Капиллярный вискозиметр для определения реологических характеристик пищевых масс в потоке Советский патент 1990 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к технике измерения реологических характеристик пищевых масс в технологическом потоке и может быть использовано в автоматизированных линиях производства пищевых продуктов.

Целью изобретения является расширение диапазона исследуемых масс, повышение точности измерений их реологических характеристик, сокращение времени измерений.

На фиг.1 изображен вискозиметр в положении заполнения камеры золотника исследуемой массой и начальный момент прочистки капилляра, вертикальный разрез $ на фиг.2 - то же, с

установкой золотника в положении, соответствующем началу эксперимента, горизонтальный разрезj на фиг.З - зацепление плунжера с головкой спи- цьц на фиг„4 - фиксатор крайних положении золотника.

Капиллярный вискозиметр для определения реологических характеристик пищевых масс в потоке состоит из корпуса 1, внутри которого находится золотник 2, имеющий возможность враща- тельно-поступательного перемещения по двум спиральным направляющим 3 на его поверхности, выполненным в виде отрезков двухзаходной резьбы, в которых находятся оси 4, закрепленСИ

сл ч

Јь 00 ЬЗ

ные в корпусе 1, капилляра 5, механизма 6 вращательно- поступательного перемещения золотника 2 и механизма 7 возвратно-поступательного перемещения плунжера.

JN

В золотнике 2 выполнены два сквозных взаимно перпендикулярных отверстия 8 и 9, оси которых отстоят на величину хода перемещения золотника 2 при повороте его на 90° относительно корпуса 1, отверстие камеры 8, являющееся камерой для исследуемой массы, и отверстие 9, в ко

телем 21. На поверхности корпуса электродвигателя 21 нарезаны продольные пазы 23, в которых находятся неподвижные направляющие 24, закрепленные в корпусе 1. Механизм 7 возвратно-поступательного перемещения плунжера 20 состоит из гильзы 25, внутри которой закреплен электромеханический привод 26, обеспечивающий возможность возвратно-поступательного перемещения толкателя 27. Прямое (рабочее) перемещение плунжера 20 осуществляется толкателем 27 через

Изобретение относится к технике измерения реологических характеристик пищевых масс в технологическом потоке и может быть использовано в автоматизированных линиях. Цель изобретения - расширение диапазона, повышение точности измерений реологических характеристик и сокращение времени измерений. Золотник выполнен с двумя отверстиями, одно из которых предназначено для исследуемой массы, а в другом установлена спица для прочистки капилляра. Заполнение камеры исследуемой массой и прочистку капилляра осуществляют одновременно, что повышает точность измерений и сокращает время цикла измерений. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

тором находится спица 1U для прочист- упругую мембрану 28, а обратное - с

помощью оси 29, соединяющей плунжер 2U с толкателем 27. На мембране 28 закреплены датчики 30 давления тен- зометрического типа. Датчик 31 скорости фотоэлектрического типа установлен на валу электромеханического привода 26. На торце плунжера 20 имеется шип 32.

ки капилляра 5, установленная во вкладыше 11 с запрессованными осями 12, которые скользят в продольных проточках спицы и не позволяют ей вращаться вокруг собственной оси. В головке спицы 1U выполнен сквозной фигурный паз 13. Спица 10 установлена таким образом, что направление фигурного паза 13 совпадает с направлением спиральной канавки 14 на прилегающей к отверстию 9 поверхности золотника 2, угол подъема которой равен углу подъема спиральных направляющих 3. Крайние положения золотника 2 ограничиваются длиной спиральных направляющих 3 и фиксируются подпружиненным шариком 15.

20

25

30

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксперимента золотник 2 с помощью механизма 6 устанавливается в положение, соответствующее загрузке исследуемой массы в камеру вискозиметра (,фиг.1). Масса под воздействием избыточного давления в шне- ковом канале пресса 33 заполняет камеру 8. Затем опять включается электродвигатель 21 механизма вращатель- но-поступательного перемещения золотника 2 и последний устанавливается в положение, при котором загрузочное отверстие в корпусе 1 перекрыто, а камера 8, заполненная массой, находится напротив плунжера 2U и капилляра 5, причем плунжер 20 расположен таким образом, что его шип 32 не входит в отверстие камеры 8. Включается электромеханический привод 2Ь механизма возвратно-поступательного перемещения плунжера 20, при этом толкатель 27 воздействует на мембра- ,ну 28, а через нее на плунжер 20, перемещая его в отверстие камеры 8. В исследуемой массе повышается давление и она начинает течь через капилляр 5, имеющий определенный диаметр и длину. Избыточное давление в массе и скорость течения (.расход) фиксируются путем измерения сигналов с тензометрических датчиков 30 на мембране 28 и датчика 31 скорости на валу электропривода 26 механизма 7 возвратно-поступательного перемещения

В корпусе 1 выполнены четыре отверстия 16-1У, которые совпадают с отверстиями камеры 8 и 9 золотника 2 в его крайних положениях. Так, в . одном положении золотника 2 отверстие камеры 8 для исследуемой массы совпадает с отверстиями 16 и 17 в корпусе 1 (фиг.2), а в другом положении золотника 2-е отверстиями 1Ь , отверстие 9 совпадает со спицей,а отверстие камеры 8 для исследуемой массы - с отверстиями 18 и 19 в корпусе 1 (фиг.1). Отверстия 16 и 18 имеют резьбу и предназначены для установки капилляра 5 и присоединения переходника для подачи исследуемой массы соответственно. Отверстие 19 выполнено в виде узкого канала для устранения воздушной пробки и лучшего заполнения камеры 8 массой. В отверстии 17 по скользящей посадке установлен плунжер 20.

Механизм 6 вращательно-поступа- тельного перемещения золотника 2 состоит из электродвигателя 21 с встроенным редуктором и муфты 22, соединяющей золотник 2 с электродвига5

0

5

0

5

0

5

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксперимента золотник 2 с помощью механизма 6 устанавливается в положение, соответствующее загрузке исследуемой массы в камеру вискозиметра (,фиг.1). Масса под воздействием избыточного давления в шне- ковом канале пресса 33 заполняет камеру 8. Затем опять включается электродвигатель 21 механизма вращатель- но-поступательного перемещения золотника 2 и последний устанавливается в положение, при котором загрузочное отверстие в корпусе 1 перекрыто, а камера 8, заполненная массой, находится напротив плунжера 2U и капилляра 5, причем плунжер 20 расположен таким образом, что его шип 32 не входит в отверстие камеры 8. Включается электромеханический привод 2Ь механизма возвратно-поступательного перемещения плунжера 20, при этом толкатель 27 воздействует на мембра- ,ну 28, а через нее на плунжер 20, перемещая его в отверстие камеры 8. В исследуемой массе повышается давление и она начинает течь через капилляр 5, имеющий определенный диаметр и длину. Избыточное давление в массе и скорость течения (.расход) фиксируются путем измерения сигналов с тензометрических датчиков 30 на мембране 28 и датчика 31 скорости на валу электропривода 26 механизма 7 возвратно-поступательного перемещения

плунжера 20 соответственно. Для построения кривой течения неньютоновских масс предусмотрена возможность изменения скорости движения плунжера 20 как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения. При подходе плунжера 20 в крайнее положение, соответствующее полному выходу массы из камеры 8, электропривод 26 реверсируется и плунжер 20 посредством захвата концевиком толкателя 27 оси 29 возвращается в исходное положение. Затем включается электродвигатель 21 механизма вращательно-пос- тупательного перемещения золотника 2 Золотник 2 поворачивается на угол 45е с поступательным перемещением вдоль оси и останавливается. При этом спиральная канавка 14 на поверхности золотника 2 у отверстия 9 со спицей 10 располагается перед шипом 32 плунжера 20. Включается электропривод 26 и плунжер 20 перемещается на расстояние, равное высоте шипа 32, при этом шип 32 заходит в канавку 14. Снова, включается двигатель механизма 6 вращательно-поступательного перемещения золотника 2 и шип 32 плунжера 20 оказывается в фигурном пазе 13 головки спицы 10. Включается электропривод 26 и плунжер 20, толкая спицу 10, вводит ее в капилляр 5 и прочищает его от оставшейся массы. Затем после реверса электропривода 26 плунжер 20, шип 32 которого находится в пазе спицы 10, выдвигает ее из капилляра 5 в исходное положение. В этом положении золотника 2 отверстие камеры 8 для исследуемой массы совпадает с загрузочным отверстием 18 корпуса 1 и загружается новой порцией массы.Включается электродвигатель механизма 6 вращательно-поступательного перемещения золотника 2. Золотник 2 поворачивается в обратном направлении, при этом шип 32 плунжера 20 выходит из паза 13 головки спицы 10 и во время остановки двигателя механизма 6 выходит из канавки 14 на поверхности золотника. Снова включается двигатель механизма 6 и золотник 2 устанавливается в положение, при котором камера 8, заполненная массой, располагается напротив плунжера 20 и капилляра 5.Эксперимент повторяется в той же последовательности.

Нагнетание исследуемой массы под действием рабочего давления в пере0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

рабатывающей машине в камеру вискозиметра и далее плунжером в канал капилляра с давлением, возрастающим от минимальных значений до максимально возможных, в данном реальном процессе позволяет повысить точность измерения реологических характеристик за счет незначительного изменения структуры и свойств массы до ее входа в капилляр, расширить диапазон исследуемых масс, осуществить измерение реологических характеристик высоковязких пищевых масс в потоке.Возможность механизации процесса прочистки капилляра позволяет улучшить эксплуатационные характеристики прибора и сократить время цикла измерений.

Формула изобретения

ляется загрузочным и предназначено для присоединения переходника для приема массы, а другое выполнено в виде узкого канала.

31

Фи&2

Фиа.З

ФигЛ