Ротационный вискозиметр

 

Союз Свевтскмх

Соцмаектнческмх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ

<»>859874 (61) Дополнительное K аат, свмд-ву— (22) Заявлено 17.12. 79 (21) 2854927/18-25 с прмсоедмненмем заявки Но— (23) Приоритет—

Опубликовано Зоо8З1. Вюллетем» N9 32

Дата опубликования оимсаммя ЗОО@81 (зцм, кл.

G N 11/14

Государственный комитет

СССР ио делам иэобретеиий и открытий (53) УДК 532.137 (088.8) (72) Авторы изобретения

В.С.Степанов и Л.Н.Гавришина

Казахский опытно-экспериментальный завод геофизических приборов и Казахский научно-исследовательский гидрометеорологический институт (71) Заявители (54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИИЕТР

Изобретение относится к исследова нию реологических свойств жидких двухфазных сред, в частности к определению вязкости селевого потока.

Известен ротационный вискозиметр, применяемый для определения вязкости по величине, уравновешивающей момент закручивания, Исследуемое вещество помещается между концентрически расположенными цилиндрами. Внешний цилиндр вращается от приложенной к нему извне силы, например от электродвигателя, а внутренний — эа счет напряжения от трений жидкости закручивается на величину, определяемую характеристиками вискоэиметра и исследуемого вещества )1) .

Однако этот вискоэнметр неудобен при исследовании вязкости двухфазных сред.

Наиболее близким к предлагаемому является вискозиметр, измерительная камера которого представляет собой кольцевой трубопровод, вращающийся вокруг горизонтальной оси. При вращении трубопровода в силу возникающего трения о его стенки гидросмесь поднимается по ходу вращения камерь на некоторую высоту, которая являет-1 ся показателем вязкости 2) .

Недостатком этого устройства является то, что при исследовании двухфазной среды, в состав которой входят твердые частицы размером до нескольких десятков сантиметров, в частности селевой массы, требуется значительно увеличить объем измерительной камеры. Исследование подобной смеси нецелесообразно,так как при сохранении принципов работоспособности указанного устройства габариты его значительно возрастут, поскольку увеличение объема рабочей камеры (за счет увеличения межцилиндрового зазора) приводит к соответствующему увеличению диаметров большего и меньшего цилиндров. При вращении измерительной камеры цилиндры вращаются с равными угловыми скоростями, и так как габариты устройства невелики и диаметры цилиндров максимально приближены друг к другу, оба цилиндра развивают примерно одинаковую линейную скорость. С увеличением межцилиндрового зазора при одинаковой угловой скорос,ти вращения, оба цилиндра будут развивать различную лине) ную скорость (линейная скорость меньшего цилиндра

859874 ми стенками, неподвижно соединенными с первым цилиндром и подвижно и герметично соединенными со вторым цилин- З5

Формула изобретения будет меньше). При вращении двухфазной среды с крупными твердыми частицами например селевой массы), вязкост .ь которой значительная, возникает перекос поверхности исследуемой среды, что приводит к понижению точности измерения перепада уровней, а следовательно, и вязкости исследуемой среды. Недостатком устройства является также и то, что если размеры шероховатости цилиндрических стенок измерительной камеры меньше размеров максимальных частиц, входящих в состав исследуемой массы, подобно селевой, возникают пограничные эффекты, приводящие к проскальзыванию исследуемого тела по поверхности измерительной камеры (движение с ядром), а последнее приводит к большим погрешностям при изучении свойств сред с большой концентрацией твердой составляющей.

Цель изобретения — повышение точности при измерении вязкости двухфазных сред.

Указанная цель достигается тем, что в ротационном вискозиметре, содержащем вертикально расположенную кольцеобразную рабочую камеру, частично заполненную исследуемой жидкостью, привод и измерительную систему, вертикально расположенная кольцеобразная рабочая камера образована поверхностями двух коаксиально установленных цилиндров и торцовыми кольцеобраэныдром, и снабжена элементами шероховатости, а привод дополнительно содержит передаточный механизм, соединенный с первым и вторым цилиндрами.

На фиг.1 представлена схема ротационного вискоэиметра; на фиг.2 разрез A-A на фиг.1.

Ротационный вискозиметр содержит корпус, образованный цилиндром 1 и торцовыми кольцеобразными стенками:

2, установленный с возможностью вращения вокруг горизонтальной оси 3.

Коаксиально с цилиндром 2 установлен цилиндр 4, имеющий меньший диаметр.

Внешняя поверхность цилиндра 4 и. внутренняя — цилиндра 1 образуют кольцеобразную рабочую камеру 5 вискозиметра, в которую через загрузочное окно

6 подается исследуемая двухфазная

Жидко1гть, в частности селевая масса, заполняющая ее наполовину. ИндикатоРом ровня массы является датчик 7.

Корпус установлен на инерционных роликах 8, роль которых могут выполнять подшипники. Цилиндрические стенки рабоЧей камеры 5 снабжены специальными элементами шероховатости 9.

Торцовые стенки 2 неподвижно соединены с краями рабочей поверхности цилиндра 4, а с внутренней поверх10

55 ностью цилиндра 1 образуют подвижное соединение, вращаясь в пазах с уплотнительными кольцами 10. Привод 11 служит для сообщения движения цилиндрам 1 и 4 через передаточный механизм 12, составные зубчатые шестерни которого расчитаны таким образом, чтобы цилиндрам сообщалась одинаковая линейная скорость.

Устройство работает следующим образом.

Вращение от привода 11 передается через передаточный механизм 12 цилиндрам 1 и 4, которые начинают вращаться с одинаковой линейной скоростью в одном направлении. Загруженная в рабочую камеру масса приходит в движение, а силы, обусловленные вязкостью исследуемой среды и соответствующей шероховатостью стенок камеры 5, приводят к смещению исследуемой массы в сторону направления вращения цилиндров 1 и 4 до тех пор, пока они не уравновесятся силой тяжести столба исследуемой среды. Поверхности уровней массы остаются практически горизонтальными, что способствует повышению точности измерения перепада уровней, по величине которого можно судить а вязкости исследуемой массы.

Использование предлагаемого устройства позволяет повысить точность определения вязкости селевой массы при проектировании инженерных сооружений.

Ротационный вискозиметр, содержащий вертикально расположенную кольцеобраэную рабочую камеру, частично заполненную исследуемой жидкостью, привод и измерительную систему, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности при измерении вязкости двухфазных сред, вертикально расположенная кольцеобразная рабочая камера образована поверхностями двух коаксиально установленных цилиндров и торцовыми кольцеобразными стенками, неподвижно соединенными с первым цилиндром и подвижно и герметично соединенными со вторым цилиндром, и снабжена элементами шероховатости, а привод дополнительно содержит передаточный механизм, соединенный с первым и вторым цилиндрами.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CfrlA 9 334960, кл.6 01 Н 11/14, 1967.

2. Авторское свидетельство CCCP

Р 637644, кл.G 01 N 11/08, 1977 прототип).

859874 ( — h

Составитель В.Филатова

Редактор Ю.Середа Техред A. Савка Корректор М.Коста

Заказ 7536/64 Тира к 907 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.ужгород, ул.Проектная,4