LV13919B - Rotācijas reometrs - Google Patents

Description

Izgudrojums attiecās uz kompozīto materiālu maisījumu reometriju. Tā lietošanas joma ir kompozīto materiālu maisījumu, galvenokārt betona maisījumu, viskozo īpašību mērīšana to tehnoloģisko procesu - maisīšanas, transportēšanas un iestrādāšanas procesu projektēšanas, vadīšanas un regulēšanas nolūkā.

Ir zināms rotācijas reometrs /1/, kura darba orgāns ir izveidots divu koaksiālu cilindru veidā, starp kuriem iepilda testējamo materiālu - pastu vai šķidrumu. Vienu no šiem cilindriem rotē ar dažādiem pastāvīgiem ātrumiem, bet otrs atrodas miera stāvoklī. Uz tā ass ir nostiprināts vērpes dinamometrs, ar kuru mēra testējamā materiāla bīdes pretestības radīto vērpes momentu, un no kura iegūst informāciju par testējamā materiāla plūsmā esošajiem bīdes spriegumiem. Salīdzinot tos ar rotācijas radīto bīdes deformāciju ātrumu gradientiem, aprēķina testējamā materiāla viskozitāti.

Ir zināms rotācijas reometrs /2/, saturošs pirmajā aprakstītajā analogā norādītās pazīmes, bet kura darba orgāns satur divus vertikālus un gludus koaksiālus cilindrus.

Ir pazīstams rotācijas reometrs /3/, arī saturošs pirmajā analogā norādītās pazīmes, kura darbu orgāns satur divus vertikālus koaksiālus cilindrus, bet tā abās virsmās ir iefrēzētas vertikālas rievas betona maisījuma slīdēšanas iespēju samazināšanai. (Prototips)

Zināmajiem reometriem piemīt vairāki trūkumi:

1. Tie nav piemēroti smagā betona maisījumu reoloģisko īpašību testēšanai, jo rupjo pildvielu (šķembu, oļu) graudi tomēr izslīd uz abu darbu orgānu virsmām (daļēji arī uz rievotajām virsmām), tādā veidā izmainot testējamā maisījuma bīdes deformāciju ātrumu gradientu sadalījumu. Tas, savukārt, neļauj materiāla reoloģiskās īpašības noteikt invarianti, t.i., neatkarīgi no eksperimenta apstākļiem un reometra parametriem.

2. Ar zināmā tipa reometriem nav arī iespējams mērīt betona maisījuma reoloģiskās īpašības tieši ražošanas vai būvniecības apstākļos, t.i tieši maisītājā, sūkņa tvertnē, paceļamā kubulā vai betonējamā konstrukcijā.

Lietojot zināmos reometrus pārbaudāmais maisījums ir jāved no būvlaukuma uz laboratoriju, bet pa to laiku notiek saistvielas agrā hidratācija, maisījuma reoloģiskās īpašības izmainās un vairs neatbilst reālajiem tehnoloģiskajiem apstākļiem, piem., konstrukcijas formēšanai.

Tādēļ šī izgudrojuma mērķis ir radīt tādu reometru, ar kuru būtu iespējams testēt Teoloģiskās īpašības smago betonu maisījumiem saturošiem gan rupjo pildvielu, gan arī dažādu materiālu šķiedras (fibras), un arī lai mērījumus varētu veikt gan būvlaukumā, gan arī betona un dzelzsbetona konstrukciju ražošanas apstākļos.

Šī mērķa sasniegšanai tiek piedāvāts rotācijas reometrs, kura darba orgāns sastāv no diviem koaksiāliem cilindriem, no kuriem viens ir pieslēgts pie rotācijas piedziņas, piem., pārnesuma kārbas, bet otrs ir nekustīgs. Viens no abiem cilindriem, vai nu ārējais vai arī iekšējais (tehniski var būt divi varianti) ir pieslēgts pie vērpes dinamometra. Šie cilindri ir izveidoti režģu veidā no paralēliem stieņiem, kuri ir novietoti pa aploci, paralēli rotācijas

V asij. Sī režģa stieņi ir piestiprināti pie darba orgāna ar augšējiem galiem, bet to apakšējie gali ir noasināti, lai tos vieglāk varētu ievadīt betona maisījumā.

Attālumi starp šiem stieņiem ir lielāki par testējamā maisījuma rupjas pildvielas graudu vai fibru lielākajiem izmēriem.

Piedāvātais reometrs strādā sekojošā veidā:

Ieslēgta reometra darba orgānu ar rotējošu iekšējo cilindru pakāpeniski iegremdē testējamā betona maisījumā, kurš var būt iepildīts kādā laboratorijas traukā ar izmēriem lielākiem par reometra darba orgāna izmēriem. Tieši tāpat, priekš rūpnieciskiem mērījumiem reometra darba orgānu var iegremdēt ari betona rūpnīcas maisītājā vai arī konstrukcijas izgatavošanas veidnī iepildītā betona maisījumā, vibrētā vai arī nevibrētā.

Ārējā cilindra režģa stieņi ieslīd starp rupjās pildvielas graudiem un tādā veidā norobežo testējamo betona maisījuma apjomu no tā apkārtējās masas. Iekšējā rotējošā cilindra režģu stieņi arī ieslīd starp testējamā maisījuma pildvielas graudiem un starp tiem ietvertais maisījums rotē līdzi tam bez pretestības, bet bīdes deformācijai tiek pakļauts tikai tas maisījuma slānis, kurš atrodas starp iekšējo un ārējo cilindru režģiem. Zinot šī slāņa biezumu, iekšējā cilindra rotācijas ātrumu, un izmērot tā bīdes pretestības radīto vērpes momentu, nosaka bīdes spriegumu un deformāciju ātrumu sadalījumu šajā slānī. Šo abu lielumu attiecība ir testējamā materiāla viskozitāte un testējot to pie dažādiem rotācijas ātrumiem, iegūst t.s. konsistences līkni, kura tehnologam interesējošā diapazonā raksturo viskozitātes atkarību no bīdes deformācijas ātruma.

Šodien betona maisījumu testēšanai izmanto dažādas visai nosacītas metodes un ierīces - noteiktu izmēru konusa paraugu nosēdumu vai tā izplūdes diametru, konusa nosēšanās laiku, vai arī maisījuma izplūdes laiku caur noteikta izmēra kanālu u.c. Daudzi no šiem paņēmieniem ir arī standartizēti, taču ar tiem iegūtie mērījumi un to mērvienības (cm, cm/sek vai sek) neraksturo tik daudz materiālu atsevišķi, kā tā kopību ar eksperimenta apstākļiem - mērierīces veidu, parauga formu, caurplūdes kanāla ģeometriju un tamlīdzīgi. Tādēļ ar šīm zināmām ierīcēm nevar noteikt invariantās īpašības, kuras raksturo tikai materiālu - piem., viskozitāti ar mērvienību Pa-s; taču tikai invariantās īpašības ir piemērojamas tehnoloģisko spriegumu, deformāciju un to ātrumu sadalījumu aprēķiniem. Tādā veidā piedāvātais reometrs, atšķirībā no zināmajiem, var tikt izmantots gan būvzinātnei 10 betona reoloģijas pētījumiem, gan arī tehnoloģiskai projektēšanai nepieciešamas informācijas ieguvei.

IZMANTOTĀ INFORMĀCIJA

1. V.A.Lapsa „Jaunākās būvmateriālu pārbaudes”, Rīga, „Avots”. 1981, lpp.18-26.

2. Joost Walraven, Eleni Lappa „Innovative concrete technology for industrial applications at Delft University of Technology”, „Concrete Plant International” N² 4 (August) 2005, p. 96-97.

3. Peter Billberg „Rheology of fme mortar”, Proceedings of the Nordic

Concrete Reseach Meeting, Reyķjavik, Iceland 1999, p.243 - 245.

Claims (2)

1. PRETENZIJAS

   1. Rotācijas reometrs kompozītu materiāli maisījumu reoloģisko īpašību noteikšanai, kurš satur darba orgāna piedziņu ar maināmu rotācijas ātrumu, tam pievienotu vērpes momenta mērīšanas dinamometru un darba orgānu, sastāvošu no viena rotējoša cilindra un otra stacionāra cilindra, kuri ir novietoti koaksiāli, atšķirīgs ar to, ka abi darba orgāna cilindri ir izveidoti divu vertikālu cilindrisku režģu veidā no rotācijas asij paralēliem un noasinātiem stieņiem, kuri ir piestiprināti pie darba orgāna ar augšējiem galiem.
2. 2. Rotācijas reometrs saskaņā ar 1. punktu, atšķirīgs ar to, ka attālumi starp atsevišķiem režģa stieņiem pa cilindru vadulēm ir lielāki nekā kompozīta maisījuma rupjāko komponentu daļiņu lielākie izmēri.