ВЕСЫ-РЕОМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01N11/14 

Известно устройство для измерения вязкости и упругости вязко-эластичной среды, выполненное в виде двух тел вращения, помещенных одно в другое, пространство между которыми заполнено испытуемой средой. Оно снабжено приводом, приспособлением для измерения моментов пар, термостатирующим и нагревательными элементами.

Предлагаемые весы-реометр позволяют универсализировать процесс измерения реологических характеристик вязко-эластичных сред. Достигается это тем, что одна из осей вращения наклонена относительно другой.

На фиг. 1 показан общий вид прибора; на фиг. 2 - вид слева; на фиг. 3 - вид справа.

На жесткой раме / в виде диска 2, смонтированного на винтах 3, установлены четыре колонки 4, к которым прикренлен горизонтальный обод 5. Ось обода находится на оси вертикальной симметрии рамы 1.

Полая чаша 6, внутренние стенки которой имеют форму сферического колпачка 7, центрированная в точке О на оси вертикальной симметрии X - X жесткой рамы 1, продолл ена в нижней части в виде вала 8 с центром О. Вал 8, соединенный с двигателем 9, приводящим во вращение также полую чащу 6, поддерживается подшипниками 10 в опоре 11.

7, благодаря двум цапфам 12 и 13, способным вращаться в снабженном плечами и градуированном ободе 14 с осью X - X, который может свободно вращаться в неподвижном ободе 5. Угловое положение обода 14 устанавливают при номощи указателя 15.

Таким образом, онора 11 может быть ориентирована во всех направлениях. Винты 16 позволяют поддерживать подвижный обод

14 в положении, соответствующем ненодвижному ободу 5 и выбранном по желанию.

Кроме того, опора // молсет быть наклонена к вертикали благодаря новороту вокруг цапф 12, 13 на регулируемый угол, не превышающий примерно 15°, и пространство между опорой и ободом 14 создает для опоры некоторую свободу поворота.

Для регулирования наклона оноры 11 неподвижный относительно нее упор 17, расположенный под углом 90° к оси цапф 12, 13, быть в больи:ей или меньшей степени опущен при помощи регулировочного винта IS. вращающегося в подвилсном ободе 14, что дает возможность откидывать опору вокруг

оси цапф на регулируемый угол. Пружина 19 постоянно прижимает упор 17 к регулировочному винту 18. 3 ческого колпачка 7. В пространство между колпачком и шипом наливают исследуемую жидкость. Шаровой шип может быть приведен во вращение двигателем 21 при помощи вертикаль-5 кого вала 22, ось которого соответствует оси X- X. Вал крепится на шарикоподшипниках в коаксиальной трубке 23. Трубка 23 связана с прямоугольной рамкой 24, состоящей из четырех частей 25-28, кото-10 рые могут свободно и без трения качаться вокруг проходящей через центр О горизоитальной оси Y, определяемой двумя стержнями 29 и 30 в виде упругих скрещенных пластинок, соединяющих части 26 и 28 рамки с обо-15 дом 5. Повторное движение рамки 24 ограничивается двумя упорными винтами 5/ и 32, связанными с рамой 1. Винты снабжены электрическими контактами (на чертеже не показа-20 ны), через которые приводится в действие благодаря реле устройство, сигнализирующее о том, что рамка находится в соприкосновеНИИ с тем или другим из винтов. Вдоль горизонтальной оси У проходит эта-25 лонированная крутильная нить 33, конец которой соединен с рамкой 24 деталью 34. Другой конец ее связан с нижней частью трубки 35, представляющей собой часть градуировочного барабана 36, позволяющего скручивать30 нить на измерительный угол. В коромысле 37, связанном с частью 26 рамки 24, выполнены вырезы 38, расположенные вдоль горизонтальной линии, пересекающей ось Y и перпендикулярной к ней. К этим35 вырезам можно подвешивать грузы для приложения измеряемой к рамке 24 в дополнение к паре, создаваемой крутильной нитью 55. Двигатели 9 и 21 служат для вращения со-40 ответственно чаши 6 и шарового шипа 20 с одинаковой скоростью и в одном направлении вокруг их осей. Этот привод может быть осуществлен различными способами. В одном из вариантов45 двигатели 9 и 21 являются синхроприемниками, связанными с одним и тем же синхронередатчиком. В другом варианте двигатель 9 представляет собой синхронный электродвигатель, приводящий в действие шаровой шип 2050 благодаря карданному валу и приводу под соответствующим углом, что исключает необходимость в двигателе 21. Весы-реометр снабжены устройством для нагрева и регулирования температуры в ча-55 ше 6. Это устройство, смонтированное на оноре 11, включает печь 39 с регулируемой температурой, расположенную между двумя центрирующими деталями 40 и 41 из теплоизоляционного материала. Это нагревательное уст-60 ройство позволяет изучать расплавленные те4водимой и отводимой по гибким шлангам 43 и 44, охлаждающей приводные устройства, В корпус чаши 6 может быть помещена электрическая термопара (не показана) для контроля температуры путем воздействия на нагрев печи 39. В начале измерений рамка 24 находится в вертикальном ноложении и не касается упорных винтов 31 и 32. Наклон оси вращения чаши 6 к оси вращения X шарового шипа 20 регулируют путем поворота опоры 11 на выбранный угол между цапфами 12, 13 при помощи винтов 18. После этого опору // ориентирует поворотом обода 14 с целью ориентации вертикальной плоскости, в которую укладываются ось вращения чаши 6 и ось вращения X шарового шипа 20, под углом, выбранным заранее, по отношению к оси Y подвески рамки 24. При вращении чаши и шарового шипа рамка 24 испытывает действие пары, обусловленное реакцией изучаемой жидкости, на шип. Эта пара передается при помощи трубки 23, являющейся частью рамки 24. При этом рамка входит в соприкосновение с одним из унорных винтов 31 или 32, что дает оператору сигнал благодаря наличию электрических контактов. Пару измеряют нулевым методом, уравновешивая ее противоположно направленной парой, возникающей при кручении нити 33 на такой угол, чтобы рамка возвратилась в строго вертикальное положение, т. е. перестала касаться упорных винтов 31 и 32. Действие крутильной нити можно дополнить, подвешивая к коромыслу 37 грузы, Если вертикальная плоскость, в которой расположены оси вращения чаши 6 и шарового шипа 20, перпендикулярна к оси Y подвески рамки 24, пара, измеряемая для рамки 24, представляет собой пару упругой реакции С , оказываемой жидкостью на шип 20. Если же вертикальная плоскость, образуемая осями вращения чаши и шина, включает ось Y, пара, измеряемая для рамки 24, представляет собой пару вязкой реакции С. Паконец, если пара, измеряемая для рамки 24, равна нулю, плоскость осей вращения чаши и шипа, образует угол б с осью Y, определяемый выражением tg5 CVC. Предмет изобретения 1. Весы-реометр для измерения вязкости и упругости вязко-эластичной среды путем перемещения и деформации вращением двух осей, соединенных соответственно с двумя концентричными сферическими колпачками близких радиусов, содержащими устройства для нагревания и регулирования температуры исследуемой среды, помещенной в пространство

ненные с колпачками, выполнены пересекающимися в общем центре колпачков и наклонены одна относительно другой на небольшой регулируемый угол; колпачки и соединенные с ними механические оси снабжены устройства для привода их в равномерное вращение в одном направлении относительно оси симметрии, а один из сферических колпачков и его механическая ось прикреплены к устройству для измерения моментов пары, перемещающемуся относительно третьей неподвижной оси, перпепдикулярной оси симметрии колпачка, проходящей через центр сферических колпачков, причем вторая механическая ось вращения снабжена устройством для расположения ее в любой плоскости, проходящей через первую механическую ось.

2. Весы-реометр по п. 1, отличающиеся тем, что одно из тел вращения установлено в опоре с регулируемым наклоном относительно горизонтальной оси, проходящей через общий центр двух сферических колпачков, причем горизонтальная ось снабжена устройством для наклона ее в любом направлении в горизонтальной плоскости, другое тело вращения закреплено в рамке, движущейся между двумя упорами вокруг горизонтальной оси, проходящей через общий центр двух сферических колпачков, причем крутильные нити, установленные на продолжении этой оси, служат для измерения пар сил, действующих на рамку, а коромысло, соединенное с подвижной рамкой, стшблсено приспособлением для установки на него дополнительных грузиков.

J8

J7

J 2J «/ /& /« 7ЛУ 34

Zl

W////////////////////

Фиг 2

21

г/г. J