Ротационный вискозиметр

Союз СоветскинСоцмапистнчвскннРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл, С 01 й 11/14 с присоединением заявки РЙ Ьоударстюный квинтет СССР(23) Приоритет оо делам нэобретеннЯ н открцтнЯОпубликовано 30.06.82. Бюллетень М 24 Дата опубликования описания 30. 06, 82,(53) УДК 548 137(54) РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР Изобретение относится к измере-ниям реологических характеристикжидкостей и вязкопластичных материалов и может быть использовано какв автоматических технологическихлиниях по переработке пластмасс, таки в лабораторных условиях,Известен ротационный вискозиметр,содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный содним из звеньев дифференциальногомеханизма, второе звено которогосвязано с электродвигателем, а третье - с измерительным устройством с 13Недостатки указанного вискозиметра - невысокая точность измеренийи суженый диапазон измерений из-завнутренних потерь в измерительнойузле. Наиболее близким к предлзгаемсиу является ротационный вискозиметр, звенья которого связаны соответственно с электромотором, измерительным приборо, помещенным в исследуе-мую среду, и через импульсатор - синерционным звенсм и с регистрирующим устройством 121,Недостатксм известного вискоэиметра является то, что с расширением диапазона исследования умень"шается точность измерения, Это обус"ловлено тем, что с изменением вязкости исследуемого материала изменяется скорость вращения входного валаимпульсатора, следовательно, и частота пульсирующего вращения инерционного звена, Непостоянство ча"с-оты пульсирующего вращения относи"тельно скорости вращения измерительного цилиндра приводи; к разным дина"мическим характеристикам прибора вдиапазоне исследований, что приводит 20 к разной величине погрешности, вноси"мой в показания прибора. Цель изобретения " повышение точ"ности измерений при расширении ди 3 94000 апазона измерения (сохранение постоянной величины погрешности на всем диапазоне измерения).Указанная цель достигается тем, что в ротационном вискозиметре, содержащем дифференциальный механизм, звенья которого связаны соответственно с электромотором, измерительным цилиндром, помещенным в исследуемую среду, и инерционным звеном, 10 регистрирующее устройство в виде счетчика числа оборотов инерционного звена и импульсатор, импульсатор установлен между электромотором и входным звеном дифференциального 15 меха низма. На чертеже изображен ротационный вискозиметр, разрез.Ротационный вискозиметр содержит подвижный цилиндр 1, соединенный церез дифференциальный механизм с синхронным двигателем 2 и с инерционным звеном 3, Дифференциальный механизм состоит из центральных колес 4 и 5, сателлитов 6, свободно посаженных на крестовину 7, водила 8, связанного через шестерни 9 и 10 и через импульсатор в виде двойного универсального шарнира - с электроЗО мотором 2. Двойной универсальЬый шарнир состоит из ведущего звена 11. промежуточного звена 12, вилки ко - торого расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях, и ведомого звена 13. Оси ведомого 13 и ведущего 11 звеньев параллельны. Перемещение оси вращения ведущего звена 11 параллельно оси вращения ведомого звена 13 универсального шарнира4 О осуществляется с помощью опорного диска 14, свободно установленного в расточке корпуса прибора и снабженного на своей боковой поверхности зубьями 15 взаимодействующими с червяком 16, В опорном диске эксцен 45 трицно с эксцентриситетом а в расточке 17 крепится двигатель 2. Ось опорного диска 14 параллельна оси ведомого вала 13 универсального шарнира и отстоит от нее на некоторое расстояние О, равное величине эксцентриситета крепления двигателя 2 в опорном диске 14. Вал соединен с ведущим звеном 11 универсального шарнира посредством шлицевого соедине ния 18. Число оборотов инерционного звена 3 измеряется, например, Фотоэлектриче"ким способом, с помощью 7 аосветителя 19, перфорированного диска 20 и фотоэлемента 21.Вискозиметр работает следующим обра зом.Гсли к цилиндру 1 приложен момент сопротивления М 1, ( т. е. цилиндр погружен в исследуемую среду), а уголмежду звеньями универсального шарнира равен нулю, то сателлиты 6, свободно обкатывая центральное колесо 7, вращаются вокруг своих осей и вращают инерционное звено 3 с максимальной угловой скоростьюз -фв(где Ф - угловая скорость вращения3инерционного звена 3;Ф - угловая скорость вращенияВводила 8.При этом вращение цилиндру 1 не передается, Далее посредством вращения червяка 16, который, поворачивая опорный диск 14, смещает. ось вращения ведущего 11 относительно оси ведомого 13 звеньев универсального шарнира, изменяет уголмежду звеньями шарнира. В связи с наличием угла между звеньями универсального шарнира ведомое звено 13 совершает вращательное движение с переменной угловой скоростью, Амплитуда переменной угловой скорости зависит от углаи пропорциональна ему. Вращательное с переменной угловойскоростью движение звена 13 создает вращение с переменной угловой скоростью инерционному звену 3, на котором возникает инерционный момент М, байЭ=7,где Э - момент инерции инерционногозвена относительно оси вращения,39//Ю- изменение угловых скоростейинерционного звена.С увеличением углаувеличивается изменение угловой скоростиЙ/дС, а следовательно, и инерционного момента М и когда он превосходит М, цилиндр 1 получает вращательное движение. В силу того,цто моменты на центральных колесах4 и 5 симметричного конического дифференциала равны, тоЯМ сййоМ =М или - =Э - ,Ъ Кгде М/- угловая скорость измерительного цилиндра 1:1 - вязкость исследуемого материала,.К " константа прибора, зависящая от его геометрическихпараметров.Из сопоставления значения равновесных моментов видно, что величина вязкости исследуемого материала прямо- пропорциональна угловой скорости вра 1 О щения инерционного звена 3, которую определяют Фотоэлектрическим прибором 19-29-21 со шкалой, проградуированной в единицах вязкости. Изменяя угол о между звеньями универсального шарнира, изменяют скорость вра 15 щения измерительного цилиндра 1, а значит и деформацию сдвига в исследуемом материале. При этом сохраняется частота пульсирующего вращения, равная частоте пульсирующего вращения ведомого вала 13 универсального шарнира.Таким образом, в известном ротационном вискозиметре частота пульсирующего вращения инерционного25 звена и измерительного цилиндра является величиной переменной и изменяется пропорционально изменению средней угловой скорости инерционного звена. Следовательно и погрешности, 50 вносимые динамическии характеристиками в показания прибора, разные, цто уменьшает точность измерений при расширении диапазона измерений. В предлагаемом вискозиметре частота З 5 пульсирующего вращения инерционного звена и измерительного цилиндра является величиной постоянной и пропорциональной угловой скорости приводного вала двигателя. Следователь- о но, погрешности, связанные с частотой пульсирующего вращения в по 07 6казаниях прибора, не зависят от ско рости вращения измерительного цилиндра и являются величиной постоянной, что повышает точность показаний во всем диапазоне измерений.Предлагаемый вискозиметр позволяет получить полНую информацию по реологическим свойствам полимеров с высокой точностью измерений, что весьма важно при выборе оптимальных технологических параметров переработки полимеров и композиций на их основе, а также для расчета энергетических затрат перерабатывающего оборудования.Формула изобретенияРотационный вискозиметр, содержащий дифференциальный механизм, звенья которого связаны соответственно с электромотором, измерительным цилиндром, помещенным в исследуемую среду, и инерционным звеном, регистрирующее устройство в виде счетчика числа оборотов инерционного звена, импульсатор, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерений при расширении диапазона измерений, импульсатор установлен между электромотором и входным звеном дифференциального механизма.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРН 225591, кл. С 01 М 11/14, 1968.2, Авторское свидетельство СССРЮ 640175, кл. С 01 й 11,/14, 1976940007 Составитель А.СобоЛевРедактор М.Голаковски Техред Т, Маточка Корректор М,Демчик 5/3 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Заказ Филиал ППП Патент , г. Ужгород, ул. Проектная,