Ротационный реометр типа кольцо- КОльцО Советский патент 1981 года по МПК G01N11/14 

1

Изобретение относится к технике реологии пастообразных сред, например, бетонных и других строительных смесей, а также керамических смесей и связанных грунтов.

Известен ротационный реометр, содержащий рабочий орган, выполненный в виде диска, вращающегося в цилиндрической камере, содержащей испытуемую смесь, систему привода с различными скоростями и динамометр для измерения крутящего момента, возникающего на валу рабочего органа l .

Известен ротационный реометр типа кольцо-кольцо, содержащий рабочий оргаи, состоящий из двух плоских колец, систему привода одного из них во вращение и динамометрическое устройство Для измерения действующего на рабочий орга крутящего момента, возникающего от вязкого сопротивления, заключенного межд,кольцами испытуемого материала 2.

Однако эти устройства не пригодны для точного определения реологических

Свойств дисперсных систем, содержащих твердые частицы, как, например, 6eiOHные и другие строительные смеси.

Реологические свойства таких сред не однозначны, а зависят от действующих на них нормальных напряжений, котсрые, действуя в направлении, перпендикулярном направлению сдвига, сближают твердые частицы до их непосредственного контакта, и таким образом вызывает их взаимное трение.

Цель изобретения - определение влияния на реологические свойства пастообразных дисперсных сред.

Цель достигается тем, что верхнее кольцо соединено через крутильный динамометр с устройством для нагружения его вертикальными нагрузками , и устройством разгрузки, выполненными в виде вертикального щтока-толкателя, скользящего в шариковьЕХ направляющих, причем на нижнем конце штока-толкателя через крутильный динамометр присоединено верхнее кольцо, а верхний конец штока-толкатоля

шарнирно соединен с рычагом, снабженным грузом и противовесом, рабочие поверхности колец выпилнены с радиальной зубчатой нарезксй.

Нижнее кольцо ограничено коническими болтами с расширением, направленным вверх.

Кроме того, внутренние и внешние кромки верхнего кольца выполнены коническими, а само кольцо расположено с расширением вниз. На фиг. 1 изображено схематично уст ройство, общий вид , на фиг. 2 - вид рабочего кольца сверху. Рабочий орган прибора состоит из двух плоских и радиально рифленых колец - верхнего 1 и нижнего 2, между которыми загружается образец испытуемой массы. Для предотвращения вытека ния смеси из кольцевого зазора, нижнее кольцо снабжено коническими 3 бортами. Для уменьшения влияния на измерение краевого эффекта, возникающего от сопротивления выдавленной из кольцевого смеси, внутренние и внешние кром ки верхнего кольца 1 сделаны конически ми. Нижнее кольцо закреплено на вертикальном приводе вращения, состоящим из мотора 4 и вариатора 5, а верхнее кол цо 1 соединено с крутильным динамомет ром 6, содержащим тензодатчик с выходом через усилитель 7 на самопишущееустройство 8. Через динамометр 6 и шток-толкател 9, зафиксированный в шариковой направляющей Ю, верхнее кольцо через шарнир соединено с системой нагружения и разгрузки, состоящей из рычага 11, устройства 12 для нагрузки образца и противовеса 13 для разгрузки его.. Кроме того, реоме-ф снабжен записывающим устройством 14 для регистрации расстояния между рабочими поверхностями колец 1 и 2. Реометр работает следующим образом В кольцеобразное корыто нижнего кольца 2 загружают образец испытуемого материала, например, смесь ячеистого бетона или глины, после чего при помощи системы нагружения на него опускают верхнее кольцо 1 и нагружают испытуемую смесь заданным нормальным напряжением. После этого нижнее кольцо 2 приводя во вращение. В случае необходимости когда исследователя интересуют реологические

СБОйства испытуемой смеси лишь в движении, последовательность операций может быть обратной, т.е. можно опускать верхнее кольцо 1 с нагрузкой на образец испытуемой смеси при вращающемся нижнем кольце 2 . При этом возникающий вследствие вязкого -сопротивления испытуемой смеси крутящий момент, действующий на верхнее кольцо 1, воспринимает крутиль„ й динамометр 6 и через усилитель 7 регистрирует самопишущее устройство 8. Так как во время работы устройства, вследствие выдавливания смеси из рабочего зазора между кольцами меняется толщина сдвигаемого слоя, рассто5шие между кольцами замеряет записывающее ус-гройство 14. Эксперимент заканчивают при полном выдавливании смеси из рабочего зазора. Реологический эксперимент при помощи устройства может быть осуществлен в двух режимах. При постоянной нагрузке проводят измерение крутящего момента в широком диапазоне постоянных скоростей вращения нижнего кольца. Заданный диапазон скоростей обеспечивает вариатор 5, В таком случае по известной методике представляется возможным получить кривую консистентности испытуемой смеси при интересующем исследователя нормальном напряжении. Повторяя этот опыт при разных нормальных напряжениях (Представляется возможным выявить зависимость характера кривых консистентности исследуемого материала от величины нормального напряжения. При постоянной вращения нижнего кольца производят измерения крутящего момента J постепенно увеличивая нагрузку на верхнее кольцо. В таком случае представляется возможным получить диаграммы внутреннего трения (типа Амсжтона-Кулона), отражающие связь между тангенциальным и нормальным напряжениями. Это дает информацию об угле внутреннего трения и когезии исследуемого материала при определенной скорости деформации сдвига. Повторяя этот опыт при различных скоростях вращения нижнего кольца можно получить зависимости утла внутреннего трения и когезии от скорости сдвиговой деформации. Формула изобретения 1. Ротационный реометр типа кольцокольцо, содержащий рабочий .орган из двух плоских горизонтальных колец, систекту привода нижнего из них во вращенне, систему измеренкя крутящего момента на верхнем кольце, отличающийся тем, что, с целью определения влияния на реологические свойства испытуемого образца нормальных напряжений сжатия, верхнее кольцо coezimieHO через крутильный динамометр с устройством для нагружения его вертикальными нагрузками и усфсАством разгрузки, выполненными в виде вертикального штокатолкателя, скользящего в шариковых направляющих, причем на нижнем конце штока-толкателя через крутильный Динамоматр присоединено верхнее кольцо, а верхний конец штока-толкателя шарнирно соединен с рычагом, снабженным грузом и противовесом, рабочие поверхности колец выполнены с радиальной зубчатой нарезкой.

Реометр по п. 1,отличающийс я тем, что, нижнее кольцо ограничено коническими бортами с расширением, направленным вверх.

.

3. PeoMeip по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что внутренние и внешние кромки верхнего кольца выполнены коническими, а само кольцо расположено с расширением вниз.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Резниковский М. М,, Лукомская А. И. Механические испытания каучука. М.-Л., Химия, 1964.

2.Белкин И. М. и др. Ротационные приборы М., Машиностроение, 1961, с. 234-236 (прототип).