Ротационный вискозиметр Российский патент 2024 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к устройствам для измерения реологических свойств жидкостей.

Известен ротационный вискозиметр (Патент US 6776028) содержащий два соосных цилиндра, привод, пружину и электромагнитный датчик угла поворота внутреннего измерительного цилиндра. Вискозиметр снабжен измерительными цилиндрами разных диаметров для расширения диапазона измеряемых параметров.

Недостатком аналога является то, что при необходимости измерения реологических параметров более вязкой жидкости, необходимо прервать измерения, провести остановку прибора, обесточить прибор, затем провести снятие наружного цилиндра и замену внутреннего. Это усложняет его эксплуатацию.

В качестве прототипа принят ротационный вискозиметр (Патент РФ 2196318) содержащий два соосных цилиндра из которых внутренний является измерительным, а наружный приводится во вращение приводом. Эта конструкция не требует проведения сборочно-разборочных работ для измерения реологических характеристик. Внутренний вал подключается к пружинам различной жесткости и датчику угла поворота с помощью электромагнитов.

Недостатком прототипа является усложненная конструкция прибора, следствием которой является увеличенная масса, пониженная надежность и увеличенная энергоемкость.

Технической проблемой, решаемой изобретением является упрощение конструкции и процесса эксплуатации прибора, уменьшение его массы и энергоемкости. Поставленная цель достигается за счет установки на измерительном валу магнитной пружины.

Для решения технической проблемы предложен ротационный вискозиметр, содержащий два соосных цилиндра, датчик угла поворота, электропривод, электронную систему индикации момента сопротивления на внутреннем цилиндре. Новым является то, что вместо двух пружин и двух электромагнитов установлена магнитная пружина, а на оси измерительного цилиндра установлен шкив, соединенный ременной передачей с датчиком угла поворота. Для измерения реологических характеристик более вязкой жидкости, достаточно увеличить ток в катушках электромагнитной пружины.

На фиг. 1 представлены основные элементы ротационного вискозиметра - продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Ротационный вискозиметр содержит измерительный цилиндр 1, находящийся внутри вращающегося наружного цилиндра 2, приводимого в движение электродвигателем 13 через ременную передачу 6, электромагнитную пружину, состоящую из катушек 7 и 9 и ротора 8, установленного на измерительном валу 5. Ременная передача 10 соединяет измерительный вал 5 с оптическим инкрементным энкодером 12. Дисплей 11 соединен с системным блоком 15. Подставка 17, на которой устанавливается пробоотборник 3 с исследуемой жидкостью 4, фиксируется на нужной высоте винтом 18 на направляющих 16.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом.

Проба жидкости 4 помещается в пробоотборник (кружку) 3. Кружка 3 устанавливается на подставку 17. Подставка 17 поднимается вместе с кружкой 3 таким образом, чтобы измерительный цилиндр 1 оказался внутри пробы жидкости. Подставка 17 фиксируется в этом положении посредством закручивания винтов 18. Включается ротационный вискозиметр через системный блок 15. Необходимые скорости вращения электродвигателя 13 обеспечиваются с использованием датчика скорости вращения 14. Через ременную передачу 6 приводится во вращение наружный цилиндр 2. Усилие, возникающее на поверхности измерительного цилиндра 1, передаваемое через жидкость 4 от вращающегося наружного цилиндра 2, создает крутящий момент, поворачивающий измерительный вал в электромагнитной пружине. Угол его поворота передается через ременную передачу 10 на датчик угла поворота 12, который регистрирует угол закручивания. Катушки 7 и 9 магнитной пружины противодействуют закручиванию измерительного цилиндра 1. Показания датчика 12 могут быть выведены на дисплей 11 после обработки в системном блоке 15. Использование электромагнитной пружины позволяет обеспечивать одинаковую точность определения угла закручивания на разных скоростях. Системный блок 15 обеспечивает возможность проведения измерений при любой скорости вращения вала электродвигателя 13.

Преимуществом заявленного ротационного вискозиметра является возможность проведения измерений при любых скоростях вращения и возможность визуального контроля показаний датчика благодаря выводу показаний с датчиков на дисплей или компьютер без преобразований сигнала, а также возможность более точной и простой регистрации показаний скорости вращения наружного цилиндра благодаря отсутствию проскальзывания зубчатого ремня.

Таким образом, технический результат, достигаемый изобретением, заключается в упрощении конструкции и процесса эксплуатации прибора.

Изобретение относится к устройствам для измерения реологических свойств жидкостей. Ротационный вискозиметр включает измерительный (1) и вращающийся (2) соосные цилиндры и привод с ременной передачей (6) от электродвигателя (13). Новым является то, что ротационный вискозиметр содержит магнитную пружину, состоящую из катушек (7), (9) и ротора (8), противодействующую закручиванию измерительного цилиндра (1) при вращении наружного цилиндра (2). Для ременной передачи (6) использован зубчатый ремень, исключающий проскальзывание, а электродвигатель (13) снабжен датчиком скорости вращения (14), кроме того, показания датчиков могут быть выведены на дисплей (11). Технический результат - упрощение конструкции и процесса эксплуатации прибора. 1 ил.

Ротационный вискозиметр, содержащий соосные цилиндры: внутренний измерительный и наружный вращающийся, приводимый в движение электродвигателем через ремённую передачу, отличающийся тем, что он содержит электромагнитную пружину, которая противодействует крутящему моменту, возникающему на измерительном цилиндре при вращении наружного цилиндра.