Ротационный вискозиметр Советский патент 1982 года по МПК G01N11/14 

(5) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

1

Изобретение относится к приборам для измерения физических параметров вязкопластичных материалов и предназначено для использования в качестве прибора для измерения вязкости в процессе переработки полимерных материалов, например, в экструзионной машине

По основному авт. св № 6 40175 известен ротационный вискозиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье звено дифференциального механизма через импульсатор - с инерционным звеном, и измерительное устройство. Инерционное звено выполнено составным из калиброванных колец.

Недостатком устройства является ненаде кеность измеренйй, связанная с недостаточной герметизацией, вала.

Цель изобретения - повышение надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что известный ротационный вискозиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье

10 звено дифференциального механизма через импульсатор связано с инерционным звеном, и измерительное устройство, дополнительно снабжено штуцером, в теле которого выполнена по15лость с входным и выходным отверстиями для входа и выхода хладагента и проточка, примыкающая к валу, лоичем полость, проточка и вал расположены коаксиально.

20

На чертеже дана схема ротационно-го прибора для измерения вязкости.

Ротационный вискозиметр содержит . находящийся в расплаве полимера цилиндр 1, соединенный валом 2 с одним из центральных колес 3 дифферен циального механизма. Второе централ ное колесо k через импульсатор (в в де двойного универсального шарнира) связано с инерционным звеном 5.Двойной универсальный шарнир состоит из входного звена 6, промежуточного звена 7, вилки которого расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и выходного звена 8. Оси входного 6 и выходного 8 звеньев ша нира параллельны. Центральные колеса 3 и k диффере циального механизма находятся в зац плении с сателлитами 9, свободно по саженными на крестовину 10 водила 11, связанного через колеса 12 и 13 с электромотором 1. Вал 2 пропу щен через штуцер 15, ввинченный в корпус головки 16 экструдера. Штуцер 15 имеет полость 17 с патрубками 18 и 19 для ввода и вывода хладагента и проточку 20. Скорость вращения инерционного звена 5 измеряется фотоэлектрическим способом с помощью рсветителя 21, перфорированного диска 22 и фотоэлемента 23. Для изменения массы инерционного звена имеются калиброванные кольца , Ротационныйвискозиметр работает следующим образом. Вращательное движение от двигателя 1 через колеса 13 и 12, водило 11, сателлиты 3 передается на центральные колеса 3 и t. В связи с тем, что к цилиндру 1 приложен момен сопротивления (сопротивление вязкост ных сил расплава полимера), инерционное звено 5 совершает пульсирующее вращение со скоростью, возрастающей по мере увеличения момента сопротивления на цилиндре 1. Соотношение скоростей вращения ци линдра 1 и инерционного звена 5 подчинено закону, свойственному диффере циальному механизму аи,-гц;.Ш4, гдеСЦ - угловая скорость вращения водила 11, - угловая скорость вращения центрального колеса 3, жес ко связанного с цилиндром 4 угловая скорость вращения центрального колеса , кине матически связанного с инер ционным звеном 5. Моменты на валах 2 и 6 всегда равны между собой и определяются моментами, возникающими на измерительном цилиндре 1 и на инерционном звене 5. Момент сопротивления на. измерительном цилиндре, т„е, момент сопротивления расплава полимера, равен где LV. - угловая скорость вращения измерительного цилиндра 1 (С, «); г - ВЯЗКОСТЬ исследуемого распла ва полимера, К - константа прибора, зависящая от геометрических- параметров измерительного цилиндра. Поскольку вращение центрального колеса дифференциального механизма передается инерционному звену через импульсатор, то на последнем возникают знакопеременные инерционные моменты, определяемые . di / где Э - момент инерции относительно оси вращения. изменение угловой скорости инерционного звена 5, обусловленное наличием импульса тора. Сопоставив равновесные моменты М. и М получаем И - H3W5/jt)/IC 1t(XW.,-Wy) Следовательно, по скорости вращения инерционного звена 5 определяют вязкость полимера. Скорость вращения инерционного звена определяется любым известным способом, в данном случае фотоэлектрическим, как наиболее точным. Частота возникающих импульсов на фотоэлементе фиксируется частотомером, проградуированным в единицах вязкости. Устройство тарируется по эталонным жидкостям. Регулированием массы инерционного звена калиброванными кольцами изменяют градиенты скоростей вращения измерительного цилиндра 1. Вискозиметр позволяет проводить измерения вязкости расплава поли