Устройство для градуировки сжимающих вискозиметров с плоскопараллельными плитами

(19) (1 02845 400101100 ПИСА А ВТОРСНОМУ С ГОСУДАРСТВЕННЬЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Гомельский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРУ 1157406, кл. С 01 0 11/14, 1983.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГРАДУИРОВКИ СВИМАКЩИХ ВИСКОЗИМЕТРОВ С НЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПЛИТАМИ(57) Изобретение относится к техникеизмерения вязких свойств веществ иможет быть применено при градуировкесжимающих вискозиметров (В). Цельизобретения - повышение точности измерения. Устройство для градуировкисжимающих В с плоскопараллельнымиплитами (П) содержит сосуд с образцовой жидкостью в виде цилиндра, жесткосвязанного с другой плитой, и образцового капиллярного В. При неизменной площади отверстия и постоянной скорости перемещения П расход образ цовой жидкости через капилляр постоянный и постоянно усилие сопротивления. Поэтому лишь только в одном положении П оно равно сопротивлению, оказываемо" му деформированию вязкого диска, что приводит к пятикратному увеличению погрешности воспроизведения коэффициента вязкости эа счет погрешности отсчета расстояния между плитами. Для устранения указанного недостатка на поршне жестко и соосно калиброванному отверстию установлена игла, радиус которой изменяется пропорцио- д нально расстоянию между П в степени 5/2. При этом наибольшее его значение, равное радиусу калиброванного отверстия, соответствует вояовевио С полного смыкания П градуируемого 3, 1 ил.гдев .коэффициент вязкости;м, - скорость перемещения плит,Ч - объем деформируемого вязкогодискаф ЮЬ - расстояние между плитами (толщина диска),Из формулы (1) следует, что в процессе деформирования вязкого веществаусилие увеличивается обратно пропор" 25ционально пятой степени толщины диска.В процессе градуировки вискоиметра с применением известного устройства расход образцовой жидкости черенкапилляр равенЯ=Бч оО(2) где Б - площадь поршня. С другой стороны, расход жидкости З 5 зависит от давления на входе в капилляр и площади сечения капилляра; 0 = ИБО 12 КН(3) где р - коэффициент расхода, зависящий от диаметра отверстия . ивязкости образцовой жидкости(от числа Рейнольдса)фБо- площадь отверстия .45Н - напор на входе в отверстиемя - ускорение силы тяжести.При неизменной площади отверстия и постоянной скорости перемещения плит расход образцовой жидкости че О рез капилляр постоянный и постоянно усилие сопротинления. Поэтому лишь только в одном положении плит оно равно сопротивлению, оказываемому деформированию вязкого диска с коэф" фициентомвязкости (1), и только в этом положении известным устройст" ном воспроизводится коэффиииентвязкости. Воспроизнодимые в других Изобретение относится к технике измерения вязких свойств веществ и может быть Использовано при градуи" ровке сжимающих вискозиметрон пред% 5 назначенных для исследования высоко- вязких веществ " расплавов полимеров, битумов, суспензий и т.п.Цель изобретения - пЬвышение точности градуировки. 10Усилие Г деформирования вязкого диска между плитами сжимающего вискозиметра выряжается ФормулойЗР цчр - Ю2 юЬ (1)15 положениях значения отличаются от ьС. рпоскольку отличаются усилия гидранлического сопротивления от значения,вытекающего из формулы (1), При этомпогрешности отсчета положения плитприводят к пятикратному увеличениюпогрешностей носпроизведения усилияи, следовательно, значению коэффициента вязкости, Это следует из Формулы (1),В предлагаемом устройстве площадьотверстия капилляра переменная, онаизменяется с изменением расстояниямежду плитами, В положении, соответствующем моменту отсчета при градуировке (т.е. Фиксированному значениюЬ), усилие деформирования равно значению, вытекающему из формулы (1),При смыкании плит оно увеличинаетсяпоскольку уменьшается расход образцовой жидкости по мере перемещения иглы.Так как радиус иглы изменяется пропорционально расстоянию между плитами в степени 5/2, то площадь отверстия капилляра и соответственно расход образцовой жидкости пропорциональны пятой степени расстояния между плитами. Это соотношение справедливо по крайней мере вблизи точки отсчета коэффициента вязкости, т.е. при малых значениях радиуса иглы, Таким образом, изменение .расхода в зависимости от положения плит удовлетворяет соотношению, вытекающему из формул (1)-(3):гтя БЗЧ"Зависимость гидравлического сопротивления от расстояния между плитами при градуиронке соответствует аналогичной зависимости при испытаниях вязкого вещества с коэффициентом вязкости. В силу этого удается избежать пятикратного возрастания погрешности воспроизведения коэффициента вязкости из-за погрешности отсчета расстояния между плитами, в ре" зультате чего повышается точность градуировки вискозиметра.На чертеже изображено предлагаемое устройство, поперечный разрез.Устройство содержит цилиндр 3 с образцовой жидкостью 5 и поршень 4. Плоскопараллельные плиты 1 и 2 градуируемого вискозиметра связаны с цилиндром 3 н поршнем 4, Поршень 4ВНВПИ За ка э 2846/29 Тирах 847 Подписио Произв.-поиигр тие, г. Ужгород, ул. Проектн 3 140284 установлен в цилиндре 3 с возможностью перемещения при сближении плит, С поршнем 4 свяэана игла 7, проходящая соосно через отверстие в капилля 5 ре 6. Устройство работает следующим образом.Под действием приложенного к плите 1 О1 усилия Р поршень 4 перемещается, вытесняя из цилиндра 3 образцовую жидкость 5. Образцовая жидкость вытекает через капилляр 6. При этом по ме ре сближения плит уменьшается толщина слоя жидкости в цилиндре, Игла 7 перекрывает отверстие в капилляре 6 тем больше, чем меньше расстояние между плитами, обеспечивая (благодаря своей конфигурации), увеличение гидравлического сопротивления обратно пропорционально пятой степени расстояния между плитами. Гидравлическое сопротивление образцовой жидкости независимо от изменения расстояния сост ветствует гидравлическому сопротивлению испытываемого вязкого вещества, следовательно, воспроизводимое устройством значение коэффициента вязкости соответствует значению коэффи" циеита вязкости испкп ыпас мого вязкого вещества, а погрешности отсчета рас -стояния между плитами не приводят кпятикратному увеличению погрешностивоспроизведения коэффициента вязкости, чем обеспечивается повышение точности градуировки вискозиметра. Формула из обр ете ния Устройство для градуировки сжимающих вискоэиметров с плоскопараллельными плитами, содержащее цилиндр для образцовой жидкости, имеющий калиброванное отверстие и связанный с одной из плит, и поршень, связанный с дру гой плитой, установленный в цилиндре с возможностью перемещения при сближении плит, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности градуировки, на поршне жестко и соосно с калибровочным отверстием установлена игла, радиус которой выполнен переменным, пропорционально расстоянию между плитами в степени 5/2, причем наибольшее его значение, равное радиусу калиброванного отверстия, соответствует положению полного смыка" ния плит градуируемого вискоэиметра.