Ротационный реометр типа кольцо- кольцо

 

Союз Соватскмн

Соцмалистичвсимн

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii)800825 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 27.06.78 (21) 2633913/18-25 с ярисоединеиием заявки РЙ— (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень J% 4

Дата опубликования описания 03.02.81 (51)М. Кд. (01 N 11/14

3Ъвудврстввнный камнтет

СССР нв делам нзнбретеннй н открытий (53) УД К 532. 137 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Х. Лапса и А. С. Чучуев

Рижский политехнический институт (7I) Заявитель (54) РОТАЦИОННЫЙ PEOMETP ТИПА КОЛЬКО-КОЛЬЦО

Изобретение относится к технике реологии пастообразных сред, например, бетонных и других строительных смесей, а также керамических смесей и связанных грунтов.

Известен ротационный реометр, содержащий рабочий орган, выполненный в виде диска, вращающегося в цилиндрической камере, содержащей испытуемую смесь, систему привода с различными скоростями и динамометр для измерения крутя щего моме нта, воз н ик аю щего í а валу рабочего сргана (1) .

Известен ротационный реометр типа кольцо-кольцо, содержащий рабочий ор- ган, состоящий из двух плоских колец, систему привода одного из них во вращение и динамометрическое устройство для измерения действующего на рабочий орган крутящего момента, возникающего от вязкого сопротивления, заключенного межд, кольцами испытуемого материала (2).

Однако эти устройства не пригодны для точного определения реологических свойств дисперсных систем, содержащих

TBepllble частицы, как, например, бетонные и другие строительные смеси.

Реологические свойства таких сред не однозначны, а зависят от действующих на них нормальных напряжений, Которые, действуя в направлении, перпендикулярном направлению сдвига, сближают твердые частицы до их непосредственного контакта, и таким образом вызывает их взаимное трение.

Цель изобретения — определение влияния на реологические свойства пастообразных дисперсных сред

Цель достигается тем, что верхнее кого льцо соединено через крутильный динамометр с устройством для нагружения его вертикальными, нагрузками, и устройством разгрузки, выполненными в виде вертикального штока-толкателя, скользящего в

20 шариковых направляющих, причем на нижнем конце штока-толкателя через крутильный динамометр присоединено верхнее кольцо, а верхний конец штока-толкателя

3 8008 шарнирно соединен с рычагом, снабженным грузом и противовесом, рабочие поверхности колец выполнены с радиальной зубчатой нарезкой.

Нижнее кольцо ограничено коническими болтами с расширением, направленным вверх.

Кроме того, внутренние и внешние кромки верхнего кольца выполнены коническими, а само кольцо расположено с рас- 10 ширением вниз.

На фиг. 1 изображено схематично устройство, общий вид; на фиг. 2 — вид рабочего кольца сверху.

Рабочий орган прибора состоит из 15 двух плоских и радиально рифпеных колец — верхнего 1 и нижнего 2, между которыми загружается образец испытуемой массы. Для предотвращения вытекания смеси из кольцевого зазора, нижнее кольцо снабжено коническими Э бортами.

Дпя уменьшения влияния на измерение краевого эффекта, возникающего от сопротивления выдавленной из кольцевого зазора смеси, внутренние и внешние кром-25 ки верхнего кольца 1 сделаны коническиМИ»

Нижнее кольцо закреплено на вертикальном приводе вращения, состоящим из мотора 4 и вариатора 5, а верхнее коль-30 цо 1 соединено с крутипьным динамометром 6, содержащим тензодатчик с выходом через усилитель 7 на самопишущее устройство 8.

Через динамометр 6 и шток-толкатель

9, зафиксированный в шариковой направляющей 10, верхнее кольцо через шарнир соединено с системой нагружения и разгрузки, состоящей из рычага 11, устройства 12 дпя нагрузки образца и про- 4п тивовеса 13 для разгрузки его..

Кроме того, реометр снабжен записывающим устройством 14 дпя регистрации расстояния между рабочими поверхностя- ми колец 1 и 2. 45

Реометр работает следующим образом.

В копьцеобраэное корыто нижнего кольца 2 загружают образец испытуемого материала, например, смесь ячеистого бетона ипи глины, после чего при помощи 5О системы нагружения на него опускают верхнее кольцо 1 и нагружают испытуемую смесь заданным нормальным напряжением.

После этого нижнее кольцо 2 приводят во вр а щен ие.

В случае необходимости когда исследователя интересуют реологические свойства испытуемой смеси лишь в движении, последовательность операций может быть обратной, т.е. можно опускать верхнее кольцо 1 с нагрузкой на образец испытуемой смеси при вращающемся нижнем кольце 2 . При этом возникающий вследствие вязкого сопротивления испытуемой смеси крутящий момент, действующий на верхнее кольцо 1, воспринимает крутипьный динамометр 6 и через усилитель 7 регистрирует самопишущее устройство 8.

Так как во время работы устройства, вследствие выдавливания смеси из рабочего зазора между кольцами меняется толщина сдвигаемого слоя, расстояние между кольцами замеряет записывающее устройство 14.

Эксперимент заканчивают при полном выдавливании смеси из рабочего зазора.

Реологический эксперимент при помощи устройства может быть осуществлен в двух режимах.

При постоянной нагрузке проводят измерение крутящего момента в широком диапазоне постоянных скоростей вращения нижнего кольца. Заданный диапазон скоростей обеспечивает вариатор 5, В таком случае по известной методике представляется возможным получить кривую консистентности испытуемой смеси при интересующем исследователя нормальном напряжении, Повторяя этот опыт при разных нормальных напряжениях, представляется возможным выявить зависимость характера кривых консистентности исследуемого материала от величины нормального напряжения.

При постоянной скорости вращения нижнего кольца производят измерения крутящего момента постепенно увеличи-! вая нагрузку на верхнее кольцо, B таком случае представляется возможным получить диаграммы внутреннего трения (типа Амонтона-Кулона)1 отражающие связь между тангенциапьным и нормальным напряжениями. Это дает информацию об угле внутреннего трения и когезии исследуемого материала при определенной скорости деформации сдвига. Повторяя этот опыт при различных скоростях вращения нижнего кольца можно получить зависимости угла внутреннего трения и когеэии от скорости сдвиговой деформации.

Формула изобретения

1; Ротационный реометр типа кольцокольцо, содержащий рабочий .орган из двух плоских горизонтальных колец, си стему привода нижнего из них Во вращение, систему измерения крутящего момента на верхнем кольце, î т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью определения влияния на реологические свойства испытуемого образца нормальных напряжений сжатия, верхнее кольцо соеаинено через крутильный динамометр с устройством для нагружения его вертикальными нагрузками и устройством разгрузки, вМполненными в виде вертикального штокатолкателя, скользящего в шариковых направляющих, причем на нижнем конце штока-толкателя через крутильный дииа-, мометр присоединено верхнее кольцо, а верхний конец штока-толкателя шарнирно соединен с рычагом, снабженным грузом и противовесом, рабочие поверхности колец выполнены с радиальной зубчатой на- . резкой.

Реометр поп. 1,отличающийс я тем, что„нижнее кольцо ограничено коническими бортами с расширением, направленным вверх.

3. Реомехр по пп 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что внутренние и внешние кромки верхнего кольца выполнены коническими, а само кольцо распо О ложено с расширением вниз.

Источники инфсрмации, принятые во внимание при экспертизе

1. Резниковский М. М., Лукомская А. И. Механические испытания кау 5 чука. М.-Л., Химия, 1964.

2. Белкин И. M. и др. Ротационные приборы M., Машиностроение, 1961, с. 234-236 (прототип).

800825

Составитель B. Вошанкин

Редактор E. Лушникова Техред А.Бабинец Корректор С, Шекмар

Заказ 10408/57 Тираж 919 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий

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

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул, Проектная,:1