ВИСКОЗИМЕТР Российский патент 2005 года по МПК G01N11/10 

Изобретение относится к устройствам для определения реологических характеристик вязких жидкостей (водные растворы, смазочные масла и др.) и представляет собой компактный карманный вискозиметр для экспресс-анализа исследуемой вязкой среды в нестационарных условиях.

Известен вискозиметр ротационного типа, содержащий открытую емкость с испытуемой жидкостью, внутри которой вращают чувствительный элемент в виде цилиндра и измеряют возникающий на нем момент трения [1].

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции из-за применения сложной тензометрической аппаратуры; большие габариты, вес и стоимость установки, что затрудняет ее транспортировку; трудоемкость измерений, так как требуется обеспечить вращение вала приводного двигателя со строго постоянной скоростью, а для проведения многократных измерений требуются многократные остановка и пуск приводного двигателя.

Известен также вискозиметр, содержащий открытую емкость с испытуемой жидкостью, в которой под действием собственного веса падает шарик и по скорости его падения судят о вязкости [2].

Недостатком известного вискозиметра с падающим шариком является высокая трудоемкость эксперимента, так как для проведения многократных измерений (по ГОСТ 8207-76 для достоверности эксперимента требуется не менее 5-10 измерений) одним и тем же шариком требуется сливать испытуемую жидкость, доставать шарик для повторного бросания, затем снова наполнять емкость и опять бросать шарик.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вискозиметр, содержащий пустотелый стержень, заполненный испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком и закрытый с обоих противоположных торцов съемными крышками, а также сблокированный с комплектом аналогичных пустотелых стержней, смонтированных по углам корпусной вертикальной тумбы и также заполненных испытуемой жидкостью с отдельными шариками [3].

Недостатками данного вискозиметра являются:

1. Большие габариты вискозиметра не позволяют его компактно разместить в кармане одежды оператора и требуют для его хранения в нерабочем состоянии отдельного крупногабаритного ящика.

2. Для заполнения всех установленных в корпусной тумбе емкостей требуется большое количество испытуемой жидкости, что ограничивает области применения вискозиметра,

3. Неудобство пользования из-за множества емкостей с испытуемой жидкостью и отдельными от емкостей регистрирующим и пишущим устройствами.

4. Большие габариты вискозиметра и высокая трудоемкость исследования вязких жидкостей отдельными от них регистрирующими и пишущими устройствами затрудняют проведение индивидуальными потребителями экспресс-анализа реологических характеристик вязкой среды в нестационарных условиях, например:

а) в полевых условиях геологоразведки;

б) проверке автовладельцами непосредственно в дорожных условиях после определенного автопробега пригодности залитого в узлы автомобиля смазочного масла и необходимости его замены;

в) быстрой проверке прямо на складе хранящихся вязких растворов, например готовых лекарств;

г) проведении преподавателями в учебной аудитории демонстрационных занятий по изучению свойств вязких материалов.

Целью изобретения является снижение габаритов и упрощение конструкции вискозиметра, повышение удобства пользования и расширение области его применения в нестационарных и походных условиях эксплуатации.

Поставленная цель достигается за счет того, что в вискозиметре, содержащем пустотелый стержень, заполненный испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком и закрытый с обоих противоположных торцов съемными крышками, вискозиметр выполнен в виде авторучки, пустотелый цилиндрический корпус которой выполнен из прозрачного материала и заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика, причем корпус сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством и снабжен съемным колпачком, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера.

На чертеже изображена схема устройства вискозиметра.

Вискозиметр выполнен в виде авторучки и содержит пустотелый цилиндрический корпус 1, который выполнен из прозрачного материала, заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика 2 и закрыт с обоих противоположных торцов съемными крышками 3 и 4, причем корпус 1 сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством 5 и снабжен съемным колпачком 6, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера 7 с кнопкой 8 его включения и выключения.

Вискозиметр работает следующим образом.

Для приведения вискозиметра в рабочее состояние съемный колпачок 6 устанавливают на корпусе 1 с противоположной от пишущего устройства 5 стороне. В рабочем состоянии вискозиметра с помощью электронного секундометра 7 регистрируется время падения шарика 2 в пределах длины прозрачного корпуса 1 авторучки, после чего учитывая, что вязкость испытуемой жидкости (согласно [1, с.282, формула (10, 25)]) прямо-пропорциональна времени падения шарика, сразу через постоянную прибора определяется вязкость испытуемой жидкости путем простого умножения показаний секундометра на постоянную прибора по общепринятой методике [1, с.282].

Размещение в едином блоке авторучки прозрачного корпуса 1 с падающим в нем в испытуемой жидкости шарика 2, регистрирующего устройства 7 и пишущего устройства 5 позволяет одной и той же рукой оператора быстро и точно зафиксировать моменты времени начала и конца падения шарика 2 в пределах длины корпуса 1, после чего с помощью пишущего устройства 5 сразу записать полученные данные в журнал многократных испытаний.

Для повторения испытаний достаточно перевернуть авторучку на 180° и повторить эксперимент любое требуемое число раз с одновременной записью полученных результатов. После проведения всей серии испытаний и записи полученных результатов вискозиметр переводится в нерабочее (легко транспортабельное)состояние путем перестановки съемного колпачка 6 на другую сторону корпуса 1 для закрытия им доступа к пишущему устройству 5.

Достигаемый в предлагаемом вискозиметре положительный эффект заключается в следующем:

1. Повышается удобство пользования при проведении многократных измерений вязкости за счет компактного размещения в одной руке оператора всего комплекса узлов измерительной установки, включающего емкость с испытуемой жидкостью, регистрирующее устройство и пишущее устройство.

2. Упрощение конструкции и эксплуатации вискозиметра, а также снижение трудоемкости испытаний сокращает затраты времени на эксперимент, что обеспечивает возможность проведения быстрого экспресс-анализа вязкости различных жидкостей.

3. Расширяется область применения индивидуальными потребителями малогабаритного переносного вискозиметра в нестационарных и полевых (походных) условиях, например в геологоразведке; в дорожных условиях эксплуатации смазочных масел на автотранспорте; при проведении преподавателем учебных занятий.

Источники информации

1. Мур Д.Ф. Основы и применения трибоники (пер. с англ.). - М.: МИР, 1978, с.278, фиг.10.7 - аналог.

2. Там же, с.281, фиг.10.9 - аналог.

3. Вискозиметр. Патент US №3411343, 1968 г. - прототип.

Использование: для экспресс-анализа испытуемой вязкой среды в нестационарных условиях. Сущность: вискозиметр выполнен в виде авторучки и содержит пустотелый цилиндрический корпус, который выполнен из прозрачного материала, заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика и закрыт с обоих противоположных торцов съемными крышками, причем корпус сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством и снабжен съемным колпачком, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера. Технический результат - упрощение конструкции и эксплуатации вискозиметра, снижение трудоемкости исследований и затрат времени на эксперимент. 1 ил.

Вискозиметр, содержащий пустотелый стержень, заполненный испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком и закрытый с обоих противоположных торцов съемными крышками, отличающийся тем, что вискозиметр выполнен в виде авторучки, пустотелый цилиндрический корпус которой выполнен из прозрачного материала и заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика, причем корпус сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством и снабжен съемным колпачком, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера.