Вискозиметр с крутильными колебаниями

Союэ Советскмю Соцналмстнческмк Республик(22) Заювлено 181278 (21) 2714144/18-25с присоединением заявкн йо(51)м, к,з С 01 Н 11/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийДата опубликованию описанию 15.1230(71) Заявитель Отдел физики полимеров Уральского научного центра АН СССР/ ( 54 ) ВИСКОЗИМЕТР С КРУТИЛЬНУМИ КОЛЕБАНИЯМИ Изобретение относится к реологическим исследованиям.Известны ротационные вискозиметры с торсионным силоизмерителем, содержащие два коаксиально расположенных цилиндра, между которыми помещают раствор или расплав исследуемого материала 1.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является виско- О зиметр Ю,Павловского, содержащий наружный подвижный цилиндр, связанный с приводом, внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель. Измерение углов закручивания торсиона 15 производится при помощи индуктивных датчиков. Очень жесткий торсион в сочетании с высокочувствительной регистрирующей аппаратурой позволяет измерять крутящие моменты при весьма 20 малых углах поворота внутреннего цилиндра, уменьшает влияние на результаты измерений колебаний и раскачивания (инерции) внутреннего цилиндра и дает возможность регистрировать Ю нестационарные (переходные) процессы 2 .Недостаток этого ротационного вис коэиметра - невозможность исследования реологических свойств веществ в 30 процессе таких превращений, как полимеризация, отверждение и кристаллизация, когда жидкие исходные компоненты превращаются за короткий промежутоквремени в нетекучее и неплавкое состо. яние, что сопровождается отрывом образцов от стенок цилиндров или их разрушением.Цель изобретения - расширение диапазона измерения в процессе отверждения веществ и создание такой конструкции рабочих органов вискозиметров, которая позволила бы непрерывно исследовать реологические свойства в процессе отверждения, полимеризации или кристаллизации веществ, в первую очередь с высокой скоростью превращения и в широком диапазоне изменениявязкости от жидкого до стекловидного состояния.Цель достигается тем, что неподвижный цилиндр в нижней части снабжен осевым отверстием, а верхняя состоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении формующим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены захватами.формула изобретения На чертеже схематически изображенпредлагаемый вискозиметр,Вискозиметр содержит нижний подвижный цилиндр 1, связанный с приводом2. В нижнем цилиндре имеется захват3 для образца. Верхний неподвижныйцилиндр состоит иэ двух коаксиальнорасположенных частей, связанных междусбой коническим штифтом 4, из которых внутренняя часть 5 выполнена сзахватом 6 для образца и кинематически связана с торсионным силоиэмерителем 7, а наружная часть 8 выполненаа цилиндрическим отверстием внизу,поверхность которого имеет малую адгезию с исследуемым веществом. МеждуЧастями неподвижного цилиндра имеется 13формующий элемент 9, соединенный спружиной 10.Прибор работает следующим образом.Раствор или расплав исследуемого щвещества заливается в подвижныйцилиндр. Неподвижный цилиндр, состоящий из двух коаксиально расположенныхчастей: внутренней 5 и наружной 8,опускается в подвижный цилиндр 1,.иисследуемое вещество вытесняется вкольцевой зазор между ними и в цилиндрическое отверстие наружной части 8неподвижного цилиндра. Подвижному цилиндру 1 задаются крутильные колебания от привода 2. Колебания передают- ЗОся верхнему цилиндру и связанному сним,торсионному силоизме 1 ителю 7 через слой исследуемого вещества, соприкасающегося с наружной рабочей поверхностью цилиндра 8. Усилие, передаваемое через внутреннюю поверхностьцилиндра 8 и торцовую поверхность формующего элемента 9, мало, так как ониобладают малой адгезией к исследуемому материалу. По углу закручиванияторсионного силоиэмерителя 7 определяют реологические свойства вещества.При отверждении исследуемого веществапроисходит схватывание вещества с нижним захватом 3 и верхним захватом б,а также с рабочими поверхностями цилиндров 1 и 8, связь между цилиндрамиусиливается, амплитуда колебаний силоизмерительного элемента увеличивается и при достижении ею определеннойвеличины штифт 4 удаляется, цилиндрыГЗО1 и 8 образуют единый подвижный цилиндр, а формукщий элемент 9 с малой адгезией торцовой части к испытуемому материалу под действием пружины 10 перемещается вверх по внутреннему цилиндру 5 и выходит из зацепления как с наружной частью 8, так и с испытуемым материалом.Крутильные колебания подвижного цилиндра 1 передаются через нижний захват 3 цилиндрическому столбику исследуемого вещества в отверстии наружной части 8 неподвижного. цилиндра, верхнему захвату 6, внутренней части 5 неподвижного цилиндра и торсионному силоизмерителю 7. По углу закручивания торсионного силоизмерителя 7 определяют реологические свойства исследуемого вещества.Вследствие малых углов закручивания, малой адгеэии внутренней поверхности наружной части 8 неподвижного цилиндра с исследуеиым веществом и нанесения смазки на нее трение между столбиком исследуемого веществаи внутренней поверхностью наружной части 8 сводится к минимуму и затвердевший столбик вещества испытывается на кручение. Вискозиметр с крутильными колебаниями,содержащий наружный подвижныйцилиндр, связанный с приводом, внутренний неподвижный цилиндр и торсиончыйсилоизмеритель,о т л и ч а ю щ и йс я тем,что,с целью расширения диапаэона измерения реологических характеристик в процессе отверждения веществ,в нижней части неподвижного цилиндравыполнено осевое отверстие, а верхняячасть свстоит иэ двух коаксиальныхчастей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении формующимэлементом, соединенным с пружиной, искрепленных между собой штифтом, приэтом подвижный и неподвижный цилиндрыснабжены захватами.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Белкин И,М Виноградов Г,В.,Леонов А.И. Ротационные приборы. М.,1 Машиностроение, 1968, с, 155-196.2. Белкин И.М Виноградов Г,В.,Леонов Л.И. Ротационные приборы. М.,Машиностроение, 1968, с. 175-176787955 В.фил ставите хред Н актор Ю.Петрушк рк акая 8340/4 иал ПЛП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, йоваКорректор В.Бутяг 019 Подписноеного комитета СССРний и открытий5, Раумская наб., д. 4/