Ротационный вискозиметр

ОП ИИЗОБРЕТЕНИЯ рц 640178 Союз Советских Социалистических Республик(51) М. Кл,С 01 М 11/ с присоединением заявкиГосударственный комит СССР о делам изобретен и открытий(72) Авторы изобретения А. И, Ян, А. П. Чистяков, В. А. П и И. В. Сидор ециальное конструкторское бюро по и Украинский научно-исследователь ститут по разработке машин и обор пластмасс, резины и искус(54) ЮтАЦИОННЫй ВИСКОЗИМЕтР но которого связано с синхронным электро. двигателем, а третье - с измерительным устройством.К недостаткам указанного устройства относятся невысокая точность измерений и суженный диапазон измерений из-за внутренних потерь в измерительном двпгателе.Целью изобретения является повышение точности и расширение диапазона измерений реологических характеристик жидкостей и вязкопластпчных материалов.Достигается указанная цель за счет того, что ротационный вискозиметр дополнительно снабжен инерционным звеном, кинематически связанным с третьим звеном дифференциального механизма через импульсатор и соединенным с измерительным устройством, а также за счет того, что инерционное звено выполнено составным из калиброванных колец.На чертеже схематически изображен предлагаемый вискозиметр.Ротационный вискознметр содержит подвижный цилиндр 1, соединенный через дифференциальный механизм 2 с синхронным электродвигателем 3 н с измерительным устройством, выполненным в виде инерционного звена 4, связанного с дифференци(23) Приоритет(45) Дата опубликования Изобретение относится к приборам дляизмерения реологических характеристикжидкостей и вязкопластичных материалов.Действие таких приборов основано на измерении напряжения сдвига в исследуемом 5материале, помещенном в зазоре междукоаксиально расположенными цилиндрами,один из которых вращается,Известны ротационные вискозиметры 1,в которых подвижный цилиндр, погружаемый в исследуемую среду, жестко связанс ротором двигателя,Недостатком этих вискозиметров является невысокая точность определения вязкости, так как на показания прибора влияют внутренние потери в измерительном двигателе. К тому же эти потери варьируютсяв зависимости от режима работы двигателя(от нагрузки на валу двигателя), что воизбежание больших погрешностей в изме орении заставляет сужать диапазон измерений.Наиболее близким к изобретению техническим решением является ротационный вискозиметр 12, содержащий расположенныйв исследуемой среде цилиндр, соединенныйс одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звеимерного машиностроениякий и конструкторскийудования для переработкиственной кожиалиным механизмом при помощи дгойногоуниверсального шарнира (импульсатора),включающего ведущее звено 5, промежуточное звено 6, вилки которого расположеныво взаимно перпендикулярных плоскостях, 5и ведомое звено 7; Угол между осями звеньев не равен нулю. Для изменения массыинерционного звена имеются калиброванные кольца 8. Дифференциальный механизм состоит из центральных колес 9 и 10, 10соединенных сателлитами 11, свободно посаженными на крестовину 12, водила 13,связанного через колеса 14 и 15 с двигателем 3. Число оборотов инерционного звена 4 измеряется фотоэлектрическим способом с помощью осветителя 16, перфорированного диска 17 и фотоэлемента 18,Ротационный вискозиметр работает следующим образом. Если к цилиндру 1 неприложен момент сопротивления (он не погружен в исследуемую среду), то числооборотов его будет максимальным, определяемым числом оборотов двигателя и передаточным отношением дифференциальногомеханизма при остановленном инерционном 25звене.Если к цилиндру 1 приложен момент сопротивления (он пропорционален вязкостиисследуемой среды), то инерционное звено4 будет совершать пульсирующее вращение З 0со скоростью, возрастающей по мере увеличения момента сопротивления на цилиндре 1.Соотношение скоростей вращения цилиндра 1 и инерционного звена 4 подчипено закону, свойственному дифференциальному механизму:пе - 2 в профгде п - число оборотов центрального колеса 9, кинематически связанногос инерционным звеном 4;п - число оборотов водила 13;ао - число оборотов центрального колеса 10, жестко скрепленного сцилиндром 1 прибора.Моменты на валу инерционного звена 4 и на валу, жестко связанном с цилиндром 1 вискозиметра всегда равны между собой и определяются следующим образом. 50Момент сопротивления вязкой среды;037м,=Агде о - угловая скорость вращения рабочего органа:оЩ - е30и - вязкость исследуемой среды; 60 й - постоянная прибора, зависящая отрадиусов наружной и внутренней измерительных поверхностей и от высоты рассматриваемого цилиндрического слоя. 65 Рращение колеса 10 через нмпульсатор передается инерционному звену 4, при этом па нем возникают знакопеременные инерционные моменты, определяемые: где- момент инерции относительно осивращения;р = И/т - масса инерционного звена;г - радиус инерционного звена;(1-- измерение угловой скорости инер- Жционного звена, обусловленное наличием импульсатора (в виде двойного универсального шарнира).Значит, измерение вязкости исследуемого материала сводится к определению числа оборотов измерительного инерционного звена 4, пропорционального моменту сопротивления на цилиндре 1 вискозиметра. Скорость вращения инерционного звена может быть определена различными приборами, такими как механические тахометры, стробоскопы и др. Г 1 ри фотоэлектрическом способе измерения числа оборотов используются осветитель 16, перфорированный диск 17 и фотоэлемент 18 (см, чертеж). Частота возникающих импульсов измеряется частотомером, проградуированном в единицах вязкости. Прибор калибруется по эталонным жидкостям.Изменяя массу инерционного звена калиброванными кольцами 8, расширяем диапазон измерений прибора.Таким образом, ротационный вискозиметр позволяет определять вязкость исследуемых сред методом измерения скорости вращения рабочего органа прибора. Это повышает точность измерений, так как бесконтактный способ измерения скорости позволяет избежать влияния на показания прибора потерь, имеющих место в известных вискозиметрах,Формула изобретения1, 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 - с измерительным устройством, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения их диапазона, он дополнительно снабжен инерционным звеном, кинематически связанным с третьим звеном дифференциального механизма через импульсатор и соединенным с измерительным устройством.2. Ротационный вискозиметр по п. 1, отл и ч а ю щ и й с я тем, что инерционное зве640175 Составитель Н. ПлотниковаТехред С. Антипенко Корректор Л. Брахнина Редактор Н. Коляда Заказ 22127 Изд. Юо 778 Тираж 1080 Подписное НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений п открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 но выполнено составным из калиброванныхколец.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 61. Авторское свидетельство Мо 141668, кл. б 01 К 11/14, 1960.2. Авторское свидетельство Мо 191215, кл. б 01 И 11/14, 1965.