Измерительный узел ротационного эластовискозиметра

 

(I >»

Oll ИСАН Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Й рц724989

Союз Советских

Оецнениотичео них

Реопублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.09.78 (21) 2668019/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл2

G 01N 11/14

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.03.80. Бюллетень № 12 (53) УДК 538.137 (088.8) ло делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.03.80 (72) Автор изобретения

В. П. Ковтун

Институт механики полимеров АН Латвийской ССР (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ РОТАЦИОННОГО

ЭЛАСТОВИСКОЗИМЕТРА

Изобретение относится к области измерения характеристик упруговязких сред.

Известны измерители нормальных напряжений ротационных эластовискозиметров, состоящие из измерительного вала с жестко закрепленным на нем измерительным элементом, например плоскостью, гибкой балкой или плоской пружиной, или мембраной, пар трения, датчика и регистрирующей аппаратуры (1).

1О

Рассмотренные устройства не позволяют измерять малые значения нормальных напряжений из-за искажений, вносимых парами трения, не обеспечивают точной фиксации измерительного вала относительно оси 15 прибора при больших значениях нормальных напряжений. На упругие балки и плоские пружины, измеряющие нормальные напряжения, действуют касательные напряжения, величину которых нельзя учесть. 20

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство, в котором измерительный вал подвешен на плоских пружинах, служащих упругими элементами, установленных между тяговыми 25 крестовинами, которые винтами притянуты к корпусу прибора. Воспринимаемые измерителем касательные и нормальные напряжения, возникающие в исследуемом материале, передаются на измерительный вал и за- 30 тем через тяговые крестовины на плоские пружины. Таким образом, приложенные усилия вызывают скручивание и дополни- тельное натяжение верхних пружин и скручивание и расслабление нижних пружин.

Регистрацию напряжений предлагается производить с помощью тензодатчиков на упругих элементах измерителя, т. е. плоских пружин ах (2) .

Этот измеритель не позволяет измерять малые значения нормальных напряжений из-за низкой точности измерений, вызванной влиянием касательных напряжений, так как измеритель содержит в своей конструкции плоские пружины, работающие в условиях стесненного кручения, В условиях такого деформирования свободное поперечное сечение плоской пружины не остается плоским, а коробится (деплантирует). Защемленные же концевые сечения пружин не коробятся, остаются плоскими и, следовательно, препятствуют свободной деплантации смежных с ними сечений. Таким образом, в этом случае деплантация соседних сечений различна. Поэтому и расстояния между отдельными точками этих сечений изменяются, т. е. изменяется продольная длина. Следовательно, в условиях стесненного кручения возникают дополнительные нормальные напряжения, неоднородные по длине плоской

724989

3 пружины, поправку на которые нельзя учесть.

Целью изобретения является повышение точности измерений. Поставленная цель достигается за счет того, что растяжки измерительного узла расположены в плоскости, перпендикулярной измерительному валу вискозиметра (т. е. расположены по касательной к боковой поверхности динамической катушки электромагнитного силового преобразователя) .

На фиг. 1 показан схематично предлагаемый измерительный узел, на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез

Б — Б на фиг. 1.

Измерительный узел состоит из измерительного вала 1, к которому жестко крепятся измерительный элемент (плоскость) 2, динамическая катушка 3 электромагнитного преобразователя, магнитопровода 4 и сердечника датчика смещения 5. Вся эта система центруется относительно воздушного подшипника б и подвешивается на растяжках 7 и 8 (как показано на фиг. 2 и 3).

При деформировании упруговязкой среды на плоскость 2 действует осевая сила, пропорциональная нормальным напряжениям, и крутящий момент, пропорциональный напряжениям сдвига. Подвеска измерительного вала 1 с жестко закрепленными на нем измерительной плоскостью 2, динамической катушкой 3 и сердечником датчика 5 на растяжках 7 и 8 обеспечивает максимальную жесткость к закручиванию, так как струны 1 — VI подвески, расположенные по касательной, работают на растяжение (при действии крутящего момента по часовой стрелке работают четные струны, а против — нечетные) .

Возникающая осевая сила вызывает осевые смещения измерительного вала с жестко закрепленным на нем сердечником датчика смещения 5, который выдает сигнал, поступающий на электронный блок 9, управляющий величиной тока, подаваемого на динамическую катушку 3 электромагнитного преобразователя. При взаимодействии магнитного поля, наведенного током в динамической катушке 3 с магнитным полем магнитопровода 4, создаваемого за счет катушки намагничивания 10, питаемой постоянным током от блока 11, появляется сила, противодействующая смещающей.

Электронный блок 9 обеспечивает подачу тока в динамическую катушку 3 такой величины, при которой противодействующая сила ликвидирует осевое смещение измерительного вала устройства. Нормальные на1 пряжения при этом регистрируются самопишущим амперметром 12.

Предлагаемое устройство дает возможность более точно измерять нормальные напряжения. Оно может быть использовано для определения нормальных напряжений вязкоупругих материалов, находящихся в текучем состоянии, характерном для их переработки.

25 Формула изобретения

Измерительный узел ротационного эластовискозиметра, содержащий устройство для измерения нормальных напряжений, установленное на измерительном валу вискози30 метра и снабженное растяжками, отлич аю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, растяжки измерительного устройства расположены в плоскости, перпендикулярной измерительному валу виско35 зиметра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Белкин И. М., Виноградов Г. В., Леонов А. И. Ротационные приборы, измерения

40 вязкости и физико-механических характеристик материалов, М., «Маши остроение», 19б8, с. 228.

2. Авторское свидетельство СССР № 2б9577, кл. G 01N 11/14, 1968 (прототип).

724989

Флг. 7

А-A

Фиг. 2

Фиг.,У

Составитель В. Филатова

Техред А. Камышникова Корректор 3. Тарасова

Редактор Н. Коляда

Заказ 147/6 Изд. № 216 Тираж 1033 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2