W technice reologii (nauki o ogólnych pra¬ wach powstawania i rozwijania sie odksztalcen cial fizycznych z uplywem czasu) do badania wlasciwosci Teologicznych cieczy, zwlaszcza nie podlegajacych prawu Newtona, nadaja sie najlepiej lepkosciomierze obrotowe. Dostarcza¬ ja one przy zastosowaniu koncentrycznego ukladu cylindrów lub sposobu „stozek-plyta" dokladnych naukowo danych co do wlasci¬ wosci Teologicznych badan substancji.Odwzorowanie Teologicznych wlasciwosci cieczy nastepuje w szczególnosci przez dos¬ tosowanie naprezenia stycznego mierzonego za pomoca odpowiednich srodków do spadku scinajacego, zdefiniowanego dokladnie przez *) Wlasciciel patentu oswiadczyl ze wspól¬ twórcami wynalazku sa Siegfried Putzker, Werner Pahms, Gottfried Reinhold. ksztalt geometryczny i wymiary ukladu po¬ miarowego oraz liczbe obrotów elementu wi¬ rujacego.Lepkosciomierze obrotowe pozwalaja wiec tyl¬ ko wtedy na wyczerpujace zbadanie wlasciwos¬ ci Teologicznych, gdy wartosci liczby obrotów elementu wirujacego i przy tym gradientu sci¬ najacego moga byc zmieniane w szerokich granicach, a dostosowane do tego naprezenie styczne moze byc zmierzone. Do wytwarzania ruchu obrotowego sa po wiekszej czesci sto¬ sowane silniki elektryczne, w których zmiana liczby Obrotów nastepuje stopniowo lufo bez- stopniowo za pomoca elektrycznych lub me¬ chanicznych srodków.Znane lepkosciomierze obrotowe maja na przyklad przekladnie stopniowe, w których zmiana liczby obrotów jest przeprowadzana przez przesuwanie zespolów kól zebatych. Te-go rodzaju rozwiazania sa kosztowne, maja wade przelaczania za pomoca zazebiania i niex pozwalaja, albo tylko przy stosunkowo wyso¬ kim nakladzie, na uzyskanie duzego zakresu zmian liczby obrotów szczególnie potrzebnej przy lepkosciomierzach obrotowych.Osobliwosci funkcjonowania lepkosciomierza obrotowego stawiaja, oprócz tego dzialaniu urzadzenia przelaczajacego zmiennej przekladni zebatej, wymagania, których znane przeklad¬ nie nie sa w stanie spelnic. Mianowicie musi byc do osiagniecia mozliwie duza liczba róz¬ nych szybkosci obrotów przy zachowaniu jed¬ noznacznie wzrastajacego albo malejacego sto¬ pniowania liczby obrotów od duzych az do stosunkowo malych obrotów « 1 obrotu na minute) elementu pomiarowego, przy wszyst¬ kich warunkach pracy. Wymaganie to nie moze byc spelnione przez sama zmiane prze¬ kladni pomiedzy dwoma walami. Mozna jed¬ nak w znany sposób osiagnac duzy zakres zmian szybkosci obrotowych, gdy zastosowane^ zostana szeregowo dwa lub wiecej bloków- -przelaczników. Znane zmienne przekladnie z kolami zebatymi maja dla kazdego bloku jed¬ na dzwignie manewrowa lub pozwalaja na wybór szybkosci obrotów, przy innych typach przekladna za pomoca jednej dzwigni prze¬ laczajacej w wielu plaszczyznach. Urzadzenia te maja jednak wade polegajaca na braku zachodzacej niezaleznie od obslugi, jednozna¬ cznie wzrastajacej lub malejacej sklonnosci szybkosci obrotów przy uruchamianiu dzwigni lub dzwigien przelaczajacych poprzez caly za¬ kres liczby obrotów.Okreslenie naprezenia stycznego nastepuje wedlug sposobu wychyleniowego przez pomiar momentu obrotowego przylozonego do elemetu pomiarowego proporcjonalnego do oporu wsku¬ tek' lepkosci, przy czym wartosc mierzona jest proporcjonalna do skrecenia czlonu sprezyste¬ go. Skrecenie tego czlonu jest przy tym z re¬ guly przetwarzane ma odpowiednia wartosc elektryczna, w celu zdalnego wskazywania lub rejestracji wartosci naprezenia stycznego.Granice zakresu pomiarowego naprezenia stycznego tych znanych lepkosciomierzy sa wyz¬ naczane przez wlasnosci materialu czlonu sprezystego i zdolnosc rozdzielcza srodków do przetwarzania momentu obrotowego na war¬ tosc elektryczna. W znanych urzadzeniach pró¬ buje sie to ograniczenie obejsc w ten sposób, ze odpowiednio do zakresu pomiarowego prze¬ widziane sa rózne wymienne czlony skrecane.System taki ma jednak te wade, ze przy zmianie zakresu pomiarowego narusza sie prze¬ bieg pomiaru, gdy na przyklad maja byc wy¬ kreslone krzywe cieklosci, które przekraczaja zakres momentu obrotowego danego czlonu skrecanego. Zmiana czlonu skrecanego powo¬ duje, zwlaszcza przy mediach o lepkosci za¬ leznej od czasu, duze uchyby pomiarowe. W znanych urzadzeniach z wymiennymi czlonami skrecanymi stosuje sie najczesciej wymiane calego zespolu konstrukcyjnego obejmujacego czlon skrecany, Rozwiazanie to powoduje sto¬ sunkowo duze naklady, szczególnie w znanych urzadzeniach, które do kazdego czlonu skre¬ canego maja równoczesnie urzadzenie do prze¬ twarzania wychylenia czlonu skrecanego na elektryczna wartosc.Zadaniem wynalazku jest usuniecie tych niedogodnosci, przy czym do napedu lepkos¬ ciomierza obrotowego znajduje zastosowanie specjalny mechanizm przekladniowy, o wiek¬ szym zakresie zmian liczby obrotów i w któ¬ rego urzadzeniu, mierzacym moment obrotowy, nastawiane sa rózne stale odksztalcenia spre¬ zystego bez wymiany urzadzenia pomiarowego.Opisane wady zostaja wedlug wynalazku wyeliminowane w ten sposób, ze w celu osia¬ gniecia maksymalnej liczby stopniowanych szybkosci obrotów, zastosowany zostaje me¬ chanizm przekladniowy z przeciaganym kli¬ nem o najkorzystniej dwóch wlaczanych sze¬ regowo jednostkowych zespolach przekladnio¬ wych z przeciaganym klinem, który za pomoca obslugiwania jednej tylko dzwigni przelacza¬ jacej jest nastawiany w calym zakresie szyb¬ kosci obrotów wedlug jednokierunkowo wzras¬ tajacego lub malejacego szeregu szybkosci obrotów oraz, ze do osiagniecia duzego za¬ kresu momentu obrotowego, o duzym rozrzu¬ cie nastawiane sa za pomoca jednej dzwigni rózne stale odksztalcenia sprezystego urza¬ dzenia mierzacego moment obrotowy bez zmia¬ ny urzadzenia pomiarowego.Na rysunku fig. 1 przedstawia zasadnicza konstrukcje lepkosciomierza obrotowego, fig. 2 — przekladnie w postaci schematycznej, z dwoma blokami — przelacznikami umieszczo¬ nymi szeregowo, na dwanascie szybkosci obro¬ tów, fig. 3 — urzadzenie do pomiaru momentu obrotowego dla lepkosciomierza obrotowego z wirujacym wewnetrznym cylindrem oraz fig. 4 — przekrój wedlug linii A—B przez urzadzenie do pomiaru momentu obrotowego.Podstawa 1 zawierajaca narzad napedowy unosi blok przekladniowy 2 mieszczacy prze- — 2 —kladnie oraz wspornik 3 mechanizmu pomiaro¬ wego przytrzymujacy urzadzenie pomiarowe, które jest przykryte pokrywa oslonna 4.Zewnetrzny nieruchomy cylinder pomiarowy 7, polaczony ze wspornikiem 3 mechanizmu pomiarowego, za pomoca szybko dzialajacego zacisku 6 za posrednictwem tulni prowadzacej 5, obejmuje za posrednictwem kolnierza i szybko dzialajacego zacisku 8 zbiornik 9, utrzymujacy równomierna temperature, który w celu utrzymywania stalej temperatury cieczy termostatowej, zaopatrzony jest w srodki do dolaczania do urzadzenia regulujacego tem- peratture jak termostatu z ciecza obiegowa.Wspólosiowo do cylindra pomiarowego 7, wspor¬ nik 3 podtrzymuje urzadzenie do pomiaru mo¬ mentu obrotowego wedlug fig. 3<, wraz z jego walem napedowym 10, przylaczonymi do niego przegubowo czlonami sprezystymi 11 i 12 oraz walem pomiarowym 13, który za posrednictwem sprzegla 14 obejmuje wymienny element wiru¬ jacy 15 w cylindrze pomiarowym 7.Wychylenie walu pomiarowego 13 albo pola¬ czonego iz nim za posrednictwem czlonów sprezystych 11, 12 walu napedowego 10, jest miara momentu obrotowego dzialajacego na element wirujacy 15. Ten wzgledny obrót, który wykonuje wal pomiarowy 13 wraz z elementem wirujacym 15 w stosunku do walu napedowego 10, zostaje przejety za pomoca odpowiednich srodków jak na przyklad opor¬ nika potencjiometrycznego 16 i przeniesiony do przyrzadu wskazujacego 17.Do sprzezenia przekladni z urzadzeniem do pomiaru momentu obrotowego sa przewidzia¬ ne: kolo zebate 18, kolo posrednie 19, oraz kolo napedowe 20 polaczone trwale z walem napedowym 10. Obsluga przekladni w celu wy¬ boru szybkosci obrotów naistejpuje wylacznie za pomoca obracania dzwigni przelaczajacej 21 umieszczonej w bloku przekladniowym 2 i przdluzonej na zewnatrz za pomoca elemen¬ tów manipulacyjnych, przy czym za pomoca tarczy liczby obrotów 22 polaczonej z dzwig¬ nia przelaczajaca 21, nastawiona liczba obro¬ tów tpojawia sie stalle w polu widzenia po¬ przez otwór w bloku przekladniowym 2.Dzwignia przelaczajaca 21 jest czescia roz¬ rzadu posuwisito-fcorbowego, zaopatrzonego w lacznik 23 i drazek przelaczajacy 26 unoszacy klin przeciagany 25, dolaczony przegubowo poprzez tuleje przesuwna 24 do lacznika 23.Przez obrócenie dzwigni przelaczajacej 21 o kat Acp1* A zmiany polozenia klina przeciaganego 25 w wale wydrazonym W I, (fig. 2) przez co nas¬ tawiane sa w surmie cztery rózne szybkosci 'obrotów ni, ns, ns, n* na napedzie walu wy¬ drazonego W I do mechanizmu pomiarowego.Wal wydrazony W II ma dla kata obrotu A cej 21 stala szybkosc obrotów, utrzymywana dzieki temu, ze klin przeciagany 31, porusza¬ ny za pomoca rozrzadu posuwisto-konbowego walu wydrazonego W II, skladajacego sie z korby 27, lacznika. 28, tulei przesuwnej 29 i drazka przelaczajacego 30, wskutek odpo¬ wiednio dobranego przelozenia pomiedzy wspólbieznym z dzwignia przelaczajaca 21 kolem zebatym 32 i wspólbieznym z korba 27 segmentem zebatym 33, jak równiez wskutek odpowiednio dobranej szerokosci kola zeba¬ tego 34 i zespolu kól zebatych 35 i 36, doz¬ naje w zakresie kata obrotu A A 9 3 tylko przesuniecia podluznego w rowku klinowym kola zebatego 34, polaczonego ksztal¬ towo za pomoca klina przeciaganego 31 z wa¬ lem wydrazonym W II nie wplywajacego na szykosc obrotów walu W II.Przedstawiona w przykladowym wykonaniu wynalazku (fig. 2) jednoznacznie wzrastajaca sklonnosc szybkosci obrotów ni, n*, na, n4 pod¬ czas przebiegu korby poprzez katy Ay 1, Acp2, A9 3 zostaja wedlug wynalazku za¬ chowane dla nastepnych ozerech sizybkosci obrotów od \ns do ns dzieki temu, ze przez obracanie dzwigni przelaczajacej 21 w kierun¬ ku okreslonym przez A9* — A 9 2 — A 9 3 o kat obrotu A 9 4, klin przeciagany 25 walu wydrazonego W I zostaje z powrotem wpro¬ wadzony w polozenie odpowiadajace szybkosci obrotów ni, przy czym jednoczesnie klin prze¬ ciagany 31 walu wydrazonego W II wchodzi w zazebienie z zespolem kól zebatych 35, sa¬ siednim wzgledem kola zebatego 34. Szybkosci obrotów kola 34 i zespolów kól zebatych 35, 36 sa za pomoca przystawki zebatej 37, 38 tak zestrojone, ze wal wydrazony W II przyjmuje szybkosci obrotów, zapewniajace jednoczesnie wzrastajaca albo malejaca sklonnosc szybkosci obrotów po stronie napedzajacej podczas prze¬ laczania w sposób opisany powyzej.W opisywanym przykladzie wykonanie wy¬ nalazku, po przebyciu katów A^5, A?<*» A9 7, odpowiadajacym szybkosciom obrotów m, ne, m, ns i przelaczeniu klina przeciaga¬ nego 31 z zespolu kól zebatych 35 na zespól kól 36 przez obrót dzwigni przelaczajacej 21 — 3 —o kat A 98» mozliwe jest otrzymanie czterech nastepnych szybkosci obrotów no, nio, nu, ni2 przez obrót o katy A?a A C1^ A?11* Szczególna zaleta zespolonego przelaczania klinów prze¬ ciaganych 25, 31 wedlug wynalazku jest za¬ pewniona przez to, ze podczas sprawdzania klina przeciaganego 25 dlo polozenia poczatko¬ wego za pomoca obrotu dzwigni przelaczajacej 21 o A^4 l* A ¥8' n*e P°Jawia33 sie- zadne przejsciowe szybkosci obrotów w miejscu od¬ bioru napedu, poniewaz wskutek dobrania du¬ zego stosunku A94 (Acpl + Acp2 + A cp3) klin' przeciagany 31, dolaczonego szeregowo taloku- -przelaczmika, pozostaje w stanie braku zaze¬ bienia z kolem zebatym 34 jak równiez zespo¬ lami kól zebatych 35, 36 podczas okresu czasu sprowadzenia klina 25 do polozenia poczatko¬ wego tak, iz wal wydrazony W I tak dlugo nie otrzymuje zadnego napedu, dopóki pier¬ scienie posrednie 39 i 40 nie zaopatrzone w rowki, utrzymuja klin 31 w pozycji niezazebio- nej, a które uwalnia klin dopiero wtedy, gdy przesuniecie katowe A 94 3^yo A98 Jes* ukonczone.Naped przekladni odbywa sie za pomoca silnika elektrycznego 41, którego kólko pedne zazebia sie z zespolem kól zebatych 36 i w ten sposób napedza kolo zebate 34 i zespól kól 35 za posrednictwem przystawek kól ze¬ batych 37, 28, przy czym odopwiednio do wy¬ branych szybkosci obrotów klin przeciagany 31 dokonuje polaczenia pomiedzy kolem zebatym 34 albo zespolem kól 35 lub 36, a walem wy¬ drazonym W 11. Umocowany sztywno na wale W 11 zespól kól stopniowych 42 zazebia sie z zespolem kól 43, którego poszczególne czlony sa osadzone Obrotowo i wzgledem siebie luzno na wale wydrazonym W 7, tak, iz pozadana szylbkosc obrotów zostaje okreslona przez od¬ powiednie polozenie klina przeciaganego 25 laczacego wal wydrazony W I i poszczególne czlony zespolu kól 43 ii przy czym poprzez osadzone sztywno na wale W 1 kolo zebate 18 zapewnione jest polaczenie z urzadzeniem mie¬ rzacym moment obrotowy.Ruch obrotowy pochodzacy z przekladni zo¬ staje przeniesiony na wal napedowy 10 za posrednictwem kola napedowego 20.Tarcza zabierakowa 44 polaczona trwale z walem napedowym 10 uchwytuje przez swój ksztalt pierscien prowadzacy 45 zaopatrzony w gwint zewnetrzny, który uinosi pierscien gwintowany 46, obracalny w celu regulacji i blokowany na gwincie, do którego umoco¬ wany jest jednym koncem przegubowo czlon sprezynowy 11.Drugi koniec czlonu sprezynowego 11 jest doprowadzany do pierscienia rozdzielajacego 49 olbracainego i nastawiainego swobodnie na wale napedowym 10 pomiedzy zderzakami 47 i 48. Równiez do pierscienia 49 przymocowany jest czlon sprezynowy 12, którego przeciwny koniec jest bezposrednio polaczony poprzez kablak 50 z walem pomiarowym 13 zabiera¬ jacym cylinder pomiarowy.Pomiar naprezania stycznego otrzymuje sie ze wzglednego Obrotu walu pomiarowego 13 wzgledem walu napedowego 10 i odbywa sie w dwóch zakresach w ten sposób, ze w jednym z przypadków, dzieki jeszcze nie opisanemu mechanizmowi przelaczajacemu, czynny jest tylko jeden czlon sprezynowy 12 jako element sprezysty, natomiast w innej alternatywie Obydwa czlony sprezynowe 12 i 11 wlaczone zostaja szeregowo, przy czym obrót wzgledny przejety zostaje przez opornik potertcjome- tryczny 16 i elektryczna wartosc przeniesiona poprzez pierscienie slizgowe 51 do przyrzadu wskazujacego 17. Mechanizm przelaczajacy we¬ dlug wynalazku ma wrzeciono 52 ze zderza¬ kiem 47, które przy osiowym przesunieciu ele¬ mentu przelaczajacego 53 za pomoca nakretki 54 wrzeciona zostaje obrócone wzgledem walu napedowego 10. Element przelaczajacy 53, któ¬ rego zeberka 55 prowadzone sa w tarczy za- bierakowej 44, moze dokonac tylko jednego przesuniecia równolegle do walu napedowego, z którym jest on polaczony poprzez tarcze zabierakowa 44. Wal napedowy 10 jest zwia¬ zany z tarcza zabierakowa 44 i pierscieniem prowadzacym 45 za pomoca kolka 58. Prze¬ dluzenie 56 elementu przelaczajacego 53 sluzy jednoczesnie jiako górne ulozyskiowanie walu naped 01wg o 10.Obejma lozyskowa 57 jest osadzona przesuw¬ nie osiowo we wsporniku 3 mechanizmu po¬ miarowego i zabezpieczona przed obracaniem przez kolki 59 przesuwajace sie w szczelinach obudowy. Do kolków 59 najkorzystniej dola¬ czony jest odpowiedni mechanizm sprzegajacy, który przetwarza przesuw podluzny elementu przelaczajacego 53 na ruch obrotowy i w swoim polozeniu martwym wywoluje przy tym samohamownosc czlonu uruchamiajacego dzia¬ lajacego na kolki 59, przy czym dzwignia 60 jest wprowadzona w dwa oznaczone polozenia przelaczenia S 1 i S II napedu sprzegajacego.Dzialanie naszkicowanego przykladowo na fig. 3 urzadzenia do pomiaru momentu abro- — 4 —towego jest wiec tego rodzaju, ze w gómyim polozeniu przelaczenia S I eienienitu prze¬ laczajacego 53, pierscien rozdzielajacy 49 ze swymi zderzakami 62 i 61 moze sie obracac c swobodnie pomiedzy zderzakiem 48 walu na^ pedowego 10 a zderzakiem 47 wrzeciona 52.Czlony sprezynowe 11 i 12 sa wtedy polaczone szeregowo. Stala sprezyna odpowiada wiec tu malym wartosciom naprezenia stycznego.Jezeli element przelaczajacy 53 zostanie, jak to wyrysowano, przesuniety w polozenie S II, wtedy wrzeciono 52 wykonuje obrót, który powoduje, ze- pierscien rozdzielajacy 49 zosta¬ nie zatrzymany za posrednictwem zderzaków 61, 62 tegoz pierscienia 49 pomiedzy zderza¬ kiem 48 walu napedowego 10 a zderzakiem 47 wrzeciona 52, tak, iz czynny przy pomiarze pozostaje tylko czlon sprezynowy 12 o wiek¬ szej w stosunku do poprzedniego przypadku stalej sprezyny. Urzadzenie do pomiaru mo¬ mentu obrotowego wedlug wynalazku umozli¬ wia wskutek tego szybka zmiane zakresu na¬ prezenia stycznego i zdejmowanie krzywych reologicznycfh w szerokich granicach wartosci naprezenia stycznego ibez wplywania na prze¬ bieg procesu Teologicznego.Przedstawiony na fig. 3 uklad zderzaków i* dobór polozenia przelaczanego S I/S II wska¬ zuja tylko jedna z mozliwosci konstrukcyj¬ nych.Mozliwe sa równiez inne uklady zgodne z zasada wynalazku. PL