FI72811C - Reometer foer analys av gelers och vaetskesystems elastiska och/eller viskoesa egenskaper. - Google Patents

Description

Reometri geelien ja nestejärjestelmien kimmoisien ja/tai viskoosien ominaisuuksien analysoimiseksi 1 72811

Esillä olevan keksinnön kohteena on reometri geelien 5 ja nestejärjestelmien kimmoisien ja/tai viskoosien ominaisuuksien analysoimiseksi.

Usein on toivottavaa voida jatkuvasti valvoa geelin tai nestejärjestelmän kimmoisia ja/tai viskooseja ominaisuuksia, esimerkiksi juuston tuotannossa, jossa juustomas-10 san koagulointi on keskeytettävä oikealla hetkellä tyydyttävän lopputuloksen varmistamiseksi. Nykyään nämä koagu-loinnin tarkastukset suorittaa asiantuntija, juustomestari, joka säännöllisin välein ottaa näytteitä juustomassasta ja määrää asiantuntemuksensa avulla, milloin koagulointi on 15 keskeytettävä. On selvää, että tällainen arviointi vaatii huomattavan määrän kokemusta ja silti virheitä voi sattua, esimerkiksi jos tarkastuksia ei suoriteta jatkuvasti. Tämän takia tällä tietyllä alalla on kauan ollut tarvetta saada jonkinlainen mittaus- ja valvontalaite, joka osoittaa, mil-20 loin koagulointi on keskeytettävä. Tietysti muilla teknisillä alueilla on samanlaisia toivomuksia ja yksinkertaisen ja huokean, geelin ja/tai nestejärjestelmän kimmoisien ja/tai viskoosien ominaisuuksien määritykseen käytettävän laitteen tarve on huomattava.

25 Esillä olevan keksinnön mukaisesti tässä kysymykses sä olevaan tarkoitukseen tarkoitettu laite käsittää liikkuvan elimen, joka on siten asennettu geelin tai neste järjestelmän sisältävän säiliön seinään, että liikkuvan elimen pintaosa on pääasiallisesti geelin tai nestejärjestel-30 män pinnan alapuolella olevan seinän tasolla kun säiliö on täytetty ennalta määrätylle tasolle, laitteen liikkuvan elimen siirtämiseksi edestakaisin olennaisesti kohtisuoraan mainittua pintaosaa vastaan säiliössä olevan geelin tai nestejärjestelmän vaikutusta vastaan ja välineen vas-35 tuksen mittaamiseksi tällaista siirtoa vastaan.

Keksintöä selitetään nyt yksityiskohtaisemmin viitaten oheisiin piirustuksiin, jotka esittävät erästä suori- 2 72811 tusmuotoa ja joissa kuvio 1 on poikkileikkaus keksinnön mukaisesta reomet- ristä, kuvio 2 esittää reometrin sisäosaa ja 5 kuvio 3 on poikkileikkaus muunnellusta suoritusmuo dosta .

Kuvion 1 mukaisesti esillä olevan keksinnön reometri käsittää maljamaisen kotelon 10, jonka kehän ympärillä on laippa 11 maljan avoimen pään vieressä. Laipassa 11 on jouk-10 ko tasavälein sijaitsevia aukkoja ruuvien 12 vastaanottamiseksi, kuten seuraavassa selitetään yksityiskohtaisemmin. Maljaan 10 on asennettu tasaisen levyn muodostama pidin 13 esimerkiksi ruuvien avulla siten, että se ulottuu yhdensuuntaisesti vaipan 10 pohjan kanssa. Vaipan 10 avoin pää 15 on suljettu kalvolla 14, jonka kehäosa 15 on puristettu laipan 11 ulospäin suunnatun sivun ja kiristysrenkaan 16 väliin ruuvien 12 avulla, jotka kytkeytyvät renkaan 16 kierteitettyihin porauksiin. Kalvo, joka on tehty esim. tekstiilivahvisteisesta nitriilikumista, on yhdistetty 20 liikkuvasti kotelon 10 avoimeen päähän suunnilleen kaiutin-kartion tapaan, kuten kohdassa 17 esitetään. Kalvo 14 on vahvistustarkoituksia varten varustettu sisäsivullaan levyllä 18, joka ulottuu kalvon 14 pinta-alan pääosan yli. Vahvistuslevy 18 voi olla tehty muovista tai metallista 25 ja se on yhdistetty kalvoon jollakin sopivalla tavalla.

Kuten kuviosta 2 käy ilmi, kiristysjousi 19 on yhdistetty kalvon 14 ja vastaavasti vahvistuslevyn 18 keskipisteeseen. Jousen vastakkainen pää on yhdistetty pidinlevyyn 13. Mainitun keskipisteen kummallekin puolelle on pidin-30 levyyn 13 laakeroitu veitsenteräsovitelma 20, jonka terä 21 on suunnattu kalvoa ja levyä 18 päin. Veitsenterät 21 ulottuvat kalvon halkaisijaa pitkin. Kalvon 14 vahvistus-levyn 18 sisäsivu pidetään kosketuksessa veitsenteriin 21 jousen 19 avulla. Ollessaan tällä tavoin ripustettu ja 35 tuettu kalvo 14 pystyy keinumaan veitsenterien 21 varassa.

Yllä mainitun keskipisteen alapuolelle on pidinlevyyn 13 kiinnitetty kela 22, jossa on ankkuri 23, jonka li 3 72811 varsi ulottuu kelan ja kiekon läpi, joka koskettaa kalvoa päin olevaa kelan päätä. Vastapäätä kelan sydämen kiekko-maista osaa on vahvistuslevyyn 18 kiinnitetty rautalevy 24. Aktivoimalla kela 12 voidaan kelan rautasydän saada vetä-5 mään puoleensa rautalevy 24 kalvon 13 levyllä 18, minkä seurauksena koko kalvo keinuu veitsenterillä 21. Kuvio 1 esittää kiinteän rautasydämen 23, joka voidaan kuitenkin korvata liikkuvalla sydämellä, joka siinä tapauksessa on yhdistetty vahvistuslevyyn 18 suoran vaikutuksen kohdista-10 miseksi kalvoon 14.

Keskipisteen yläpuolelle on sijoitettu mittauslaite, joka muodostuu differentiaalikelasta 25, jossa aktivointi-elin 26 voi liikkua. Elin 26 on yhdistetty kalvon 14 levyyn 18 kiinnittimellä 27. Kalvon 14 keinuessa elin 26 liikkuu 15 niin ollen edestakaisin kelassa 25 ja yhdistämällä mainittu kela sopivaan mittauslaitteeseen, on mahdollista, kuten seuraavasta selityksestä käy selvemmin ilmi, määrätä vastus, joka kohdistuu kalvoon 14 sovitelman 22, 23 ja 24 keinuttavan vaikutuksen takia. Keinumisvastus voidaan myös mitata 20 optisesti tai jollakin muulla alan ammattimiehelle hyvin tunnetulla tavalla.

Kuvio 3 esittää toista suoritusmuotoa, jossa kotelo 10 on massiivinen runko, jossa on kehälaippa 11. Massiivinen runko on toisella tasaisella sivullaan varustettu sy-25 vennyksellä 30, jossa on tasainen pohjapinta 31, joka on mainitun tasaisen sivun suuntainen. Pöhjapinnassa 31 on kaksi porausta 32, 33, jotka ulottuvat rungon toista tasaista sivua kohti ja on sijoitettu ennalta määrätyn dia-metraalisen välimatkan päähän toisistaan, suunnilleen sa-30 maila tavoin kuin edellä kuvatut elimet 23 ja 26. Kuten nähdään, poraukset eivät ulotu aivan kotelon toisen tasaisen sivun luo, vaan päättyvät jonkin matkan päähän siitä. Vaihtoehtoisesti ne voivat ulottua suoraan mainitun rungon läpi ja olla tiivistetyt toiseen tasaiseen sivuun avautu-35 vassa päässään. Rungon toisessa tasaisssa sivussa on kaksi syvennystä 34 ja 35, jotka ovat poikkileikkaukseltaan rengasmaiset ja ympäröivät kumpikin sama-akselisesti omaa 4 72811 poraustaan 32 ja 33, mutta on erotettu näistä ohuella seinällä 36 ja vastaavasti 37. Syvennykset 34 ja 35 päättyvät jonkin matkan päähän syvennyksen 30 pöhjapinnasta 31 ja ne on suljettu vastakkaisista päistään ilmakehää vastaan ruu-5 vikansilla 38 ja vastaavasti 39, jotka myös toimivat kaapelin läpivienteinä.

Kotelon etusivulla on kalvo 14, joka on yhdistetty siihen nesteenpitävästi, kuten edellä selitettiin kuvioon 1 viitaten. Kuten edellä selitetyssä suoritusmuodossa kallo von takasivuun on kiinnitetty vahvistuslevy 18, johon on yhdistetty aktivointielin 26, joka työntyy poraukseen 32 syvennykseen 34 sijoitetun differentiaalikelan 25 aktivoimiseksi, joka on yhdistetty ulkopuoliseen mittauselimeen kaapelilla 41, joka on viety kannen 38 läpi. Edellä seli-15 tetyn suoritusmuodon rautalevyn 24 sijasta vahvistuslevy kannattaa tässä kestomagneettia 30, johon voi vaikuttaa syvennykseen 35 sovitettu kela 22, joka on kytketty ulkoiseen virran lähteeseen kannen 39 läpi menevällä kaapelilla 42.

20 Syvennys 30 ja poraukset 32, 33 on täytetty sopival la nesteellä, kuten tislatulla vedellä, joka siis korvaa edellä selitetyn suoritusmuodon veitsenteräsovitelman.

Yllä selitettyjä suoritusmuotoja käytetään seuraa-valla tavalla valvomaan geelin tai nestejärjestelmän kim-25 moisia ja/tai viskooseja ominaisuuksia. Edullisesti laite rakennetaan geelin tai nestejärjestelmän sisältävän astian seinän sisään siten, että kalvo 14 sijaitsee säiliön sisäpinnan tasolla, mikä on edullista, koska reometri ei tällöin häiritse tämäntyyppisissä säiliöissä usein käytetty-30 jä sekoitusvälineitä. Kun säiliö on täytetty tarkkailtavalla geelillä tai nestejärjestelmällä, niin että se peittää kalvon 14 ulkosivun, reometri voidaan käynnistää kytkemällä sopiva jännite kelaan 22. Tämä jännite saadaan edullisesti pientaajuusgeneraattoriin kytketystä tehon-35 vahvistimesta. Taajuus asetetaan sopivaan arvoon, joka voi juustomassan valvontaa varten olla 0,5 Mz. Tämän seurauksena kalvoa 14 keinutetaan tällä taajuudella ja kalvon 5 72811 ulkosivua koskettava neste kohdistaa karakteristisen vastuksen keinumisliikettä vastaan nesteen kimmoisuuden tai viskositeetin vaikutuksesta. Tämä vastus mitataan kelan 25 ja siinä liikkuvan elimen 26 avulla tai jollakin muulla sopi-5 valla mittauslaitteella yksinkertaisella ja luotettavalla tavalla. Käsittelyn jälkeen mittaustulos voidaan viedä esim. tallentimeen, niin että koagulointiprosessia voidaan valvoa jatkuvasti. On myös mahdollista kytkeä hälytyslaite tai väline koaguloinnin välitöntä keskeytystä varten, heti kun 10 ennalta määrätty koagulointiarvo on saavutettu.

Yleensä reometri on varustettu välineillä, jotka on sovitettu estämään liiallista liikettä sisäänpäin kotelossa, erityisesti jos kalvo on ohut ja herkkä. Tällainen liike sisäänpäin voi johtua liian suuresta staattisesta nesteen 15 paineesta kalvolla tai painetransienteista. Tämä väline voi ensin selitetyssä suoritusmuodossa muodostua rajoituselimis-tä 28, jotka on kiinnitetty pitimeen tai yksinkertaisimmassa muodossaan muodostua itse pitimestä, joka on siinä tapauksessa sijoitettu lähemmäksi kalvoa kuin kuviossa 1 on 20 esitetty tai olla muodostettu jollakin muulla, tarkoitukseen sopivalla tavalla. Kuvion 3 mukaisessa suoritusmuodossa lisä-rajotiuselimiä ei tarvita, koska syvennyksessä 30 olevalla nesteellä on itsellään tämä rajoitustoiminta. Tietysti on myös mahdollista sovittaa kotelo 10 laippoineen 11, ki-25 ristysrenkaineen 16 ja kalvoineen 14 nesteenpitävästi kuvion 1 mukaisessa suoritusmuodossa ja täyttää kotelo sopivalla nesteellä, kuten öljyllä.

Alan ammattimiehille on selvää, että reometriä voidaan muunnella monin eri tavoin. Geeliä tai nestejärjestelmää 30 koskettavan pinnan ei välttämättä tarvitse olla kalvo, vaan se voi esimerkiksi muodostua sellaisen männän päätepinnasta, joka jollakin sopivalla tavalla voi liikkua sylinterin sisään ja ulos siitä. Lisäksi mittauslaitteen ei tarvitse keinua, vaan se voi sen sijaan olla suoraviivaisesti edesta-35 kaisin siirrettävä. Edelleen mittauslaitteen ei tarvitse muodostua reometrin erillisestä yksiköstä, koska nesteen 6 72811 vastus voidaan myös määrittää mittaamalla sähkövirran kulutus geeliin tai nestejärjestelmään sijoitettua elintä siirrettäessä. Siirto- tai keinumistaajuutta vaihdellaan valvotun nesteen ominaisuuksien perusteella, mutta on todettava, 5 että pienillä taajuuksilla, kuten 0,5 Hz, mitataan nesteen kimmoisia ominaisuuksia, kun taas jos sekä kimmoisia että viskooseja ominaisuuksia on valvottava, taajuutta on normaalisti nostettava 10-20 Hz:iin.

tl

Claims (7)

1. 7 72811 Patenttivatimukset
2. 1. Reometri geelien ja nestejärjestelmien kimmoisien ja/tai viskoosien ominaisuuksien analysoimiseksi, t u n -5 n e t t u liikkuvasta elimestä (14), joka on siten asennettu geelin tai nestejärjestelmän sisältävän säiliön seinään, että liikkuvan elimen pintaosa on pääasiallisesti geelin tai nestejärjestelmän pinnan alapuolella olevan seinän tasolla kun säiliö on täytetty ennalta määrätylle talo solle, laitteesta (22) liikkuvan elimen siirtämiseksi edestakaisin olennaisesti kohtisuoraan mainittua pintaosaa vastaan säiliössä olevan geelin tai nestejärjestelmän vaikutusta vastaan ja välineestä (25) vastuksen mittaamiseksi tällaista siirtoa vastaan.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen reometri, tun nettu siitä, että liikkuva elin (14) on kiekkomainen elin, joka on toisella puolella kosketuksessa geeliin tai neste järjestelmään ja vastakkaisella puolellaan toimii yhdessä tuen kanssa, jonka varassa sei voi liikkua.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen reometri, tun nettu siitä, että kiekkomainen elin (14) on nestettä läpäisemätön ja kiinnitetty nesteenpitävästi maljamaisen, nestettä läpäisemättömän kotelon (10) aukkoon ja voi liikkua nesteen vaikutusta vastaan maljamaisessa kotelossa (10). 25 4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen reometri, tun nettu siitä, että kiekkomainen elin (14) on kiinnitetty sellaisen maljamaisen kotelon aukkoon, johon on sovitettu pidin (13), joka kannattaa tukea, joka muodostaa ainakin yhdessä veitsenteräsovitelmasta (20), joka on kiinnitetty 30 pitimeen (13) ja jossa on veitsenterä (21), joka on suunnattu kiekkomaisen elimen sisäsivua kohti, jolloin kiristysjou-si (19), joka on myös sovitettu mainittuun pitimeen, pitää mainitun kiekkomaisen elimen (14) sisäsivun keinuvassa kosketuksessa veitsenterän (21) kanssa ja välineet on sovitet-35 tu rajoittamaan kiekkomaisen elimen (14) liikettä sisäänpäin. 8 72811
5. 5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reo-metri, tunnettu siitä, että kiekkomaista elintä (14) siirtävä laite (22) käsittää kelan, joka on sovitettu magneettisesti vaikuttamaan mainittuun kiekkomaiseen elimeen 5 (14) yhdistettyyn kestomagneettiin (40) tai rautalevyyn, jolloin mainittu vaikutus saadaan aikaan, jos käytetään rautalevyä (24), kelan rautasydämen (23) välityksellä.
6. 6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen reo-metri, tunnettu siitä, että väline (25) vastuksen 10 mittaamiseksi kiekkomaisen elimen (14) siirtoa vastaan käsittää kelan (25), edullisesti differentiaalikelan, jossa mainittuun kiekkomaiseen elimeen (kohdassa 27) kiinnitetty aktivointielin (26) voi liikkua.
7. 7. Jonkin patenttivaatimuksen 2-6 mukainen reometri, 15 tunnettu siitä, että kiekkomainen elin (14) käsittää kalvon, joka on kiinnitetty (kohdassa 17) koteloon suunnilleen kaiutinkartion tapaan ja jonka koteloa päin olevalla sivulla on muovi- tai metallivahvistuslevy (18). 7281 1