Ротационный вискозиметр

 

Ва 1 м

64О 176

Союз Советских

Сокиапистнческих

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено !8.07.77 (21) 2509285/18-25 с присоединением заявки М (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.12.78. Бюллетень № 48 (45) Дата опубликования описания 30.12.78 (51) М. Кл.

G 01N 11/14

Государственный комитет (53) УДК 532.137 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

3. П. Шульман, Р. Г. Городкин, М. П. Марутян и В. К. Глеб (71) Заявитель

Ордена Трудового Красного Знамени институт теплои массообмена им. А. В. Лыкова (54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к ротационным вискозиметрам, которые нашли распространение как для изучения реологических свойств материала, так и для измерения вязкости различных жидкостей в лабораторных и производственных условиях. Ротационный вискозиметр может найти применение в любых отраслях народного хозяйства, где приходится иметь дело с определением вязкостных свойств текучих материалов.

В известных ротационных вискозиметрах, работающих по сравнительному методу (1), используется в качестве калибровочной жидкости текучая система с известной вязкостью. Этим самым ограничивается диапазон исследуемых жидкостей (вязкость их должна незначительно отличаться от вязкости калибровочной жидкости, в противном случае получаемые результаты не будут достаточно точны) . Для того чтобы расширить пределы измерений вискозиметра, необходимо применять калибровочные жидкости с различной величиной вязкости.

Недостатком этого вискозиметра является необходимость частой замены калибровочной жидкости при исследовании текучих материалов в большом диапазоне величины вязкости.

Наиболее близко к изобретению ротационный вискозиметр, содержащий наружный и внутренний коаксиальные цилиндры, зазор между которыми заполнен электрореологической жидкостью с расположенными в ней двумя электродами, привод, источник напряжения, измерительную систему (2). В данном вискозиметре используется эффект вращения диэлектрика в элскт10 рическом поле.

Недостатком этого ротационного вискозиметра является узкая область измерения величин вязкости, так как в нем можно использовать электрореологическую суспен15 зию с концентрацией твердой фазы до 15% (при более высоком содержании твердой фазы эффект вращения диэлектрика не наблюдается). В малоконцентрированных (до

15 ) электрореологических суспензиях не удается достичь достаточно большого крутящего момента, чтобы можно было измерять вязкость таких жидких систем, как пасты, гели, высококонцентрированные суспензии. Кроме того, основной элемент такого вискозиметра — ротор — выполнен из диэлектрика, способного адсорбиров ать влагу на своей поверхности, что через определенное время приводит к увеличению погрешности прибора.

640176

Цель изобретения — расширение диапазона измерений.

Указанная цель достигается тем, что ротационный вискозиметр дополнительно снабжен вторым ротационным вискозпметром, соосно располо>кенным с первым и имеющим с ним общий привод, при этом один из электродов впскозимстра выполнен в виде полого цилиндра, жестко закрепленного на внутренней поверхности нару>кного цилиндра в его нижней части, а второй электрод — в виде внутреннего цилиндра, имеющего возможность вращательного и поступательного перемещения.

На чертеже представлена схема ротационного вискозиметра.

Ротационный вискозиметр включает в себя кронштейн 1, приводное устройство 2 с шестернями 3 и 4, держатели 5 и 6, жестко закрепленные в кронштейне 1, внутренние электроды 7 и 8, связанные с держателями одинаковыми пружинами 9 и 10 и имеющие возможность вращаться на подшипниках

11 и 12, зубчатые колеса 13 и 14, выполненные из диэлектрического материала (например, текстоли) и вращающиеся на подшипниках 15 и 16, наружные цилиндры 17 и 18, содержащие электрореологическую 19 и исследуемую 20 жидкости и неподвижно прикрепленные винтами 21 и 22 к зубчатым колесам 13 и 14, шкалу 23, неподвижно соединенную с электродом 7, и указатель

24, неподвижно соединенный с электродом

8. В цилиндрах 17 и 18 жестко установлены электроды 25 и 26, выполненные в виде полых цилиндров. Источник электрического напряжения на черте>ке условно не показан.

Работает ротационный вискозиметр следующим образом.

Электрореологическую жидкость 19 заливают в наружный цилиндр 17, а исследуемую жидкость 20 — в наружный цилиндр

18. Оба цилиндра присоединяются к зубчатым колесам 13 и 14, следовательно, и к наружным цилиндрам 17 и 18. При этом внутренние электроды 7 и 8, связанные с держателями 5 и 6 пружинами 9 и 10, вследствие сопротивления жидкости деформированию и вызванного этим торможения поворачиваются вокруг собственной оси на определенный угол в зависимости от вязкости жидкости в цилиндрах. Чем большая разница в величине вязкости исследуемой и калибровочной жидкости, тем на большее число делений по шкале 23 отклоняется указатель 24.

Подавая разность потенциалов на внутренний электрод 7 и выполненный в виде металлического полого цилиндра электрод

26, можно изменять вязкость электрореологической жидкости вплоть до кажущегося затвердевания. Вследствие этого появляет10

60 ся возможность в широких пределах изменять угол поворота электрода 7 и, регулируя величину электрического напря>кения, добиваться того, чтобы указатель остановился на отметке «О». Это означает, что вязкости жидкостей в цилиндрах 17 и 18 равны. По тарировочной таблице, составленной до проведения измерений, определяют величину вязкости, соответствующую данному электрическому напря>кению.

Примерный состав электрореологической жидкости, используемой в данном ротационном вискозиметре, следующий, вес. о/о ..

Дисперсная фаза (например, диатомит) 2 — 60

Дисперсионная среда (слабоэлектропроводная жидкость, например, трансформаторное масло) 34 — 92

Активатор (например, вода) 6

Использование в данном ротационном вискозиметре электрореологических суспензий с содержанием твердой фазы от

60 вес. /о существенно расширяет пределы измерения вязкости жидкости. С помощью данного вискозиметра можно измерять вязкость как маловязких жидкостей, так и паст, гелей, высоковязких дисперсий, не заменяя электрореологпческой (калибровочной) жидкости. Благодаря этому облегчается эксплуатация прибора, экономится время на проведение измерений, отсутствует необходимость в приготовлении болыпого количества калибровочных жидкостей.

Формула изобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий наружный и внутренний коаксиальные цилиндры, зазор между которыми заполнен электрореологической жидкостью с расположенными в ней двумя электродами, привод, источник напряжения, измерительную систему, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, он дополнительно снабжен вторым ротационным вискозиметром, соосно расположенным с первым и имеющим с ним общий привод, при этом один из электродов выполнен в виде полого цилиндра, жестко закрепленного на внутренней поверхности наружного цилиндра в его нижней части, а второй электрод выполнен в виде внутреннего цилиндра с возможностью вращательного и поступательного перемещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ко 168518, кл. G 01N 11/14, 1963.

2. Заявка Ко 1996918, кл. G 01N 11/14, 1974, по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

640176

Составитель В. Глеб

Техред С. Антипенко

Редактор И. Грузова

Корректор Л. Брахнина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2212 8 Изд. ¹ 778 Тираж 1080 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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