Горизонтальный крутильный маятник для определения вязкости

 

ОПИС

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик лщ 785691

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 170179 (21) 2713937/18-25 (51) M. с присоединением заявки №

G 01 N 11 16

Государстееииый комитет

СССР ио делан изобретеиий и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.1230. Бюллетень ¹ 45

Дата опубликования описания 071280 (53) УДК 532. 137 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.С.Балашов,М.М .Бондарев,В.A.Ãðå÷èøêèí н В.Г.Шаталов

Опытно-конструкторское бюро специального физического приборостроения при Воронежском политехническом институте (71) Заявитель (54) ГОРИЗОНТАЛЬНЫЯ КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИК

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

Изобретение относится к технике определения физико-механических характеристик жидких и твердых сред по измеренным параметрам свободных колебаний комбинированной колебательной системы и мсикет быть применено в химической, нефтехимической, металлургической и других отраслях промьвнленности для научных исследований физических свойств сред и лабораторногоэкспрессконтроля выпускаемой и.применяемой продукции.

Известен горизонтальный крутильный маятник, предназначенный для изучения физико-механических свойств 15. металаов Г1).

Маятник содержит упругий элемент, являющийся образцом, опорный узел, инерционные грузы, электромеханический преобразователь,. блок обработки 20 информации. Данный маятник предназначен только для определения физико-механических характеристик твердых веществ, но не пригоден для измерения этих характеристик жидких сред и сред, находящихся в процессеперехода из одного физического состояния в другое.

Известен также горизонтальный .крутильный маятник, предназначенный 30 для исследования твердых сред н сред, находящихся в процессе перехода иэ одного физического состояния в другое (2).

Маятник содержит чувствительный элемент с опорным узлом, включающим опорный керн, опору и подшипник для перемещения опоры, инерционные грузы, фотоэлектрический и возбуждающий преобразователи.

Недостатком известного маятника является невозможность проведения исследований в случае жидкого состояния контролируемой среды.

Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение пределов измерения.

Поставленная цель .достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде полуцилнндрнческой подложки, сонрикасающейся с жестко скрепленными между собой стержнем и кольцом при помощи двух керновых опор, причем плоскость кольца перпендикулярна осн стержня, а центр тяжести жестко скрепленных между собой стержня и кольца расположен на образующей цилиндра, проходящей через точки касания керновых опор и подложки.

785691

5О

На чертеже изображен горизонталь. ный крутильный маятник для определения вязкости.

Маятник содержит полуцилиндрическую упругую подложку 1, куда помещается исследуемая среда, одним концом закрепленную н неподвижную опору 2, а другим концом в подвижный зажим 3, прикрепленный к кольцу 4, на вертикальных плечах 5 которого закреплены инерционные грузы б. На верхнем вертикальном плече закреплена оптическая шторка 7 фотоэлектрического преобразователя, включаницего тоже источник света 8 и фотопрнемник

9. На нижнем вертикальном плече закреплен сердечник 10, который вместе с катушкой 11 образует возбуждающий преобразователь. К кольцу 4 прикреплен также опорный керн 12, своим острием опирающийся на плоскую опору 13 из кварцевого или оконного стекла. На внутреннюю поверхность полуцилиндрической подложки 1 при помощи двух кернов 14 и 15 опирается свободно колеблющийся инерционный ! элемент, включающий стержень 16, . поверхность которого соприкасается с контролируемой средой, и жестко прикрепленное к стержню инерционное кольцо 17.

Горизонтальный крутильный маятник работает следующим образом.

Испытуемая среда помещается в полуцилиндрическую подложку. Задается определенный крутящий момент, создаваемый возбуждающим преобразователем (сердечник 10, катушка 11). После снятия его колебательная система упругая подложка 1 — кольцо 4 с вертикальными плечами 5 и инерционными грузами 6 совершает свободные зату,хающие механические колебания, которые при помощи фотоэлектрического преобразователя, включающего оптическую шторку

7,источник света 8 и фотоприемник 9, преобразуются в электрические колебания, параметры которых (логарифмический декремент и частота) измеряются при помощи блока обработки ин.формации.

Повышение чувствительности дости гается эа счет применения свободно колеблющегося инерционного элемента, состоящего из стержня 16, часть поверхности которого соприкасается с контролируемой средой, и жег;тко прикрепленного к стержню кольца 17. Инерционный элемент опирается на внутреннюю часть цилиндрической подложки при помощи двух, прикрепленных к стержню 16, нерновых опор 14 и 15.

При закручивании подвижного конца полуцилиндрической подложки на угол ф инерционный элемент закручивается с отставанием по фазе. При изменении направления движения подложки инерци онный элемент еще продолжает двигаться в прежнем направлении, что увеличивает амплитуду и скорость деформации контролируемой среды.

Экспериментальное влияние соотношения радиусов сферической части стержня 16 и сферической подложKH (x H R) на чувствительность маятника было исследовано на парафине в процессе перехода из твердого состояния в жидкое. Результаты показы- вают, что увеличение соотношения

МР свыше 3/4 нерационально, так как это приводит к значительному техническому усложнению.

В общем же средний угол закручивания контролируемой среды увеличивается в Р-(г lйЦ раз, где r — радиус сферической части инерционного элемента, R — внутренний радиус полусферической подложки.

Формула изобретения

Горизонтальный -крутильный маятник для определения вязкости, содержащий чувствительный элемент, укрепленный в опорном узле инерционные грузы, фотоэлектрический и возбуждающий преобразователи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения чувствительности и расширения пределов измерения, чувствительный элемент выполнен в виде полуцилиндрической подложки, соприкасающейся с жестко скрепленными между собой стержнем и кольцом при помощи двух керновых опор, причем плоскость кольца перпендикулярна оси стержня, а центр тяжести жестко скрепленных между . собой стержня и кольца расположен иа образующей цилиндра, проходящей через точки касания керновых опор.и подложки

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 ° Sackew i tz К. Е1п. Lor1sontaIes

Tors1în SpendeI nit Selbstat1gen

Registrierung "Exp Techn Phys"

1974, 22, Р 3, с.257-264.

2. Авторское свидетельство СССР

9 609361, кл; G 01 Н 11/16, 1978 (прототип).

785691

Составитель В.Филатова

Редактор Н.Ахмедова Техред М.Петко Корректор С.!йомак

Заказ 8830/44 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППН"Патент",r.Óæãîðîä,óë.Проектная,4