Ротационный вискозиметр

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз советских

Социалистических

Республик (»)911225

Р11М К з (61) Дополнительное к. авт. свид-ву(22) Заявлено 090680 (2> ) 2936406/18-25 с присоединением заявки ¹ .(23) Приоритет

G 0l N ll/14

Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий

Опубликовано 070382. Бюллетень ¹ 9

Дата опубликования описания 070382

153) УДК 532. l37 (088.8) (72) Авторы изобретения

С.И.Гончаров, Ю.К.Казанов и Я.3

Новочеркасский ордена Трудового Красн политехнический институт им. Серго Ор (71 ) 3d яв и тель (.54) РОТАЦИОННЫЙ, ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к приборам для измерения реологических характеристик дисперсных систем, в част-. ности к приборам для измерения пластической вязкости, предельного напряжения сдвига и тиксотропии неньютоновских сруктурированных систем,а также для измерения вязкости ньютоновских жидкостей, и может быть использовано как в йаучно-исследовательской работе, так и в промышленных лабораториях.

Известен прибор, позволяющий производить измерение тиксотропного эффекта динамическим методом, причем процесс измерения сопровождается перемещением измерительного органа в исследуемой жидкости (1).

Однако это вносит неопределимую по грешность в измеряемые величины изза невозможности учета инерционности элементов прибора, а также пото- . му, что перемещающийся измерительный орган разрушает восстанавливаемую пространственную сруктуру исследуемой жидкости.

Известен также вискозиметр, содержащий измерительную систему в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, один иэ которых, связан с устройством фиксации момента начала движения цилиндра и привод. устройство фиксации момента начала движения вы5 полнено в виде фотометрической системы,содержащей источник света,расположенный над перфорированным диском, закрепленным на оси внутреннего цилиндра, второй перфорированный диск, расположенный под перфорированным диском на одной оси с источником света. Для определения сдвиговой прочности (как уровня тиксотропного восстановления) к измерительному цилиндру, находящемуся в жидкости с предварительно разрушенной срукту.рой,,прикладывается линейной возрастающая .нагрузка до момента начала

его движения относительно наружного цилиндра. Момент начала движения измерительного цилиндра фиксируется индикатором начала движения и является величиной сдвиговой прочности восстановленной за время измерения струк туры, Вискозиметр данной конструкции

25 позволяет измерить тиксотропный эффект, не сопровождая процесс измерения разрушением восстанавливаемой структуры (2).

Недостатком данного вискозиметра

З0 является то, что датчик начала дви-

911225

Цель изобретения — повышение точности измерения тиксотропии структурированных систем. 10

Поставленная цель достигается тем, Приводная часть включает двигательредуктор 15 со шкивом 16 и ременной передачей 17, двигатель-редуктор 18 с электромагнитной муфтой-шкивом 19 и диском 20 на роторе двигателя. 18 и ведущий вал 21 двигателя-редуктора 18.

В режиме измерения пластической ,вязкости и динамического предельного,65 кения работает недостаточно точно, так как фотоэлемент фиксирует начало движения измерительного цилиндра не мгновенно, а при некотором повороте последнего на некоторый угол, величина которого зависит от расстояния между отверстиями в дисках датчика. что ротационный вискозиметр, содержащий измерительную систему из неподвижного целевого цилиндра, соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устройством фиксации момента начала движения измерительного колокола, и приводную часть из двух электроприводов, ременной передачи с электромагнитной муфтой-шкивом, дополнительно содержит на приводном валу электропривода цилиндрическую втулку.со ступенчатым выступом в верхней части, выполненным с возможностью опирания о него штифта, закрепленного на оси измерительного колокола, корпус, жестко соединенный с неподвижным щелевым цилиндром, и связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится изолированный от корпуса и соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фиксации момента начала . движения измерительного колокола выполнено иэ двух электрических контактов, один из которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой — на внутреннем кольце малого подшипника.

На чертеже показан ротационный вискозиметр, состоящий из измерительной и приводной частей.

Измерительная часть включает неподвижный щелевой цилиндр 1, в полость которого помещен измерительный колокол 2 на. оси 3, закрепленной в корпусе 4 на подшипниках 5 проходящей с зазором через внутреннее кольцо с укрепленным на нем контактом б изолированного от корпуса 4 малого подшипника 7 и имеющей в средней части контакт 8, а в нижней части — закрепленную на ней втулку 9 со штифтом 10 и токосьемником ll, пружину

12, одним концом закрепленную на втулке 9,а другим — на цилиндрической втулке 13 с выступом в верхней части и реохордом 14 °

З5

40.напряжения сдвига прибор работает следующим образом.

Исследуемую жидкость помещают в ,неподвижный щелевой цилиндр 1, ус1

;танавливают его на корпус 4, а на ось 3 устанавливают измерительный колокол 2, вводя его в щелевой зазор цилиндра. Включают двигатель-редуктор 18, ведущий вал 21 которого через пружину 12 вращает измерительный колокол 2 с той же угловой скоростью в направлении М . Так как . при вращении измерительного колокола

2 в исследуемой жидкости возникает сопротивление сдвигу, ось 3 сдвигается относительно ведущего вала 2!, на некоторый угол, величина которого будет зависеть от жесткости пружины и сопротивления сдвигу в исследуемой жидкости. Величина этого угла как функция сопротивления сдвигу будет зафиксирована при изменении сопротивления на реохорде 14. Для измерения пластической вязкости и динамического предельного напряжения сдвига достаточно определить значения сопротивления на двух скоростях вращения двигателя 18. Указанные величины находятся известным способом аналитически или графоаналитически.

В режиме измерения тиксотропии

Прибор работает следующим образом. . Прибор готовят к испытанию как ° указано выше. Включают двигатель-редуктор 18 на высокой угловой скорости. Однако направление вращения противоположно предыдущему сю . При этом цилиндрическая втулка 13 выступом упирается в штифт 10 втулки 9 и измерительный колокол 2 вращается, находясь в жесткой связи с ведущим валом 21. Соответственно, контакт 6 упирается в.контакт 8 и свободно вращает внутреннее кольцо малого подшипника 7. Пружина 12 будет находиться в ненагруженном состоянии. В течение определенного времени происходит разрушение сруктуры исследуемой жидкости. По истечении времени разрушения отключается двигатель-редуктор

l8 и включается двигатель-редуктор

15 и электромагнитная муфта 19,которая притягивается к диску 20. При этом крутящий момент со шкива 16 через ременную передачу 17 и электромагнитную муфту 19 будет передаваться на ротор двигателя 18. Однако на-, правление вращения двигателя 15 таково, что он вращает ротор двигателя

18 в направлении, противоположном направлению в режиме разрушения (т.е.в направлении и ). Так как скорость вращения ведущего вала 21 двигателя 18 будет очень мала, а исследуе-. мая жидкость, восстанавливая прочность, будет создавать сопротивление перемещению в ней измерительного ко- локола 2, -последний будет оставаться

911225 неподвижньм, в то время, как ведущий вал 21 будет закручивать пружину 12 с постоянной угловой скоростью

Измерительный колокол 2 будет находиться под действием линейного возрастающего крутящего момента. Когда

его величина достигает значения прочности структуры, колокол сдвинется, контакты б и 8 разомкнутся и произойдет фиксация достигнутого значения прочности структуры исследуемой жидкости по сопротивлению на реохор . де 14. Повторяя измерения при различных скоростях вращения двигателя-редуктора 15,можно получить ряд значений прочности сруктуры эа раз- личное время отдыха.

Использование в приборе закрепленной на валу привода цилиндрической втулки со ступенчатым выступом и штифта, закрепленного на оси измерительного колокола электроконтактного устройства регистрации начала движения измерительного колокола, позволяет увеличить точность иэмере. ния тиксотропии.

Формула изобретения

Ротационный вискоэиметр, содержащий измерительную систему иэ неподвижного щелевого цилиндра,соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устрой ством фиксации момента начала движения измерительного колокола, и приводную часть из двух электроприводов, ременной передачи с электромагнитной муфтой-шкивоы, о т л и—

5.ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения тиксотропии структурированных систем, он дополнительно содержит на приводном валу электропривода цилиндрическую втулку со ступенчатым выступом в верхней части, выполненным с возможностью упирания о него штифта, закрепленного на оси измерительного колокола, корпус, жестко соединенный с неподвижным щелевым цилиндром, и связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится .изолированный от корпуса и.соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фик20 сации момента начала движения измерительного колокола выполнено из двух электрических контактов, один из .которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой — на внутрен. 25 нем кольце малого подшипника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 331287, кл. G 01 N, 11/10, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р б73889, кл. а 01 И 11/14, 1978 (прототип).

911225

Составитель В.Филатова

Техред T.Ìàòî÷èà, Подписное

Филиал ППП Патент, г,ужгород, ул.Проектная, 4

Редактор Т.Киселева Корректор Г.Огар

« -Г»

Заказ 1105/26 Тираж 883

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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