Реогониометр Советский патент 1976 года по МПК G01N11/14 

1

Изобретение относится к приборам для измерения реологических характеристик упругоВЯ31КИХ сред, например растворов и расплавов полимеров.

Известен реогониометр для исследования реологических характеристик упруговязких жидкостей, состоящий из подвижного полудиска и установленного на игольчатом шарнире конуса.

Усилия, возникающие в деформируемой жидкости, передаются пальцевыми выступами, жестко за.крепленными на копусе, тензометрическому устройству. Полудиск и конус установлены на внутренней стороне фланца, который закрывает фланцевое отверстие сосуда, заполненного упруговязкой жидкостью. Тепзометрическое устройство и привод установлены на наружной стороне фланца.

При длительном измерении реологических характеристик па -рабочих поверхностях конуса и полудиска нарастает твердый неподвижный слой видоизмененного материала, что значительно снижает точность измерений. Для очистки рабочих поверхностей реогониометра необходимо снять прибор и открыть фланцевое отверстие сосуда.

Целью изобретения является повыщение точности измерения за счет периодической очистки измерительных поверхностей реогониометра без снятия последнего с фланцевого отверстия, т. е. без остановки технологического процесса, проходящего в сосуде под давлением.

Поставленная цель достигается за счет того, что через осевое отверстие вращающейся измерительной поверхности (полудиска) пропускают аксиально расположенный подвижный вал с закрепленным на его конце очистителем, рабочие кромки которого параллельны измерительным поверхностям .конуса и полудиска и в режиме очистки поочередно контактируют с ними. Па полудиске имеется проем, в который входит очиститель при подъеме аксиально подвижного вала, образуя между очистителем и нижней измерительной поверхностью зазор больщий, чем измерительный. Это позволяет, во время измерений устранить влияние очистителя на точность измерений.

Па фиг. 1 - показан предложенный реого ниометр, сечение по А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - то же, разрез по Б-Б; на фиг. 3 - полудиск, конус и очиститель; на фиг. 4 - сечение очистителя по В-В; на фиг. 5- сечение очистителя по Г-Г.

Прибор содержит неподвижный конус 1 с пальцевыми выступами 2 и 3, которые щарнирно соединены с вилками 4 и 5 соответственно, жестко закрепленными в центрах тонких упругих мембран 6 и 7. Конус 1 установлен на игольчатом шарнире 8, на одной ЛИНИИ с которым расположено два осевых игольчатых ограничителя 9 и 10, установленных на резьбе в корнусе 11. Последний представляет собой фланец, который смонтирован во фланцевом отверстии сосуда 12. Подвижный нолудиск 13 закреплен во втулке 14 с сальниковым 5плотнением 15. В осевом отверстии подвижного полудиска 13 смонтирован имеющий возможность осевого перемещения вал 16 с жестко закренленным на его конце очистителем 17, который может входить в измерительный зазор 18. Упругая мембрана 7 крепится к корпусу 19 вилки 5 перед ее прямоугольным коленом. Узкие радиальные кромки 20 и 21 очистителя 17 параллельны измерительным поверхностям конуса 1 и полудиска 13 и заканчиваются па их периферии. В верхнем нерабочем положении во время измерений очиститель 17 помещается в проеме 22 нолудиска 13. Па верхней части аксиально подвижного вала 16 имеется рукоятка 23. Реогониометр работает следующим образом. При вращении нолудиска 13 с постоянной угловой скоростью в материале, заполняющем рабочий зазор 18, возникают нормальные и тангенциальные напряжения, которые воспринимаются конусом 1. Крутящий момент, вызванный тангенциальными напряжениями, с помощью пальцевого выступа 2 передается на вилку 4. Тензометрическое устройство воспринимает и измеряет усилие «Т на вилке 4, которая имеет возможность малого углового перемещения за счет деформации упругой мембраны 6. Суммарпое нормальное давление на конус 1, вызванное нормальными нанряжениями в рабочем зазоре, оказывается приложенным не в постоянной точке, а совершает вращательное движение вместе с полудиском 13 по окружности, находящейся на некотором радиусе от центра. Это происходит вследствие несимметричности подвижной измерительной поверхности (полудиска): центр нормального давления смещается в точку, лежащую на некотором расстоянии от оси конуса. А поскольку конус может совершать колебательпые качания относительно оси, проходящей через острия игольчатых ограничителей 9 и 10 и игольчатого шарнира 8, то при вращении полудиска 13 перемещение центра норма.тьного давления .на разные расстояния от оси качания неподвижного конуса 1 вызывает синусоидальную нагрузку ± Р, воспринимаемую вилкой 5, практически неподвижной из-за высокой жесткости измерительной системы. Нагрузка ± Р регистрируется тензометрическим устройством вне сосуда 12. Прогиб мембран 6 и 7 при изменении давления в сосуде имеет ршзначительную величину по сравнению с расстоянием от выступа 3 до мембраны 7 и поэтому не оказывает влияния на точность измерений. Тангенциальные напряжения в исследуемой среде воспринимаются неподвижным конусом 1 в виде крутящего момента постоянной величины и знака и передаются через пальцевый выступ 2 и вилку 4 па измерительную систему, высокая жесткость которой препятствует повороту конуса относительно его оси. При длительной работе прибора на измерительных поверхностях конуса 1 и диска 13 налипает неподвижный слой упрочненного видоизмененного материала, что приводит к уменьшению рабочего зазора, возрастанию скорости сдвига, тангенциальных и нормальных напряжений, регистрируемых тензометрическим устройством. Во время измерений очиститель помещается в проеме 22 и фиксируется в верхнем положении. При этом расстояние от рабочих кромок 21 до измерительной поверхности конуса 1 значительно превышает измерительный зазор 18. В таком положении, вращаясь вместе с полуднском 13, очиститель 17 не оказывает влияния на результаты измерений. При очистке измерительной поверхности конуса 1 очиститель 17 с помощью рукоятки 23 переводится в крайнее нижнее положение, прижимается к конусу и проворачивается. В это время кром.кн 21 очистителя перемещаются относительно поверхности конуса 1 и удаляют неподвижный при измерениях слой упрочпенного видоизмененного материала. Длина кромок 21 достаточна для перекрытия всей измерительной поверхности конуса 1. При очистке измерительной поверхности полудиска 13 очиститель 17 вводится в измерительный зазор 18, подтягивается вверх и прокручивается. Радиальные кромки 20 очистителя 17 при этом контактируют с измерительной поверхностью полудиска 18 и при вращении очистителя 17 перекрывают всю эту поверхность, здаляя налипший упрочненный слой материала. По окончании очистки очиститель 17 возвращают в верхнее положение и фиксируют. Формула изобретения Реогониометр по авт. св. Ль 392380, о т л и чаюп ийся тем, что, с целью повышения точности измерения, через осевое отверстие вращающейся измерительной поверхности ропущеп аксиально расположенный подвижный вал с закрепленным на его нижнем конце очистителем в виде двух параллельных и жестко соединенных между собой ножей, рабочие кромки которых параллельпы очищаемым повер/хностям.

4 /7 ft i5

i 9

-p

111- .ЛЛ n

- f2

T

/5

ТА

.

:/77л 777А

20 - 21

Фигл