение капилляров предло?кенной конструкции в капиллярных вискозиметрах при исследовании реологических свойств раствор (и 3 11 1i 1 (и, I;113 () 13 и о л и м с 1? (1 В. р а 3 л и I и ы х д и сиерснь(х систем и других ?кндкостей позволяет полу шть данные, инвариантиые к отношению L/D (т. е. с надежным исключением влияния пристенного скольжения). Это повышает достоверность информации о кривых течениях иеиьютоновских сред. Кроме того, использование капилляров, исключающих пристенное скольжение, наряду с капиллярами, в

10 которых имеет место эффект пристенного скольжения, в различных мостовых схемах позволяет количественно оценить скорость пристенного сколь?кения.

Капилляр предложенной конструкции обес15 печивает получение экономического эффекта, оцениваемого приблизительно в 15 тыс. руб. в год на одном предприятии.

Формула изобретения

1, Капилляр для реологических иссле|дованнй, выполненный в виде цил3индрической трубки, отличающийся тем, что., с целью

IIoiBbIIII(HHH точности измерений, в нем распо25 ло?кен элемент с шероховатой по3верхностью, выполненный в виде цилиндрической спирали, концы которой закреплены иа торцах капилляра.

2. Капилляр для реологических исследова30 иий по п. 1, отл и ч а ю щий ся тем, что элемент с шероховатой по3верх11ост1. выполнен, например, металлическим.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

35 1. Я. Ваня Анализаторы газов и ?кидкостей, М, «Энергия», 1970, с. 99.

2. Авторское свидетельство СССР Мв441477, кл. G 01N 11/00, 1972.