Устройство для измерения вязко-упругих характеристик целлюлозно-бумажных материалов Советский патент 1982 года по МПК G01N33/34 

1

Изобретение относится к устройствам для исследования вязко-упругих, свойств целлюлозно-бумажных материалов.

Известно устройство для измерения вязко-упругих характеристик целлюлозно-бумажных материалов, содержащее основание с установленным на нем обратным крутильным маятников с узлами крепления ленточного образца, коромысло, осевой подвес, механизм нагружения образца и измерительную систему.

В указанном устройстве осевой подвес закреплен между коромыслом и динамометром, уравновешивающим коромысло и обеспечивающим устранение растягивающих напряжений в образце. Отсутствие растягивающих напряжений в образце позволяет определять вязко-упругие характеристики по одному измерению. Использование обратного крутильного маятника позволяет исследоват.ь вязко-упругие свойства материалов в жидких средах и в кондиционных условиях Eli.

Однако вертикальное расположение образца и отсутствие фиксации верхнего зажима затрудняет исследование вязко-упругих свойств целлюлозно-бумажных материалов в процессе нанесения на образец связующих, а также кинетики их отверждения.

Кроме того, крепление неупругого подвеса непосредственно к коромыслу мая-тника приводит к появлению осевых смещений образца при его закручивании на определенный угол и в процессе самопоризвольных. затухающих колебаний, что снижает точность измерения, а измерительная система в виде цилиндрической шкалы и фиксатора угла деформации образца не позволяет с достаточной точностью производить установку угла закручивания образца, измерение периода и амплитуды затухающих колебаний и увеличивает трудоемкость измерений. Цель изобретения - повышение точности измерения. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения вязкоупругих характеристик целлюлознобумажных материалов, содержащее основание с установленным на нем обратным крутильным маятником с узлами крепления ленточного образца, коромысло, осевой подвес, механизм нагружения образца и измерительную систему, имеет рамку осевой нагрузки симметричной формы и скользящие муфты, а измерительная система состоит из датчика угла поворота с источником питания и регистрирующего прибора, при этом датчик угла поворота закреплен по оси маятника на ег основании между коромыслом и осевым подвесом, один конец вала датчика уг ла поворота соединен через скользящую муфту с концом рамки, связанным с подвесом, а другой конец вала датчика через вторую скользящую муфту соединен с осью маятника, на которой закрелен другой конец рамки.. Причем датчик угла поворота выпол нен в виде фазочувствительного мотор сельсинного типа. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство для измерения вязко-уп ругих характеристик целлюлозно-бумажных материалов содержит основание 1, на котором установлен обратный крутильный маятник с узлами 2 для крепления ленточного образца 3, коро мысло 4 с навинчивающими грузами, осевой подвес 5, механизм нагружения образца, состоящий из двух блоков 6 и груза 7, закрепленный на основании 1 устройства с помощью стой ки 8. Измерительная система состоит из датчика 9 угла поворота с источником 10 питания и регистрирующего прибора 11. Датчик 9 угла поворота закреплен по оси маятника 12 на его основании 1 с помощью стойки 8 и кр штейна 13 между коромыслом k и осевым подвесом 5, на концах вала I датчика 9 установлены скользящие му ты 15. Устройство снабжено рамкой 1 осевой нагрузки, которая имеет симметричную форму, охватывает датчик угла поворота, при этом один конец рамки 16 закреплен на оси маятника 12, другой конец соединен с под(весом 5, а скользящие муфты 15 соед 94 яют вал И датчика 9 с осью маятника 12 и с концом рамки 1б. Устройство работает следующим обазом. Перед закреплением образца производят уравновешивание крутильного маятника с помощью груза 7, добиваясь свободного перемещения скользящих муфт 15 по валу U датчика 9. Затем бразец 3 зажимают с помощью узлов крепления 2. С помощью источника 10 питания и регистрирующего прибора 11, предварительно протарированного по углу поворота вала 14 датчика 9, устанавливают нулевое положение угла закручивания образца с помощью стрелки (не показана), жестко закрепленной на валу датчика. Далее колебательную систему выводят из положения равновесия относительно оси колебания на необходимый угол, величину которого контролируют по показаниям регистрирующего прибора 11, и отпускают для совершения свободных затухающих колебаний. Период и амплитуда крутильных колебаний определяются по синусоидальной кривой затухающих колебаний, записанной на ленте регистрирующего прибора. Динамический модуль сдвига и логарифмический декремент затухания рассчитывают по известным формулам. Устройство обеспечивает измерение вязко-упругих характеристик как отдельных образцов целлюлозно-бумажных материалов, так и исследование их в процессах поверхностной обработки. Измерительная система, выполненная в виде датчика угла поворота с источником питания и регистрирующим прибором, датчиком угла поворота, закрепленным по оси маятника, обеспечивает высокую точность угла закручивания образца, измерения периода и амплитуды затухающих колебаний и сокращение интервала времени между предыдущим и последующим определениями. Крепление датчика угла поворота на основании устройства и соединение вала датчика с осью маятника и рамкой осевой нагрузки посредством скользящих муфт позволяет исключить осевое смещение образца в процессе закручивания и измерения, а также позволяет производить измерения при установке маятника в горизонтальное положение (изучение вязко-упругих характеристик материалов в процессах поверхностной обработки) и способствует повышению точности измерения .

Использование скользящих муфт и рамки осевой нагрузки симметричной формы, охватывающей датчик угла по- ворота и закрепленной одним концом на Оси маятника, а другим концом соединенной с валом датчика и подвесом, обеспечивает передачу регулируемой осевой нагрузки на образец. Симметричная форма рамки обеспечивает ее равновесие относительно оси колебания маятника при положении оси маятника в вертикальной и горизонтальной плоскости.

Использование регистрирующего прибора с регулируемой в широком диапазоне скоростью лентопротяжного механизма позволяет значительно повысить точность определения периода и амплитуды затухающих колебаний, вести практически непрерывный контроль вязко-упругих характеристик материала и сократить трудоемкость измерения.

Использование в качестве датчика угла поворота фазочувствительного мотора сельсинного типа обеспечивает высокую точность измерения характеристик затухающих крутильных колебаний, незначительные потери на трение в узлах крепления вала датчика, простоту установки и эксплуатации датчика.

Устройство позволяет вести непре рывный контроль вязко-упругих характеристик целлюлозно-бумажных материалов в жидких средах, в кондиционных условиях и легко поддается автоматизации. При необходимости устройство

может быть снабжено средствами автоматического возбуждения и регистрации колебаний.

Формула изобретения

1.Устройство для измерения вязкоупругих характеристик целлюлознобумажных материалов, содержащее основание с установленным на нем обратным крутильным маятником с узлами крепления ленточного образца, коромысло, осевой подвес, механизм нагружения образца и измерительную систему, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, имеет рамку осевой нагрузки симметричной формы и скользящие муфты, а измерительная система состоит из датчика угла поворота с источником питания и регистрирующего прибора, при этом датчик угла поворота закреплен по оси маятника на его основании между кopo ыcлoм и осевым подвесом, один конец вала датчика угла поворота соединен через скользящую муфту с концом рамки, связанным с подвесом, а другой конец вала датчика через вторую скользящую муфту соединен с осью маятника, на которой закреплен другой конец рамки.

2.Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что датчик угла поворота выполнен в виде фазочувствительного мотора сельсинного типа.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР tf , кл. G 01 N 11/16, 1977.