Устройство для градуировки сжимающих вискозиметров с плоскопараллельными плитами Советский патент 1988 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к технике измерения яязкнх свойств и может быть использовано при градуировке сжимающих вискозиметров, пред- назначенных для исследования высоко™ вязких веществ - расплавов полимеров, битумов, суспензий и т.п.

Цель изобретения - повышение точности градуировки,

Усилие F деформирования вязкого диска между плитами сжимакяцего вискозиметра выражается формулой

2irh

(1)

где 2 - коэффициент вязкости

Vg скорость перемещения плит$ V - объем деформируемого вязкого

дискаf20

h - расстсуяние между плитами (толщина диска),

Из формулы (1) следует, что в процессе деформирования вязкого вещества усилие увеличивается обратно пропор- ционально пятой степени толщины диска. В процессе градуировки вискозиметра с применением известного устройства расход образцовой жидкости через капилляр равен УО

Q Sv,,(2

где S

площадь поршня,

С другой стороны, расход жидкости 35 зависит от давления на входе в капилляр и площади сечения капилляра;

,

0

S

20

. УО

35 положениях значения отличаются от поскольку отличаются усилия гидравлического сопротивления от значения, вытекающего из формулы (1). При этом погрешности отсчета положения плит приводят к пятикратному увеличению погрешностей воспроизведения усилия и, следовательно, значению коэффициента вязкости. Это следует из формулы (1).

В предлагаемом устройстве площадь отверстия капилляра переменная, она изменяется с изменением расстояния между плит.ами, В положении, соответствующем моменту отсчета при градуировке (т.е. фиксированному значению h), усилие деформирования равно значению, вытекающему из формулы (1). При смыкании плит оно увеличивается поскольку уменьшается расход образцовой жидкости по мере перемещения иглы,

Так как радиус иглы изменяется пропорционально расстоянию между плитами в степени 5/2, то площадв отверстия капилляра и соответственно расход образцовой жидкости пропорциональны пятой степени расстояния между плитами. Это соотношение справедливо по крайней мере вблизи точки отсчета коэффициента вязкости, т.е. при малых значениях радиуса иглы. Таким образом, изменение -расхода в зависимости от положения плит удовлетворяет соотношению, вытекающему из формул (1)-(3):

Изобретение относится к технике измерения вязких свойств веществ и может быть применено при градуировке сжимающих вискозиметров (В). Цель изобретения - повышение точности измерения. Устройство для градуировки сжимакицих В с плоскопараллельными плитами (П) содержит сосуд с образцовой жидкостью в виде цилиндра, жестко связанного с другой плитой, и образцового капиллярного В. При неизменной площади отверстия и постоянной скорости перемещения П расход образцовой жидкости через капилляр постоянный и постоянно усилие сопротивления. Поэтому лишь только в одном положении П оно равно сопротивлению, оказываемому деформированию вязкого диска, что приводит к пятикратному увеличению погрешности воспроизведения коэффициента вязкости за счет погрешности отсчета расстояния между плитами. Для устранения указанного недостатка на поршне жестко и соосно калиброванному отверстию установлена игла, радиус которой изменяется пропорционально расстоянию между П в степени 3/2. При этом наибольшее его значение, равное радиусу калиброванного отверстия, соответствует положению полного смыкания П градуируемого В. 1 ил.

Q (us,

(3)

где ш- коэффициент расхода, зависящий от диаметра отверстия,/ и вязкости образцовой жидкости (от числа Рейнольдса) 3(5- площадь отверстия, Н - напор на входе в отверстие g - ускорение силы тяжести. При неизменной площади отверстия и постоянной скорости перемещения плит расход образцовой жидкости че- рез капилляр постоянный и постоянно усилие сопротивления. Поэтому лишь только в одном положении плит оно равно сопротивлению, оказываемому деформированию вязкого диска с коэф- фициентом вязкости (1), и толвко в этом положении известным устройством воспроизводится коэффициент g вязкости. Воспроизводимые в других

. Q

2 irFh S

40

Зависимость гидравлического сопротивления от расстояния между плитами при градуировке соответствует аналогичной зависимости при испытаниях вязкого вещества с коэффициентом вязкости 2 .В силу этого удается избежать пятикратного возрастания погрешности воспроизведения коэффи- . циента вязкости из-за погрешности отсчета расстояния между плитами, в результате чего повышается точность градуировки вискозиметра.

На чертеже изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез.

Устройство содержит цилиндр 3 с образцовой жидкостью 5 и поршень 4. П поскопараллельные плиты 1 и 2 градуируемого вискозиметра связаны с цилиндром 3 и поршнем 4. Поршень 4

1Д0установлен в lumnnnpe 3 с возможностью перемещения при сближении плит, С поршнем А связана игла 7, проходящая соосно через отверстие в капилляре 6.

Устройство работает следующим образом.

Под действием приложенного к плите 1 усилия F поршень А перемещается, вытесняя из цилиндра 3 образцовую жидкость 5, Образцовая жидкость вытекает через капилляр 6. При этом по мере сближения плит уменьшается толщи- на слоя жидкости в цилиндре. Игла 7 перекрывает отверстие в капилляре 6 тем больше, чем меньше расстояние между плитами, обеспечивая (благодаря своей конфигурации), увеличение гидравлического сопротивления обратно пропоргщонально пятой степени расстояния меязду плитами. Гидравлическое сопротивление образцовой жидкости независимо от изменения расстояния соьт- ветствует гидравлическому сопротивлению испытьшаемого вязкого вещества, следовательно, воспроизводимое устройством значение коэффициента вязкости соответствует значению коэффициента вязкости испытмплемот-о пяткого вещества, л погрешностн отсчетя расстояния между плитами не приводят к пятикратному увеличению погрешности воспроизведения коэффициента вязкости, чем обеспечивается повышение точности градуировки вискозиметра.

Формула изобретения

Устройство для градуировки сжимающих вискозиметров с плоскопараллель- ными плитами, содержащее цилиндр для обраЗ Цовой жидкости, именщий калиброванное отверстие и связанный с одной из плит, и поршень, связанный с другой плитой, установленный в цилиндре с возможностью перемещения при сближении плит, отличающееся тем, что, с целью повьшения точности градуировки, на поршне жестко и соосно с калибровочным отверстием установлена игла, радиус которой выполнен переменным, пропорционально расстоянию между плитами в степени 5/2, причем наибхэльшее его значение, равное радиусу калиброванного отверстия, соответствует положению полного смыка 1ШЯ плит градуируемого вискозиметра.

л