DD257182A3 - rotational viscometer - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Rotationsviskosimeter mit koaxialen Messzylindern vorzugsweise bei angetriebenem Aussenzylinder nach dem Couette-Typ. Ziel der Erfindung ist es, durch eine reibungsfreie Drehfuehrung des Innenzylinders im Bereich kleinster Drehwinkel die Empfindlichkeit der Kraftmomentmesseinrichtung gegenueber parasitaeren Kraeften wesentlich zu verringern sowie eine einfache Anpassung an unterschiedliche Messbereiche zu erreichen. Das wird erfindungsgemaess erreicht, indem der Innenzylinder mit Hilfe konzentrisch angeordneter Federstaebe mit dem Gehaeuse fest verbunden ist. Die Federstaebe haben zugleich die Aufgabe von Lagerungs-, Zentrierungs- und Federelementen. Bei angetriebenem Aussenzylinder wird am Innenzylinder ein der Viskositaet der Messfluessigkeit proportionales Kraftmoment wirksam, welches auf geeignete Weise zur Anzeige gebracht wird. Durch Veraenderung der Anzahl und der Steifigkeit der Federstaebe kann der Messbereich in weiten Grenzen ohne Veraenderung der Zuordnung von Innen- zu Aussenzylinder auf einfache Weise geaendert werden. Anwendungsgebiet sind alle Rotationsviskosimeter mit koaxialen Messzylindern und vorzugsweise angetriebenem Aussenzylinder, die mit stark veraenderbarem Messbereich eingesetzt werden. Fig. 1The invention relates to a rotational viscometer with coaxial measuring cylinders, preferably with a driven outer cylinder of the Couette type. The aim of the invention is to substantially reduce the sensitivity of the force torque measuring device to parasitic forces by means of a friction-free rotational guidance of the inner cylinder in the region of the smallest rotational angle and to achieve a simple adaptation to different measuring ranges. This is achieved according to the invention by the inner cylinder with the help of concentrically arranged Federstaebe is firmly connected to the housing. The Federstaebe also have the task of storage, centering and spring elements. When the outer cylinder is driven, a moment of force proportional to the viscosity of the measuring fluid acts on the inner cylinder and is displayed in a suitable manner. By changing the number and the stiffness of the Federstaebe the measuring range can be changed within wide limits without changing the assignment of inner to outer cylinder in a simple manner. Field of application are all rotational viscometers with coaxial measuring cylinders and preferably driven outer cylinders, which are used with strongly variable measuring range. Fig. 1
Description
Die Erfindung wird nachfolgend durch ein Ausführungsbeispiel erläutert (Figur 1 und 2). Der Spalt zwischen Außenzylinder 1 und Innenzylinder 3 ist mit der zu untersuchenden Meßflüssigkeit 2 gefüllt. Der Innenzylinder ist über die starre Achse 11 mit der unteren Befestigungsplatte 6 und die obere Befestigungsplatte 10 starr mit dem Gerätegehäuse 7 verbunden. An den planparallelen Befestigungsplatten 6 und 10 sind die Federstäbe 4 in den Bohrungen 9 mit Hilfe der Befestigungsschrauben 12 fest eingespannt. Vorzugsweise sind die Federstäbe 4 konzentrisch in der Weise angeordnet, daß mindestens 3 Federstäbe zur Zentrierung des Innenzylinders 3 nicht demontierbar sind, während die Anzahl der übrigen Federstäbe beliebig erhöht werden kann, um eine Meßbereichserweiterung zu erreichen. Bei angetriebenem Außenzylinder 1 wird über die zu untersuchende Meßflüssigkeit 2 auf den Innenzylinder 3 ein Kraftmoment übertragen, das eine Verdrehung des Innenzylinders entsprechend dem Rückstellkraftmoment der Federstäbe 4 bewirkt. Die Verdrehung im Bereich kleiner Winkel der mit dem Innenzylinder starr verbundenen unteren Befestigungsplatte 6 gegenüber dem Gerätegehäuse 7 wirkt über die Metallzunge 13 auf einen berührungslosen elektromechanischen Wegsensor 8 und wird in ein elektrisches Signal umgewandelt und in bekannter Weise zur Anzeige gebracht. Durch die Veränderung der Anzahl oder der Steifigkeit der Federstäbe 4 kann auf einfache Weise eine Meßbereichsveränderung erfolgen.The invention is explained below by means of an embodiment (FIGS. 1 and 2). The gap between outer cylinder 1 and inner cylinder 3 is filled with the test liquid 2 to be examined. The inner cylinder is rigidly connected to the device housing 7 via the rigid axle 11 with the lower mounting plate 6 and the upper mounting plate 10. At the plane-parallel mounting plates 6 and 10, the spring rods 4 are firmly clamped in the holes 9 by means of the fastening screws 12. Preferably, the spring rods 4 are arranged concentrically in such a way that at least 3 spring rods for centering the inner cylinder 3 are not removable, while the number of remaining spring rods can be arbitrarily increased in order to achieve a Meßbereichserweiterung. When the outer cylinder 1 is driven, a force moment is transmitted to the inner cylinder 3 via the test liquid 2 to be examined, which causes a rotation of the inner cylinder in accordance with the restoring force moment of the spring rods 4. The rotation in the range of small angles of the rigidly connected to the inner cylinder lower mounting plate 6 relative to the device housing 7 acts on the metal tongue 13 on a non-contact electromechanical displacement sensor 8 and is converted into an electrical signal and brought in a known manner for display. By changing the number or stiffness of the spring rods 4 can be done easily a Meßbereichsveränderung.
Die Federstäbe 4 sind im Ausführungsbeispiel als Federgelenkstäbe mit zwei möglichst weit auseinanderliegenden Blattfedergelenken 5 ausgebildet. Dadurch werden Störungen durch parasitäre seitliche Kräfte weitgehend vermieden und hauptsächlich die in tangentialer Richtung wirkenden Kräfte angezeigt. Die Meßstabilität wird insbesondere bei der Untersuchung hochviskoser und inhomogener Flüssigkeiten verbessert. Die Federgelenkstäbe 4 sind konzentrisch auf einem Kreisumfang so angeordnet, daß die Blattfederebenen zum Drehpunkt des Innenzylinders zeigen.The spring rods 4 are formed in the embodiment as a spring joint rods with two leaf spring joints 5 as far apart as possible. As a result, disturbances due to parasitic lateral forces are largely avoided and mainly the forces acting in the tangential direction are displayed. The measurement stability is improved, in particular in the investigation of highly viscous and inhomogeneous liquids. The spring joint rods 4 are arranged concentrically on a circumference so that the leaf spring planes point to the center of rotation of the inner cylinder.
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