ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА Советский патент 1969 года по МПК G01N11/10 

Изобретение может найти широкое применение в приборостроении и измерительной технике как в лабораторных, так и в полевых условиях для измерения вязкости пластичных материалов, например смазки, пасты, вяжущих растворов, с достаточно высоким предельным напряжением сдвига и способных сохранять свою форму в статическом состоянии.

Известный прибор для определения напряжения сдвига в вязкопластичных материалах по авт. св. № 99247 не может определять величину вязкости.

Предлагаемое устройство не имеет указанного недостатка и отличается от известного тем, что оно снабжено электромеханическим Приводом, соединенным с трубой посредством редуктора с переменным передаточным отношением, перемещающим ее относительно поршня с заданными скоростями.

На чертеже дана конструкция предлагаемого прибора в двух проекциях.

Прибор содержит разъемную в продольном направлении трубу /, в обе половины которой закладывается материал 2. Труба соединяется, разрезными кольцами 3. Для обеспечения сдвига в слое материала на внутренней поверхности трубы нанесена резьба треугольного профиля. В трубу вставляется поршень 4, которым сдвигается материал. На торце поршня установлена упругая мембрана 5, защемленная по контуру между наружным и внутренним 7 стаканами. Величина деформации мембраны, возникающая при воздействии поршня на материал, передается через толкатель 8 на вторичный прибор, например индикаторную голову 9 часового типа.

Труба / по роликам 10 с заданной скоростью перемещается при помощи шестерни 11, закрепленной на валу электродвигателя 12 и

рейки 13, укрепленной на трубе. В конечном положении шестерня выходит из зацепления с рейкой, и перемещение трубы / прекращается. Втулка 14 в кронштейне 15 закреплена шарнирно и может поворачиваться, что необходиМО во избежании перекосов и заклинивания.

Для измерения вязкости труба с помещенным там материалом перемещается относительно ненодвиншого поршия с заранее заданными скоростями. Это позволяет установить

градиент скорости и вычислить вязкость исследуемого материала.

Прибор позволяет установить предел прочности и вязкость материала 2 в абсолютных единицах измерения, непосредственно вытекающих из его размеров. Возникающее между элементами прибора трение не влияет на показания при сдвиге и не требует поэтому внесения поправки в результат измерения. В предлагаемом приборе .сила трения f в метром d пропорциональна вязкости ц, градиенту скорости G и поверхности 5. Уравнение движения применительно к этому случаю запишется, как F fiSG-P ,

Р-давление на торцовой плогдещадке цилиндрического ядра, помещенного в трубу прибора материала;

V-V,

G

- градиент скорости, являюп

щийся разностью скоростей двух слоев материала, отнесенной к расстоянию между этими слоями.

Скорость слоя, прилегающего к стенке трубы, равна заданной скорости V двилсения трубы. Закон пропорционального изменения скоростей с изменением расстояния от слоя, движущегося со скоростью V, позволяет на расстоянии h - принять скорость слоя 1/0 0.

t

где /С - постоянная прибора, см,.

Градиент скорости может быть вычислен не только для случая распределения скорости в потоке по закону треугольника (упрощенно), но также по параболе или трапеции.

Предмет изобретения

Прибор для определения напрялсения сдвига в вязкопластичных материалах по авт. св. Afb 99247, отличающийся тем, что, с целью определения величины вязкости, он снабл ен электромеханическим приводом, соединенным с трубой посредством редуктора с переменным передаточным отношением, перемещающим ее относительно поршня с заданными скоростями. Тогда градиент скорости G . Подставив значение градиента в уравнение (1) и решив его относительно вязкости, получаем - - К V У см-