Ротационный вискозиметр и применяемая в нем суспензия

(45) Дата опубликования о Государстееннмй комитет Совета Министров СССР по делам изобретений и отирьтий. Гор и В, И, Носов льман дена Трудового Красного Знамени институт тепломассообмена им. А. В. Лыкова АН Белорусской СС(71) Заявител 54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТ В НЕМ СУСПЕНЗИЯ ИМЕНЯЕМАЯ аки Ф О Изобретение относится к технике исследования реологических характеристик жидких.сред и может быть использовано для.иеньютоновских жидкостей,Известен ротационный вискозиметр 1содержащий подвижный цилиндр, привод,измеритель крутящего момента, в которомцепь якоря с последовательно включенны- .ми в нее резисторами и реостатом и обмотвозбуждения электродвигателя соединены систочником стабилизированного напряжения,выходам подключенным к входу блока сравпения, На валу электродвигателя установлен тахогенератор, соединенный с блокомсравнения, причем выход последнего черезфазочувствительный усилитель подключенк реверсивному электродвигателю, ось которого механически связана с подвижнымконтактом реостата и стрелкой вторичногоприбора,Недостатком описанного ротационноговискозиметра является узость диапазонаизменении скоростей деформирования, в котором происходят измерение вязкости. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройстводля измерения вязкости 2, содержащееврашаемое вискозиметрическое тепло, укрепленное на диэлектрической оси, расположенной между электродами, рабочий сосуд .в виде цилиндра, источник регулируемого напряжения, термостат.Устройство содержит также конденсатор,диэлектрический стержень, сбалансированныйна безмоментном подвесе и. погруженныйодним концом в исследуемую среду, сопротивление нагрузки, измерительное устрой:ство,электропроводную макрочастицу, укрепленную на конце подвеса и помещеннуюмежду электродами конденсатора. Последний подключен последовательно с сопротивлением нагрузки к выходу источника постоянного напряжения, который фиксируетимпульсы тока с частотой, зависяшеи от измеряемой вязкости,Недостатками устройства для измерения вязкости являются непостоянство скоростидеформирования стержня в процессе измерения, а также изменения сопротивлениясреды диэлектрическому стержню, свяжннаму с макрочастицей, в процессе деформи роващи из за изменения длины его погруж ной части вследствие колебательного харак тера движения. 5Цель изобретения - расширение диапазона измеренийДостигается поставленная цель за счет того, что между электродами расположен нвижий конец диэлектрической вси, а алек а троды закреплены на корпусе внутри стакана со слабоэлектропроводной суспензией. Суспензия составлена из диэлектрической дисперсной фазы, адсорбированного на диэлектрической дисперсной фазе полярного .15 вещества и непроводящей жидкой фазы, причем ингредиенты взяты в следующем соотношении, вес. %.:Диэлектрическая дисперсная фаза 0,1-1,5Адсорбированное на диэлектрической дисперсной фазе полярноевещество 0,01 0,5Непроводящая жидкая фаза Остальное.На чертеже представлена схема ротацлонного вискозиметра.Ротационный вискозиметр содержит стакан 1 с закрепленными на нем электродами 2, заполненный суспензией и помещенный в термостат Э. Между электродами расположена диэлектрическая ось 4, имею30 щая форму цилиндрического стержня, Ось закреплена в подшипниках 5 и жестко связана с цилиндрическим вискозиметрическим телом 6, входящим в зазор между двумя рабочими поверхностями неподвижного двой 3 ного цилиндра 7, заполняемого исследуемой средой. Напряжение электрического тока, подаваемого от источника 8 регулируемого высокого напряжения на электроды40 2, регистрируется киловольтметром 9,Работает устройство следующим образом.В исходном состоянии в двойном цилиндре 7 измеряемая среда отсутствует. После подачи напряжения на электроды 2 возни:каетэлектрическое поле. С этого момента в суспензии под действием электродинамических сил начинается самопроизвольное вращение диэлектрической оси 4 со скоростью, которая строго скоррелирована с величиной подаваемого напряжения и моментом сопротивления вращению, Величину подаваемого на электроды 2 напряжения Ц регистрируют киловольтметром, а скорость враще ния Я 1 холостого .хода вискозиметричес кого тела - прибором (на чертеже не показан).Затем двойно 3 Н цилиндр 7 заполняют исследуемой средой.Из-за возрастания момента сопротивле-ния вискозиметрического тела 6 цропорци . 4онально уменьшается скорость его вращения и жестко связанной с ним диэлектрической оси 4 до величины М (напряжение, подаваемое на электроды 2, постоянно и равно 01).При исследовании ньютоновской жидкооти, вязкость которой не зависит от ско рости деформации, по разности угловых ско ростей вращения м-а определяют вязкость среды, предварительно протарировав "прибор для измерения скорости вращения в единицах вязкости с помощью эталонных жидкос тей.При исследовании неньютоновской жид;-кости, вязкость которой сильно зависит от скорости деформации тела 6, повышением подаваемого на электроды 2 напряжения до величины ц 2 добиваются первоначальной скорости вращения т 1. По разности напряжений П - Ц определяют вязкость иссле 1дуемой жидкости. Так как величина напряжения Ь 1, зависящая от момента сопротйь ления холостого хода, является постоянной для прибора, то она определяется один раз при тарировке, а киловольтметр тарируетса с помощью эталонных жидкостей в единицах вязкости.Скорость вращения холостого хода вискозиметрического тела П 1 может быть вы брана практически любой в широком диапазоне (от 10 до 4000 об/мин, как показа ли проведенные испытания) за счет изменения подаваемого на электроды напряжения Ц 1, поэтому ротационный вискозиметр позволяет измерять вязкость при разных скоростях деформации в широком диапазо не при практически плавном регулировании.В результате значительно расширяется диа назон измерения. и появляется возможность получения полной реологической фивой тэ; чения исследуемой жидкости, Это расширя ет сферу применения ротационного вискозиметра и устраняет необходимость в сменных устройствах к ротационным вискозиметрам, изменяющим диапазоны скоростей деформации.Формула изобретения1. Ротацишгный вискозиметр, содержа-.щий вращаемое вискозиметрическое тело, например измерительную поверхность типа колокол", укрепленную на верхнем конце диэлектрической оси, расположенной меж ду электродами, кольцевую рабочую поверх-" ность в виде двойного цилиндра, источник регулируемого напряжения, термостат, отличающийся тем,что,сцелью расширения диапазона измерений, межО, О 1-0, 5 ОСТ) 1)11Е Составитель 11. 11 потикова кая Тех род О, Андрейко Ко 1:ректо 1)я )11)бл 3 каз 580/.36 111.1 ИИ 11 И Госу пр).твеип)ого комитета Со)зета но делам изоб 1)етеиий и откр) 303 У Иосква, Жщмв)-аУк)к фЦЛИ 5)Л Ужгород, ул. 11 роектна)т,ду электродами расположен нижний конец диэлектрической оси, а электроды заквеплены иа корпусе внутрй стакана со спабоэлоктрси)ровопиой суспеизией.2, Слабоэлектропроводпая суспензия для Б ротационного вискозиметра по и, 1, содержашая диэлектрическую дисиерспую фазу, адсорбироваиное иа диэлектрической дисперсной фазе полярное вещество и пепроводяшую жидкую фазу, причем ингредиенты взяты )о в следуюшем соотношении, вес,":Диэлектрическая дисперсиаяфаза 0,1-15 ЛДСРРои 11 Рва)1 н 1 н н) )1)1электрической д)п:пе 1 сРфа се 111 л)511)11015 еи)ес 1 ВО11 епр)п)1)ая)ця ж)1 к )яфаза Источники информпии, при)15)11,)е во вш) -мание лри экспертизе: 1, Авторское свидетельство ССС 1 й 241006, кл, б 01 Ы 11 Л 4, 1969.2. Автврско): свидетельство СССР М ЗВЗО 1 В, кл, б-О 1 Ы 1 и 1 О, 1 О 72.