Ротационный вискозиметр Советский патент 1982 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к приборам для измерения реологических характеристик дисперсных систем, в частгности к приборам для измерения пластической вязкости, предельного напряжения сдвига и тиксотропии неньютоновских сруктурированных системна также для измерения вязкости ньютоновских жидкостей, и может быть использовано как в научно-исследовательской работе, так и в промышленных лабораториях.

Известен прибор, позволяющий производить измерение тиксотропного эффекта динамическим методом, причем процесс измерения сопровождается перемещением измерительного органа в исследуемой жидкости tU.

Однако это вносит неопределимую по грешность в измеряемые величины иэза невозможности учета инерционное-. ти элементов прибора, а также потому, что перемеЩсцощийся измерительный орган разрушает восстанавливаемую пространственную сруктуру исследуемой жидкости.

Известен хакже вискозиметр, соJIepжaщиЙ измерительную систему в иде двух коаксиально расположенных цилиндров,один из которых, связан с

устройством фиксации момента начала движения цилиндра и привод.Устройство фиксации момента начала движения выполнено в виде фотометрической системы , содержащей источник света,расположенный над перфорированным диском, закрепленным на оси внутреннего ци линдра, второй перфорированный диск, расположенный под перфорированным

10 диском на одной оси с источником света. Для определения сдвиговой-прочности (как уровня тиксотропного восстановления) к измерительному цилиндру, находящемуся в жидкости с

15 предварительно разрушенной срукту.рой,.приклсщывается линейной возрастающая -нагрузка до момента начала его движения относительно наружного цилиндра. Момент начала движения из20мерительного цилиндра фиксируется индикатором начала движения и является величиной сдвиговой прочности восстановленной за время измерения струК туры. Вискозиметр данной конструкции

25 позволяет измерить тиксотропный эффект, не сопровождая процесс .измерения разрушением восстанавливаемой структуры 2.

Недостатком данного вискозиметра

30 является то, что датчик начала движения работает недостаточно точно, так как фотоэлемент фиксирует начало движения измерительного цилиндра не мгновенно, а при некотором повороте последнего на некоторый угол, величина которого зависит от расстояния между-атверстиями в дисках датчика. Цель изобретения - повышение точности измерения тиксотропии структуРНрованных систем. Поставленная цель достигается тем что ротационный вискозиметр, содержащий измерительную систему из неподвижного щелевого цилиндра, соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устройством фиксации Момента начала движения измерительного колокола, и приволную часть из двух электроприводов, ременной передачи с электромагнитной муфтой-шкивом, дополнительно содержит на приводном валу электропривода цилиндрическую втулку-со ступенчатьм выступом в верхней части выполненным с возможностью опирания о него штифта, закрепленного на оси измерительного колокола,корпус, жестко соединенный с неподвижным щелевым цилиндром, и связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится изолированный от корпуса и соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фиксации момента начала . движения измерительного колокола выполнено из двух электрических контактов, один из которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой - на внутреннем кольце мало- го подшипника. На чертеже показан ротационный вискозиметр, состоящий из измеритель ной и приводной частей. Измерительная часть бключает неподвижный щелевой цили-ндр 1, в полость которого помещен измерительный колокол 2 на. оси 3, закрепленной в корпусе 4 на подшипниках 5 проходящей с зазором через внутреннее кольцо с укрепленным на нем контактом б изолированного от корпуса 4 малого подшипника 7 и имеющей в средней час ти контакт 8, а в нижней части - закрепленную на ней втулку 9 со штифтом 10 и токосъемником 11, пружину 12, одним концом закрепленную на ,втулке 9ja другим - на цилиндричес кой втулке 13 с выступом в верхней части и реохордом 14. Приводная часть включает двигател редуктор 15 со шкивом 16 и ременной передачей 17, двигатель-редуктор 18 с электромагнитной муфтой-шкивом 19 и диском 20 на роторе двигателя. 18 и ведущий вал 21 двигателя-редуктора 1 в режиме измерения пластической вязкости и динамического предельного напряжения сдвига прибор работает следующим образом. Исследуемую жидкость помещают в неподвижный щелевой цилиндр 1, устанавливают его на корпус 4, а на ось 3 устанавливают измерительный колокол 2, вводя его в щелевой зазор цилиндра. Включают двигатель-редуктор 18, ведущий вал 21 которого через пружину 12 вращает измерительный колокол 2 с той же угловой скоростью в направлении . Так как . при вращении измерительного колокола 2 в исследуемой жидкости возникает сопротивление сдвигу, ось 3 сдвигается относительно ведущего вала 21, на некоторый угол, величина которого будет зависеть оТ жесткости пружины и сопротивления сдвигу в исследуемой идкости. Величина этого угла как функция сопротивления сдвигу будет зафиксирована при изменении сопротивления на реохорде 14. Для измерения, пластической вязкости и динамического предельного напряжения сдвига достаточно определить значения сопротивления на двух скоростях вращения двигателя 18. Указанные величины находятся известным способом аналитически или графоаналитически. В режиме измерения тиксотропии прибор работает следующим образом. . Прибор готовят к испытанию как указано выше. Включают двигатель-редуктор 18 на высокой угловой скорости . Однако направление вращения противоположно предыдущему . . При этом цилиндрическая втулка 13 выступом упирается-в штифт 10 втулки 9 и измерительный колокол 2 вращается, находясь в жесткой связи с ведущим валом 21. Соответственно, контакт 6 упирается в контакт 8 и свободно вращает внутреннее кольцо малого подшипника 7. Пружина 12 будет находить-; ся в ненагруженном состоянии. В теЧ;ение определенного времени происходит разрушение сруктуры исследуемой жидкости. По истечении времени разрушения отключается двигатель-редуктор 18 и включается двигатель-редуктор 15 и электромагнитная муфта 19,которая притягивается к диску 20. При этом крутящий JvioMeHT со шкива 16 через ременную передачу 17 и электромагнитную муфту 19 будет передаваться на ротор двигателя 18. Однако.на-, правление вращения двигателя 15 таково, что он вращает ротор двигателя 18 в направлении,противоположном направлению в режиме разрушения (т.е.в направлении , так как скорость вращения.ведущего вала 21 двигателя 18 будет очень мала, а исследуемая жидкость, восстанавливая прочность, будет создавать сопротивление перемещению в ней. измерительного колокола 2, последний будет оставаться

неподвижньм, в то время, как ведущий вал 21 будет закрун ивать пружиjBy 12 с постоянной угловой скоростью Измерительный колокол 2 будет находиться под действием линейного возрастающего крутящего момента. Когда его величина достигает значения прочности структуры, колокол сдвинется, контакты б и 8 разомкнутся и произойдет фиксация достигнутого значения прочности структуры исследуемой жидкости по сопротивлению на реохор де 14. Повторяя измерения при различных скоростях вращения двигателя-редуктора 15,можно получить ряд значений прочности сруктуры за азличное время отдыха.

Использование в приборе закрепленной на валу привода цилиндрической втулки со ступенчатым выступом и штифта, закрепленного на оси измерительного колокола электрокойтактного устройства регистрации начала движения измерительного колокола, позволяет увеличить точность измерения тиксотропии.

Формула изобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий измерительную систему из неподвижного щелевого цилиндра,соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устройством /фиксации момента начала движения измерительного колокола, и приводную часть из двух электроприводов, ременной передачи с электромагнитной муфтой-шкивом, о -т л и чающийся тем, что, с целью повышения точности измерениятиксотропии структурированных систем, он дополнительно содержит на приводном валу электропривода цилиндрическую втулку со ступенчатым выступом в

o верхней части, выполненным с возможностью упирания о него штифта, закрепленного на оси измерительного колокола, корпус, жестко соединенный с неподвижньф щелевым цилиндром, и

5 связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится .изолированный от корпус и.соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фик0сации момента начала движения измерительного колокола выполнено из двух электрических контактов,один из которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой - на внутрен5нем кольце малого- подшипника.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР : 331287, кл. G 01 N, 11/10, 1969.

0

2.Авторское свидетельство СССР 673889, кл. G 01 N 11/14, 1978 (прототип).