Устройство для испытания вязкотекучих материалов

Устройство для испытания вязкотекучих материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП@Canne изоьркткниЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресиублик

< и783650

{61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 180179 {21) 27194б7/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 301180. Бюллетень № 44

Дата опубликования описания 3011.80 (51)М. Кл.

G 01 N 11/00

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (53) УДК 532.137 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. П. Ставров, В. П. Шустов, Т. B. Ставрова и В. В. Бруенков

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ВЯЗКОТЕКУЧИХ

NiliTEPHAЛОВ

Изобретение относится к устройствам для измерения свойств вязкотекучих материалов, в частности полимерных расплавов, и может быть использо.вано при технологических испытаниях в промышленности химических волокон и переработки пластмасс.

Известны устройства для испытания вязкотекучих материалов путем растяжения вытягиваемой струи, содержащие тянущие ролики с приводом, измерители скорости и усилия растяжения. Это, например, устройство .для определения продольной вязкости (1), реометр для измерения продольной вязкости (21, 15 устройство для определения деформаци.онных свойств вязких материалов {3 .

Известные устройства не обеспечива. ют высокой точности измерения скорости и усилия растяжения исследуемого мате-70 риала и, следовательно, высокой точности определения вязкотекучих свойств.

Иэ известных устройств для испытания вяэкотекучих материалов наиболее близким по конструкции к предлагаемо- 5 му является устройство для определения параметров,,характеризующих меха.ническую деформацию тестообразного материала (4). Это устройство содержит тянущие ролики, оси которых пер- 30 пендикулярны направлению силы тяжести и движения струи, закрепленные вместе с приводом на упругом элементе силоизмерителя. Движущаяся в награвлении силы тяжести струя испытываемого материала захватывается парой тянущих роликов, вращающихся с заданной скоростью. Сила натяжения струи, отклоняющая ролики, воспринимается упругой балкой, перемещение которой преобразуется в электрический сигнал.

Контакт струи с тянущими роликами в известном устройстве осуществляется в одной точке. Концентрация напряжений обуславливает местные деформации вблизи точки контакта, поэтому скорость растяжения струи регистрируется с погрешностью, увеличивающейся с увеличением усилия прижатия роликов и с уменьшением диаметра струи.

Учесть эту погрешность практически невозможно. Кроме того, при расположении на упругом чувствительном элементе привода и задатчика.скорости снижается точность измерения усилия,поскольку необходимо применять упругий элемент существенно увеличенной жесткости.

Целью настоящего изобретения, является увеличение точности измерения.

783650 мерителя усилия освобожден от паразитной нагрузки, создаваемой силой тяжести привода; Следовательно, он обладает более высокой чунстнитель.ностью, и при неизменной погрешности

> преобразователя погрешность измерения усилия меньше. Во-вторых„ из уравнений движения следует, что при наличии ролика, имеющего возможность вертикального перемещения, усилие, прило® женное к упругому элементу, равно удвоенному усилию растяжения струи (без учета сил трения и инерционных сил) . Учет сил трения и инерции легкс осуществлю.тся введением попранки, найденной путем регистрации показаний измерителя усилия на холостом ходу (при заданном режиме изменения скорости и заданном усилии прижима) . В результате чувствительность измерителя усилия увеличивается вдвое, что

Щ (соответственно уменьшает погрешность измерения усилия.

Устройство содержит ролики 1 - 3,. привод 4, упругий элемент 5, прижим:ное устройство 6, а также преобразо,ватель усилия 7, измеритель скорости 8, регистрирующее устройство 9 и сосуд с испытываемым материалом

10.

Ролик 3 связан с приводом 4, ось его неподвижна. Ролик 2 связан с упругим элементом 5, Его ось может перемещаться н вертикальном направлении.

РОлик 1, связанный с прижимным Устройством 6, обеспечивает фрикционное взаимодействие нсех трех роликов.

Кроме того, ролик 1 связан с измерителеь скорости вращения 8.

Устройстно работает следующим образом.

Струя испытываемого вязкотекучего материала, выходящая иэ сосуда 18, направляется между роликами l и 2 и затем охватывается роликами 2 и 3, как это показано на чертеже. При этом скорость вращения роликов с помощью привода 4 задается такоф,чтобы линейная скорость на окружности роликов равнялась линейной скоростИ свобсдно вытекающей струи. Затем задается необходимая скорость растяжения и/или определенный режим ее изменения. Сила натяжения струи создается крутящим моментом, прикладываемым к ролику 3.

Поскольку ось ролика 2 имеет воэможность вертикального перемещения, то натяжение струи вызывает деформацию упругого элемента 5. Через преобразователь 7 сигнал, пропорциональный усилию растяжения струи, подается рЕгистрирующий прибор 9 (например, днухкоординатный самописец), Измери.тель скорости 8 позволяет одновременно регистрировать текущую скорость растяжения струи. По построенной таким образом.зависимости усилия от ско рости растяжения с .помощью иэ вЕстных соотношений может быть вычислен, например, коэффициент продольной вязкости исследуемого материала. 60

Таким образом, предлагаемая кон40 струкция устройства обеспечивает более высокую точность измерения основных параметров процесса испытаний— усилия и скорости растяжения и, следовательно, более точную оценку свойств исследуемого материала.

Формула изобретения

Эта цель достигается тем, что устрОйство, снабжено третьим роликом, расположенным между ними с возможнос» тью перемещения в направлении растяжения материала, причем первый ролик сиабжен прижимным устройством и связан с измерителем скорости вращения второй выполнен с неподвижной осью и связан с принодом, а третий связан 1 с упругим элементом измерителя усилия растяжения.

На чертеже схематически изображено устройство для испытания вязкотекуМих материалов.

Более высокая точность измерения усилия по сравнению с известным устройством обеспечивается, во-первых, тем, что чувствительный элемент изВ предлагаемом устройстве контакт струи с тянущими роликами осуществляется по линии, длина которой равна сумме длин полуокружностей роликов 2 и. 3. Это обеспечивает плавную передачу усилия и отсутствие концентраторов напряжения. Благодаря примененной конструкции усилие прижима может быть незначительным .Проскальзывание ролика

2 относительио ролика 3 способствует более равномерному нагружению участков струн на роликах 2 и 3. Скорость струи в точке контакта роликов 1 и 2 практически совпадает со скоростью ролика 1. Именно эта скорость регистрируется измерителем 8.

Устройство для испытания вязкотекучих материалов, содержащее два тянущих ролика, оси которых перпендикулярны направлению силы тяжести и движения струи, привод, измеритель скорости, упругий элемент и измеритель усилия растяжения вязкотекучего материала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения, устройство снабжено третьим роликом, расположенным между ниии с возможностью перемещения н направлении растяжения материала, причем первый ролик снабжен прижимным устройством и связан с измерителем скорости вращения второй выполнен с неподвиж ной осью и связан с приводом, а тре-

783650

Составитель В.Филатова

Техред.A.Щепанская Корректор М.Коста редактор Н.Коляда

Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 3035 ° Иосквау _#_35g Раушская наб, д 4/5

Заказ 8531/45

Филиал.ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 тий связан с упругим элементом изме- рителя усилия растяжения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 295780, кл. G 01 Н 11/00, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 307313, кл. G 01 N 11/00, 1970.

3. Патент CUA Р 3633409, кл. 73-95, 1972.

4. Патент ФРГ 9 1904079, кл. G 01 N 11/00, 1977 (прототип).