Ротационный вискозиметр

Ротационный вискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (

Союз Советскин

Социалмстическин

Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву н" 640175. (22) анвлено 02.07.80 (21) 2949918/18-25 с присоединением заявки № (51)M. Кл.

G 01 N 11/14

9кударстаанныб намнтат

СССР до делам нэобретаннй н отнрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 30.06. 82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82. (53) УДК 532.137 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю.А.Жданов и В.С.Одинец (7l) Заявитель (54) РОТАЦИОННЫй ВИСКОЗИИЕТР

Изобретение относится к приборам для измерения физических параметров вязкопластичных материалов и предназначено для использования в качестве прибора для измерения

5 вязкости в процессе переработки полимерных материалов, на ример, в экструзионной машине.

По основному авт. св. )т 640175 известен ротационный вискоэиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединенный с одним иэ свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным 1 электродвигателем, а третье звено дифференциального механизма через импульсатар - с инерционным звеном, и измерительное устройство. Инерционное звено выполнено составным из и калиброванных колец.

Недостатком устройства является ненадежность измерений, связанная с недостаточной герметизацией. вала.

Цель изобретения - повышение надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что известный ротационный вискозиметр, содержащий расположенный в исследуемой среде цилиндр, соединен" ный с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого связано с синхронным электродвигателем, а третье звено дифференциального механизма через импульсатор связано с инерционным звеном, и измерительное устройство, дополнительно снабжено штуцер и, в теле которого выполнена полость с входным и выходным отверстиями для входа и выхода хладагента и проточка, примыкающая к валу, .1 ичем полость, проточка и вал рас" положены коаксиально.

На чертеже дана схема ротационно" го прибора для измерения вязкости.

Ротационный вискоэиметр содержит, находящийся в расплаяе полимера ци940004

3 линдр 1, соединенный валом 2 с одним из центральных колес 3 дифференциального механизма. Второе центральное колесо 4 через импульсатор (в ви. де двойного универсального шарнира) связано с инерционным звеном 5..

Двойной универсальный шарнир состоит из входного звена 6, промежуточного звена 7, вилки которого расположены во взаимно перпендикулярных to плоскостях и выходного звена 8. Оси входного 6 и выходного 8 звеньев шарнира параллельны.

Центральные колеса 3 и 4 дифференциального механизма находятся в заце- 5 плении с сателлитами 9, свободно посаженными на крестовину 10 водила

11, связанного через колеса 12 и

13 с электромотором 14. Вал 2 пропущен через штуцер 15, ввинченный в корпус головки 16 экструдера. Штуцер 15 имеет полость 17 с патрубкими 18 и 19 для ввода и вывода хладагента и проточку 20. Скорость вращения инерционного звена 5 измеряется фотоэлектрическим способом с помощью осветителя 21, перфорированного диска 22 и фотоэлемента 23.

Для изменения массы инерционного звена имеются калиброванные кольца 24.

Ротационный вискозиметр работает следующим образом, Вращательное движение от двигателя 1 через колеса 13 и 12, водило

11, сателлиты 9 передается на центральные колеса 3 и 4. В связи с тем, что к цилиндру 1 приложен момент сопротивления (сопротивление вязкостных сил расплава полимера), инерционное звено 5 совершает пульсирующее вращение со скоростью, возрастающей по мере увеличения момента сопротивления на цилиндре 1.

Соотношение скоростей вращения ци45 линдра 1 и инерционного звена 5 подчинено закону, свойственному дифференциальному механизму

Ь1)« = ФЪ+ и)Ф где(Ы - угловая скорость вращения so

М водила 11, % - угловая скорость вращения центрального колеса 3, жестко связанного с цилиндром 1", - угловая скорость вращения ss центрального колеса 4, кинематически связанного с инерционным звеном 5, 4

Моменты на валах 2 и 6 всегда равны между собой и определяются моментами, возникающими на измерительном цилиндре 1 и на инерционном звене 5.

Момент сопротивления на. измерительном цилиндре, т.е. момент сопротивления расплава полимера, равен

/4 =—

%И с К

I где Ы - угловая скорость вращения язмерительного цилиндра 1 (= ); вязкость исследуемого расплаваа полимера, K - константа прибора, зависящая от геометрических. параметров измерительного цилиндра.

Поскольку вращение центрального колеса 4 дифференциального механизма передается инерционному звену через импульсатор, то на последнем возникают знакопеременные инерционные моменты, определяемые где — момент инерции относительно оси вращения, e10Ug(36- изменение угловой скорости инерционного звена 5, обусловленное наличием импульсатора.

Сопоставив равновесные моменты М и М < полу ча ем 3/ (3ЩЦФ) к

Ч т(w ь)

Следовательно, по скорости вращения инерционного звена 5 определяют вязкость полимера. Скорость вращения инерционного звена определяется любым известным способом, в данном случае фотоэлектрическим, ка к наиболее точным, Частота возникающих импульсов на фотоэлементе фиксируется частотомером, проградуированным в единицах вязкости °

Устройство тарируется по эталонным жидкостям. Регулированием массы инерционного звена калиброванными кольцами изменяют градиенты ско-ростей вращения измерительного цилиндра 1.

Вискоэиметр позволяет проводить измерения вязкости расплава поли9400

Формула изобретения

?о

1

ВНИИПИ Заказ 4656/63 Тираж 887 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðoä, ул.Проектная, 4 мера в процессе экструдирования за счет того, что вал 2 снабжен уплотнительным устройством. Вал 2 проходит через штуцер 15, за винченный в корпус головки 16 экструдера.

Уплотнительное устройство работает следующим образом.

В полость 17 штуцера 15 через патрубок 18 подается хладагент (в качестве хладагента использовался сжатый воздух иэ цеховой пневмосети) с соответствующими для охлаждения полимера параметрами температуры и расхода. Выводится хладагент из полости 17 через патрубок 19.

Расплав полимера, попавший в проточку через зазор между валом 2 и штуцером 15, охлаждается и, затвердев, образует уплотнение, препятствующее выходу расплава полимера из головки 16 экструдера. Такое уплотнение является практически несрабатываемым подшипником скольжения для вала 2 с весьма вязким коэффициентом трения, который самовосстанавливается за счет поступления новой порции материала в случае его износа, Предлагаемое конструктивное решение уплотнения вала позволяет уст04 6 ранить нагрев прибора за счет охлаждения утоненной средней части штуцера 15, к которому крепится корпус прибора, и вала 2 - хладагентом, подаваемым в полость 17 штуцера, что повышает точность измерений.

Таким образом, полученное за счет охлаждения расплава полимера в зазоре между штуцером и валом, соединенным с измерительным цилиндром, упЛотнение позволяет испольэовать прибор для измерения вязкости непосредственно в головке экструдера с высокой степенью надежности в эксплуатации.

Ротационный вискозиметр по авт. св. 11 640175, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности измерений, он дополнительно снабжен .штуцером, в теле которого выполнена полость с входным и выходным отверстиями для входа и выхода хладагента и проточка, примыкающая к валу, причем полость, проточка и вал расположены коаксиально.