CS252627B1 - Rotační viskozimetr pro výuku chemie ve Školství - Google Patents

Abstract

Rotační viskozimetr pro výuku chemie ve školství je opatřen termoizolační nádobou, na niž je shora uloženo víko a uvnitř které je uloženo pouzdro s měřenou kapalinou a do které jsou připojeny přívody kapaliny. V pouzdře s měřenou kapalinou je otočně uložen válec, jenž je opatřen otočným hřídelem, který je připojen prostřednictvím pružného spoje na komutátorový motorek, k němuž jsou paralelně připojeny voltmetr, kondenzátor a sériová kombinace rezistoru a stabilizovaného zdroje napětí.

Description

Vynález se týká rotačního viskozimetru pro výuku chemie ve školství.

Dosud se ve školství používají rotační viskozimetry typu Rheotest 2 se systémem s koaxiálním válcem či systému kužele a desky. Rotující válec otáčející se konstantní rychlosti je spojen měrnou hřídeli s cylindrickým šroubovým pérem, jeho výchylka je úměrná účinnému otáčivému momentu vnitřního válce. Výchylka cylindrického péra je snímána odporovým potenciometrem v můstkovém zapojeni, přičemž změna můstkového diagonálního proudu je úměrná otáčivému momentu koaxiálního péra. Jejich robustní konstrukce, dosažitelnost na trhu a v neposlední řadě i cena je předurčuje jen pro vybraná pracoviště. Nelze je tedy použit jako školní pomůcku v běžné Školní praxi.

Uvedené nedostatky odstraňuje rotační viskozimetr určený pro výuku chemie ve školství, opatřený termoizolační nádobou, na níž je shora uloženo víko a uvnitř které je uloženo pouzdro s měřenou kapalinou a do které jsou připojeny přívody kapaliny, kde v pouzdře s měřenou kapalinou je otočně uložen válec podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že válec je opatřen hřídelem, který je připojen prostřednictvím pružného spoje na komutátorový motorek, k němuž jsou paralelně připojeny voltmetr, kondenzátor a sériová kombinace rezistorů a stabilizovaného zdroje napětí.

Výhody rotačního viskozimetru pro výuku chemie ve školství spočívají ve velké přesnosti, snadné dostupnosti, jednoduché manipulace, bezpečnosti a hygieně práce. Dále je snadno rozebíratelný, rychle se tedy čistí, případně opravuje.

Vynález a jeho účinky jsou blíže vysvětleny v popise příkladu jeho provedení podle přiložených výkresů, kde obr. 1 znázorňuje v řezu nárys celkového uspořádání rotačního viskozimetru pro výuku chemie ve školství podle vynálezu a obr. 2 znázorňuje schéma elektrického zapojení komutátorového motorku u rotačního viskozimetru pro výuku chemie ve školství podle vynálezu.

Rotační viskozimetr pro výuku chemie ve školství podle vynálezu je, aby nedocházelo k výměně tepla s okolím, opatřen termoizolační nádobou 13 z nekorozívního materiálu. Tato je opatřena přívody 6 kapaliny a je umístěna v polystyrénovém obalu 14. V termoizolační nádobě 13 je uložen a upevněn třemi jistícími šrouby 15 po obvodu pláště termoizolační nádoby 13 rotační viskozimetr. Samotný rotační viskozimetr sestává z nádobky 2» do které se pomocí víka 2 ^se závitem našroubuje otáčivý válec 2 spojený s hřídeli 2 procházející ložisky 16 ve vlku 2·

Na hřídeli 2 j^e upevněn pomoci červíků nástavec 12, s řemenicí. Dále je k víku 2 pomocí držáků 17 připevněna destička 2®» k níž je upínacím třmenem 19 připevněn elektromotorek 2· Pryžovým řemínkem je proveden náhon řemenice viskozimetru. Na destičce 18 je umístěn rezistor 22.» kondenzátor 2 ^a zdířky pro připojení stabilizovaného zdroje 11 napětí a voltmetru 2· Měřidlo a zdroj se připojují vodiči zakončenými banánky. Na komutátorový motorek 7_ jsou tedy paralelně připojeny voltmetr 8, kondenzátor 2 ^a sériová kombinace rezistorů 10 a stabilizovaného zdroje 11 napětí.

Válec 2 ^se otáčí ve štěrbině 2» kde ^se nachází měřená kapalina. Měřená kapalina klade válci 2 odpor, což se projeví vzrůstem odebraného proudu, respektive poklesem napětí, na komutátorovém motorku 7, když již předtím můžeme zvýšením napájecího napětí nastavit kroutící moment komutátorového motorku 7_ na potřebnou velikost. Podstata přístroje spočívá v tom, že systémem dvou protilehlých dutých válců je vytvořena štěrbina 2 pro měřenou kapalinu, ve které se pohybuje otáčející se válec 2» který je spojen pružným spojem s komutátorovým motorkem 7_. Komutátorový elektromotorek 2 3^e napájen ze zdroje konstantního proudu tvořeného stabilizovaným zdrojem 11 napětí, například zdrojem stabilizovaného napětí 30 V, dále rezistorem 10 například o odporu 180-Π-.

Kondenzátor 2 například o kapacitě 0,1 /iF slouží k odrušení a současně integruje změny napětí na přívodech komutátorového motorku T_. Při změně zatížení komutátorového motorku 2 vlivem viskozity měřené kapaliny se mění jeho svorkové napět! měřené voltmetrem 2, případně jakýmkoliv jiným universálním měřidlem.

Svorkové napětí komutátorového motorku 2 klesá při větší viskozitě vzorku. Na základě této závislosti lze okalibrovat stupnici voltmetru 2 přímo v Pa.s. Temperace prostoru štěrbiny je zajištěna přes střední dutý válec 2, uvnitř kterého je konstruováno vyústěni temperačni kapaliny. Během měření viskozity známé kapaliny a viskozity měřené kapaliny již napětí neměníme. Pomocí třetí kapaliny známé viskozity η _χ<η ₂<η ₃ můžeme provést kalibraci tak, že pro změřené napět! a viskozity vypočteme výraz /U_x - U₂/ . /η₂ -η_χ/ + /U₂ - U₃/ . /η ₃ - U₂/

Měřenou viskozitu pak vypočítáme ze vztahu *x pro υ_χ = U_{2 je} ,,_χ =

Ze změřené konstanty κθ dokážeme změnit stupnici voltmetru 2 ^na stupnici dynamické viskozity, nebot pro každé ϋ_χ stupnice vypočteme η_χ. Novou stupnici dynamických viskozit nahradíme stupnicí napětí voltmetru 2·

Postup měření je tedy následující. Do nádobky 2 viskozimetru nalijeme 15 ml kapaliny o známé viskozitě. Zašroubujeme víko 2. Viskozimetr upevníme do termoizolační nádoby 22. a tuto dále vložíme do polystyrénového obalu 14. Připojíme ultratermostat U2°. Nyní 10 minut temperujeme vzorek kapaliny a potom pomocí banánku připojíme zdroj 11 a voltmetr 2· Změnou napětí nastavíme ručku voltmetru 2 ^na hodnotu viskozity kapaliny, tím jsme provedli kalibrování zařízení. Nyní odpojíme stabilizovaný zdroj 11 napětí i voltmetr 2- Otevřeme viskozimetr a vylijeme kapalinu z nádoby 2 ^a přístroj vymyjeme vodou a necháme vysušit. Poté naplníme zařízení novou kapalinou. Přístroj sestavíme, vytemperujeme vzorek a připojíme napětí zdroje nastavené při kalibraci. Voltmetrem 2 měříme viskozitu neznámé kapaliny.

Rotační viskozimetr ja určen pro výuku chemie ve školství.

Claims (1)

1. Rotační viskozimetr pro výuku chemie ve školství, opatřený termoizolační nádobou, na níž je shora uloženo víko a uvnitř které je uloženo pouzdro s měřenou kapalinou a do které jsou připojeny přívody kapaliny, kde v pouzdře s měřenou kapalinou je otočně uložen válec, jenž je opatřen hřídelem vyznačující se tím, že hřídel je připojen prostřednictvím pružného spoje na komutátorový motorek (7), k němuž jsou paralelně připojeny voltmetr (8), kondenzátor (9) a sériová kombinace rezistoru (10) a stabilizovaného zdroje (11) napětí.