Ротационный вискозиметр

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз т"оветскихСоциалистическихРеспублик рн 911225 31) М. Кп.з(61) Дополнительное к. авт. свид-ву(22) Заявлено 090630 (21) 2936406/18-25 с присоединением заявки Мо .- (23) ПриоритетУ 0 01 В 11/14 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения С.И.Гончаров, Ю.К.Казанов и Я.З явитель Новочеркасский ордена Трудового Красн политехнический институт им. Серго Ор 4) РОТАЦИОННЫЙ, ВИСКОЗИМЕ Изобретение относится к приборам для измерения реологических характеристик дисперсных систем, в частности к приборам для измерения пластической вязкости, предельного напряжения сдвига и тиксотропии неньютоновских сруктурированных систем,а также для измерения вязкости ньютоновских жидкостей, и может быть использовано как в йаучно-исследовательской работе, так и в промышленных лабораториях.Известен прибор, позволяющий производить измерение тиксотропного эффекта динамическим методом, причем 15 процесс измерения сопровождается пе" ремещением измерительного органа в исследуемой жидкости (1).Однако это вносит неопределимую по грешность в измеряемые величины из" за невозможности учета инерционности элементов прибора, а также потому, что перемещающийся измерительный орган разрушает восстанавливаемую пространственную сруктуру исследуе мой жидкости.Известен также вискозиметр, содержащий измерительную систему в виде двух коаксиально расположенных цилиндров, один иэ которых, связан с 30 устройством фиксации момента начала движения цилиндра и привод. устройство фиксации момента начала движения выполнено в виде фотометрической системы,содержащей источник света,расположенный над перфорированным диском, закрепленным на оси внутреннего цилиндра, второй перфорированный диск, расположенный под перфорированным диском на одной оси с источником света. Для определения сдвиговой прочности (как уровня тиксотропного восстановления) к измерительному цилиндру, находящемуся в жидкости с предварительно разрушенной сруктурой,.прикладывается линейной возрастающая нагрузка до момента начала его движения относительно наружного цилиндра. Момент начала движения измерительного цилиндра фиксируется индикатором начала движения и является величиной сдвиговой прочности восстановленной за время измерения струк туры, Вискозиметр данной конструкции позволяет измерить тиксотропный эффект, не сопровождая процесс .измере" ния разрушением восстанавливаемой структуры (2).Недостатком данного вискозиметра является то, что датчик начала дви-Цель изобретения - повышение точности измерения тиксотропии структурированных систем. 10Поставленная цель достигается тем,Приводная часть включает двигательредуктор 15 ао шкивом 16 и ременнойпередачей 17, двигатель-редуктор 18 60с электромагнитной муфтой-шкивом 19и диском 20 на роторе двигателя. 18 иведущий вал 21 двигателя-редуктора 18.В режиме измерения пластической,вязкости и динамического предельного,65 кения работает недостаточно точно, так как фотоэлемент фиксирует начало движения измерительного цилиндра не мгновенно, а при некотором повороте последнего на некоторый угол, величина которого зависит от расстояния между отверстиями в дисках датчика. что ротационный вискозиметр, содержащйй измерительную систему из неподвижного целевого цилиндра, соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устройством Фиксациимомента начала движения измерительного колокола, и приводную часть из двух электроприводов, ременной передачи с электромагнитной муФтой-шкивом, дополнительно содержит на приводном валу электро- привода цилиндрическую втулку со ступенчатым выступом в верхней части,выполненным с возможностью опирания о него штифта, закрепленного на оси измерительного колокола, корпус, жестко соединенный с неподвижным щелевым цилиндром, и связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится изолированный от корпуса и соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фиксации момента начала . движения измерительного колокола выполнено иэ двух электрических контактов, один из которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой - на внутреннем кольце малого подшипника.На чертеже показан ротационный вискозиметр, состоящий из измерительной и приводной частей.Измерительная часть включает неподвижный щелевой цилиндр 1, в полость которого помещен измерительный колокол 2 на, оси 3, закрепленной вкорпусе 4 на подшипниках 5 проходящей с зазором через внутреннее кольцо с укрепленным на нем контактом бизолированного от корпуса 4 малогоподшипника 7 и имеющей в средней части контакт 8, а в нижней части - закрепленную на ней втулку 9 со штифтом 10 и токосьемником 11, пружину12, одним концом закрепленную навтулке 9,а другим - на цилиндрической втулке 13 с выступом в верхнейчасти и реохордом 1425 30 З 5 40.напряжения сдвига прибор работает следующим образом.Исследуемую жидкость помещают в ,неподвижный щелевой цилиндр 1, ус,танавливают его на корпус 4, а на ось 3 устанавливают измерительный колокол 2, вводя его в щелевой зазор цилиндра. Включают двигатель-редуктор 18, ведущий вал 21 которого через пружину 12 вращает измерительный колокол 2 с той же угловой скоростью в направлении М . Так как . при вращении измерительного колокола 2 в исследуемой жидкости возникает сопротивление сдвигу, ось 3 сдвигается относительно ведущего вала 2, на некоторый угол, величина которого будет зависеть от жесткости пружины и сопротивления сдвигу в исследуемой жидкости. Величина этого угла как функция сопротивления сдвигу будет зафиксирована при изменении сопротивления на реохорде 14. Для измерения пластической вязкости и динамического предельного напряжения сдвига достаточно определить значения сопротивления на двух скоростях вращения двигателя 18. Указанные величины находятся известным способом аналитически или графоаналитически.В режиме измерения тиксотропии Прибор работает следующим образом.. Прибор готовят к испытанию как указано выше. Включают двигатель-редуктор 18 на высокой угловой скорости. Однако направление вращения противоположно предыдущему О . При этом цилиндрическая втулка 13 выступом упирается в штифт 10 втулки 9 и измерительный колокол 2 вращается, находясь в жесткой связи с ведущим валом 21. Соответственно, контакт б упирается в.контакт 8 и свободно вра" щает внутреннее кольцо малого подшипника 7. Пружина 12 будет находиться в ненагруженном состоянии. В течение определенного времени происходит разрушение сруктуры исследуемой жидкости. По истечении времени разрушения отключается двигатель-редуктор 18 и включается двигатель-редуктор 15 и электромагнитная муфта 19,которая притягивается к диску 20. При этом крутящий момент со шкива 16 через ременную передачу 17 и электромагнитную муфту 19 будет передаваться на ротор двигателя 18. Однако на-, правление вращения двигателя 15 таково, что он вращает ротор двигателя .18 в направлении,противоположном направлению в режиме разрушения (т.е.в направлении и). Так как скорость вращения ведущего вала 21 двигателя 18 будет очень мала, а исследуемая жидкость, восстанавливая прочность, будет создавать сопротивление перемещению в ней. измерительного ко- локола 2, последний будет оставатьсянеподвижньм, в то время, как ведущий вал 21 будет закручивать пружину 12 с постоянной угловой скоростью Измерительный колокол 2 будет находиться под действием линейного возрастающего крутящего момента. Когда его величина достигает значения прочности структуры, колокол сдвинется, контакты б и 8 разомкнутся и произойдет Фиксация достигнутого значения прочности структуры исследуемой жидкости по сопротивлению на реохор . де 14. Повторяя измерения при различных скоростях вращения двигателя-редуктора 15,можно получить ряд значений прочности сруктуры эа раз- личное время отдыха.Использование в приборе закрепленной на валу привода цилиндричес" кой втулки со ступенчатым выступом и штиФта, закрепленного на оси изме. рительного колокола электроконтактного устройства регистрации начала движения измерительного колокола, позволяет увеличить точность иэмере ния тиксотропии.Формула изобретенияРотационный вискоэиметр, содержащий измерительную систему иэ не" подвижного щелевого цилиндра,соосного с ним измерительного колокола, связанного посредством оси с устрой. ством Фиксации момента начала движения измерительного колокола, и приводную часть из двух электропри" водов, ременной передачи с электромагнитной муФтой-шкивоы, о т л и -5.ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерения тиксотропии структурированных систем, он дополнительно содержит на приводном валу электропривода цилиндрическую втулку со ступенчатым выступом в верхней части, выполненным с возможностью упирания о него штиФта, закрепленного на оси измерительного колокола, корпус, жестко соединенный с неподвижным щелевым цилиндром, и связанный с осью при помощи двух подшипников, между которыми находится .изолированный от корпуса и.соединенный с осью посредством контакта малый подшипник, а устройство фик сации момента начала движения измерительного колокола выполнено из двух электрических контактов, один из .которых закреплен на оси измерительного колокола, а другой - на внутрен25 нем кольце малого подшипника.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 331287, кл. С 01 И, 11/10, 1969.2. Авторское свидетельство СССР9 б 73889, кл. С 01 Б 11/14, 1978