Вискозиметр

СООЗ СОВЕТСКИХ СО 5 И".5 дя 1 и тдЕ к ,дхРЕСПУЕЛИ ГОСУДАР СТО НЬ ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯ ПРИ ГКНТ СССР и КОе,щд 1 ТГТЕд 1 и ОТКРЬ 1 ТИЯЕl д "Л, 4 с, ,;, еф"-д, - :"дг"Гс"ЮРУ= Г 1 ЬГЕ:дддддддддда,.д.ддддддд ,.ддд ддд-.дд ддддд:дед;. ддаи: д:дед. л. к=- ,ДФ.=д 1 К АРТОРСКО Беол. % 32 08 ПРОИЗВОД Олскно имов и Н. И. е свидетел ьс.( О 1 Д 11/94 е свидетельс л, Г 01 М 11/ Гве 1 ноб ьедиСтог Яссда СССР д д 8 Ь,57) Испол Я Р 80- д 8 рд.ддд льный д 1 д. дд РОТИВ" логических Сущноть канал экс ОбРОдным дт-льМеся Ь 1 й 21) 4821741/2,72) Р. Д, Еф86) АвторскоМ 968703, клАвторскоМ 1376001, к 3 И 11 Л,- г Рзовяние: для спределенисвойств расплава пслиедИэсбрЕтЕ 1- я; ИЗМЕрйтСрузионной камеры со 611каналом ч 8 р 83 ГидрссспОром и рсисхО,д 1 ит принудг слоев расплава 1 ол 1 Изсбретение относ 1 тся к Ооласти измерительной техники и может быть использовано для определеня реологиче 1.Их свойств полимеров.Известен вискозиметр, садержащий термастат с экструзионной камеоой, поршень с гсузами, следящий электрспривсд, состоящий из ходового винта, электродвигателя, червячного редуктора и усилителя СЛЕДЯЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДЭ, ИМПУЛЬСНОгс датчика, процессора, аналого-цифрового преобразователя, пульта ввода и: формации, принтера, информационного табло. 50- довой винт перемещается гайкой, выполненной в теле червячного колеса редуктора, приводимого в движение от электродвигателя,Известен вискозиметр, содержащий термостат с экструзионной камерой, плунГлун);бром, ВЬСЛН 8511 Ь 1 м В ВИД 6 1, ,11 Н ". поршняд сбдрэзуГдЩ 8 ГГ 5 д., 1;зк 161 д.1;дтепьнНЭЛОЕИ И дедХОДНОИ ЧадстЬ 0 ЗкстУЗ"О "1ка- Е.16 РЫ ДВО 11 Нд 10 ПР, 1;ЗИОННУ 10 ТО 1 ЩУ."5 д ГЭр, я Гидрокямеся рэсполОжен- В ГОЛОВнои части плунжера и кснтэктису 6 т с 1.;:" ПЛЭВОМ ПОЛИМ 6 Рад ВЫХОД Же ГИ,РСКЭ,":дч Ч СОЕДИН 8 Н С ВХОДОМ ДЭТЧИКЯ СИд.Ь 1, ВЬХод Ксторога "Эрез аналого-цифровой преобразовате:1 ь :6:, 1 ен стегрятср е., причем Суед 1;да 5.чд 106 д Зн: 1, д . ". "ИЛ:ДВИГЭ ВО Врем 8 НИ ПООХОХ:ДВН 1 Я П ., 1 ВРЯ П М 0 ЦИОНЭЛЬ 1 до ВВЛИ д 1 НО ДидддЭЬ 11 д 6 .Кой В; ЗКОСТИ рэспдлэвэ полимера при условии ЯЯДэния СЛВДЯЦ 1 ПЭИВО:.Г, дОСС. 1 Н". СКОРОСТИ плунжеса Ссесд 161 ИВЭГС 1 це ". ВМХО:, фИКСИРУ- ОМОЙ СИЛЫ СДБИ "Э "д" д"=. ОЭСПЛЭВЭ ПОЛИМ 6 РЭ НД СТЭЦИС ЭРН 1 1 Д, ГдСХ ИДИ НЯЗЭ Э 1 Д,И ", 1 От НЭ правления дзи ен ".я П 1 н;к ГГЯ,1 л,жерд следя щии эле ктрспри ВО Ц, ссс додя д 51 и ИЗ ШЭГОВОГО ДВ 11 ГЯТЕлдЯ Г ЧЕРВЯЧ 15 ЫМ Ре;.У КтсРОМ, ХОДОЗОд 0 ВИНТЯ, ДЯТЧИКЭ С 151 а, ПР 01,.-.," соса, анэлс О-циф 11 сдвоО 1 Оесбрэ Г Вэтеддя, ПУЛЬТЭ ВВОДЯ ИНфОРМЭЦИ 1:. П.д 11 теса, ИН- формационного табло,;: . де 1 утэт,.рл обмоток шагового двигэтел 51, дег 11 стРЯ хРЯ 6 и ИЙЧддОРМЭЦИИ О Э;РЯВЛ 61 ИИ П 6 РВЕ.;егна-.глунжерэ, пОесбр 30 Бэтеля д 3011 ч.0;ь кд:. В число импУльссв, Р 8 ГистРЯ хсдд Н 15 и 4 фоРмаЦии о ье ич 11 с пеР 616 ц;Г;д Я пл 5 1- жеРЯ, Уп Рэвл Яемс го по часто Ге Ге;1 ВРзт дз даКТОВЫХ ИМ"УЛЬГГ В, 06 ГИ;Г 05 Х;иеи 51 ИН" фоРеиэЦии 0 сксРос;и П=.Ремед; иЯ пл х .;. ра, Прйдэдк 1,дтч 1 д",ддлед Свдс КП 011 С 01: соединен с ХГдсвдые 1 Вин;ОмВхОДсм с 08 динен с плУнжеРсмд э э".6 т;11 .6- ским Выхсдсм с э 1 аддОго-едд 1 дд 100 вды ъ 1 Г 0606- Ра 3 0 В Э ТЕЛ 6:, Ш а 1 О В Ы й Д В И Г - Тед:, ь С Б О , Мвалом соединен с входным налом червячного редуктора, а обмотками - с выходом коммутатора, первый вход которого связан с зыходом регистра хранения инфо.,акации с направлении перемещения поршня, а второй вход связан с выходом преобразовате. ля двоичного кода в число импульсов. преобразователь информационным входом связан с выходом регистра хранения информации о величине перемещения поршня, а тактовым входом - с выходом управляемого по частоте генератора тактовых импульсов, вход которого связан с Выходом регистра хранения информации .: скорости перемещения плунжера, при з.; 1 регистры своими входами присоедищвы к выходу процессорон,Наиболее близок к предлагаемому вискоэиметр, содержащий термастат с проточной двухканальной зкструзиснной камерой, плунжер, сбеспечина 1 сщий сдвиг слоев расплава В зазоре между сваей наружной поверхностью и поверхностью камеры, следящий электропривод, состоящий из шагового двигателя с червячным редутором и ходового винта, реверсивную гидрокамеру, датчик силы, процессор, аналого-цифровой преобразователь, блок Ввода информации, принтер, информационное табло, коммутатор обмоток шагового двигателя, регистр хранения информации а направлении перемещения плунжера, преобразователь двоичного кода в число импульссь. регистр хранения информации а величине перемещения плунжера, упоавляемого па частоте генератора тактовых импульсов, регистр хранения информации о скорости перемещения плунжера, причем датчик силы механически связан с плунжерам и ходовым винтом, а электрическим выходам - со входам аналого-цифрового преобразователя, шаговый двигатель своим валом соединен с ВХсдНЫМ НадаМ ЧЕрняЧНага рЕдуКтара, а Обмотками - с выходом коммутатора, соединенного первым входом с выходом регистра хранения информации о направлении перемещения плунжера и нторым входом - с выходом преобразователя двоичного кода В число импульсов - через таймер и сумматор импульсов; преобразователь двоичного када в число импульсов информацианны 14 входам связан с выходом регистра хса; ен;ъ информации о величине перемеще: и 1 плун.жера и тактовь 1 м входом - с выхода 1; и;, анляемого по частоте генератора тактовых импульсов, вход которого саединеч с выходом регистра хранения информации с карости перемещения плунжера, при этом Вс,: регистры своим входом присоединены к третьему выходу процессора. Второ 1; т аетий выходы которого подключены, соответственно, к принтеру и к информационному табло.Данный вискозимегр макет быть ис пользован при непрерывном измерениивязкости расплава поликапааамида на выходе из аппарата непрерывной полимеризации, При уплотнении выходящей за прслелы измерительного канала, асти плунжера и 10 кар 1 а дГ,хканальнсй Зкструзиснна 11 камеры, предотвращаюнего окислен 1 ле или проникновение расплава паликапрсамида в корпус Гермостаа, при -.;Вижении Гг лунжера Возникает неучтенная пс Веллчине и 11 рачс 11 п н процессе автзматического слежения зазаданной нагрузкой на плу 11:еа сила тое ния, что снижает достоверность измерений,Цель 1 О изобретения является повышение достсвег Ости измерений.20 Поставла;ная цель достигается тем, чтоВ устройства, содержащее тпрмостат с проточной двухканальной зкструзионной камерой, имеющей измерительный и обвсцной каналы, плунжер, следящий электрапривод, 25 состоящий из шагового двигателя и чеовячного седуктора, реверсивную гибкую гидро- камеру, блок ввода информации, принтер, информационное табло, коммутатор, счет:.;к импульсон, таймер, преобразователь ЗО,пвсична 1 о кода в число и 11 пульсан, управлямч й пс частоте генератор, три регисгра, зн:1 лагс-цифраэс 14 преобразователь и да ллк силы, закрсг 1 лгнный к сси червянага ,.Вгр ктсра и к плунжеру и падсаединеннь 1 й 35 В. Одам ко вхсду анаг 1 агс-циррсвсгс преобразователя, процессор г 1 одключен перл чг В, П 1 аг 4 КЫхаду бГ 1 ОКВ В.Ода 1411 фар 11 ации, г 1 ернь 1 й и ВГО;.ым вь 1 х,.;ами - к Входам, саатнетс Гвен но, Г 1.11 нтера и ин фрмэ 1 ионного габло и ретьи;1 выхср 1 см;с Входам регистров, вь;ход пеовсгс регистра ссед 14 нен с инфср 1 РВ.лсг 141 ым Вхс,смкс."4 муатсаа Выход Второго рег 1,,1 ра псд соединен к инфсрмационнок у ходу преаб разователя двоичнсгс када ь числаимпульсов подключенного Выхода 4 к счетному входу счетчлка импульсов и Вторым :хлда 14 к Выходу уГ 1 равляемсГО Г 1 О часГоте 1 е 1 ераторг, вход которого соединен с выхс- .О да , 1 ретьега ре:истра, Выхс,. Счец 14 и;.Пуяасао Падкл 1 СЧЕН Ка ВХО; у тайМЕра, ВЫХОД катарага соединен с уп;,гвляюци ч Входам КО 1 мутатара, подсоединенного ВВ 1 хсдсм ка входу ша 1.снагсдвигателя, Введены интегра тор и гидрсссп,".Отивление из":ери 1 ельныйканал проточной двуканальной з;ст".узион:1 с: камеры сседи,ен с сбва ным канал 1 сл ч Зез ГидрссспрО;.4 вление, 11 лунжер Выпал .ЕН;:.Идв ЕвайНОГО ПСОШНя а Енсп 1 -1 Ги Ьк: ,.1 Гидг акамера рассолае 1 д 1. Гл10 15 20 25 40 аной части плунжера и контактирует с расплавом полимег:, выход реверсивной гид- РОКаМЕРЫ ЕЬ .,чЕСКИ СОЕДИНЕН С ВХОДОМ датчИКЗ СЛЫ; ькад акаЛОГО-ЦИФРОВОГО п.еоб;аз;)ватг:",я с;единен со ВхОДОм интеграт(3,".асдкл,с нного Выходом ка второму Вха.;:; и,:,.-:сс .ра,;:а .:е:те. : г:,;.едставлена функциональна-:,зх: :;, .скозиметра, Вискозиметр сод: ржи. т:-,рмостат 1 с экструзионной каме ой 2, п: нжер 3 с гидрокамерой 4 в ви,ве с,.Вьз или мембраны. соединенной :. а,ал-м с в.;г ом датчика 5 силы, ходовой .ъж; " л ьчнь й редуктор 7, шагавый дви;атель д, а:.,а, го-цифровой преобразователь р ,г 1) ;,:тегратор 10, процессор 11,Д;бла. Ввода ьдфармэции, принтер 13, ин:; ормациакког абла 14, коммутатор 15 обмоток шагового двигателя, первый регистр 1". Хранения информации о направлении перемещения плунжера 3, преобразовательдваичнога кода в число импульсов, второй регистр 18 хранения информации о ве." ике перемещения плунжера 3, управляемый по частоте генератор 19, третий регистр 20 хранения информации о скорости пере,.е.зекия плунжера, таймер 21, .,:е-чик 22; , , сав, Экструзионнэя каме,а 2 име;: г ;з.е:.;ительный канал 23 и обводнай какал .4, соединяемые между собой:.Тчик ". илы своим корпусом соединен с -1 ик. Оам 3 и с ходовым винтом 6, ахадоъ. механически соединек с гидрокамерай 4 плункеаа , а злектрическим выходом ;оединсн через акал-,га-цифровой преабра: ователь 9 ср зиеев,; интегратора 10. Шаговый двигатель 8 с,оим валом соединен с червячным редукта,ам 7, а обмотками - с выходом коммутатор 15, вход которого связан с выходом герзьга регистра 16 хране;.;я икфсрмации о направлении г.е",вмещения "луккера 3. Второи вхОд каммута гора 15 через таймер 21 и счетчик 22 импульсов связан с вьходам преобразоВа;.:,ля "7 двоичного када в число импульсов, Греобразават".:,л:. 17 информационным входом связан с Вьс;:адом второго регистра 18 хранения информации о величине перемец. е.ия плукжера ь а тактовым входом - с выходом уг;ра:-л;.емаго по частоте генератора 19, вход;л;.араго соединен с выходам третьего регистра 20 хранения информации о скорости перемещения плунжера 3. Регистры 16, 18, 20 своим входом подсоединены к первому выходу процессора 11, подключенного первым входом к выходу блока 12 ввода информации, вторым входом - к выходу интегратора 10, вторым выходом- ко входу принтера 13 и третьим выходом -ко входу информационного табло 14,Бисказиметр работает следующим образом,Расплав поликапроамида, проходя адно из отверстий фильеры литьевого насоса.попадает в термостатируемую зкструзионную камеру 1, стабилизируется по температуре, заполняет измерительный какал 23 сплунжером 3 и направляется через обводной канал 24 в литьевую Ван у на ахлажд"ние.Через блок 12 вводят в память,роцессара 11 велиь ну заданной скоросп пла;жера 3, как в одну, так и в другую сторонуего движения, причем скорости могут бытьразными по величине. Запускается следящая система с шаговым двигэтелем 8. Ходовой винт 6 двигает вниз плунжер 3, которыйвытесняет из зкструзионной камеры 2 расплав через гидрасопротивление 25, Возникающее при давлении плунжера 3 нарасплав усилие передается через гидракамеру 4 на тензопреобразователь - датчик 5силы, воздейсгвует на мембрану тензапреобразавателя, вызывая ее поогиб и изменение сопротивления тензорезисторов,соединекнь 1 х в мостовую схему, а такжепропорциональный усилию электрическийсигнал.Так как геометрические размеры измерительного канала 23 зкструзионнойкамеры 2 и гидрасапротивления 25,. Выполненного, например, в виде сквознойщели постоянной площади поперечного сечения и длины, неизменны. то сигнал О навыходе датчика 5 силы пропорционален напряжению Р сдвига слоев расплава, в установившемся режиме, т.е.=АР =А - ,Ргде А - чувствительность системы измерения, МВ Н/см",Е - сила сдвига, Н;Я - площадь трения, см .2Зависимость между напряжениемсдвига и сигналом тензопреобоазователядатчика 5 силы может быть выражена в виде"=ЙФгде В - постоянная времени системы ,: черения.Отсюда площадь, опись:.":;:м.-.;:; .Ойизмерения сигнала О во врем;:циональна вязкостирасплгРбь. --О.то л 7 оС выхода датчика 5 силы си г:. и;.",.пает на вход аналога-цифров:, , ре:, . ;свателя 9, затем суммиоует;: .;. г:ре:., 1758512;" г; интегратором 10 и подается на второй вход процессора 11, который сравнивает величину заданной скорости сдвига и фактической, 1 ассчитывает регулировочнь 18 парг; етры и засылает рассчитанную информацию в регистры 16, 18 и 20, Информация о направлениии перемещения плунже а с выхода первого регистра 16 поступает на первы:", вход коммутатора 15, по сигналу с выхода которого осуществляется изменение направления вращения шагового двигателя 8,На второй вход коммутатора 15 с преобразователя 17 ДБЖчного кода через счстчик 22 и таймер 21 поступае сигнал В виде импульсов, причем количество импульсов в пачке задается двоичным числом, записанным во вором регистре 18 хранения инфо.- мации о величине перемещения плунжера 3. В результате чего вал шагового двигателя 8 повернется на число шагов, соответствующее числу импульсов в пачке, Скорость вращения вала шагового двигателя 8 определяется частотой следоания импульсов внутри пачки, которая устанавливается управляемым по частоте генератором 19 Б соответствии с вали 1 иной 1 двоичного числа, записанного в третьем регис-.ое 20 хранения информации о скооости перв".ещ 811 ия плунжера 3.При прохождении заданно;а количества шагов шагового двигателя й, ,е, количества поданных ") пуп сов характеризующих ход плунжера 3, счет 1 ик 22 выдает сигнал на таймер 21 который отключает шаговый двигател 1.:."Ьиз;л 811 яет направление его вращения, БС 1 держивае; заданное время. Ходовой винт 6 переме 1 цает плунжер 3 вьерх, Расплав всасьгааегся через гидросопротивление 25, а так как в гидрокамере 4 от высокой температур=. Возникло давление, сигнал от которого соалансирован в измерительной моставсчл схем ДО НУЛЯ, та ПРОИСХОДИТ РаСШИРЕНИЕ ГИДПО- камеры 4 и снижение давления, Сигнал Отрицателен по знаку и суммируегся в интеграторе 10 В виде площади, прог орциональной динамической вязкостл.При установившейся скорости наступа ет с учетом постоянной времени измерительной , системы состояние, характеризующееся и постоянной величиной усилия сдвига. Таким образом, через процессор 11 по программе задается, устанавливается, обеспечивается с козффициентами пропорциональности и выдается на цифровое табло 14 и принтер 13 псказанис динамической вязкости, скорости сдвига, усилия сдвига слоев расплава полимера, ход плунжера 3, что позволяет повысить до. стоверность измерения реологических свойств расплава поликапроамида в процессе его полимеризацли и поликонденсации. Перед каждым последующим измерением оператор осу;цествляет вручную обнуление интегратора 10 и счетчика импульсов 22.Использование изобретения позволяет повысить достоверность измерений,Формула изобретсния Вискозиметр, содержащий термостат с проточной двухканальной зкструзионной камерой, им 810 щей измерительный и ОбвОД- ной каналы, плунжер, следящий электро- привод, состоящий из шагового двигателя и червячного редук 1 ора с ходовым винтом. реверсивную гибкую гидрокамеру, блок ввода информацил, принтер, информационное тало, оммутатоо, счетчик импульсов, таймер, преобразователь двоичного кода в число импу,ьсов, управляемый по частоте генератор, три регистра, аналого-цифровой преобразователь, датчик силы, прикрепленный к оси червячного редуктора и к плунжеру и подсоединенный выходом к входу аналогоцифрового преобразователя, процессор подкл 1 очен первым входом к выходу блока ввода информации, пеовым и вторым выходы и - к входам соответственно принтера и информационного табло и третьим выходом - к вхоам регистров, выход первого регистра соеди 1 ен с инфоомацион 11 ым ВхОдОм комм татора, Выход второго рсгистра подсоед.1 н.:.н к информационному входу преобОазователя двсичнОГО кода В число импул.,сов, подключе:-1 нОГО Выходом к сч 8 тному Входу сч 8 тчика импульсов и Бторьм Входом к выхсду управляемого ПО частоте Ген 811 оатора, Вход которОГО соединен с Выходом третьего регистра, выход счегчика импульсов подключен к Входу таймера, выход КОтОРОО СОЕДИНЕН С УПРа",ЛЯ ОЩИМ В ОдогЛ коммутатора, подсоед 1 лненно 1 О ББ 1 ходо 1 и к входу шаГОВОГО двиГателя, : 1 л и ч а ю щ ий с я тел, что, с цель 1 О повыв;ения достоз рности измеренияв неГО вь Зден ь Инте Гра" тор и гидросог ротивление, измерительный ка 11 ал и роточнои цвухкаь 1 ал-,:,й зксто /- Онной камеры соединен с 06 БОД 11 ым кана лом через гидоосопрогивление, плунжер выполнен в виде двойного поршня, реверс 11 аная Гибкая Гидрокамеоа расположена В Головной часги плунжера и контактируется ; Пасплавом полимера, выход реверсивной Гидрокамерь 1 механически соеди 118 н с входом датчика силы, Выход а 11 а".ОГО-цифООВО"Р ,РЕ),Ч сзоватес 1 йЬХОДО;1 И 118: РВТОР., ПО,"КЛоченнс ГО ВЫХОДОМ К В ОРОМУ ВХОДУПроизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Заказ 2994 ВНИИПИ Госуд Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5