Ротационный вискозиметр Советский патент 1977 года по МПК G01N11/14 

(54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

1

Изобретение относится к устройствам для исследования реологаческих характеристик вязко-пластичных сред, в частности для измерения вязкости расплавов с помощью вращающихся тел, и может быть использовано в машиностроительной, химической промышленности и металлургии.

Известен ротационный вискозиметр, содержащий термоста1ирован.чьш сосуд с коаксиально расположенным в нем щупом датчика крутящего момента, который выполнен в виде цилиндра, подвешенного к упругой пластине с наклеенными на ней тензодатчиками, причем термостатированный сосуд соединен с приводом вращения 1 .

Недостатком ротационного вискозиметра является низкая точность измерений вязкости исследуемых расплавов именно в момент фазового перехода в результате наличия концевых эффектов и неоднородности температурного поля.

Кроме того, конструкция ротационного вискозиметра не обеспечивает смену цилиндров, что обусловливает необходимость очистки цилиндров после каждого измерения и затрудняет тем самым обслуживание вискозиметраБ;шжайшим техничесссим решением является ротационный вискозиметр для измерения вязкости

расплавов, содержащий коаксиальные наружньш и внутренний цилиндры, помещенные в термостат и соедине} кые с приводом, в кольцевом зазоре между указа1шыми цилиндрами расположен полый цилиндр, соединенньш с измерительной системой 2.

Недостатком ротационного вискозиметра для измерения вязкости рашлавов является недостаточная точность измерений во время фазового перехода, вызванная неоднородностью температурного поля в зазоре между цилиндрами, а также нарущением соосности коаксиальных цилиндров.

Целью изобретения является повышение точности измере11ий вязкости во время фазового перехода.

Это достигается тем, что боковая поверхность наружного цилиндра снабжена попарно расположенными лопастями, направленными своими винтовыми поверхностями навстречу друг другуНа черте) представлена схема ротационного вискозиметра для измерения вязкости расплавов.

Ротационньй вискозиметр для измерения вязкости расплавов содержит неподвижный цилиндр 1 и два соосных вращающихся цилинщ а 2 и 3 Неподвижньш цилиндр 1 помещен в кольцевой зазор между цилиндрами 2 и 3 и подвешен с помощью двух связанных тяг 4. Соосные цитшндры закреплены в шпинделе привода вращения 5 с помощью штока, имеющего конус Морзе. Тяги 4 упираются своими вырезами в упругие пластины 6, на которые наклеены тензометрические датчики 7, и подвешены на шелковой нити 8, регулирующей соосность цилиндров 1,2 и 3. Блок цилиндров 1,2 и 3 помещен в термостатированньш сосуд 9, который может перемещаться в вертикальном направлении. На наружной боковой поверхности цилиндра 2 наварены лопасти 10, а в донной части цилиндров вьшолнены отверстия.

Ротационньш вискозиметр работает следующим образом.

Неподвижньш цилиндр устанавливают коаксиально в кольцевой зозор между двумя соосными вращающимися цилиндрами при помощи предметного столика. Термостатированньш вискозиметрический сосуд, в котором находится исследуемый расплав, поднимают, при этом блок коаксиальных Ш1линдров погружается в расплав.

Через отверстия в донной часта Щ1линдра 2 расплав поступает в зазор. Привод вращает подвижные цилиндры. Лопасти в виде правого и левого винта, расположенные на наружной боковой поверхности внещнего вращающегося цилиндра, создают лринудительное движение расплава и обеспечивают однородность температурного поля в зазоре между цилиндрами. В результате вязкого трения на нпподвижный цилиндр передается момент, которьй уравиовещивается возникающим моментом упру:их ллт.шн- Тензометрические датчики регистриру.-м г,е(| ормащ1ю, пропорциональную моменту у;р; i:i. сил пластины, И переддют информацию на элокгр-онко-измерительную схему.

Б гапазон регистрации крутящего момента с помощью тензодагчиков разбит на 4 поддиапазона, отличающихся один от другого на порядок. Отдель(1ый комплекс тензодатчиков, включенных в мостовую схему по принципу колшенсации температурньк измерений их сопротивлений, регистрирует соответсгвук1 дий поддиапазон крутящих моментов .

Поддиапазоны обслуживаются независимым ; каналами тензометрического усилителя, которые имеют вьЕсод на свой шлейф гальванометра осцил.пографа. Настройку усилителя производят так, что каждый поддиапазон растягивается на всю шкалу показаний соответствующего гальванометра осциллографа. Такая электронно-измерительная схема

предусматривает автоматическую регистрацию крутящего момента упругих сил пластины в каждом поддиапазоне с одинаковой относительной погрещностью.

Использование изобретения позволяет получить высокую точность измерений вязкости расплавов в момент фазового перехода в результате однородности температурного поля расплава в кольцевом зазоре между цилиндрами, что достигается наличием установле1шых попарно на наружной боковой поверхности внешнего цилиндра лопастей, направленных своими винтовыми поверхностями навстречу друг другу.

Наличие отверстий в донной части вращающих цилиндров облегчает заполнение кольцевого зазора исследуемым расплавом.

Разборная конструкция коаксиальных 1шлиндров обеспечивает удобство наладки, смотра, очистки и покраски кольцевого зазора и самих цилиндров, что повьплает эффективность контроля и сокращает время сборки и наладки.

Кроме того, усовершенствованная электронно-измерительная схема предлагаемого ротационного вискозиметра облегчает обработку результатов измерения стабильной идентичностью относительных погрещносгей во всем диапазоне измерения вязкости исследуемого расплава.

Формула и 30 б ре тения

Ротационный вискозиметр для измерения вязкости расплавов, содержащий коаксиальные наружньш и внутренний цилиндры, помещенные в термостат и соединенные с приводом, в кольцевом зазоре между которыми расположен польш цилиндр, соединенный с измерительной системой, о т л и чающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений вязкости во время фазового перехода, боковая поверхность наружного цилинд,рл снабжена попарно расположенными лопастями, направленными своими винтовыми поверхностями навстречу друг другу.

Источники информации. принятьЕ во внимание при экспертизе:

2. Заводская лаборатория. Сб. статей. Маишны и приборы для испытания материалов, М, Металлургия, 1971, с. 84-89 (прототип).