Ротационный вискозиметр Советский патент 1981 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к приборам для измерения реологических .параметров вязко-пластичных жидкостей, например глинистых и керамических суспензий, эмалевых шликеров и т.д. Основными реологическими параметр ми вязко-пластичных жидкостей являютс предельное напряжение сдвига tT, получаемое экстраполяцией прямолинейного участка кривой течения, построенн в координатах напряжение сдвига t -скорость сдвига j до пересечения с осью абсцисс, и пластическая (бингамовская) вязкость h.значение которой рассчитывают по формуле -н--- И): где Т- - значение напряжения сдвига при скорости сдвига - . Для получения прямолинейного участка кривой течения нет необходимости строить всю кривую течения. Достаточно получить лишь ее прямолинейный уча сток, испытав- 1сидкость при двух скоростях сдвига х, и 1,5. 2 j . Известен ротационный вискозиметр, реализующий две скорости сдвига. Вискозиметр содержит электродвигатель с двухступенчатой коробкой передач, поворачивающийся вокругоси и закручивающий спиральную пружину на угол, зависящий от свойств материала. По шкале, святзаннс с двигателем, отсчитывают вязкость исследуемого материала |l. Однако наличие двухступенчатсА коробки передач усложняет конструкцию прибора, снижает надежность его pa6otbi. Кроме того, трудоемкость и длительность расчета значений и практически остается прежней. Известен также ротационный вискозиметр, имеющий ава .одинаковьд; коаксиальноцилинсрическнх измерительных узла, приводимых во вращение с различными cкqJocтями через зубчатую передачу от электродвигателя, а также устройство для измерения реологических параметров

состоящее из двух одинаковых UIKHBOB, насаженных на валы внутренних цилиндров и соединенных с помощью бесконечных канатов с другой парой одинаковых шкивов, один из которых насажен на валик, установленный в подишпнике кронштейна, прикрепленного к панели прибора посредине между измерительными узлами, и имеющий на втором конце круговой лимб, а второй шкив насажен соосно с первым на подшипник, установлонный на этом же кронштейне, и с помощью водила соединенный с кольцевым лимбом, охватывающим круговой лимб, а также содержащий неподвижный кольцевой лимб, укрепленный на этом же кронштейне, причем все лимбы расположены соосно и в одной плоскости. Значения t и считывают на соответствующих шкалах, нанесенных на лимбы l2.

Этот прибор имеет два одинаковых измерительных узла, кронштейн, шкивы, бесконечные канаты, что усложняет конструкцию прибора, повышает, стоимость его изготовления. Кроме того, наличие дополнительных потерь на трение в подшипниках кронштейна и во всей измерительной системе от натяжения соединительных канатов сказывается на точности измерений.

Цель изобретения - упрощение конструкции прибора и повышение точности измерений.

Указанная цель достигается тем, что в вискозиметре, имеющем измерительный узел, состоящий из внутреннего цилиндра нагруженного спиральной пружиной, и наружного, приводимого во вращение от двухскоростного двигателя, неподвижного и подвижного кольцевых лимбов и кругового лимба, расположенных соосно в одной плоскости, на валик внутреннего измерительного цилиндра надет кольцевой лимб, имеющий по внутреннему диаметру щкалу пластической вязкости и шкалу напряжений сдвига , реализуемых при скорости сдвига 7 , а по внешнему диаметру - шкалу предельного напряжения сдвига fp, а также неподвижный кольцевой лимб, укрепленный соосно с подвижным кольцевым лимбом на панели прибора с помощью стоек и имеющий шкалу отсчета лТ - ,

Неподвижный ксяьцевой лимб накрыт стеклом, в центре которого в подшипнике установлен соосно с кольцевым подвижны лимбом круговой лимб, на котором нанесены индекс отсчета Ч/пл шкала напряжений сдвига , реализуемых при скорости сдвига У 11ри1юд лимба осуществляется с помощью |)укоятки ручную.

На фиг. 1 изображена кривая течения вязко-пластичной жидкости; на фиг. 2 схема ротационного вискозимс;тра; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Прибор имеет основание 1, соединеР ное со сварным корпусом 2, в помешен собственно привод, смонтированный на панели 3. Зрпшающий момент от двухскоростного синхронного двигателя 4 типа ДКС-2 через передачу с помощью резинового пасика 5, шкив (, соединенный с зубчатым колесом 7, понижающий блок шестерен 8 и зубчатое колесо fO, насаженное на ведущий стакан 10, передается на наружный измерительный ци линдр 11, соединенный с помощью байонетного замка со стаканом 10, надетым на втулку 12, которая закреплена на панели 3.

Внутренний измерительный цилиндр 13 при помощи замка 14 присоединен к измерительному валику 15, установленному с помощью Двух шарикоподшипников 16 во втулке 12 и нагруженному спиральной калиброванной пружиной 17.

На измерительный валик 15 насажен кольцевой лимб 18, расположенный в одной плоскости и соосно с подвижным круговым лимбом 19 и неподвижным кольцевым лимбом 20, установленным посредством стоек 21 на панели 3 прибора. Круговой лимб 19 установлен в подшиггнике стекла 22 и поворачивается с помощью рукоятки 23.

На лимбы нанесены шкаль; (фчг. 3); на круговой лимб 19 - щкала напряжений сдвига Ц , реализуемых гтри скорости сдвига j , а также индекс для отсчета пластической вязкости ,; на кольцевой подвижный лимб 18 - по внешнему диаметру нанесена шкала для отсчета предельного напряжения сдвига TQ , по внутреннему - щкала напряжений сдвчга реализуемых при скорости сдвига ,и шкала пластической 1,я.зкости I,-..; по внутреннему диаметру неподвижного кольцевого лимба 20 ипнесена шкала для отсчета разности ДТ

Ч-U

До испытания нулев1,1е

hiTtuixu под

(

вижных шкал Ц

т 0- 0

и ноподвижной шкалы bt совпаплют.

Для определения и q и: рас смотрения прямолинейного учлстка кривой

течения (фиг. 1) используют зависимости:

)

/TV rtv. /7

Vl- 1-1 Д U,

гпл-н -

Из рассмотрения формулы (3) видим, что значение прямо пропорционально величине лГ , так как Ajp j - jp для Данного прибора является величиной постоянной. Поэтому шкала ц , как и все остальные, равномерная.

Определение Up и Ч/ПЛ приборе

осуществляется следующим образом.

Подключают прибор через блок питания к сети. Заливают в наружный измерительный цилиндр 11 необходимое количество испытуемой жидкости и устанавливают его на прибор.

При включении скорости сдвига j крутящий момент от наружного пипкнщра 11 через испытуемый материал передается на внутренний цилиндр 13 и вызьшаег его закручивание. При этом кольцевой пимб 18 поворачивается на угол, зависящий от свойств материала.

Рукояткой 23 поворачивают круговой лимб 19 и совмещают нулевые штриXW щкал и f/L , тем самым фиксируя значение ТХ, . Затем включают

рость сдвига -j- 21f . Круговой лим 18 поворачивается на больший угол. После установившегося режима деформирования по шкале напротив нуля шкалы С прочитывают значение -Т (в данном примере на фиг. ЗДС 30 дин/см ). Затем переносят это Значение на щкалуй,ь., нанесенную на не- подвижном кольцевом лимбе 2О с удвоенным модулем ( что соответствует отсчету 2ДГ). В противоположном направлени

остальным шкалам, и натротив отметки дин/см считывают по внешней шкале кольцевого подвижного лимба 18 значение ( дин/см ). Значение считывают по соответствующей шка ле этого же лимба напротив индекса, расположенного на круговом лимбе 19 (рд «15 сП).

После этого электродвигатель отключают, и, сняв цилиндры, удаляют исследуемую .жидкость.

Формула изобретения

Ротационный вискозиметр , содержащий измерительный узел, состоящий из внутреннего цилиндра, нагруженного спи.ральной пружиной, наружный цилиндр, приводимый во вращение от двухскоростного электродвигателя, неподвижного и подвижного кольцевьсх лимбов, кругового лимба, расположенных соосно в одной плоскости, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции прибора и повышения точности измерений, подвижный кольцевой лимб надет на велик внутреннего цилин а, причем подвижный кольцевсЛ лимб охвачен неподвижным кольцевым лимбом, укрепленным с помощью стоек на панели прибсцза, и закрыт стеклом, в центре которого в подшипнике установлен соосно с подвижным кольцевым лимбом круговой лимб, снабженный рукояткой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Белкин И. М. и др.- Ротационные приборы. М., Машиностроение, 1968, с. 177-178.

2.Автсрское свидетельство СССР по заявке № 2612О34/18-25,

кл. N 11/00, 1978 (прототип).

СИ

22

23

Т9

21

tpu. 2

ВидА t,io (Put.3