Ротационный вискозиметр

Ротационный вискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистическик

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (ii>742766 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 310378 (21) 2597328/18-25 (51)М. Кл.

G 01 N 11/14 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 250680. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 2506.80 (53) УДК 532. 137 (088 ° 8) (72) Авторы изобретения

В.С. Одинец, А. П. Чистяков, Ю. A. Бобров, И. В, Сидорко и В.В.Жовтюк (71) Заявитель (54) РО 1АЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕ1Р

Изобретение относится к измерению физических параметров жидкостей и вязкопластичных материалов и может использоваться в автоматических технологических линиях, например для переработки полимерных материалов, в частности при экспресс-замерах, Известны ротационные вискозиметры, содержащие расположенный в иссле-1О дуемой среде цилиндр, соединенный с одним из звеньев дифференциального механизма, второе звено которого связано с электродвигателем, а третье— с измерительным устройством (1), Недостатком этих вискозиметров является узкий диапазон и низкая точность измерений физических параметров жидкостей и вязкопластичных материалов.

Наиболее близким техническим решением является ротационный вискозиметр, содержащий цилиндр, помещенньтй в исследуемую среду, вал которо- 25 го соединен с одним иэ свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого свя.— . зано с синхронным электродвигателем, а третье — через импульсатор с инерционным звеном и с измерительным устройством (2), Недостатком указанного вискоэиметра является неудобство в работе при эКспресс-замерах, в которых необходимо визуально считывать единит и вязкости исследуемых сред.

Цель изобретения — обеспечение экспрессности измерений.

Указанная цель достигается тем, что инерционное звено установлено на выходном звене импульсатора посредством цилиндрического шарнира, и через демпфер соединено с измерительным устройством, причем ось шарнира перпендикулярна оси выходного звена импульсатора и связана с инерционным звеном спиральной пружиной; иэмерительное устройство выполнено в виде цилиндрической муфты, свободно посаженной на ось выходного звена импульсатора и связанной с инерционным звеном, с одной стороны — тягой, а с другой — через рычаг с показывающим устройством; демпфер выполнен в виде подвижного в вертикальном направлении относительно цилиндрической муфты, кольца, посаженного на одной оси

742766 с выходным звеном импульсатора и свя занного с тягой с инерционным звеном.

На чертеже представлена схема ротационного вискозиметра, Ротационный вискозиметр содержит подвижный цилиндр 1, соединенный через дифференциальный механизм с синхронным электромотором 2. Дифференциальный механизм состоит из центральных колес 3 и 4, сателлитов 5, свободно посаженных на крестовину б

1О водила 7, связанного через колеса 8 .,и 9 с двигателем 2. Центральное колесо 4 дифференциального механизма связано через импульсатор (в вице двойного универсального шарнира) с инерционным звеном 10. Двойной универсальный шарнир состоит иэ входно-. го звена 11, промежуточного звена 12, витки которого расположены во взаимно перпендикулярных, плоскостях, и выходного звена 13. Оси входного 11 20 и выходного 13 звеньев параллельны.

Инерционное звено 10 установлено на выходном звене 13 с помощью цилиндрического шарнира 14, ось которого перпендикулярна звену 13 и связана с инерционным звеном спиральной пружиной 15. На выходном звене 13 импульсатора свободно. посажена цилиндрическая муфта 16, связанная с инерционным звеном через тягу 17 и с показывающим устройством через рычаг 18. Измерительное устройство состоит иэ зубчатого сектора 19 и находящейся с ним в зацеплении трубки 20 со стрелкой 21. Соединение тяги 17 с цилиндрической муфтой 16 осуществляется через подвижное относительно муфты кольцо 22, вертикальный ход которого ограничен буртиками 23 и 24 ° Если к измерительному цилиндру 1 не приложен момент сопро- 4О тивления, т.е. он че погружен в исследуемый материал, то число оборотов его будет максимальным, определяемым числом оборотов двигателя 2 передаточным отношенизм дифференциального механизма при остановленном центральном колесе 4. Если цилиндр

1 погружен в исследуемую среду, то инерционное звено 10 будет. совершать пульсирующее вращение со скоростью, Bo3растающей по мере увеличения приложенного к цилиндру момента сопротивления М . Известно, что при вращении

, Мс Ми (1) 55 где N - =Х вЂ” момент сопротивления; 4ц=3- )Ф вЂ” момент инерционного

dW звена 10;

И угловая скорость вращения измерительного ци- щ линдрау

Ч. — искомая вязкость -исследуемого материала;

К вЂ” постоянная прибора, зависящая от геометрических размеров измерительных поверхностей; — момент инерции инерционного звена 10 относительно оси вращения выходного звена 13 универсального шарнира;.

IB — масса инерционного звена;

r — радиус инерции звена; (Ко — изменение угловой скорости инерционного звена 10, обусловленное импульсатором. (Амплитуда колебания i угловой скорости инерционного звена 10 зависит от угла / между осями звеньев двойного универсального шарнира и определяется по формуле

cos У

2 (2) Sin „С:Со . coS где А — угол поворота входного звена

11 универсального шарнира.

При вращении выходного звена 13 вместе с инерционным звеном 10, на последнее действует центробежная сила, поворачивающая его на цилиндрическом шарнире 14 на некоторый угол

ЬЯ . Поворачиваясь, инерционное звено 10 сожмет спиральную пружину.15.

При некотором угле Р упомянутая выше центробежная сила создает момент

Мц,действующий на инерционное звено

10 и уравновешиваемый моментом развиваемым спиральной пружиной.

Таким образом

М - Ми (3)

Момент Мц от сил упругости

М = Ch8у где С вЂ” коэффициент жесткости пружины

4P — угол закручивания спиральной пружины;

mv („) уп 3Р

2 2

4. 70

P — угол наклона плоскости вращения инерционного звена 10 к плоскости, перпендикулярной оси вращения выходного звена 13, В предлагаемом техническом решении (когда инерционное звено устанавливается на выходном валу импульсатора с помощью цилиндрического шарнира, ось которого перпендикулярна выходному звену импульсатора и связано с инерционным звеном спиральной пружиной) инерционное звено 10 является динамической опорой двух механизмов дифференциального, работа которого осуществляется по закону (1), и измерительного, действие которого описывается формулой (3) . Сопоставив формулы (1) и (3), определяют

742766 где Ц вЂ” угловая скорость вращения водила 7. 5

Из урав нения (4) следует, что каждому значению вязкости исследуемого материала соответствует определенное значение угла Р наклона плоскости вращения инерционного звена

10 к плоскости, перпендикулярной оси вращения выходного вала 13 импульсатора. Угол Р фиксируется измерительным устройством, работа которого заключается в следующем. i5

Поворачиваясь, вследствие воздействия центробежной силы, вокруг цилиндрического шарнира 14, инерционное звено 10 посредством тяги 17 перемещает цилиндрическую муфту 16 р() вдоль вала выходного звена 13. Цилиндрическая муфта 16 через рычаг 18 поворачивает зубчатый сектор 19 и взаимодействующую с ней трубку 20 со стрелкой 21, По. углу поворота 25 стрелки 21 определяют величину вязкости исследуемого материала. Шкала стрелки 21 определяется уравнением (4), а также геометрией кривошипношатунного механизма 10-17 и 16 и 30 кулачкового механизма 16-18 и 19 и зубчатого зацепления 19, 20, Для гашения колебаний стрелки 21, вызываемых неравномерным вращением выходного звена 13 импульсатора, служит З5 демпфер, состоящий из подвижного относительно цилиндрической муфты 16 кольца 22, связанного тягой 17 с инерционным звеном 10. Вертикальный ход кольца 22 относительно муфты 16 ограничен буртиками 23 и 24, причем величина его определяется углом j между осями двойного универсального шарнира, а также геометрией кривошипно-шатунного механизма 10-17 и 22.

Таким образом, в ротационном вискозиметре вязкость исследуемого материала определяется по углу наклона инерционного звена 10 к плоскости перпендикулярной оси вращения выходного звена 13 импульсатора. Ротационный вискозиметр позволяет повысить экспрессность измерений вязкости.

Формула изобретения

1. Ротационный вискозиметр, содержащий цилиндр, помещенный в исследуемую среду, вал которого соединен с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье — через импульсатор с инерционным звеном и с измерительным устройством, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения экспрессности измерений, инерционное звено установлено на выходном звене импульсатора посредством цилиндрического шарнира и через демпфер соединено с измерительным устройством, причем ось шарнира перпендикулярна оси выходного звена импульсатора и связана с инерционным звеном спиральной пружиной, 2. Вискоэиметр по п.1, о т л и ч а ю шийся тем, что измерительное устройство выполнено в виде цилиндрической муфты, свободно посаженной на ось выходного звена импульсатора и связанной с инерционным звеном, с бдной стороны — тягой, а с другой— через рычаг с показывающим устройством.

3 ° Вискозиметр по п.1, о т л и — ч а ю шийся тем, что демпфер выполнен в виде подвижного в вертикальном направлении относительно ци,линдрической муфты кольца, посаженного на одной оси с выходным звеном импульсатора и связанного с тягой с инерционным звеном.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9225531, кл. G 01 N 11/12, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке 92374410, кл, G 01 N 11/14, 1976 (прототип).

742766

Составитель Н. Плотникова

Техред P. Олиян Корректор N,Âèãóëà

Редактор A.Ôåäüêèíà

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3611/11 Тираж 1019 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитеТа СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва„Ж-35, Раушская наб., д. 4/5