Устройство для определения динамической вязкости жидких и гелеобразных продуктов

Союз Советскик Социалистическнк Реслублик(22) Заявлено 290180 (21) 2876863/18-28с присоединением заявки Мо(51)М. Кл.з О 01 И 11/16 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийА. Гречишкин, В.А. Ломовскои В.Д. Рубан Авторы обретен 71) Заяви УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКОЙ ВЯЗКОСТИ ЖИДКИХ И ГЕЛЕОБРАЗНЫХ ПРОДУКТО ктромеханичесэлектричесоком обработк ии.динамическо о модуля сдв тем измерени емента и ча стеьы, котор ающего преоб остояния рав ает свободны 5 Изобретение относится к технике определения физико-механических характеристик жидких и гелеобразных продуктов по измерению параметров свободных колебаний (логарифмического декремента, частоты) комбинированной колебательной системы и может быть применено в химической, нефтехимической, автомобильной, машиностроительной и др. отраслях промышленности для научных исследований, лабораторного экспресс-контроля и в качестве поверочного средства при выпуске промышленных вискозиметров,Известно устройство для измерения 15 вязкостных и упругих характеристик жидких сред, содержащее упругий элемент, инерционную деталь, чувствительный элемент в виде тонкой пластинки, электромеханический и возбуж О дающий преобразователи, блок обработки информацОпределение й вязкости и динамическог ига осуществляется пу я логариф мического декр стоты колебательной си ая при помощи возбужд разователя выводится из с новесия, а затем соверш е колебания, преобразуемые элеким преобразователем нкие, обрабатываемые блинформации (1.Недостатком устройства является недостаточно высокая точность измерений, связанная с возникновением в среде различного типа волн помимо сдвиговых Известно также устройство, предназчаченное для определения динамической вязкости и модуля сдвига в жидких средах по измерению логарифмического декремента и частоты колебательной системы, совершающей крутильные колебания. Устройство содержит упругий элемент, инерционную деталь, чувствительный элемент в виде тела вращения (диска, цилиндра, шара, конуса и т.д.), возбуждающий и электромеханический преобразователи, блок обработки информацииЩ Устройство работает аналогично описанному выше.В случае реализации крутильных колебаний тел вращения в контролируемой среде возникают только сдвиговые.волны, поэтому погрешнрсть, обусловленная возникновением в среденолн помимо сдвиговых, в данном устройстне отсутствует 3).Недостатком укаэанного устройства янляется резкое увеличение погрешности в случае измерений в гелеобразных продуктах, что связано с большими временами восстановления(релаксации) таких сред после погружения в них любого тела вращения,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является устройство для определения вязкости и упругости жидких и гелеобразных прсдуктов по измерению параметров колебаний (логарифмического декремента, частоты) колебательной системы, совершающей свободные крутильные колебания.Устройство содержит упругий элемент (торсион), инерционный диск,чувствительный элемент, включающий подвижный и неподвижный цилиндры, электромеханический и возбуждающийпреобразователи и блок обработки информации, Контролируемая среда при помощи специального дозатора закачивается в зазор между коаксиально расположенными цилиндрами (4).Недостатками известного устройства являются зависимость погрешностиизмерений от точности дозирования, атакже малая экспрессность измерений,связанная с приМенением специального дозирующего устройства, требующегопромывки и перезарядки, и с необходимостью разборки, сборки и юстиронки колебательной системы после каждого заполнения чувствительного элементаКроме того, частая сборка, разборка и юстировка колебательнойсистемы увеличивают величину субъективной ошибки при измерениях.Цель изобретения - повышение точности и экспрессности измерений.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для определения динамической вязкости жидких игелеобразных продуктов, содержащемколебательную систему, состоящуюиз соединенных друг с другом упругого элемента, инерционного диска и чувствительного элемента, включающего подвижную и неподвижную детали, подвижная деталь чувствительного элемента выполнена в виде двойного цилиндра, погружаемая часть которого выполнена полой и жестко соединенной с непогружаемой его частью полосками, являющимися продолжением погружаемой части.На фиг. 1 упрощенно изображена конструкция измерительного преобразователя устройства; на фиг. 2 схема чувствительного элемента.Измерительный преобразователь содержит упругий элемент 1 в виде трубочного торсиона, верхним концом закрепленного в неподвижной опоре 2, а нижним - н подвижной опоре 3 инер 5 0 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 ционного диска 4, К нижней плоскости инерционного диска прикреплен стержень 5, ось которого находится на одной оси с упругим элементом 1. Чувствительный элемент преобразователя содержи; подвижную деталь в виде полого тонкостенного цилиндра б радиуса й, жестко соединенного с непогружаемой его частью 7 двумя полосками 8, являющимися продолжением тела полого цилиндра б, и неподвижную деталь в виде полого тора, образованного коаксиально расположенными цилиндрами 9 и 10 с внешним радиусом В и внутренним В. Измеряемая среда деформируется в зазорах к 2 - В и В - В т,е, между коак сиально расположенными цилиндрами 9 и 10. Стенка полого тора являетсяверхней стенкой жидкостного термостата (не показан). Термостат перемещается в вертикальном направлении и фиксируется упором (не показан), что позволяет глубину погружения цилиндра б выдерживать постоянной.Внешний цилиндр 9 неподвижной детали снабжен фланцем 11, верхняя плоскость которого соответствует уровню заполняемой жидкости (высота Ь).Устройство работает следующим образом.Неподвижная деталь, состоящая из цилиндров 9 и 10, опускается в крайнее нижнее пбложение, после чего в полость между указанными цилиндрами помещается контролируемая среда с уровнем заполнения, несколько превышающим уровень, соответствующий верхней плоскости фланца 11. Далее при помощи специального скребка, плоскость которого накладывают на кольцевую плоскость фланца 11, удаляют избыток среды, чтобы ее уровень совпадал с кольцевой плоскостью этого фланца. Подвижная деталь поднимается до фиксации упором. При этом полый цилиндр б полностью погружается в контролируемую среду, а полоски 8 погружаются на половину своей длины, После снятия. дополнительного крутящего момента, задаваемого на короткое время при помощи возбуждающего преобразователя (не показан), колебательная система упругий элемент 1 - инерционный диск 4 - полый цилиндр б совершает свободные колебания, которые при помощи электро- механического преобразователя (не показан) преобразуются в электрические колебания параметры которых (логарифмический декремент и частота) измеряются блоком обработки информации (не показан).Вниду того, что при каждом измерении строго постоянный уровень заполнения зазора между цилиндрами 9 и 10 выдержать трудно, общая боковая поверхность полосок 8 выбирает 86847430 Иэ выражения (11) видно, Что величинуЬ 5/5 в случае неограниченной среды необходимо выбирать в два раза меньшей требуемой относительной погрешности измерения динамической вязкости. Т.е. выбор отнсшения М/9 в два раза меньшим относительной погрешности измерения вязкости справедлив в случае применения измерительных преобразователей любых конструкцийПрименение в устройстве предлагаемого чувствительного элемента не только повышает точность, но и экспрессность измерений, так как не требуется юстировка регистрирующего преобразователя после каждого 1 заполнения.Повторные измерения проводятся следующим образом.Термостат с вставленной в него неподвижной деталью (цилиндры 9 и 10) опускается в крайнее нижнее положение. Неподвижная деталь извлекается иэ термостата, а на ее место ставится аналогичная деталь с новой контролируемой средой. Затем термостат поднимают в верхнее крайнее положение до упора, после чего устрой. ство готово к повторным измерениям.Экспрессность измерений в предлагаемом устройстве значительно выше также и потому, что не требуется применение специальных дозируюших устройств, требующих длительной промывки после каждого измерения,Формула изобретения Устройство для определения динамической вязкости жидких и гелеобразных продуктов, содержащее колебательную систему, состоящую изсоединенных друг с другом упругогоэлемента, инерционного диска и чувствительного элемента, включающегоподвижную и неподвижную детали, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения точности и экспрессности измерений, подвижная детальчувствительного элемента выполненав виде двойного цилиндра, и гружаемаячасть которого выполнена полой ижестко соединенной с непогружаемойчастью полосками, являющимися продолжением погружаемой части.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Вибрационная вискозиметрия.Сб. научных трудов под ред. чл,-корр.АН СССР С.С. Кутателадзе. Новосибирск,1976, с. 153-156.2. Патент. Японии Р 15276/72,113 (с), 1967.3. Гречишин В,А. Состояние и тенденции развития колебательных методов и средств для определения реологических характеристик полимеровв процессе их производства.4 Исследования физических свойств.Сер. Системы и средства автоматизации химических производств. М.,1976, с. 39-42 (поототип),868474 Фиг.1 СосМермелштайн Тех ль Э, СкоБабинец а аэ 8308/57 атентф, г. Ужгород, ул, Проект ВНИИ по 3035, Тираж 910Государств елам изобре осква, ЖногнийРауш П митета СС крытий наб., д