DE931199C

DE931199C - Verfahren zur Zaehigkeitsmessung gasfoermiger und fluessiger Substanzen

Info

Publication number: DE931199C
Application number: DEW8609A
Authority: DE
Inventors: Werner Dipl-Phys Heinz
Original assignee: HAAKE GE KG
Current assignee: HAAKE GE KG
Priority date: 1952-05-18
Filing date: 1952-05-18
Publication date: 1955-08-04

Description

Es sind Verfahren zur Zähigkeitsmessung bekannt, bei denen ein Verdrängungskörper, z.B. eine Kugel oder ein Zylinder, an einem Stab oder Faden in einem mit der Meßsubstanz gefüllten Hohlzylinder hängt und zur Messung der Viskosität herausgezogen wird. Die Zugkraft wird dabei von einem Gewicht, das über einen doppelarmigen Hebel an dem Stab oder Faden angreift, geliefert.
Die so erhaltenen Meßergebnisse sind jedoch nicht zuverlässig, da der Verdrängungskörper durch Pendel- und Schlingerbewegungen von der axialen Bahn abweicht, so daß der für den Meßvorgang wichtige Meßspalt zwischen Verdrängungskörper und Hohlzylinder unkontrollierbaren Veränderungen unterliegt.
Es sind andere Verfahren bekannt, bei denen eine an einem Stab befestigte Kugel durch den Hohlzylinder gedrückt wird. Durch ein seitlich angebrachtes Zusatzgewicht wird außerdem die Kugel mit konstanter Kraft gegen die Hohl zylinderwand gedrängt und erhält so eine exzentrische Führung. Bei diesem Verfahren muß aber der Kugelstab eine zusätzliche Lagerung bekommen, um seitliche Ausweichungen der Kugel aus der vorgeschriebenen Bahn zu verhindern.
Geringes Abweichen aus der Bahn läßt nämlich ein auf den Kugelstab wirkendes Drehmoment entstehen, das die Abweichung zu verzögern sucht.
Die zusätzliche Lagerung bedingt aber vermehrte Reibungsverluste und einen vergrößerten apparativen Aufwand.
Nach dem Verfahren wird daher vorgeschlagen, den Verdrängungskörper, z. B. eine Kugel, in belçannter Weise über einen Stab oder Faden an einen zweiarmigen Meßhebel zu hängen und durch den Hohlzylinder zu ziehen. Dieses soll nun nach der Erfindung in der Weise geschehen, daß der Stab oder Faden mit der Symmetrieachse des Hohlzylinders einen kleinen Winkel a zwischen I und 100 bildet, wodurch der Verdrängungskörper eine exzentrische Führung bekommt. Der Winkel a bedingt eine zur Hohlzylinderwand gerichtete Kraftkomponente auf die Kugel, die propoftional sin a ist. Vermöge dieser Kraft legt die Kugel bei der Meßbewegung an der Hohlzylinderwand an und erhält so eine exzentrische Führung, die konstante geometrische Verhältnisse im Meßspalt sichert. Der Anlagedruck bedingt einen Reibungswiderstand an der Hohizylinderwand für die Kugel.
Es zeigte sich, daß dieser Reibungswiderstand bei Winkeln a 100 sehr klein ist und in erster Näherung unabhängig ist von der Art der Meßsubstanz. Der Grund für diese Tatsache ist darin zu suchen, daß hier der Fall einer nassen Gleitreibung bei hohem Flächendruck vorliegt, wobei sich die Kugel praktisch auf einem dünnen Flüssigkeitsfilm bewegt. Bei Viskositätsmessungen an Gasen entfällt zwar die Filmbildung, die reibenden Werkstoffe, nämlich das Glas des Hoihlzylinders und der Stahl der Kugel, sind jedoch hart, so daß der Gleitreibungskoeffizient klein ist.
Der Winkel a ändert sich während der Meßbewegung, und damit ändern sich auch der Anlagedruck und der Reibungswiderstand. Der Reibungswiderstand ist jedoch unabhängig von der Meßslubstanz und mithin nur Funktion von a und des Zuggewichts. Er geht daher mit in die Eichkonstante der Apparatur ein, wenn diese mit einer Eichsubstanz bekannter Viskosität geeicht wird. Es hat also der veränderliche Reibungswiderstand keinen Einfluß auf die Exaktheit der Meßresultate.
Die Abbildung zeigt ein Ausfülhrungsbeispiel gemäß der Neuerung. Der Verdrängungslkörper, eine Kugel 1, hängt an einem Stab 2 in einem mit der Meßsubstanz gefüllten Hohlzylinder 3.
Der Stab ist mit einem doppelarmigen, auf Schneiden gelagerten Hebel 4 verbunden. Hohl zylinder und Hebel sind so zueinander angeordnet, daß der Stab mit der Symmetrieachse des Hohlzylinders einen kleinen Winkel a, der zwischen I und 100 liegt, bildet. Der Hebel ist mit einer Gewichtsschale 5 versehen, die das Zuggewicht 6 aufnimmt. Es wird mit der Stoppuhr die Zeitz (sec) gemessen, die die Kugel benötigt, um die vorgegebene Wegstrecke zurückzulegen. Es ergibt sich dann die Viskosität g der Meßsubstanz gemäß: g = K G T, wobei G das Zaggewichtg und IC die Eichgewichte sind.
PATENTANSPUCH: Verfahren zur Zähigkeitsmessung gasförmiger und flüssger Stoffe mittels Ziehen eines an einem Stab oder Faden hängenden Verdrängungskörpers durch einen mit der Meßsubstanz gefüllten HohlzyLinder, dadurch gekennzeichnet, daß der Stab oder Faden mit der Symmetrlieachse desHohlzylinders einen kleinen AiYinikell a zwischen I und. 100 bildet, wodurch der Verdrängungskörper eine exzentrische Fiührung bekommt.

Claims

Angezogene Druckscbriften: Deutsche Patentschriften Nr. 575 988, 244 098; DDR.-PatentlscElrif¢ Nr. 210.