DE2365538A1

DE2365538A1 - Rotary viscosimeter with two test surfaces - surfaces arranged symmetrical about shaft with gap between for sample

Info

Publication number: DE2365538A1
Application number: DE2365538*A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl Ing Heinz
Original assignee: Brabender OHG
Current assignee: Brabender OHG
Priority date: 1973-06-18
Filing date: 1973-06-18
Publication date: 1975-11-20

Abstract

The rotary viscosimeter has two axially symmetrically arranged test surfaces with a gap between them for holding a sample. The outer surface is cylindrical and driven, and the inner surface is cylindrical or conical, and is connected through a shaft to a torque measuring device. The shaft carrying the inner test surface is hollow for a temperature sensor passage. A metal piece is connected to the inner side of the cylindrical inner surface. It reaches to the central line and holds there the tip of the temperature sensor. The bearings are surrounded by a temperature controlled jacket.

Description

Dr.-lng. E. BERKENFGLD · Dipl.--ng. H. Si=RKENFELD, Patentanwälte, KölnDr.-lng. E. BERKENFGLD · Dipl .-- ng. H. Si = RKENFELD, patent attorneys, Cologne

Anlage Aktenzeichen /, O U ü nJ Q QAnnex file number /, OU ü nJ Q Q

zur Eingabe vom 23. November 1974 vA₀ Name d. Anm. Firma Brabender ο HGon the entry dated November 23, 1974 vA ₀ Name d. Note company Brabender ο HG

Rotation vi sko simeter

Die Erfindung betrifft ein Rotationsviskosimeter mit zwei rotationssymmetrisch angeordneten und zwischen sich einen Spalt zur Aufnahme einer Probe belassenden Meßflächen, von denen die äußere zylindrisch und antreibbar und die innere zylindrisch oder kegelförmig und über eine Meßwelle mit einer Drehmomentmeßeinrichtung verbunden ist.The invention relates to a rotational viscometer with two rotationally symmetrical arranged and between them a gap for receiving a sample leaving measuring surfaces, of which the outer cylindrical and drivable and the inner cylindrical or conical and via a measuring shaft with a torque measuring device connected is.

Rotationsviskosimeter sind zum Beispiel vom Typ Couette» Bei diesem Typ sind die beiden Meßflächen als zwei zueinander konzentrische Zylnder ausgebildet. Die Probe wird in den Ringspalt zwischen den beiden Zylindern eingegeben. Der äußere Zylinder befindet sich in einem Temperierbad. Die Viskosität ist eine stark temperaturabhängige Größe. Deshalb muß eine einmal gewählte Temperatur genau eingehalten werden_β Rotary viscometers are, for example, of the Couette type. With this type, the two measuring surfaces are designed as two cylinders that are concentric to one another. The sample is placed in the annular gap between the two cylinders. The outer cylinder is located in a temperature control bath. The viscosity is a variable that is strongly dependent on temperature. Therefore, once a temperature has been chosen, it must be precisely adhered to _β

Bei einer anderen Art von Rotationsviskosimetern wird eine -Platte angetrieben und das Drehmoment an einem Kegel abgenommen. Die Probe befindet sich in den keilförmigen Ringspalt zwischen Platte und Kegel. Die Platte stellt einen Teil des äußeren Zylinders dar und wird zum Beispiel durch dessen obere Stirnseite gebildet.Another type of rotational viscometer is a plate driven and the torque taken from a cone. The sample is located in the wedge-shaped annular gap between the plate and the cone. The plate represents part of the outer cylinder and is formed, for example, by its upper face.

Auch bei genau temperiertem Außenzylinder nimmt der innere Zylinder oder der Kegel und damit ein Teil der Probe eine andere Temperatur an, da die Meßwelle, an der der innere Zylinder oder der Kegel befestigt ist, Wärme abführt. Zum Ermitteln der tatsächlichen Temperatur in der Probe ist es daher erwünscht, die Temperatur der Wand des inneren Zylinders oder des Kegels zu messen. Die mittlere Temperatur der Probe ist dann das Mittel aus den Temperaturen von Außenzylinder einerseits und Innenzylinder oder Kegel andererseitsοEven if the outer cylinder is precisely tempered, the inner cylinder decreases or the cone and thus part of the sample at a different temperature, because the measuring shaft on which the inner cylinder or the Cone is attached, dissipates heat. To determine the actual For temperature in the sample, it is therefore desirable to measure the temperature of the wall of the inner cylinder or cone. the The mean temperature of the sample is then the mean of the temperatures of the outer cylinder on the one hand and the inner cylinder or cone on the other hand ο

Daraus ergibt sich als Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, bei einem Rotationsviskosimeter die Tem-* peratur an der inneren Meßfläche messen zu können. Zur LösungThis results in the object of the present invention to create a way of measuring the temperature in a rotary viscometer to be able to measure temperature on the inner measuring surface. To the solution

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dieser Aufgabe wird für ein Rotationsviskosimeter der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die die innere Meßfläche tragende Meßwelle und Achse zum Durchführen eines Temperaturfühlers hohl sind. Dann kann ein zweckmäßig ausgebildeter Temperaturfühler, zum Beispiel ein Thermoelement, von oben in das Innere des inneren Zylinders eingeführt werden.this object is proposed for a rotary viscometer of the type mentioned according to the invention that the inner measuring surface carrying measuring shaft and axis for carrying out a Are hollow. Then a suitably designed temperature sensor, for example a thermocouple, from be inserted into the interior of the inner cylinder at the top.

Um mit einem von oben in den Innenzylinder eingeführten Temperaturfühler die Temperatur der Wand des Innenzylinders messen zu können, ist in einer Ausgestaltung vorgesehen, ein mit der Innenseite der Wand des Zylinders verbundenes Metallstück vorzusehen, das bis zur Mittellinie verläuft und dort die Spitze eines Temperaturfühlers aufnimmt. Bei dem Metallstück handelt es sich um ein Wärme gut leitendes Material, zum Beispiel Kupfer oder Aluminium, das angelötet wird. Zur Aufnahme der temperaturempfindlichen Spitze des Temperaturfühlers ist es gebohrt. Das Metallstück hat auch im Zentrum des Innenzylinders im wesentlichen die Temperatur von dessen Wand.To with a temperature sensor inserted into the inner cylinder from above measure the temperature of the wall of the inner cylinder can, it is provided in one embodiment to provide a metal piece connected to the inside of the wall of the cylinder, which runs to the center line and picks up the tip of a temperature sensor there. The piece of metal is a material that conducts heat well, for example copper or aluminum, that is soldered on. It is drilled to accommodate the temperature-sensitive tip of the temperature sensor. The piece of metal also has essentially the same temperature as its wall in the center of the inner cylinder.

Im praktischen Beietrieb werden die Viskositäten von Stoffen bei . Temperaturen bis zu und über 150 ermittelt. Dadurch werden die Lager stark belastet. Um diese Belastung herabzusetzen, ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß die Lagerstellen von einem Temperiermantel umgeben sind.In practical operation, the viscosities of substances are. Temperatures up to and above 150 determined. This places a heavy load on the bearings. To reduce this burden, in Another embodiment provides that the bearing points are surrounded by a temperature control jacket.

Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten Ausführungsform wird die Erfindung nun weiter erläutert. In der Zeichnung ist:The invention will now be explained further using the example of the embodiment shown in the drawing. In the drawing is:

Fig. 1 eine s-chematisehe Darstellung, teilweise im Längsschnitt, durch ein Rotationsviskosimeter und1 shows an s-chemical representation, partly in longitudinal section, by a rotary viscometer and

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Drehmomentmeßeinrichtung, gesehen in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1. FIG. 2 shows a schematic representation of a torque measuring device, seen in the direction of arrow II in FIG. 1.

Fig. 1 zeigt ein Viskosimeter mit einem inneren Zylinder 12 und einem diesen konzentrisch umschließenden äußeren Zylinder 5. Dieser wird von einem Motor 1 angetriebene Zwischen dem Motor T und dem Zylinder 5 liegen ein Getriebe 2, stirnverzahnte KegelräderFig. 1 shows a viscometer with an inner cylinder 12 and one concentrically surrounding this outer cylinder 5. This is driven by a motor 1 between the motor T and the cylinder 5 is a gear 2, face-toothed bevel gears

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21 und 22, eine Hohlwelle 3 und ein Mitnehmer 4. Ein Freilauf 6 gestattet der Hohlwelle 3 nur eine Drehrichtung. Der Mitnehmer 4 enthält eine Platte 4a und parallel zur Drehachse verlaufende Stifte 4b» Diese greifen in Mrten 17a und 17b an der oberen Stirn fläche des äußeren Zylinders 5 ein. .21 and 22, a hollow shaft 3 and a driver 4. A freewheel 6 allows the hollow shaft 3 only one direction of rotation. The driver 4 contains a plate 4a and parallel to the axis of rotation Pins 4b »These engage in matrices 17a and 17b on the upper forehead area of the outer cylinder 5. .

Der äußere Zylinder 5 liegt innerhalb eines Temperierbades 8. Temperiermedium wird über einen Einlaß 18a zugeleitet und über einen Auslaß 18b abgeführt, oder umgekehrt. An der Außenwand des Außenzylinders 5 liegt eine Trockengleitlagerbuchse 9 an. Diese führt und lagert den Außenzylinder. Mit einer Schraubkapsel 10 wird der Außenzylinder in seiner axialen Lage gehalten. Im Ringspalt zwischen dem Außenzylinder 5 und dem Innenzylinder 12 befindet sich die Probe. Der Innenzylinder 12 ist mit der hohlen Meßwelle 13 verbunden. Die Achse 19 des Innenzylinders 12 ist ebenfalls hohl. Durch diese hohle Welle bzw. Achse wird der Thermofühler 16 bis zur Mitte des Innenzylinders 12 eingeschobene Er liegt in einer Bohrung eines Metallstückes 20. Dieses besteht aus einem Wärme gut leitenden Metall und ist an die Innenwand des Innenzylinders angel-eötet oder angeschweißt.The outer cylinder 5 lies within a temperature control bath 8. Tempering medium is fed in via an inlet 18a and discharged via an outlet 18b, or vice versa. On the outside wall of the Outer cylinder 5 is a dry sliding bearing bush 9. These guides and stores the outer cylinder. The outer cylinder is held in its axial position with a screw cap 10. In the annular gap the sample is located between the outer cylinder 5 and the inner cylinder 12. The inner cylinder 12 is hollow with the Measuring shaft 13 connected. The axis 19 of the inner cylinder 12 is also hollow. The thermal sensor is located through this hollow shaft or axle 16 inserted to the middle of the inner cylinder 12 Er lies in a bore in a metal piece 20. This consists of a metal that conducts heat well and is attached to the inner wall of the inner cylinder angel-soldered or welded on.

Die Hohlwelle 3 wird mit Lagern 25 im Gehäuse 23 gehalten. Die Wand .7 dieses Gehäuses 23 wird von einem Temperiermantel 11 umschlossen. Über Stutzen 27 und 28 ist dieser an ein Kühlsystem angeschlossen. Damit werden die Lager 25 und der Freilauf 6 gekühlt. · . . .The hollow shaft 3 is held in the housing 23 with bearings 25. The wall .7 of this housing 23 is enclosed by a temperature control jacket 11. This is connected to a cooling system via nozzles 27 and 28. The bearings 25 and the freewheel 6 are thus cooled. ·. . .

Die Meßwelle 13 liegt innerhalb einer Hülse 26.The measuring shaft 13 lies within a sleeve 26.

Eine Buchse 29 ist auf das obere Ende der Meßwelle 13 aufgesetzt. Von ihr gehen die beiden Hebelarme 31 und 32 des Drehmomentmeßgerätes 30 aus. Zu diesem gehört die sich an einem festen Widerlager 34 abstützende Feder 14 und ein induktiver Geber 15» A socket 29 is placed on the upper end of the measuring shaft 13. The two lever arms 31 and 32 of the torque measuring device go from here 30 off. This includes the spring 14 supported on a fixed abutment 34 and an inductive transmitter 15 »

Zum Messen ihrer Viskosität wird die Probe in. den Ringspalt zwischen den beiden Zylindern 5 und 12 gegeben. Das Temperierbad 8 und auch der zur Kühlung dienende Temperiermantel 11 werden angeschlossen. Der äußere Zylinder 5 wird über den Motor 1 in DrehungTo measure its viscosity, the sample is inserted into the annular gap between the two cylinders 5 and 12 given. The temperature control bath 8 and also the temperature control jacket 11 used for cooling are connected. The outer cylinder 5 is rotated via the engine 1

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versetzt. Nach Maßgabe der Viskosität der Probe wird der innere Zylinder 12 mitgenommen. Das mit dem induktiven Geber 15 meßbare Drehmoment ist ein Maß für diese Viskosität.offset. Depending on the viscosity of the sample, the inner Cylinder 12 taken. The torque that can be measured with the inductive transmitter 15 is a measure of this viscosity.

P at e η t a η s ρ r ü ehe:

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Claims

Dr.-1 ng. E. BERKENFTLO · Dipl.-Ing. H. 3RRKENFELD, patent attorneys, Cologne Attachment file number to the entry from November 23, 1974 vA. Named. Note. Brabender oHG PATENT CLAIMS

1. Rotational viscometer with two rotationally symmetrical and between them a gap for receiving a sample leaving measuring surfaces, of which the outer cylindrical and drivable and the inner cylindrical or conical and connected via a measuring shaft to a torque measuring device is,

characterized,

that the inner measuring surface (12) carrying the measuring shaft (13) and Axle (19) for carrying out a temperature sensor (16) is hollow are.

2. Rotational viscometer according to claim 1, characterized in that with the inside of the wall of the cylindrically shaped inner measuring surface (12) a metal piece (20) is connected, which runs to the center line and there the tip of the temperature sensor (16) records o

3. Rotational viscometer according to claim 1 and 2, characterized in that that the bearing points are surrounded by a temperature control jacket (11).

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