DE926094C

DE926094C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Viskositaet

Info

Publication number: DE926094C
Application number: DEB20728A
Authority: DE
Inventors: Carl Dr Med Bahnsen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1952-06-10
Filing date: 1952-06-10
Publication date: 1955-04-07

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität Die Viskosität wird bisher aus der Ausfluß zeit durch eine enge Röhre oder durch Bestimmung der Fallzeit geeichter Körper in der Meßflüssigkeit oder auch durch Messung mittels Rührwerksapparaturen oder durch Messung des Drehmomentes eines eintauchenden Zylinders (Torsionsviskosimeter) bestimmt. Bei diesen Meßmethoden handelt es sich um absolute Messungen der Viskosität, welche unter anderem ein Konstanthalten der Temperatur erfordern. Dieser Umstand allein erschwert die Messung der Viskosität über eine längere Zeitdauer und macht eine Bestimmung langfristiger Viskositätsänderungen praktisch unmöglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Viskosimeter zu schaffen, welches die genannten Nachteile vermeidet. Die Lösung wird dabei in der Weise herbeigeführt, daß eine Flüssigkeit bekannter Viskosität und eine oder mehrere Flüssigkeiten, deren Viskositäten bestimmt werden sollen, gleichzeitig und unter den gleichen äußeren Umständen untersucht und miteinander verglichen werden.
Erfindungsgemäß werden dabei Bremswirkungen verglichen, welche durch die Flüssigkeiten -auf mit ihnen gefüllte, durch rotierende Flüssigkeitsbäder angetriebene schräg gestellte Meß zylinder ausgeübt werden. Sie kommen in den Drehzahlen der einzelnen Meßzylinder, welche beispielsweise lichtelektrisch gemessen und miteinander verglichen werden, zum Ausdruck. Die Viskositäten sind nämlich umgekehrt proportional den gemessenen Drehzahlen.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus zwei vollkommen gleichen Apparaturen, welche in einem gemeinsamen Gehäuse untergebracht sind und durch einen gemeinsamen Elektromotor über ein Getriebe angetrieben werden. Jede Apparatur ist aus einem auf einer Welle fest angeordneten zylindrischen Gefäß, welches ein Flüssigkeitsbad in sich birgt, und einem in diesem frei schwimmenden Meßzylinder aufgebaut. Letzterer ist mittels eines in seiner Hohlachse ruhenden feinen Drahtes zentrisch gehalten, wobei dieser am unteren Ende im Mittel- punkt des zylindrischen Gefäßes und oben an einem auf dem durchsichtigen Deckel angeordneten Spannböckchen angeordnet ist. Da eine mechanische Drehzahlmessung eine Bremsung der Meßzylinder bewirken würde, so ist zweckmäßigerweise eine lichtelektrische Drehzahlmessung vorgesehen. Aus diesem Grunde besitzt der obere Rand der Meßzylinder Spiegel, so daß die Drehzahlmessung in an sich bekannter Weise mittels Lichtstrahls, Selenzelle und elektrischen Impulszählers durchgeführt werden kann. Sollen mehrere Flüssigkeiten gleichzeitig untersucht werden, so werden eritsprecbeiid der Zahl der zu untersuchenden Flüssigkeiten mehrere von den beschriebenen Apparaturen angeordnet.
Die Zeichnung stellt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Viskosimeters schematisch im Schnitt dar.
In einem gemeinsamen Gehäuse oder Gestell I sind zwei vollkommen gleiche Apparaturen untergebracht, welche von einem gemeinsamen Elektromotor 2 mit Hilfe von Zahnrädern 3 angetrieben werden. Jede von beiden Apparaturen besteht aus einem zylindrischen Gefäß 4, welches auf einer in einem Spurlager 5 und in einem Halblager 6 g& haltenen Welle 7 fest angeordnet ist. In jedem Gefäß 4 ist ein Meßzylinder 8 untergebracht, welcher sich um einen zentrisch angeordneten, in der Hohlachse 9 des Gefäßes 4 liegenden Führung draht IO drehen kann. Dabei ist der Führungsdraht IO unten im Mittelpunkt des Gefäßes 4 und oben durch ein Spannböckchen II gehalten, welches auf dem Verschlußdeckel I2 angebracht ist. Auf dem oberen Rand des Meßzylinders 8 befindet sich ein Spiegelbelag I3, welcher den von der Lichtquelle I4 ausgesandten Lichtstrahl zum Zählwerk I5 reflektiert.
Die Anwendungs- und Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Viskosimeters ist folgende: Durch den gemeinsamen Elektromotor werden die beiden zylindrischen Gefäße 4 in langsame, gleiche und gleichbleibende Umdrehung versetzt. Beide Gefäße enthalten eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, in welcher die eigentlichen Meßzylinder 8 schwimmen, die mit Hilfe des Führungsdrahtes IO in der Mitte gehalten werden. Im Innern der Meßzylinder 8 befinden sich die beiden Flüssigkeiten, deren Zähigkeit miteinander verglichen werden soll.
In horizontaler Lage dnehen sich die vom rotierenden Wasser mitgenommenen Meßzylinder 8 mit der Flüssigkeit im Innern vollkommen gleich.
Neigt man nun die gesamte Apparatur um ein geringes, so sammelt sich die Meßflüssigkeit in einem Sektor des Meßzylinders stärker. Die Meßflüssigkeit hat das Bestreben, im tieferen Sektor liegenzubleiben, während der Meßzylinder vom äußeren Wasser weiter seinen Drehantrieb erhält.
Der Meßzylinder wird also innen gebremst und außen angetrieben. Da nun eine zähe Flüssigkeit stärker bremst als eine dünnflüssige, der Antrieb aber genau gleichbleibt, so dreht sich der Meßzylinder mit der zäheren Flüssigkeit langsamer.
Die Umdrehungen der Meßzylinder werden in an sich bekannter Weise lichtelektrisch gezählt mittels Lichtstrahls, Spiegels, Selenzelle und elektrischen Impulszählers. Aus dem Verhältnis der Umdrehungszahlen und der bekannten Viskosität läßt sich in an sich bekannter Weise die gesuchte Viskosität berechnen.
Die Erfindung wirkt sich dahingehend aus, daß die neue Apparatur durch Verzicht auf absolute Messungen teure Thermostaten und Ultrathermostaten erspart. Ein ungefähres Konstanthalten der Temperatur in den Arbeitsräumen ist ausreichend.
Es ist möglich, mit der erfindungsgemäßen Apparatur auch bei kleinen Mengen sehr genaue Messungen durchzuführen. Die Meßgenauigkeit läßt sich durch Verlängerung der Laufzeit steigern. Das neue Viskosimeter arbeitet vollautomatisch, so daß der persönliche Meßfehler ausgeschaltet ist. Da die zu messende Flüssigkeit im Meßzylinder verschlossen bleiben kann, ergeben sich günstige Bedingungen für die Beobachtung langfristiger Viskositätsänderungen. Als Standard kann jede beliebige Flüssigkeit gewählt werden, wodurch es möglich wird, selbst geringste Abweichungen vom Standard zu ermitteln.
PATENTANSPROCHE: I. Verfahren zur Bestimmung der Viskosität durch Vergleich mit einer Flüssigkeit bekannter Viskosität, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremswirkungen verglichen werden, welche durch die Flüssigkeiten auf mit ihnen gefüllte, durch rotierende Flüssigkeitsbäder angetriebene, schräg gestellte Meßzylinder (8) ausgeübt werden, und daß die UmdrehungszahLen der Meßzylinder (8) llchtelektnsch geines sen werden.

Claims

2. Viskosimeter zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei vollkommen gleichen, in einem gemeinsamen Gehäuse oder Gestell (I) untergebrachten, von einem Elektromotor (2) über Getriebe (3) angetriebenen Apparaturen besteht, bei dem letztere aus je einem mit Hilfe einer in Lagern (5, 6) geführten Welle (7) angetriebenen und mit Flüssigkeit gefüllten zylindrischen Gefäß (4) und einem in dieser Flüssigkeit frei schwimmenden Meßzylinder (8) aufgebaut sind, und daß letzterer mittels eines in seiner Hohlachse (g) ruhenden, im Mittelpunkt des Gefäßes (4) einerseits und durch ein auf dem durchsichtigen Verschlußdeckel (12) angeordnetes Spannböckchen (I I) andererseits angeordneten Führungsdrahtes (IO) zentrisch gehalten und am oberen Rand mit einem teilweise abgedeckten Spiegelbelag (I3) versehen ist, welcher zur lichtelektrischen Drehzahlmessung dient.

Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 23 672; USA.-Patentschrift Nr. 2 340 507.