Вискозиметр

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН це аг ЗШ С 01 Я 11/14 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВИДЕТЕЛЬСТВ У АВТОРСКОМУ поЛенирасстиСССР 3. СС(71) Харьковский ордена Лениналитехнический институт им. В.Ии Московский ордена Трудовогоного Знамени технологический итут пищевой промышленности(56) 1Авторское свидетельствУ 113787, кл. С 01 О 11/10, 192. Авторское свидетельствопо заявке В 3493350/18-25,кл. С О 1 И 11/14, 1982 (протот(54)(57) ВИСКОЗИМЕТР; содержащийпомещенные в .термостат неподвижныйцилиндр с гильзой, поршень, снабженный винтовым механизмом, ротор, снабженный приводом и устройством для измерения угла поворота, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, поршеньвыполнен в виде цилиндрической втулки, связанной с винтовым механизмомчерез упорный подшипник, а ротор уосновайия имеет выступ, на которыйустановлено кольцо, при этом торцовыеповерхности втулки и кольца, обращенные одна к другой, а также боковыеповерхности их со стороны ротора исам ротор имеют зубчатые шлицы аналогичного выполнения.Изобретение Ьтносится к техникеизмерения реологических свойств пищевых продуктов, а именно к ротационным вискозиметрам для маслосодержащих материалов, жиросырья, фруктов и овощей и может быть использовано в различных отраслях пищевойи мясомолочной промышленностей,Известен вискозиметр для исследования структурно-механических 10свойств теста, состоящий из помещенного в термостат неподвижногоцилиндра с гильзой, поршня, снабженного винтовым механизмом для его вертикального перемещения, ротора, снаб - 15женного приводом и устройством дняизмерения угла его поворота Г 13Недостатком известного вискозиметра является наличие донногоэффекта, возникающего в слое испытуемого материала, находящегося в коаксиальном заэоре и над ротором, вносящего большую погрешность в опре.деляемые реологические характеристики, так как при нахождении реологических свойств по угловой скорости,вращения ротора, крутящему моменту игеометрическим размерам коаксиального зазора рассматривается материалтолько в коаксиальном зазоре и не учи 4тывается материал под ротором и его,влияние на эамеряемые параметры,Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности является вискозиметр, содержащий помещенные в35термостат неподвижный цилиндр с гильзой, поршень, снабженный винтовыммеханизмом, ротор, снабженный приводом и устройством для измеренияугла поворота 2 .Недостатком известного вискозимет.ра является наличие относительногодвижения (проскальзывания) материала по фторопластовой прокладке ивтулке, находящейся в нижней части45цилиндра, при его вращении совместно с ротором, так как в процессевтулки) цилиндра, а при существовании трения между ним и материаломон вращается с материалом как единое50целое, устраняя проскальзывание ма. -териала о нижнюю часть цилиндра.ГВыполнение зубчатых шлицов наторцовых поверхностях втулки икольца, обращенных однак другой, 55позволяет сжимаемому материалу приконтакте с этими поверхностями зайтив углубления между зубьями, увеличив поверхФость трения контакта, что полностью ликвидирует проскальзывание материала относительно колец при их совместном вращении с ротором и дает возможность создать большой сдвиг относительно стенки гильзы при высоких давлениях, а значит замерить большие вязкости и напряжения сдвига.Нарезка зубчатых шлицов на боковых поверхностях втулки и кольца аналогичного выполнения с боковой поверхностью ротора дает возможностьвтулке и кольцу совершать возвратнопоступательное движение как по направляющим и обесПечивает совместноевращение колец с ротором при еговращении как единого целого.Аналогичное выполнение зубчатыхшлицов на торцовых поверхностях втулки и кольца, обращенных одна к другойи боковой поверхности ротора обеспечивает равный захват материала шлицами, а значит создает равновеликоетрение взаимодействия материала сэтими поверхностями и предотвращаетвозможный его срыв, который мог бывозникнуть при различных зубьях шлицов, следовательно, и сил трения.Таким образом, совокупность перечисленных признаков позволяет исследуемому сжатому материалу, находящемуся н коаксиальном зазоре, вращатьсясовместно с ротором, поршнем и кольцом как единое целое с отсутствиемотносительного движения (проскальзывания), кроме поверхности гильзы,т,е. полностью устранены неучтенныеусилия, затрачиваемые на проскальзывание и донный эффект, которые вносятпогрешности в определяемые реологические характеристики. Материал определения реологических свойств вращающийся ротор вовлекает во вращениеиспытуемый материал, который скользит по неподвижным фторопластовойпрокладке и втулке. В результате возникает дополнительная сила трения,возрастающая с ростом давления наматериал. На преодоление этой силытребуется дополнительное усилие,следовательно, завышается определяемый крутящий момент на ротор, чтоискажает расчетные значения определяемых реологических характеристик.Цель изобретения - повышение точности измерений,Эта цель достигается тем, что ввискозиметре, содержащем помещенные11174в термостат неподвижный цилиндр с гильзой, поршень, снабженный винтовым механизмом, ротор, снабженный приводом и устройством для измерения угла поворота, поршень выполнен в ви. де цилиндрической втулки, связанной с винтовым механизмом через упорный подшипник, а ротор у основания имеет выступ, на который установлено кольцо, при .этом торцовые поверхности 1 О втулки и кольца, обращенные одна к другой, а также боковые поверхности их со стороны ротора и сам ротор имеют зубчатые шлицы аналогичного выполнения. 15Выполнение поршня в виде цилиндри. ческой втулки дает возможность ему двигаться в коаксиальном зазоре между ротором и гильзой и сжимать материал, находящийся в этом зазоре, 2 О при поступательном и вертикальном перемещении, что полностью устраняет донный эффект.Связь цилиндрической втулки с винтовым механизмом посредством упорного подшипника обеспечивает вращение поршня относительно винтового механизма. вокруг оси цилиндра и при наличии трения между исследуемым материалом и поршнем позволяет последнему вращаться с материалом как единое целое, устраняя относительное движение между ними.Выступ у основания ротора позволяет на нем закрепить нижнее кольцо, которое отсекает материал от основания (фторопластовой сдвигается и может скользить только относительноповерхности гильзы,На фиг. 1 схематически изображенпредлагаемый вискозиметр, продольныйразрез; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б нафиг. 1. Вискозиметр состоит иэ неподвижного цилиндра 1 со вставленной гильзой 2, помещенного в термостат 3. Внутри цилиндра 1 размещены ротор 4 с закрепленным на выступе 5 у основания кольцом 6, примыкающим к гиль 50 зе 2, и поршень 7, состоящий из цилиндрической втулки 8, водил 9 с общей ступицей 10, на которую надет упорный подшипник 11, связывающий поршень 7 с винтовым механизмом 12. 55 Упорный подшипник 11 позволяет поршню 7 вращаться совместно с ротором 4 вокруг оси цилиндра; а винтовой 88 4механизм 12 обеспечивает вертикальное перемещение поршня. Гильза 2, ротор 4, втулка 8 поршня 7 и кольцо 6 создают коаксиальный зазор, в котором находится исследуемый материал. На поверхностях кольца 6 и втулки 8, обращенных одна к другой, нарезаны зубчатые шлицы 13 и 14. Одновременное вРащение кольца 6 и втулки 8 с ротором 4 обеспечивают зубчатые шлицы 15 и 16 на их поверх- костях со стороны ротора и зубчатые шлицы 17 на поверхности ротора 4, причем зубья шлицов втулки и кольца заходят соответственно в пазы между зубьями ротора. Все зубчатые шлицы 13 - 17 имеют аналогичное выполнение. Ротор крепится на приводной валик 18, который установлен в радиальных шарикоподшипниках 19 и вращается под действием грузов 20 через блочную систему и шкив 21. Для остановки и фиксации привода ротора служит стопор 22, а угловая скорость вращения ротора определяется с помощью перфорированного диска 23, фотоэлемента 24 и осветительной лампы 25. Рабочие элементы вискозиметра установлены на основании 26, Давление и температура в материале контролируется термотенэодатчиком 27.Вискозиметр работает следующим образом. В термостат 3 подается термостатирующая жидкость. По достижении требуемой температуры, которая контро- лируется с помощью термотензозадат" чика 27 в коаксиальный зазор между гильзойи ротором на кольцо 6 помещается погретый до требуемой температуры исследуемый материал. В цилиндр вставляется поршень 7 таким образом, чтобы зубчатые шлицы 15 втулки 8 вошли в контакт (зацепление) с зубчатыми шлицами 17 ротора 4. С помощью винтового механизма 12 поршень по шлицам перемещается вниз сдавливая материал. В процессе сдавливания материал заполняет пространство между зубьями шлицов 13, 14 и 17, за счет чего увеличивается 1 оверхность трения контакта с поршнем, ротора и кольцо и захват близлежащих к ним слоев материала. По достижении давления, контролируемого термотензоэадатчиком 27, в диапазоне которого снимаются реологические характеристики, прекращается сжатиево врац;ение испытуемый материал. Начало и скорость вращения ротора через отверстия перфорированного диска23 посредством воздействия осветительной лампы 25 на Фотоэлемент 24регистрируются самопишущими приборами, По величине грузов 20, моменту начала вращения ротора и частотеего вращения определяют вязкость материала, напряжение сдвига, величиныпристенного скольжения гильзы по известным методикам. Предлагаемый вискозиметр позволяет определять действительные реологические характеристики маслосодержащих материалов, которые необходимы для оптимизации и конструирования аппаратов и машин. 5 1117188 материала винтовым механизмом, В этот Момент материал, поршень, ротор и кольцо представляют собой как бы единое тело, Отводом стопора 22 сни мается фиксация перфорированного диска 23, валика 18 и ротора А. На Мить через блочную систему и шкив 21 под- вешивают постепенно увеличивающиеся грузы 20 до начала вращения ротора. В момент начала вращения ротор 4 10 зубчатыми шлицами 17 передает крутящий момент кольцу 6 через зубчатые Шлицы 16 и поршню 7 через зубчатые шлицы 15, которое вращается относительно винтового механизма 2 Вследствие расположения межд-. ними упорного подшипника. Врацаюшиеся ротор, поршень и кольцо зубчатыми шли - цами 13, 14 и 17 толкают и вовлекают1117488 Составител Техред М. Г В. Вощанкель Редактор О. Черничен Корректор, М. Роэман Закаэ одписно илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,7/26ВНИИПИ Госудпо делам и3035, Москва Тираж 822 Прственного комитета СССРобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4