ВИСКОЗИМЕТР ДЛЯ РАСПЛАВОВ ТУГОПЛАВКИХ ВЕЩЕСТВ Советский патент 1970 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к измерению вязкости расилавов с помощью ротационных вискозиметров в виде коаксиальных цилиндров.

Известны ротационные вискозиметры для расплавов тугоплавких веществ, содержащие нагревательное устройство, вращающийся тигель и подвещенный на упругом элементе внутренний цилиндр.

Однако у большего числа вискозиметров верхний температурный предел исследования не превышает 1500-2000°С, для них характерны узкий диапазон измерений, низкая точность и невозможность проведения измерений вязкости при давлениях, отличных от атмосферного.

В описываемом вискозиметре для повыщения точности и расширения диапазона измерений упругий элемент выполнен составным из нескольких последовательно соединенных нитей, диаметр которых уменьшается при переходе от цилиндра к центрирующему устройству. В местах изменения диаметра расположены зажимные муфты.

Для упрощения эксплуатации прибора верхний контактный блок -снабжен несколькими коническими полукольцами, поджимаемыми к неподвижиому токоподводу и поджимному токоподводящему стакаиу, , осуществляющему контакт с вольфрамовым нагревателем, спиральной пружиной, которая опирается на полукольца и верхнюю часть подвижного стакана.

На чертеже изображен общий вид вискозиметра.

Тигель / с исследуемым расплавом расположен на подставке 2 в центральной зоне нагревателя 3 печи. В месте выхода из печи подставка уплотнена масляным уплотняющнм узлом 4.

Нижний конец нагревателя ввернут в токоподвод 5, жестко связанный с нижним фланцем 6 печи, а верхний вставлен в подвижный токоподводящий стакан 7, который под действием пружины 8 держит нагреватель в растянутом состоянии, что необходимо для исключения деформации нагревателя при его нагреве. Пружина опирается на конические полукольца 9, которые надежно поджимаются к неподвижному токоподводу 10 и стакану, создавая тем самым надежный контакт между ними. Усилие поджатия пружины регулируется гайкой //.

Такая конструкция верхнего контактного блока позволяет быстро демонтировать печь,

что существенно ускоряет исследование. Контактный блок компактен и ,не имеет деталей, вынесенных из корпуса печи. Это повышает герметичность печи и не требует перенастройки усилия поджатия пруткины. Кроме того,

коподводящий стакан удлиняют путь утечки тепла от нагревателя к охлаждаюихей воде, что повышает температуру верхнего конца нагревателя и тем самым улучшает его температурное поле.

Для тепловой изоляции нагревателя предназначены цилиндрические экраны 12.

К верхнему фланцу i3 лечи крепится приставка 14 с подвесной системой, состояшей из упругого элемента 15, зеркальца 16 и вольфрамового цилиндра 17.

Упругий элемент вьгаолнеи из четырех последовательно соединенных металлических нитей различных диаметров (0,1; 0,3; 0,5 и 0,9 Л1м). Верхняя нить имеет наименьший диаметр, нижняя - наибольший. Нити соединены между собой цилиндрическими муфтами 18. Верхняя нить прикреплена к центрируюш,ему устройству 19, дающему подвесной системе возможность перемешаться в вертикальном и горизонтальном направлениях. К корпусу приставки на уровнях муфт приварены патрубки, в которых расположены зажимы 20.

Работает вискозиметр следующим образом.

По достижении нулевого температурного режима вольфрамовый цилиндр 17 опускают в расплав, зажимами 20 фиксируют нижнюю муфту и приводят во вращение наружный цилиндр. Вольфрамовый цилиндр при этом под действием вязких сил закручивается на определенный угол в зависимости от вязкости расилава и упругости нити. Угол закручивания нити фиксируется на шкале (на схеме не показана) по углу отклонения светового луча, отраженного от зеркальца 16. С повышением температуры расплава, а следовательно, уменьшением его вязкости нижняя муфта разжимается, а средняя зажимается (при этом

начинает закручиваться более тонкая нить) и т. д.

Иопользова.ние на ротационном вискозиметре приставки и упругого элемента описанной конструкции позволяет измерять вязкость без смены нитей в практически допустимом диапазоне вязкостей, а кроме того, полностью герметизировать внутреннее пространство печи и тем самым проводить исследования при давлениях, отличных от атмосферного. Это существенно повышает точность измерений, упрощает эксперимент и повышает производительность.

Предмет изобретения

1.Вискозиметр для расплавов тугоплавких веществ, содержащий электрическую печь с контактными блокалш, вращающийся тигель, вольфрамовый цилиндр, подвешенный на упругом элементе, соединенном с центрирующим устройством, и измерительную схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, упругий элемент выполнен составным из нескольких последовательно соединенных нитей, диаметр которых уменьшается при переходе от цилиндра к центрирующему устройству, а в местах изменения диаметра расположены зажимные муфты.

2.Вискозиметр по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения эксплуатации, верхний контактный блок снабжен несколькими коническими полукольцами, поджимаемыми к неподвижному токоподводу и подвижному токоподБОдящему стакану, осуществляющему контакт с вольфрамовым нагревателем, спиральной пружиной, опирающейся на полукольца и верхнюю часть подвижного стакана.