Вискозиметр Советский патент 1980 года по МПК G01N11/16 

(54) ВИСКОЗИМЕТР

1

Изобретение относится к приборам, служащим для изучения реологических свойств жидкостей различных типов, часто встречающихся в пищевых производствах. В основе лежат свойства вискозиметра физического маятника, соверщающего затухающие колебания в испытуемой жидкости.

Известно устройство для определения вязкости жидкостей, принцип действия которого заключается в измерении декремента затухания 1, например вискозиметр Росина Г. С.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является вискозиметр Майзельса 2, который состоит из рамы, маятника, имеющего съемный диск, погружаемый в испытуемую жидкость, сосуда, содержащего ее, визуального приспособления для отсчета по шкале углов отклонения, двух упорных стержней, задающих максимальный размах, и ртутного прерывателя, служащего для фиксирования числа колебаний маятника при затухании в определенном диапазоне амплитуд.

Такой вискозиметр может быть использован при определении вязкости жидкостей с постоянной консистенцией, так как при

ее изменении число колебаний маятника также меняется, в результате чего погрещность измерений увеличивается. Он не позволяет изучать реологические свойства жидкостей при избыточном давлении или разряжении. Наблюдение затуханий колебаний маятника от первоначального размаха до некоторого меньшего угла визуальным способом не обеспечивает высокой точности измерений. Кроме того, вискозиметр обладает несовершенной системой задания маятнику первоначальной амплитуды и вывода маятника из отклоненного положения.

При изменении структурно-механических ствойств жидкостей необходимо произвести замену рабочего тела (съемного диска), погружаемого в испытуемую жидкость. Варьирование площади рабочего тела позволяет расширить пределы измерения. Однако в этом случае при расчете вязкости возникают определенные трудности, связанные с изменением условий обтекания рабочего

тела. Таким образом, при каждой замене рабочего тела необходимо производить экспериментальное определение постоянных прибора (первой - при наблюдении затухания колебаний маятника в воздухе, второй - в эталонной жидкости известной вязкости). Это практически невозможно в производственных условиях, характеризуемых непрерывным изменением реологических свойств контролируемых жидкостей, например, полуфабрикатов хлебопекарного производства. Целью изобретения является повышение надежности определения вязкости ж идкостей с различными реологическими свойствами (например, жидкой опары, дрожжей, заквасок, шоколадной массы, сиропов, сливок и др.) благодаря возможности изменения момента инерции маятника посредством дополнительных грузов при постоянном рабочем теле. Для достижения поставленной цели в предлагаемом вискозиметре на одной оси с маятником жестко закреплен стержень, на который помещены дополнительные грузы, масса которых обуславливается структурно-механическими свойствами испытуемых жидкостей. На фиг. 1 показан предлагаемый вискозиметр; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2. Основными элементами вискозиметра (см. фиг. }) являются герметически закрывающийся корпус, состоящий из двух частей нижней 1 и верхней 2, маятник 3, датчик 4 угловых перемещений, устройство 5 для задания маятнику начального отклонения и вывода его из этого положения (зубчатый сектор). В нижней части корпуса смонтирована ванна 6 для испытуемой жидкости, стабилизирования температуры которой достигают установкой водяной рубашки 7, имеющей штуцеры подвода 8 и отвода 9. Корпус герметизируется при прижатии верхней части к нижней болтами 10. Маятник 3 представляет собой рабочее тело 11 (например, сферу), связанное стержнем малого сечения с осью 12, которая смонтирована в опорах 13. Кроме того, на оси 12 жестко закреплены перфорированный диск фотоэлектрического датчика 4 углов поворота, зубчатый сектор 5 и стержень 14, на который помещают съемные грузы 15. Зубчатый сектор 5 находится в зацеплении со штырем рычага 16, усилие замыкания этой кинематической пары регулируют через пружину винтом 17 (фиг. 2). Перемещение рычага 16 и сектора 5 обуславливается кулачком 18, который закреплен на оси рукоятки 19, расположенной снаружи корпуса. Поворачивая кулачок 18 (на чертеже против хода часовой стрелки) можно перемещать сектор 5 на определенный угол, т. е. задавать при этом начальное отклонение маятнику 3. Прибор работает следующим образом. Испытуемую жидкость помеШают в ванну 6, водяную рубашку 7 которой присоединяют к термостату. Для изучения реологических свойств жидкостей различной консистенции в. приборе предусмотрена возможность изменения момента инерции маятника с помощью дополнительных грузов 15. После установки соответствующего дополнительного груза в случае необходимости через штуцер 20 подают сжатый воздух, давление создаваемое им контролируют манометром 21. Задание начальной а плитуды производят, поворачивая, рукоятку 19 до такого положения, которое соответствует повороту зубчатого сектора 5 на требуемый угол (не превышающий 8°). Выводят маятник из отклоненного положения, поворачивая рукоятку 19, а следовательно, и кулачок 18 в.обратном направлении (на чертеже по ходу, часовой стрелки), в результате чего рычаг 17 поворачивается, и штырь выходит из зацепления с зубьями сектора 5, освобождая маятник. Угловые .перемещения маятника фиксируются во времени фотоэлектрическим датчиком, сигналы которого непрерывно регистрируются на быстродействующем приборе. Получив логарифмический декремент затуханий и период колебаний маятника в испытуемой жидкости, а также зная постоянные прибора, можно рассчитать вязкость жидкости. Необходимо отметить, что для повторения эксперимента начальное отклонение маятника осуществляется в описанной последовательности без разгерметизации камеры, что особенно ценно при испытании жидкостей, свойства которых меняются во времени, например жидкой опары при ее брожении. Формула изобретения Вискозиметр, включающий герметичный корпус, маятник, механизм управления, измерительную систему и термостатирующую рубашку, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона вязкостей испытуемых сред, на одной оси с маятником жестко закреплен стержень, на котором помещены сменные грузы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.«Заводская лаборатория, 1967, 33, № 8. 2.Патент СССР № 8334, кл. G 01 N 11/16, 1924 (прототип).

у/7//7//7//7///7/7///77//7/Л //7/////////////////////////А

.1