Ротационный вискозиметр

(О 88.8) Дата опублеековвцеея Опеесания О 7.О 1,79 л 4 днл, Ц-ееестяков, В, Л, Пахаренко В; С. Одинец и Р, е, ЬО-.НЭОВ(71) Зяяэеталь Е а 4) РОТ 1 Ы Д ЕЫ.РгС "ОЗИПЕ;ТР ИзОбр 8 тение Относится к измерительной технике а именно к Оэтвцнонньн,.д, ;,мерителям реОлогических свэйств хндкосТЕЙ И ВЯЗКОПЛасТНЧНЫХ МатеРизлэв, Сесееовнэй особенностью этих приборов ЯвляетсяТэф ЧТО ИССДЕДУЕМЫЙ МатеРИВД ПОМЮпавтся В зазэр 8 между двумя кэаксиально рас-"пэдэж 8 ннымп рабочими поверхностями, Одна из ееэтэрьех вращается. Действие приборов Основано на нзмен 8 нии деформациисдвига испытываемого мат 8 ризла,Известны ротациэнные вискозиметрыДж, Олдройда, В. Г. Виноградова,И. Ф, Кайавца, в которых ддя бесстугенчатого изменения скорости вращенеея одной из рабочих поверхностей прибора применены гидравлические регуляторы скорости 13. При измерении вязкости методом постояннык скоростей деформациикрутящий момент в этих прееборах передается на одну из рабочих поверхностей через понииаеэщеей редуктор от гидропривода, состоящего из гидрэнасоса и гидромотора с электродвигателем. Втэвая рабэчая поверхность связаееа с упругим торсионным сндоизмерителем, угол поворота которого характеризует реологические свойства испытываемого материала.Основные чедостатки этеех приборовиспользование в качестве измерительного упругого элемента торсиона, а также относительная сложность конструкции и низкий КПД привода. Недостатком измерительного устройства является то, что при 1 йизмерении крутящих моментов деформация торсиэна должна быть меньше деформации, соэтветствуюецей пределу пропорциональности материала торсиона, что вызывает необходимость испэльзэвать для расширеЕ 5ния диапазона измерений набор торсиэнов.Кроме того, результаты измерений с помощью торсионов различных жесткостей одних и тех же характеристик оказываются несопоставимыми, пэскэльку скорость 20деформнрэвания зависит от жесткости динамометра.Ближайшим техническим решением является ротационный вискэзиметр, сэаержвщий наружный и внутренний коаксиальные цилиндры, соединенные с внутренним цилиндром привод и измерительную систему Я.Отличительной особенностью указанного вискозиметра является то, что система привода выполнена в виде гидромуфты, турбинное колесо кэторой жестко соединено с одной из рабочих поверхностей, связанной со счетчиком числа оборотов. 1 ОНедостатком этого прибора является невысокая точность измерений из-зв нестабильности показаний и их узкии диапазон. Это объясняется тем, что в гидро- муфте передача крутящего момента про исходит при отставании ведомого колеса от ведущего,.т.е. при скольжении в пределах 3-5%. При отклонении от номинального режима наступает зона неустойчивой работы муфты, обусловленная ударным течением жидкости в.местах перехода с колеса на колесо, причем ударные потери существенно ухудшают КПД привода. К тому же на малых скоростях вращения использование гидромуфт совершенно нерационально так как теоретический момент на валу с уменьшением скорости вращения вала резко падает. В таких случаях лучше использовать поршневые машины, которые .хорошо действуют в режиме малых скоростей, так как перепаввемьпл максимальный момент и устойчивость работы определяются внутренними утечками машины.Цель предлвгвемэгэ изобретения - повышение точности измерений и расширение их диапазона.Для зтогэ ввл внутреннего цилиндра жестко связан с наклончой шайбой, нв которой размещена обойма с прижимными башмаками, вэаимодейству 1 ощими со сферическими головками поршневой группы, размещенной в блоке цилиндров, приводной вал которого соединен с электродвигателем.На чертеже представлена схема предлагаемого ротационного вискозиметра.Ротационный вискозиметр содержит вал 1 аксиально-плунжерного механизма, жестко связанный с блоком 2 цилиндров, в котором аксиальнэ расположены поршни 3 с шариковыми клапанами 4. Вращение вала 1 осуществляется от синхронного двигателя 5. Распределительный диск 6 жестко связан с наклэннэй шайбой 7. Прижллмные башмаки обэймы 8 осуществляют кинематическую связь с наклонной шайбой 7, жестко соединенной с ведомым валом 9, на котором крепится рабочий цилиндр 10 вискозиметра, Корпус 11 аксиально-плунжерного механизма имеет каналы 12 и 13. Канал 12 соединяет кольцевой канал 13 через дроссель 14 с резервуаром 15, Скорость вращения рабочего цилиндра 10 определяется фотоэлектрическим тахометром, состоящим иэ осветителя 16, перфорированного диска 17 и фото-. элемента 18. Частота возникающих при этом импульсов измеряется частотомером, шкала которого прогрвдуирована в единицах вязкости.Работа предлагаемого вискозиметра нроисхэдит следующим образом,От синхронного электромотора 5 равномерное вращение ведущего ввлв 1 сообщается блоку 2 цилиндров и, в случае свободного прохода жидкости через нагнетательный канал 12 и при наличии сопротивления на валу 9, поршни поршневой группы 3, взаимэдействуя с наклонной шайбой 7, совершают возвратно-поступательное движение. При этом вращение ведомому валу не передается,При полностью закрытом дросселе 14 поршни 3, не имея возможности совершать возвратно-поступательное движение, передают вращение ведомому валу 9 через наклонную шайбу 7 с передаточным отношением, близким к единице,При частичном открытии дросселя 14 скорость вращения ведомого вала 9 пропорциональна моменту сопротивления, зависящему, в свою очередь, от вязкости жидкости. Эта зависимость выра 1 кается известной в виско иметрии формулойм=где М - момент сопротивления, на валу 9;.Й Я, 4 Щ где Я и - радиус наружной рабочей поверхности,Я - радиус внутренней рабочей поверхности, .- высота рассматриваемого цилиндрического слоя, (щ - угловая скорость вращения вада 9,Ж П Ю - 1ЭО где И - число оборотов рабочей поверхНОСТИ, 641323Определим зависимость числа оборотов вращаеощейся рабочей поверхности вискозиметра от вязкости исследуемого материала,Напишем уравнение объемов для гид равлической передачи без учета механических и объемных потерь где О - расход жидкости через дроссель,равный производительности поршневойгруппы насоса ц =дп,(3)Д - удельный объем поршневой группы;И - относительное число оборотов блока цеелиндров, равное,О - коэффициент расхода дросселя;- площадь проходного отверстия дросселя;- удельный вес жидкости;д - ускорение силы тяжести;р - перепад давления на дросселе, равный Подставив в уравнение (2) выражения.или, решив его с уравнением (1), имеИз этого уравнения определим вязкостьжидкости, обозначив при этом2 Х,О 1ИКгэ"9 (б)СиЗначит, число оборотов ведомого вала9 зависит от вязкости испытываемого материала и определяется уравнением (6).Таким образом, предлагаемый ротационный вискозиметр повышает точностьизмерения, поскольку поршневые машиныпозволяют получить более стабильные числа оборотов рабочей поверхности вискозиметра. Наличие дросселя в нагнетательнойсистеме позволяет путем изменения проходного отверстия дросселя расширитьдиапазон измерений прибора,Формула изобретенияРотационный вискозиметр, содержащийнаружный и внутренний коаксиальные цилиндры, соединенные с внутренним цилиндром привод и измерительную систему,отлйчающийся тем, что, сцелью повышения точности измерений ирасширения их диапазона, вал внутреннего цилиндра жестко связан с наклоннойшайбой, на которой размещена обойма сприжимными башмаками, взаимодействующими со сферическими головками поршневой группы, размещенной в блоке цилиндров, приводной вал которого соединен сэлектродвигателем.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Белкин И. М. и др, Ротационныеприборы, М.,"Машиностроение,"1968,с. 172.2. Авторское свидетельство СССРИ 9 193779, кл. 601 й 11/141967,Составитель Н, Платонова Редактор Б. Павлов Техред М. Борисова Корректо Заказ 7"О 1/ЗЯ Т раж 1689 Веселово ка аьил ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная арствениого комитета Сизобретений и открытийва, Б, Раущская на ПодписиСР