Устройство для реологических исследований сыпучих сред Советский патент 1985 года по МПК G01N11/14 

I1 Изобретение относится к устройствам для определения реологических свойств сыпучих сред, одеимущественно торфяных. Известно устройство для определения реологических свойств сьтучих сред, содержащее чувствительный элемент и силоизмерительньй прибор. Чув ствительный элемент вьтолнен в виде шнека, в пустотелом валу которого размещен клапан. Для замеров шнек ввинчивается в исследуемую смесь. Реологические свойства оцениваются напряжением сдвига по усилию выдерги вания шнека из исследуемой среды Однако при выдергивании шнека кроме сдвига среды по цилиндрической поверхности происходит трение матери ала по поверхности витков щнека, вала и деформирование объемов смеси, расположенной между витками. Следствием этого является снижение точности оценки реологического параметра сыпучей среды. IT Известно также устройство для ста тическоГо зондирования грунтов, вклю чающее колонну сборных штанг, на нижнем конце которой ясест.ко закреплен, зонд в виде конуса, а на верхней части установлен механизм вдавливания и самописец. Сопротивление грунта статическому зондированию определяется по усилию задавливания в грунт конуса и колонны штанг 2 . Однако при погр.ужении такого устройства происходит скольжение грунта до гладкой поверхности конуса, трение грунта по поверхности колонны сборных штанг, что приводит к снижению точности измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для реологических исследований сыпучих сред, содержащее узе нагружения и съема показаний, корпус с расположенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух плас ,тин. Реологические свойства-сыпучей среды оценивают по времени перемещения.пластин под действием заданного усилия РЗ . Однако при движении пластин проис ходит скольжение среды по их плоским поверхностям и имеет место трение ма териапа по поверхности рычагов, что приводит к снижению точности измерений . 6 :. Цель изобретения - повышение точ;, ности измерения реологических параметров сыпучих сред путем устранения эффекта пристенного скольжения их по поверхности пластин и снижения трения материала о шток. Указанная цель достигается тем, что устройство для реологических исследований сыпучих сред, содержащее узел нагружения и съема показаний, корпус с размещенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух пластин, дополнительно снабжено двумя пластинами с горизонтально расположенными прорезями и вертикальными пазами для крепления в них корпуса устройства, внутри которого дополнительно расположен шток, причем пластины чувствительного элемента выполнены с зубьями и снабжены полуцилиндрическими приливами для размещения в пазах корпуса. Новые признаки устройства каждый в отдельности и в совокупности позволяют ползтить положительный эффект. Пластины чувствительного элемента выполнены с зубьями с тем, чтобы обеспеить надежное их сцепление с ,сьшучей средой. Наличие, двух дополнительных пластин с горизонтальными прорезями, в которых размещаются зубья пластин чувствительного элемента, позволяет по желанию экспериментатора исключать пристенное скольжение исследуемой среды во время реологического опыта и наоборот при заглублении устройства создавать эффект скольжения, обеспечивающий меньшее нарушение структуры среды. Корпус устройства вьтолнен с упорами для крепления их в вертикальных пазах пластин с прорезями, а также с пазами для размещения в них приливов зубчатых пластин. Эти признаки позволяют выполнить важное условие проведения реологического опыта, а именно исключить трение сыпучей среды по поверхности чувствительного элемента, не являющейся рабочей и не участвующей в сдвиге среды. Наличие дополнит тельного штока позволяет осуществлять раздельный привод пластин чувствительного элемента. На фиг.1 и 2 изображены два взаим.но перпендикулярных продольных сече- . ния; на фиг.З - сечение А-Анафиг.1. .

Устройство состоит из корпуса l, штоков 2 и 3, двух пластин 4 и 5 с зубьями 6, являющихся чувствительным элементом, двух пластин 7 и 8 с горищонтально расположенными прорезями 9 для размещения в них зубьев 6 и вертикальными пазами 10, Корпус 1 устройства вьтолнен с упорами 11 и пазами 12 для размещения в них полуцилиндрических приливов 13 зубчатых пластин 4 и 5. Между пластинами 4 и 7, 5 и 8 расположены пластинчатые пружины 14.

В верхней части корпуса 1 и щтоков 2 и 3 закреплены рукоятки 15 и 16. . Для создания нагрузки и измерения деформаций в ходе опыта служат узлы нагружения и съема показаний (не показаны) .

Устройство в рабочее состояние приводят в следующем порядке.

Зубья 6 пластины 4 и 5 размещают в прорезях 9 пластин 7 и 8. Между пластинами 4 и 7, 5 и 8 устанавливают пластинчатые пружины 14. Слсимая пружины 14, размещают упоры 11 корпуса 1 в пазах 10 пластин 7 и 8, а полуцилиндрические приливы 13 - в пазах 12 корпуса 1. Пластинчатые пружины 14 отжимают пластину 4 от пластины 7, пластину 5 от пластины 8 и зубья 6 устанавливаются заподлицо с поверхностью пластин 7 и 8. Внутри корпуса 1 размещают штоки 2 и 3, прикрепляя их соответственно к пластинам 4 и 5 чувствительного элемента посредством резьбового соединения.

Посредством рукояток 15 п 16 задавливают устройство в исследуемую среду.

При движении вниз поверхность чувствительного элемента является и не нарушает структуру сыпучей среды.

Затем, придерживая рукоятки 16, опускают корпус 1 на 1,0-1,5 см, вследствие чего полуцилиндрические приливы 13 пластин 4 и 5 выходят из пазов 12 корпуса 1 и зубья 6 заглубляются через прорези 9 пластин 7 и 8 в сыпучую среду, обеспечивая надежное зацепление с ней чувствительного элемента. Реологический опыт проводят по стандартной методике путем наблюдения за развитием и спадом деформаций сдвига одной из пластин чувствительного элемента во времени при .заданном напряжении сдвига.

Использование устройства позволяет повысить точность определения реолоп-меских свойств сыпучих сред. Устройство позволяет сохранить структуру среды естественной во чремя задавливания, так как при этом поверхность чувствительного элемента гладкая. Перед проведением реологического опыта устройство обеспечивает надежное сцепление чувствительного элемента с используемым материалом, исключая эффект пристенного скольжения во времени опыта. Трение среды о штоки исключается, поскольку штоки полностью изолированы от исследуемого материала.

Фиг. 1

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЫПУЧИХ СРЕД, содержащее узел нагружения и съема показаний. корпус с размещенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух пластин, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения реологических параметров сыпучих сред путем устранения эффекта пристенного скольжения их по поверхности пластин и снижения трения материала о шток, оно дополнительно снабжено двумя пластинами с горизонтально расположенными прорезями и вертикальными пазами для крепления в них корпуса устройства, внутри которого дополнительно расположен шток, s причем пластины чувствительного эле(Л мента выполнены с. зубьями и снабжены полуц1Шиндрическими приливами для размещения в пазах корпуса.