Ротационный вискозиметр

6348 О П ИИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ьае Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 06,111,1968 (АЪ 1222917/26-25) Кл. 42(, 7/02 присоединением заявки М 1 ПК б 01 п оритет Комитет по делам обретений и атнрытиК 532.137(088.8) Опубликовано 17111,1970, Бюллетень11Дата опубликования описания 1.И 1,1970 при Совете Министрое СССР, Вещев и Н. П, Шанин аявите РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИЧЕТР током осущестльца (на схеме типа МКУи ание температуИзобретение относится к области изучения реологических свойств полимерных м атериалов с использованием ротационных вискозиметров.Известен ротационный вискозиметр для высоковязких систем, содержащии наружный вращающийся цилиндр с приводом, систему обогрева, узел перемещения наружного цилиндра относительно ротационной насадки, ротационную насадку и систему измерения крутящих моментов и осевых сил.Предлагаемый вискозиметр позволяет повысить точность измерений за счет того, что ротационную насадку выполняют в виде двух соосно расположенных цилиндрических стержней, расположенных внутри наружногоцилиндра.На чертеже представлена схема описываемогоо вискозиметр а.Испытуемый материал подается при помощи плунжерного литьевого устройства (н а схеме не показано) через краник 1 в пространство, ограниченное внутренней поверхностью разъемной прессформы 2, двумя цилиндрическими стержнями 3 и сальниковыми уплотнениями 4. Прессформа гайкой 6 зажимается во внутренней конической обойме 6, которая снабжена проточкой и совместно с наружной обоймой 7 образует полость для размещения электронагревателя 8. Вся конструкция смонтирована в радиально-упорных подшипниках 9 и при помощи червячной пары 1 О, цепной передачи 11 с натяжным устройством 12 приводится во вр а 5 щательное движение относительно неподвижных стержней 3 от электродвигателя Ичерез коробку скоростей 14. Кроме того, весьузел пресс-формы может перемещаться вдольосп стержней ходовым винтом 16 по направО ляющпм 16. Температура испытуемого материала контролируется двумя термопарами 17,помещенными внутри стержнеп 3. Давлениематериала в пресс-форме воспринимается изамеряется динамомеграми 18 сжатия, Кру 5 тящий момент, возникающий на стержнях 3при вращении пресс-формы, передается нашлицевой вал 19 и далее на втулку 20, закрепленную в опорах 21, и воспринимаетсяконсольной тензометрической балкой 22 с наО клеенными на ней тензодатчиками 23, собранными в мостовую схему и соединенными с усилительной 24 и записывающей 26 аппаратурой,Для обеспечения возможности распрессов 25 ки стержней вал 19 снабжен двухряднымупорным подшипником 26.Питание электронагревателявляется через контактные коне показаны), контактор 27ЗО тр ансформ атор 28. Регулировры обеспечивается электронным потенциометром 29 типа ЭПВ 2.Принцип раооты вискозиметра заключается в следующем,После заполнения полости пресс-формы 2 испытуемым материалом последний выдерживается в ней в течение определенного времени для выравнивания температуры по всему объему. Затем включается привод, и прессформа начинает вращаться, При этом вращении на стержнях возникают крутящие моменты, величина которых равнаМ= -,. - "1+:М,где т - напряжение сдвига на поверхности стержня; д, 1 - соответственно ди аметр и длина стержня в зоне деформации сдвига м атери ала; М,р - моменты трения на концах стержней.При однои скорости вращения пресс-формы проводятся два опыта, Первый опыт делают при одинаковой длине обоих стержней 1 и получают определенные значения крутящих моментов М,р на каждом стержне, Затем прессформу прй помощи винта 15 сдвигают влево или вправо на некоторое расстояние Л 1 и снова замеряюг крутящие моменты М,р и Мра уже при новых значениях длины стержней (увеличенной на одном роторе и уменьшенной на другом).На основании уравнения получим.12Мр1 + Мур22 М,р 2 =, - 12+ 6 Мтр. 2 Вычитая из одного выражения второе, пс.- лучим2ЛМ рг Л 12Из выражения видно, что на величину приращения крутящего момента влияет только приращение длины стержня, а трудно поддающееся учету влияние сил трения на концах стержней исключается. Объем испытуемого материала и в кольцевом зазоре, и между сферическими концами стержней остается постоянным, чего не наблюдается в конструкциях других вискозиметров ротационного типа.Из выражения имеем2 ЬМкрт:СРИгде ЛМ,р - приращение (.+) крутящего момента на стержне при изменении его длины навеличину Л 1.Имея в виду, что диаметры обоих стержнейодинаковы, найдем среднеарифметическоезначение напряжений сдвигатл + "и52где ти т - соответственно напряжения, рассчитанные по изменению крутящего моменга на левом и правом стержнях вискозиметра.10 Градиент скорости сдвига рассчитываетсяпо известному выражениюЫи 2 т,йИсек=-,йг 2 й15где Р - внутренний радиус полости прессформы, сл;Л/ - число оборотов пресс-формы, об/сек; ЛЯ - зазор между пресс-формой и стержнем, см. 20 По полученным значениям напряженийЫясдвига т и градиента скорости - строитсяй 25Ыиграфик т = 1 - и подбирается математичес 1 гское выражение для описания полученнойкривой - реоло ическое уравнение данного З 0 полимера или резичовой смеси. Для исключения влияния сил трения в опорах стержней и в их уплотнениях производится настройка вискозиметра, В рабочем состояЗ 5 нии, когда полость в пресс форме заполненаиспытуемым м атериалом, перемещением пресс-формы добиваются такого ее положения, когда измерители крутящих моментов дают одинаковые показания, При смещении 40 пресс-формы на расчетную длину получаемприращение крутящего момента, вызванного только изменением длины роторов, Так же как и влияние концов стержней, влияние трения в опорах и уплотнениях стержней исклю чается,Предмет изобретения 50 Ротационный вискозиметр для высоковязких систем, содержащий наружный цилиндр с приводом, систему обогрева, узел перемещения наружного цилиндра относительно ротационной насадки, ротационную насадку и си стему измерения крутящих моментов и осевых сил, отличпющийся тем, что, с целью по; вышения точности измерений, ротационная насадка выполнена в виде двух соосно расположенных внутри наружного цилиндра цилинд рических стержней.