Ротационный вискозиметр Советский патент 1988 года по МПК G01N11/14 

7 6 it 2

I S h In /S/

1чЭ

о

4

О5

со

Изобретение относится к технике измерений реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в медицине, био- и химтехнологии для определения вязкости биологических жидкостей, в частности крови и разбавленных растворов полимеров.

Цель изобретения - повышение осевой устойчивости статора и точности измерений. : На чертеже изображен ротационный вискозиметр.

Ротационный вискозиметр содержит наружный ротор 1 с кольцевой проточкой 2 и внутренний статор 3, расположенный соосно ротору с зазором 4, заполненным исследуемой жидкостью. Статор имеет две полости: внутреннюю цилиндрическую 5 и наружную кольцевую 6, 7. Кольцевые проточка и полость заполняются суспензией магнитожест- Ких феррочастиц в диэлектрической полиме- (зизующейся среде (например, эпоксидная смола) для предотвращения возникновения ГОКОВ Фуко. Предварительно, до затвердевания суспензии, частицы ориентируются постоянным магнитным полем (силовые линии которого перпендикулярны вертикальной оси Статора) в нижней части кольцевой полости статора и радиальным в верхней. Также радиальным полем ориентируются частицы в кольцевой проточке ротора, но полярность его противоположна полярности радиального ориентирующего поля статора. В результате после полимеризации нижняя часть 7 кольцевой полости статора 3 приобретает постоянную намагниченность (аналог постоянного магнита), а верхняя часть 6 имеет, например, южный полюс на внутренней поверхности кольца и северный полюс на наружной. Тогда на внутренней поверхности твердой суспензии в кольцевой проточке 2 ротора I создается северный полюс, а па наружной - южный. Граница между верхней 6 и нижней 7 частями кольцевой полости статора выбирается такой, чтобы она находилась выше глубины кольцевой проточки ротора 1. Статор и ротор центрированы, с помощью конического подшипника с различной конусностью и размешены межд,у полюсами 8 индуктора однородного магнитного поля.

Измерения на вискозиметре производятся в следующей последовательности. Внутрь ротора 1, расположенного между полюсами 8 индуктора однородного магнитного поля (например, катушек Гельмгольца), заливается малое количество исследуе.мой жидкости (0,2-0,5 см ) и помешается статор 3. Между статором и ротором образуется рабочий зазор 4, заполненный жидкостью. Ротор 1 приводится во вращение с постоянной скоростью, увлекая за собой в синхронное вращение и жидкость, и статор. Устойчивость (вертикальное положение) статора и постоянство зазора, необходимое для корректных измерений, обеспечиваются за счет конического подщипника, препятствующего радиальному смещению статора, и расположенных соосно друг другу на роторе и статоре противоположно радиально намагниченных колец из затвердевщей диэлектрической ферросуспензии, препятствующих и радиальному, и осевому смещению статора.

Кроме того, кольцо 6, стремясь оттолкнуться от одноименного полюса кольца 2, создает вертикальную силу, действующую на статор, уменьщая трение в подщипнике вплоть до его полной разгрузки. В случае потери кон0 такта в верщине конуса статора необходимо ввести в полость балластную среду для его восстановления.

Далее катушки полюсов 8 индуктора подключают к источнику постоянного тока, создавая в межполюсном зазоре однородное

5 постоянное магнитное поле. Оно взаимодействует с постоянно намагниченной нижней частью 7 полости статора, создавая тормозящий момент. При этом внешнее поле не создает механического момента в вертиQ кально расположенных однородно радиально намагниченных кольцах. Увеличивая напряженность поля (и тормозящий момент), фиксируют значение тока, соответствующее остановке вращения статора. В этом случае механический момент за счет напряжения

5 сдвига на стенке статора полностью компенсируется магнитным моментом и в зазоре 4 реализуется вискозиметрическое куэттовское течение, характеризующееся постоянной скоростью сдвига поперек зазора. О вязкости судят по величине наименьщего значения

0 тока, при котором наблюдается фиксация статора. Вискозиметр предварительно тарируется на эталонных жидкостях.

35

Формула изобретения Ротационный вискозиметр, содержащий

соосно-цилиндрические ротор и плавающий статор, в полость которого no.ienieH намагниченный материа;, отличающийся тем, что, с целью повышения осевой устойчивости стад тора и точности измерений, статор выполнен с двумя полостями - внутренней цилиндрической и наружной кольцевой, в роторе выполнена кольцевая проточка, в качестве намагниченного материала использована суспензия магнитожестких феррочастиц в ди5 электрической полимеризуюц 1ейся среде, причем в затвердевщей суспензии, помещенной в кольцевую полость, частицы предварительно ориентированы постоянным магнитным полем в нижней части и радиальным магнитны.м полем в верхней части, кольце0 вая проточка ротора выполнена на глубину ниже нижнего уровня верхней части статора, заполнена суспензией магнитожестких феррочастиц в диэлектрической полимери- зующейся среде до верхнего уровня верхней части статора, при этом в затвердевшей суспензии частицы пре.,;1варительно ориентированы радиальным магнитным полем с полярностью, противоположной полярности намагничивающего радиального поля статора.

Изобретение относится к области измерений реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в медицине, био-и химтехнологии для определения вязкости биологических жидкостей, в частности крови и разбавленных растворов полимеров. Цель изобретения - повышение осевой устойчивости статора и точности измерений. Статор имеет две полости - внутреннюю цилиндрическую 5 и наружную кольцевую 6-7. Проточка в роторе и полость в статоре заполнены суспензией магнито- жестких феррочастнц в полимеризующейся среде, причем до затвердевания частицы ориентируются постоянным магнитным полем в полости 7 и радиальным, но с противоположной полярностью, в проточке 2 и полости 6. Граница между полостями 6 и 7 расположена выше глубины проточки 2. Статор и ротор центрированы с помощью конического подшипника с различной конусностью и размещены между полюсами 8 индуктора однородного .магнитного поля. О вязкости судят по току в обмотках индуктора, при котором наступает остановка вращения статора, вызванная тормозящим моментом (за счет взаимодействия магнитного поля со статором), равным гидродинамическому вязкост- но.му вращающему моменту. 1 ил. Q (Л