Устройство для испытания вязкотекучих материалов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРесиублик783650(22) Заявлено 1801.79 (21) 27194 б 7/18-25с присоединением заявки Йо(51)М. Кл, С 01 И 11/00 Государствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытийГЛ 1 С йЗИЗЗЛа 1 Институт механики металлополимерных систем АН Белорусской ССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЯЗКОТЕКУЧИХ ЮйЕРИАЛОВИзобретение относится к устройст-с вам для измерения свойств вязкотекучих материалов, в частности полимерных расплавов, и может быть испольэо вано при технологических испытаниях в промышленности химических волокон и переработки пластмасс.Известны устройства для испытания вязкотекучих материалов путем растяжения вытягиваемой струи, содержащие тянущие ролики с приводом, измерители скорости и усилия растяжения. Это, например, устройство .для определения продольной вязкости 1, реометр для измерения продольной вязкости (21, 15 устройство для определения деформаци.онных свойств вязких материалов 131.Известные устройства не обеспечива. ют высокой точности измерения скорости и усилия растяжения исследуемого материала и, следовательно, высокой точности определения вязкотекучих свойств,Иэ известных устройств для испытания вяэкотекучих материалов наиболееблизким по конструкции к предлагаемому является устройство для определения параметровхарактеризующих, механическую деформацию тестообразногоматериала 4. Это устройство содержит тянущие ролики, оси которых пер пендккулярны направлению силы тяжести и движения струи, закрепленные вместе с приводом на упругом элементе склокзмерителя. Движущаяся в награвленки силы тяжести струя испытываемого материала захватывается парой тя" нущих роликов, вращающихся с заданной скоростью. Сила натяжения струи, отклоняющая ролики, воспринимается упругой балкой, перемещение которой преобразуется в электрический сигнал.Контакт струи с тянущими роликами в кзвестном устройстве осуществляется в одной точке. Концентрация напряжений обуславливает местные деформации вблизи точки контакта, поэтому скорость растяжения струи регистрируется с погрешностью, увеличивающейся с увеличением усилия прижатия роликов к с уменьшением диаметра струи. Учесть эту погрешность практически невозможно. Кроме того, при расположении на упругом чувствительном элементе привода к задатчкка скорости снижается точность измерения усилия,поскольку необходимо применять упругий элемент существенно увеличенной жесткости,Целью настоящего изобретения, является увеличение точности измерения.мерителя усилия освобожден от "паразитной нагрузки, создаваемой силойтяжести привода; Следовательно, онобладает более высокой чунстнительностью, и при неизменной погрешностипреобразователя погрешность измеренияусилия меньше. Во-вторых из уравнений движения следует, что при наличииролика, имеющего возможность вертикального перемещения, усилие, прило женное к упругому элементу, равноудвоенному усилию растяжения струи(без учета сил трения и инерционныхсил) . Учет сил трения и инерции легксосуществлЬтся введением попранки,найденной путем регистрации показаний 5 измерителя усилия на холостом ходу(при заданном режиме изменения скорости и заданном усилии прижима) . Врезультате чувствительность измерителя усилия увеличивается вдвое, что 20(соответственно уменьшает погрешностьизмерения усилия. Устройство содержит ролики 1 - 3,. привод 4, упругий элемент 5, прижимное устройство 6, а также преобразо,ватель усилия 7, измеритель скорости 8, регистрирующее устройство 9 и сосуд с испытываемым материалом10.Ролик 3 связан с приводом 4, ось его неподвижна, Ролик 2 связан с упругим элементом 5, Его ось может перемещаться н вертикальном направлении, Ролик 1, связанный с прижимным устройством 6, обеспечивает фрикционное взаимодействие нсех трех роликов, Кроме того, ролик 1 связан с измерителем скорости вращения 8.Устройство работает следующим образом.Струя испытываемого вязкотекучего материала, выходящая иэ сосуда 18, направляется между роликами 1 и 2 и затем охватывается роликами 2 и 3, как это показано на чертеже, При этом скорость вращения роликов с помощью привода 4 задается такоф,чтобы линейная скорость на окружности роликов равнялась линейной скоростИ свобсдно вытекающей струи. Затем задается необходимая скорость растяжения и(или определенный режим ее изменения. Сила натяжения струи создается крутящим моментом, прикладынаемым к ролику 3. Поскольку ось ролика 2 имеет воэможность вертикального перемещения, то натяжение струи вызывает деформацию упругого элемента 5, Через преобразователь 7 сигнал, пропорциональный усилию растяжения струи, подается рЕгистрирующий прибор 9 (например, днухкоординатный самописец), Измери.тель скорости 8 позволяет одновременно регистрировать текущую скорость растяжения струи. По построенной таким образом.зависимостиусилия от скоЮ ;рОсти растяжения с помощью иэвЕстных соотношений может быть вычислен, например, коэффициент продольной вязкости исследуемого материала. Ф 60 Таким образом, предлагаемая кон струкция устройства обеспечивает более высокую точность измерения основных параметров процесса испытаний -усилия и скорости растяжения и, следовательно, более точную оценку свойствисследуемого материала. Формула изобретения Эта цель достигается тем, что уст" рОйство, снабжено третьим роликом, расположенным между ними с возможнос. тью перемещения в направлении растяжения материала, причем первый ролик сиабжен прижимным устройством и связан с измерителем скорости вращения второй выполнен с неподвижной осью и связан с принодом, а третий связан 1 с упругим элементом измерителя усилия растяжения.На чертеже схематически изображено устройство для испытания вязкотекуМих материалов. Более высокая точность измерения усилия по сравнению с известным устройством обеспечивается, во-первых, тем, что чувствительный элемент изВ предлагаемом устройстве контакт струи с тянущими роликами осуществляется по линии, длина которой равна сумме длин полуокружностей роликов 2 и. 3. Это обеспечивает плавную передачу усилия и отсутствие концентраторов напряжения, Благодаря примененной конструкции усилие прижима может быть незначительным .Проскальзывание ролика 2 относительио ролика 3 способствует более равномерному нагружению участков струн на роликах 2 и 3, Скорость струи в точке контакта роликов 1 и 2 практически совпадает со скоростью ролика 1. Именно эта скорость регистрируется измерителем 8. Устройство для испытания вязкотекучих материалов, содержащее два тянущих ролика, оси которых перпендикулярны направлению силы тяжести и движения струи, привод, измеритель скорости, упругий элемент и измеритель усилия растяжения вязкотекучего материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено третьим роликом,расположенным между ниии с возможностью перемещения н направлении растяжения материала, причем первый ролик снабжен прижимным устройством и связан с измерителем скорости вращениявторой выполнен с неподвижиой осью и связан с приводом, а тре783650 Составитель В.филатоваТехред.А.Щепанская Корректор М.Коста Редактор Н.Коляд Заказ 8531 Тираж 1019 Подписноедарственного комитета СССРизобретений и открытийква, Х, Раушская наб., д. 4/5 НИИПИ Госу по делам 13035, Мослиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,тий связан с упругим элементом изме-рителя усилия растяжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 295780, кл. С 01 Н 11/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР9 307313 кл. 6 01 Б 11/00, 1970.3. Патент СИ Р 3633409, кл. 73-95,1972.4. Патент ФРГ 9 1904079,5 кл. 6 01 Б 11/00, 1977 (прототип).