Ротационный вискозиметр Советский патент 1983 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к измерительным приборам, а более конкретно к приборам для измерения вязкости жидкостей, и может быть использовано для измерения вязкости разбавлен ных растворов полимеров при разных градиентах скорости, Известен.магнитньй ротационный вискозиметр, содержащий наружный неподвижный и внутренний вращающийся с магнитной вставкой цилиндры, измерительную систему и пригвод вращения внутреннего цилиндра lj. Недостатками данного вискозиметр являются низкая точность измерений в результате возможной прецессии внутреннего, цилиндра, а также сложность конструктивного выполнения ви козиметра ,, так как его внутренний цилиндр заключает а себе свободно плавающий в эталонной жидкости поплавок. Известен ротационный вискозиметр используемый в вискозиметрии жидкостей при малых градиентах скорости в измерительном зазоре, содержащий статор, плавающий ротор с магнитной вставкой и устройство для измерения угловой скорости ротора. Центровка ротора в данном вискозиметре осуществляется поверхност1ными силами, действующими на верхний его торец. Внутри ротора укреплен стальной диск. Вязкость исследу емой жидкости определяют по скорости вращения ротора, Когда вся система находится во вращающемся магнитном поле С2.. Недостаток такой системы заключа ется в том, что в вычислениях исI пользуется некоторый усредненный .градиент скорости, так как на резул таты измерений, оказывают влияние ис кажения градиента в зазоре между донными участками поверхности ротор и статора. Для уменьшения этогоискажения дно ротора и статора выполняют в виде полусферы. Учитывая то что материалом здесь служит стекло, эти узлы являются технологически сложными деталями. Малейшее отклоне ние от идеальности выполнения полусфер и цилиндрической боковой повер ности приводит к прецессии ротора во время измерений, что отрицательно влияет на результаты эксперимента и вносит дополнительную погрешность. Особенно это сказывается на относительно больших скоростях вращения ротора. Цель изобретения - упрощение конструкции вискозиметра и расширение диапазона исследуемых скоростей сдвига. Дпя достижения поставленной цели в ротационном вискозиметре, содержащем статор, плавающий рогор с магнитной вставкой и устройство для измерения угловой скорости ротора, последний выполнен в виде трубки с плоскопараллельными торцами, лежащими в плоскости, перпендикулярной к ее образующей, содержащей герметичную перегородку во внутренней полости, при этом магнитная вставка закреплена ма перегородке. Кроме того, статор может быть выполнен со срезом в нижней его части в плоскости, перпендикулярной к образующей статора, а его верхняя часть снабжена патрубком сзапорным устройством. Такое выполнение предотвращает стекание исследуемой жидкости по его стенкам при заполнении воздухом всей донной области статора, что также обеспечивает возможность расширить диапазон исследуемых скоростей сдвига. На фиг.1 представлен ротационный вискозиметр, где донная часть ротора отделена от жидкости пузырьком воздуха; на фиг. 2 - то же, где воздушная прослойка занимает почти весь объем Нижней части статора, а на свободной поверхности жидкости, , находящейся в зазоре, образуется мениск; на фиг. -3 и - варианты положения ротора в вискозиметре со статором, выполненным со срезом в нижней его части. Вискозиметр содержит статор 1, в который заливают исследуемую жидкость 2, ротор I в виде трубки с плоскопараллельными торцами, лежащими в плоскости, перпендикулярной к ее образующей. На разделяющей перегородке Ц укреплена магнитная вставка 5 в в.иде стального диска. Донная часть ротора отделена от жидкости пузырем воздуха 6, На свободной поверхности жидкости образуются мениски 7 которые центрируют ротор 3. При выполнении статора 1 со срезом в нижней части, перпендикулярной к образующей статора, верх4няя 3 его часть закрыта;пробкой 8, 8 нее введена трубка 9 с краном 10, Вискозиметр работает сдедующим об разом. В статор 1 (фиг. 1) заливают исследуемую жидкость 2. Затем туда опу скают ротор 3. который удерживается поверхностными силами, действующими на верхний торец. Но при этом в донной части ротора под действием таких же сил образуется пузырь воздуха 6 с идеально симметричной относительно продольной оси поверхностью Далее систему ротор - статор помещают во вращающееся магнитное поле. При этом, как показали испытания, прецессия ротора отсутствует . К . тому же при этом существенно снижаются требования к форме дна статора которое в опытном образце было выполнено в виде произвольной полусферы. 8 случае принудительного нагнетания воздуха под ротор воздушная прослойка занимает всё пространство донной части статора и влияние донной части статора полностью устраняется. А так как центрирующие силы действуют уже на верхний и нижний торец, то положение ротора становится еще более устойчивым. Это обстоятельство позволяет снизить повышенную требовательность к балансировке массы ротора и юстировке системы 67 ротор - статор относительно вертикальной осевой линии. С целью предотвращения вытекания исследуемой жидкости, наиболее вероятного при большом зазоре между ротором и статором, нижний конец последнего имеет . плоский срез (фиг. 2). В этом варианте мениск обеспечивает центровку нижнего торца рютора и предотвращает вытекание исследуемой хмдкости, Для поддержания ротора во взвешенном состоянии из верхней полости статора через трубку 9 производят откачку части находящегося там воздуха до уравновешивания ротора 3 в необходимом положении ((fwr. 3 и k} Испытания вискозиметра показали васокую стабильность эксперимента При относительно высоких скоростях сдвига прецессия ротора полностью отсутствует. При сохранении зазора между ротором и статором таким же по размерам, как в прототипе, возможно увеличить диапазон исследуемых скоростей сдвига в 2-5 раз. Кроме того, предлагаемый вискозиметрисключает необходимость выполнения таких технологически сложных деталей, как стеклянные полусферы идеальной формы, без HajWMHP которых невозможно гфоизвести измерения с необХоди- ; мой точностью, пользуясь известным искозиметром.

1. РОТАЦИОМНЫЙ 8ИСКОЗИМЕТР, содержащий статор, плавающий ротор с магнитной вставкой и устройство для измерения угловой скорости ротора, отличающийся fut. 1 тем, что, с целью упрощения конструкции вискозиметра и расширения диапазона исследуемых скоростей сдвига, ротор выполнен в виде трубки с плоскопараллельными торцакм, лежащикм в плоскости, перпендикулярной к ее образующей, содержащей герметичную . перегородку во внутренней полости, при этом магнитная вставка закреплена на перегородке. 2. Вискозиметр по.п. 1, отличающийся тем, что статор выполнен со срезом в нижней его части в, плоскости, перпендикулярной к образукйцей статора, а его верхняя часть снабжена патрубком с запорным устройством.

Фиг.З

Puz.f