Ротационный вискозиметр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 940004 Союз СоветскинСоциалмстическинРеспублик(21) 2949918/18 и С 01 вударстюный комитет СССР о делам нэобретеннй н етнрытнй) РОТАЦИОННЫй ВИСКОЗИИЕТР 15 Изобретение относится к приборам для измерения физических параметров вязкопластичных материалов и предназначено для использования в качестве прибора для измерения5 вязкости в процессе переработки полимерных материалов, например, в экструзионной машине.По основному авт. св. 1 т 640175 известен ротационный вискоэиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный с одним иэ свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье звено дифференциального механизма через импульсатар " с инерционным звеном, и измерительное устройство. Инерционное звено выполнено составным из и калиброванных колец.Недостатком устройства является ненадежность измерений, связанная с недостаточной герметизвцией, вала Цель изобретения - повышение надежности измерений,Поставленная цель достигаетсятем, что известный ротационный вискозиметр, содержащий расположенный висследуемой среде цилиндр, соединен"ный с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третьезвено дифференциального механизма через импульсатор связано с инерционным звеном, и измерительное устрой"ство, дополнительно снабжено штуцери, в теле которого выполнена полость с входным и выходным отверстиями для входа и выхода хладагента и проточка, примыкающая к валу,,1 ричем полость, проточка и вал рас"положены коаксиально.На чертеже дана схема ротационно"го прибора для измерения вязкости.Ротационный вискоэиметр содержит,находящийся в расплаяе полимера ци"940004 3линдр 1, соединенный валом 2 с одним из центральных колес 3 дифференциального механизма. Второе центральное колесо 4 через импульсатор (в виде двойного универсального шарнира)связано с инерционным звеном 5.,Двойной универсальный шарнир состоит из входного звена 6, промежуточного звена 7, вилки которого расположены во взаимно перпендикулярных 10плоскостях и выходного звена 8. Осивходного 6 и выходного 8 звеньев шарнира параллельны.Центральные колеса 3 и 4 дифференциального механизма находятся в заце- зплении с сателлитами 9, свободно посаженными на крестовину 10 водила11, связанного через колеса 12 и13 с электромотором 14. Вал 2 пропущен через штуцер 15, ввинченный вкорпус головки 16 экструдера. Штуцер 15 имеет полость 17 с патрубквми 18 и 19 для ввода и выводахладагента и проточку 20, Скоростьвращения инерционного звена 5 измеряется фотоэлектрическим способомс помощью осветителя 21, перфорированного диска 22 и фотоэлемента 23.Для изменения массы инерционногозвена имеются калиброванные кольца 24.Ротационныйвискозиметр работаетследуоцим образом,Вращательное движение от двигателя 1 через колеса 13 и 12, водило3511, сателлиты 9 передается на центральные колеса 3 и 4. В связи стем, что к цилиндру 1 приложен моментсопротивления (сопротивление вязкостных сил расплава полимера), инерционное звено 5 совершает пульсирующеевращение со скоростью, возрастающей по мере увеличения момента сопротивления на цилиндре 1,Соотношение скоростей вращения ци 45линдра 1 и инерционного звена 5 подчинено закону, свойственному дифференциальному механизму феи - - В+ и 1,где(Ы - угловая скорость вращения 50водила 11;ф 3 - угловая скорость вращенияцентрального колеса 3, жестко связанного с цилиндром 1",ф - угловая скорость вращения яцентрального колеса 4, кинематически связанного с инерционным звеном 5,4Моменты на валах 2 и 6 всегда равны между собой и определяются моментами, возникающими на измерительном цилиндре 1 и на инерционном звене 5. Момент сопротивления на. измерительном цилиндре, т,е. момент сопротивления расплава полимера, равен Я = -%ИС кгде Ф - угловая скорость вращенияязмерительного цилиндра 1( - константа прибора, зависящая от геометрических параметров измерительного цилиндра,Поскольку вращение центральногоколеса 4 дифференциального механизмапередается инерционному звену черезимпульсатор, то на последнем возникают знакопеременные инерционныемоменты, определяемые где- момент инерции относительно оси вращения,3 Юс 16- изменение угловой скоростиинерционного звена 5, обус"ловленное наличием импульсатора.Сопоставив равновесные моменты Ми М получаем3/(дЩЦМк7 с (2.%1 ф)Следовательно, по скорости вращения инерционного звена 5 определяютвязкость полимера. Скорость вращения инерционного звена определяетсялюбым известным способом, в данномслучае фотоэлектрическим, как наи"более точным,Частота возникающих импульсов нафотоэлементе фиксируется частотомером, проградуированным в единицахвязкостиУстройство тарируется по эталонным жидкостям. Регулированием массы инерционного звена калиброванными кольцами изменяют градиенты скоростей вращения измерительного цилиндра 1,Вискоэиметр позволяет проводитьизмерения вязкости расплава поли9100 15 формула изобретения о 5 1ВНИИПИ Заказ 11656/63 Тираж 887 Подписное филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная,мера в процессе экструдирования за счет того, что вал 2 снабжен уплотнительным устройством. Вал 2 проходит через штуцер 15, за винченный в корпус головки 16 экструдера.Уплотнительное устройство работает следующим образом.В полость 17 штуцера 15 через патрубок 18 подается хладагент (в качестве хладагента использовался сжатый воздух иэ цеховой пневмосети) с соответствующими для охлаждения полимера параметрами температуры и расхода . Выводится хладагент из полости 17 через патрубок 19.Расплав полимера, попавший в проточку через зазор между валом 2 и штуцером 15, охлаждается и, затвердев, образует уплотнение, препятствующее выходу расплава полимера из головки 16 экструдера, Такое уплотнение является практически несрабатываемым подшипником скольжения для вала 2 с весьма вязким коэффициентом трения, который самовосстанавливается за счет поступления новой порции материала в случае его износа,Предлагаемое конструктивное решение уплотнения вала позволяет уст 0 6ранить нагрев прибора за счет охлаждения утоненной средней части штуцера 15, к которому крепится корпус прибора, и вала 2 - хладагентом, подаваемым в полость 17 штуцера, что повышает точность измерений. Таким образом, полученное за счет охлаждения расплава полимера в зазоре между штуцером и валом, соединенным с измерительным цилиндром, упЛотнение позволяет испольэовать прибор для измерения вязкости непосредственно в головке экструдера с высокой степенью надежности в эксплуатации. Ротационный вискозиметр по авт. св. в". 610175, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности измерений, он дополнительно снабжен штуцером, в теле которого выполнена полость с входным и выходным отверстиями для входа и выхода хладагента и проточка, примыкающая к валу, причем полость, проточка и вал расположены коаксиально.