Установка для определения структурно-реологических характеристик материалов Советский патент 1990 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к исследованию физических характеристик материалов, а именно к устройствам для определения структурно-реологически характеристик материалов, и может быть использовано в лабораторной npaJcT-ике.

. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем снятия на ней комплекса характеристик.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит установленное на опоре 1 равноплечее коромысло 2, снабженное центральной стрелкой 3. На опоре установлена шкала 4 и имеются гнезда 5 для ограничителя 6 перемещения стрелки 3, расположенные на разном расстоянии от-точки соприкосновения коромысла 2 с опорой 1. На стрелке 3 наклеен тензодатк 7, соединенный р измерительно-преобразовательным блоком 8.. К одному из плеч коромысла 2 подвешена чашка 9 для гирь, а ко второму плечу коро- 2 может быть подвешена чашка 10 для гирь или нить 1, соединенная с зондом 12. Зонд 12 погружен в исследуемый материал, находящийся в стаканчике 13, закрепленном на перемещающейся платформе 14. К этому же плечу коромысла 2 прикреплен штырь IS, к концу которого может быть прикреплена нить 16, несущая чашку 17. Чашка 17 погружена в мензурку 18 с исследуемым материалом.

Установка работает следующим образом.

При необходимости приготовления пробы исследуемого материала / взвеши зания пробы ; нити 11 и 16 отсоединяют от коромысла 2 и штыря 15 соответственно, а ограничитель 6 пере- -мещения не вставляют в гнезда 5. В таком случае установка работает как обыкновенные часы,

При необходимости определения липкости материала и предельного напряжения сдвига к коромыслу 2 присоединяют нить 11. При этом установка работает также, как и установка- прототип. Чашку 9 нагружают гирями до отрыва верхней части зонда 12 от исследуемого материала и по полученным данным определяют липкость. Затем, нагрузив чашку 9 заданным грузом, наблюдают за скоростью переме10

15

0

5

0

5

0

5

0

5

щения зонда 12 путем контроля пере- |мещения стрелки 3 относительно шкалы 4 и получают по этим данным напряжение сдвига материала в режиме с постоянным усилием.

При необходимости определить липкость более точно (предыдущий метод недостаточно точен из-за дискретности увеличиваемой нагрузки, т.е. груза, устанавливаемого на чашку 9) ограничитель 6 Перемещения устанавливают в одно из гнезд 5, а платформу 14 с закрепленным на ней стаканчиком 13 начинают опускать, При этом (благодаря силам сцепления между исследуемым материалом в стаканчике 13 и погруженным в материал зондом 12) зонд 12..будет опускаться, натягивая нить 11, и вызывает поворот коромысла 2 на опоре 1 и изгиб стрелки 3, работающей в этом случае как балка на изгиб. Изгиб стрелки.3, а тем самым и изгибающее усилие, фиксируются тензодат- чиком 7 и блоком 8.. По усилию, изгибающему стрелку 3 в момент отрыва верхней части зонда 12 от исследУ е- мого материала, определяют липкость материала.

Если перемещать платформу 14 вниз с постоянной скоростью, то можно определить напряжение сдвига материала в режиме, с постоянной скоростью. Постоянство скорости перемещения нижней части зонда 12 относительно исследуемого материала в стаканчике 13 будет обеспечиваться крайне малыми перемещениями коромысла 2 при ограничении перемещения стрелки 3, т.е. практической неподвижностью зонда 12.

Если необходимо, провести седименто- метрический анализ, то нить J6 соединяют со штырем 15, а ограничитель б перемещения вставляют в одно из гнезд 5.-При этом по мере оседания частиц исследуемого материала на чашку 17 вес ее будет увеличиваться, стрелка 3 под давлением нагрузки будет изгибаться, а изгиб ее (а следовательно, и вес чашки 17 с осевшими на нее частицами) будет измеряться тензодатчика- ми 7 и блоком 8. Поскольку в процессе проведения седиментометрического анализа чашка 17 остается практически неподвижной, результаты анализа будут достаточно точными. Перестав- лением упора в те или иные гнезда 5 можно добиться разной жесткости

стрелки 3 в режиме на изгиб. Такая возможность важна ввиду значительньпс , разбросов прочностных и реологических, характеристик исследуемых мате- ;, риалов (в частности, грунтов).

Формула изобретения

1. Установка для определения структурно-реологических характеристик материалов, содержащая установленное на опоре равноплечее коромысло с центральной стрелкой вдоль опо - ры и с прикрепленным к одному из его плеч зондом, а также сосуд для исследуемого материала, отличаю

щ а я с я тем, что, с цепью расширения функциональных возмстжностей установки путем снятия на ней комплекса характетистик материала, ока снабжена съемными ограничителями перемещения центральной стрелки, стрелка снабжена датчиком измерения изгибающего ее момента, а сосуД для исследуемого материала выполнен с возможностью перемещения в ном направлении.

2. Установка по п.1, о т л и - чающаяся тем, что ограничи- тели перемещения стрелки установлены с возможностью перемещения по опоре.

Изобретение относится к исследованию физических характеристик материалов, а именно к устройствам для определения структурно-реологических характеристик материалов, и может найти применение в лабораторной практике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей установки путем снятия на ней комплекса характеристик. Установка может осуществлять весь комплекс таких исследований: взвешивание, определение липкости, седиментометрические исследования, определение напряжения сдвига материала в режимах с постоянным усилием и с постоянной скоростью. Двуплечее коромысло 2, опирающееся на опору 1 несет стрелку 3, которая работает и как стрелка и при ограничении ее перемещения ограничителем 6 как балка ни изгиб, позволяя тем самым измерить усилие от зонда 12 или от чашки 17 седиментометра. При необходимости ограничитель 6 переставляют в отверстия 5, изменяя тем самым жесткость стрелки 3 как балки на изгиб, и, следовательно, чувствительность прибора. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.