Ротационный вискозиметр Советский патент 1980 года по МПК G01N11/14 

(54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к приборам доя измерения реологических характеристик жидких сред и может быть использовано в химической, нефтяной промышленностях при производстве и изучении смазочных, полимерных, лакокрасочных и других материалов. Известен ротационный вискозиметр 11 , которьш содержит в качестве измерительных поверхно тей два коаксиально расположенных цилиндра, один из которых приводится в непрерывное вращение, а другой - соединен с торсионным динамометром. В качестве торсиона применяют стальную проволоку или винтовую пружину, поворачивающуюся вокруг своей оси до наступ ления равновесия между моментом сил сопротивления испытуемого материала и моментом сил упругости торсиона. Прибор характеризуется узким диапазоном измерений 1. Известен ротационный вискозиметр, содержащий коаксиальные цилиндры, один из которых соединен с приводным двигателем, а другой, измерительный цилиндр, через вал соединен с корпусом двухстепенного гироскопа, снабженного датчиком угла поворота, ротор которого электрически соединен через усилитель с компенсирующим электродвигателем, а механически соединен с валом измерительного цилиндра 2. Расширение диапазона измерений без снижения точности в этом вискозиметре достигнуто за счет применения в качестве динамометра двухстепенного гироскопа, имеющего высокую чувствительность к изменению внешних моментов, моментов трения материала между двумя коаксиальными цилиндрами, один из которых приводится во вращение с требуемой скоростью электродвигателем, а второй соединен с динамометром - двухстепенным гироскопом. Причем, для уменьшения углов отклонения гироскопа, последний электрически связан с компенсирующим электродвигателем, прикладывающим к валу измерительного цилиндра момент, пропорциональный углу поворота гироскопа по величине и противоположный по знаку. Измерительный цилиндр установлен на двух шарикоподщипниках, момент сухого трения которых достигает нескольких граммосантиметров. Динамометр измеряет суммарньш момент М определяемый выражением: М ) + (w), где М - момент сил вязкого тренил в исследуемом материале; Мр - момент сил сухого трения в подшипниках; 7 - вязкость материала; угловая скорость вращенач измерительного цилиндра. Из данного выражения видно, что имеют место погрешности в измерении вязкости обследуемого материала за счет сил сухого трения, особенно существенные для сравнительно маловязких материалов, у которых моменты MU и MCTD соизмеримы. Целью изобретеш1Я является пов гше1гие точности измерений путем уменьшения момекта сухого трения в иодгшшниках. Достигают этого тем, что вал измерите ;.ьпо го цилиндра установлен в двух шарикопод.пип пиках, iiapjoKiibie обоймы которых закреп;;ны на промежуточных кольцах, приводимых чо вращение через систему икстерен в ояппгк стороны с одинаковой скоростьЕо кс.гпгян-мрующим двигателем, снабженны.м переключа гелем полярности, а промежуточн1 е кольца ycvi.rioBлены в наружных подшипшжах, обоЙ1Мы liOToрых закреплены в статоре вискозиметра. На чертеже представлена схема п|183ЛЕ асьюго вискозиметра. Ротащюнный вискозиметр содержит измсри тельный 1ШЛИНДР i, внутри которого сооспо установлен приводной цилиндр 2, Цилиндры 1 и 2 разделены зазором ц,пя помещени.я :;орции обследуемого материала. Цил.агдр 1 жстко связан с взлом 3, который ycraHorsjien н подшипниках (верхнем - 4 и тзжнем - 5). Нижние обоймы этих подампников связаньг с подвижными промежуточными кольцами 6 и 7 соответственно, которые, в свою очередь, покоятся на подшипниках 8 и 9. По7шип.иики 8 и 9 установлены внутри стакан;; 10, котсфы жестко закреплен на неподвижной плите И, являющейся основой: статора прибора. Гфом жуточные кольда 6 и 7 жестко связаны с i;oническими шестернями 12 и L3 соот;зстственно которые входят в зацепление с иедуще.й шесте ней 14 злектродвигателя 15, пведн;11 т ач5н, для оживления опор вшия 3, нкжпе-л кол це вала 3 установлена шгстернг 16, зход.чщая в зацеплениес ведущей итгстеркой ког.т.йнс;:рующего электродвигателя 17. и муфта 18, тесно связанная с двухстепенным гироскопом К нижней части плиты 11, кроме электродвиг телей 15 и 17.. креп.чгся три стойки 20 с ropj зонтирующими винтами 21. В Hcpxnefi части плйтьЕ 11 установлсиь три 1ипш1ьки 2 с регу лировошыми 1 ликами 23 JKHI крепления верхей плиты 24. На верхней плите крепится осовной электродвигатель 25, который приводит о вращение шестерню 26, закрепленную на алу 27. Вал 27 установлен в подшипниках 28 и 29, котор.ые закреплены в стакане 30, жестко связанном с верхней плитой 24. В зазор между из.мерительным 1 и приводHbJM 2 цилиндрами поменяется определенное количество исследуемого вещества. Приводной дилиндр 2 приводится во вращение с заданной скоростью основным электродвигателем 25. Момент вращения от приводного цилиндра 2 передается через исследуемое вещество за счет вязкостных сил измерительному цилиндру 1 и через вал 3 - корпусу двухстепенного гироскопа 19. Этот люмент вызь)ь;ает прецессию гироскопа BoKpyi оси, нормальной к оси вала, iscj:;ei;ciBHc чего гироскоп начинает разворачичиться. 3;1ск-г 5: 4еск({й сигнал с датчика угла ОБо)отй гироскопа поступает после усиления И o6:vjOTKy зозбуж;),снкя ко.мпеисирующего ;леь.rpo;i.B;:r;i:i:c;7w 1; и двигатель вь рабать вает л омснт, пр(5иори 1опалькый углу поворота и ;0рмпзла нй вал 3 -герез шестерню 16. Измеряя Си;;;: liiir/ yt. 11и пв;и;шсгося угла отклонения оси 1;п1 -Л;с:гл Oi ч;г ального згичепия, можно опредлпть ье;лклщ- сил вязкого трения. Однако лпр HTiBucMii вала 3 в подшипниках 4 и 5 возшпсали сухого трения, которые фиксироeriju;c i :фоскоиом 19 наряду с моментами :-;: ;:ого ;;;СП 1Л Юследуемого материала. Для iu:;, гломеата сухого трения нал 3 измери-.:oje,;ora иилиндра I установле в оживленных ,c,Ton;sx. Это д()стигается тем, что наружные обоймы j-TvUiUisOiiiKoa 4 к 5 жестко связаны с промежуточи спого цью шестерен 12,13, 14 вра1да;о- ;;я з противоположных направлениях с cд мari:afчл5 скоростью относительно стакана Ш и подишпннков 8 if 9. Врашсние обойм в разные С7оролы взаимно уничтожает момент сухого 1{1еш1л в подшипниках 4 и 5 (при и,вдалыюм paBei-cTijc MOMCFTTOB сухого трения в X : и 5 нап1)авлсние вращегмя просолсц 6 и 7 -ериогшчески меняют. :,; } л а .изобретения V;- 1 ;с--оз;:мет11, содержащий ког: 1 :::::.:г;г:„}. o;ui и: которых соеди:3;у: :ь;м ппнглте геь, и другой - изме: :;.;-;;;,;(р -- ре:: ;U; соединен с Д;укстяжг1 го г 1осгопа, снабженного уг;;; повсиота, рстор которого электov iei: через уси.nrreiib с кo пeвcи лгкгродш1 гателсги а Jexa u чecки сойалом измср;г|С;ть}юго гщлгпшра, о т:; Hi и и с я тпм. что, с целью поточности измеренмй за счет уменьшения момента сухого трения в подшипниках, вал измерительного цилиндра установлен в двух шарикоподшипниках, наружные обоймы которых закреплены на промежуточных кольцах, приводимых во вращение через систему шестерен в разные стороны с одинаковой скоростью компенсирующим двигателем, снабженным переключателем полярности, а промежуточные кольЦа установлены в наружных подцшпниках, обон .,,.. 30..

775666 мы ра. 1 кл. 2 кл.

2Й 27 6 которых закреплены в статоре вискозиметИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе .Авторское свидетельство СССР № 489994, G 01 N 11/14, 1974. .Авторское свидетельство СССР N 525871, G 01 N 11/14, 1975 (прототип).