Вискозиметр с крутильными колебаниями Советский патент 1980 года по МПК G01N11/16 

Изобретение относится к реологическим исследованиям. Известны ротационные вискозиметры с торсионным силоизмерителем, содержащие два коаксиально расположенных цилиндра, между которыми помещают г раствор или расплав исследуемого мат риала 1) . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вискозиметр Ю.Павловского, содержащий наружный подвижный цилиндр, связанный с приводом, внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель. Измерение углов закручивания торсион производится при помощи индуктивных датчиков. Очень жесткий торсион в со четании с высокочувствительной регистрирующей аппаратурой позволяет измерять крутящие моменты при весьма малых углах поворота внутреннего цилиндра, уменьшает влияние на результаты измерений колебаний и раскачива ния (инерции) внутреннего цилиндра и дает возможность регистрировать нестационарные (переходные) процессы 2 . Недостаток этого ротационного вис козиметра - невозможность исследования реологических свойств веществ в процессе таких превращений,как полимеризация, отверждение и кристаллизация, когда жидкие исходные компоненты превращаются за короткий промежуток времени в нетекучее и неплавкое состояние, что сопровождается отрывом образцов от стенок цилиндров или их разрушением. Цель изобретения - расширение диапазона измерения в процессе отверждения веществ и создание такой конструкции рабочих органов вискозиметров, которая позволила бы непрерывно исследовать реологические свойства в процессе отверждения, полимеризации или кристаллизации веществ, в первую очередь с вьлсокой скоростью превращения и в широком диапазоне изменения вязкости от жидкого до стекловидного состояния. Цель достигается тем, что неподвижный цилиндр в нижней части снабжен осевым отверстием, а верхняя состоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении формующим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены захватс1ми. На чертеже схематически изображен предлагаемый вискозиметр. Вискозиметр содержит нижний подвиж ный цилиндр 1, связанный с приводом 2. В нижнем цилиндре имеется захват 3 для образца. Верхний неподвижный цилиндр состоит из двух коаксиально расположенных частей, связанных между сббоЯ коническим штифтом 4, из которых внутренняя часть 5 выполнена с захватом б для образца и кинематически связана с торсионным силоизмерителем 7, а наружная часть 8 выполнена с цилиндрическим отверстием внизу, поверхность которого имеет малую адгезию с исследуемым веществом. Пежду частями неподвижного цилиндра имеется формующий элемент У, соедт1енный с пружиной 10. Прибор работает следукщим образом. Раствор или расплав исследуемого вещества заливается в подвижный цилиндр-1. Неподвижный цилиндр, состо ящий из двух коаксиально расположенны частей: внутренней 5 и наружной 8, опускается в подвижный цилиндр 1,.и исследуемое вещество вытесняется в кольцевой зазор между ними и в цилиндрическое отверстие наружной части 8 Неподвижного цилиндра. Подвижному цилиндру 1 задаются крутильные колебания от приводи 2. Колебания передаются верхнему цилиндру и связанному с ним . торсионному силоизме)ителго 7 через слой исследуемого вещества, соприкасающегося с наружной рабочей поверхностью цилиндра 8. Усилие, передаваемое через внутреннюю поверхность цилиндра 8 и торцовую поверхность фор мующего элемента 9, мало, так как они обладают малой адгезией к исследуемому материалу. По углу закручивания . торсионного силоизмерителя 7 определя ют реологические свойства вещества. При отверждении исследуемого вещества происходит схватывание вещества с ниж ним захватом 3 и верхним захватом 6, а также с рабочими поверхностями цилиндров 1 и 8, связь между цилиндрами усиливается, амплитуда колебаний силоизмерительного элемента увеличивает ся, и при достижении ею определенной величины штифт 4 удаляется, цилиндры 1 и 8 образуют единый подвижный цилиндр а формукадий элемент 9 с малой адгезией торцовой части к испытуемому материалу под действием пружины 10 перемещается вверх по внутреннему цилиндру 5 и выходит из зацепления как с наружной частью 8, так и с испытуемым материалом. Крутильные колебания подвижного цилиндра 1 передаются через нижний захват 3 цилиндрическому столбику исследуемого вещества в отверстии наружной части 8 неподвижного, цилиндра, верхнему захвату 6, внутренней части 5 неподвижного цилиндра и торсионному силоизмерителю 7. По углу закручивания торсионного силоизмерителя 7 определяют реологические свойства исследуемого вещества. Вследствие малых углов закручивания, малой адгезии внутренней поверх-ности наружной части 8 неподвижного цилиндра с исследуемым веществом и нанесения смазки на нее трение между столбиком исследуемого вещества и внутренней поверхностью наружной части 8 сводится к минимyfvгy и затвердевший столбик вещества испытывается на кручение . Формула изобретения Вискозиметр с крутильными колебаниями , содержащий наружный подвижный цилиндр,связанный с приводом,внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель,0 тличающийс я тем,что,с целью расширения диапазона измерения реологических характеристик в процессе отверждения веществ, в нижней части неподвижного цилиндра выполнено осевое отверстие, а верхняя часть сестоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении Лормукяпим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены захватами. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. М., Машиностроение, 1968, с. 155-196. 2.Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. М., Машиностроение, 1968, с. 175-176 (прототип).

Х/ХХ/У/ХХ х/