Устройство для определения вязкости жидкостей Советский патент 1976 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к. устройствам для исследования физических свойств веществ п предназначено, например, для измерения вязкости жидких сред.

Известно устройство для определения вязкости жидкостей, содержащее порщень при погружении которого в исследуемую среду последняя вытесняется через кольцевой зазор. В этом устройстве могут перемещаться поршель или цилиндр, скорость которых определяется силой сдвига при перемещении исследуемой жидкости через кольцевой зазор. Время, необходимое для заданного перемещения, характеризует вязкость 1.

Недостатком устройства для определения вязкости жидкостей является закрепление порщня консольно, что приводит к несоосности при испытаниях.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для определения вязкости жидкостей ротационного типа, в котором крутящий момент определяется по деформации торсиона. Угол закручивания торсиона является характеристикой вязкости исследуемой жидкости 2.

Недостатком этого устройства является разрушение структуры исследуемой среды при измерениях ее свойств, что снижает их точность.

Целью данного изобретения является повыщение точности измерений.

Это достигается за счет применения поплавкового гироскопа в качестве устройства для определения вязкости жидкостей.

На чертеже представлена схема устройства для определения вязкости жидкостей.

Устройство для определения вязкости жидкостей состоит из гирокамеры 1, в которой установлен гиромотор 2, ось Z которого перпендикулярна, продольной оси 3-3 гирокамеры 1.

Гирокамера 1 с помощью цапф и подшипников установлена в поворотный корпус 4 цилиндрической формы, образуя полость для исследуемой жидкой среды в виде зазора. Поворотный корпус 4 имеет вводной и сливной штуцеры для заполнения полости жидкостью и слива ее после определения вязкости. На вертикальной оси 5-5 корпуса 4 установлена двухсторонняя электромагнитная муфта сцепления 6, состоящая из центрального диска-шестерни, свободно установленного на валу 5-5, верхнего диска-шестерни, также свободно установленного на валу 5-5 и нижнего диска, жестко установленного на валу 5-5. Муфта 6 предназначена для реверса движения корпуса 4. С центральным диском-шестерней муфты 6 через шестерню имеет связь двигатель 7 постоянного тока с центробежным регулятором. На валу 5-5 жестко установлена шестерня 8, имеющая связь через систему шестерен 9 с верхним диском-шестерней муфты 6. Эта связь необходима для реверса движения корпуса 4. Двигатель 7, муфта 6, шестерня 8 и система шестерен 9 составляют механизм для врашения поворотного корпуса с исследуемой жидкостью и гирокамерой относительно оси 5-5. На внутренней стенке корпуса 4 установлены два концевых контакта 10, так, что угол между ними относительно центра вращения составляет 6°, а на торце гирокамеры укреплен упор 11. Внутри корпуса 4 установлен датчик температуры 12, предназначенный для измерения температуры исследуемой жидкой среды.

Устройство для определения вязкости жидкости работает следуюш,им образом. Полость между гирокамерой 1 и корпусом 4 через вводной патрубок последнего заполняется исследуемой жидкостью, благодаря силам выталкивания которой уменьшаются силы сухого трения в оси 3-3 гирокамеры. Питание подается на гнромотор и на двигатель 7 с центробежным регулятором. Ротор гиромотора 2 набирает номинальное число оборотов. Свойства врашаюшегося ротора гиромотора определяются величиной кинетического момента Я. Гиромотор и двигатель 7 питаются от блока питания, преобразуюш,его переменное напряжение 220 В промышленной частоты в стабильное постоянное напряжение ЗОВ. Для того, чтобы измерить вязкость необходимо повернуть корпус 4 устройства с постоянной скоростью относительно оси 5-5. Центральный диск-шестерня муфты 6 через нижний диск с двигателя 7 передает движение на вал 5-5 и корпус 4. При повороте корпуса возникает гироскопический момент Мг, под воздействием которого гирокамера поворачивается относительно оси 3-3.

При повороте гирокамеры упором 11 замыкается концевой контакт в результате чего срабатывает реле, осуществляющее реверс вращения корпуса 4. Контактами реле подается питание на вторую катушку электромагнитной муфты. Движение на корпус 4 с угловой скоростью ш передается с двигателя 7 через электромагнитную муфту 6, систему шестерен 9 и шестерню 8.

Гироскопический момент изменяет свое направление, и гирокамера движется относительно оси 3-3 в обратном направлении. При

иоБороте гирокамеры на угол р 6° срабатывает реле, которое своим контактом производит выключение схемы измерительного прибора вязкости. По прибору снимают значение вязкости жидкости.

Измерение температуры исследуемой жидкости во время определения вязкости осуществляется микроамперметром, включенным в диагональ моста, образованного резисторами, один из которых помещен внутри рабочей полости корпуса.

Параметры гироскопа и двигателя выбирают на основании расчета по известным формулам теории гиросконов и электрического привода.

Применение поплавкового гироскопа в качестве устройства для определения вязкости позволяет увеличить точность измерения вязкости жидких сред и сократить время на измерения.

Формула изобретения

Применение поплавкового гироскопа в качестве устройства для определения вязкости жидкостей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент США, № 3368390, кл. 73-56, 1968 г.

2.И. М. Белкин, Г. В. Виноградов, А. И. Леонов «Ротационные нриборы. Машиностроение, М., 1968 г., стр. 45, рис. 17.

if