RU2025709C1

RU2025709C1 - Plant for measuring physical-mechanical parameters of dispersed systems

Info

Publication number: RU2025709C1
Authority: RU
Inventors: Георгий Константинович Шишковский; Евгений Дмитриевич Щукин; Анна Александровна Гринберг
Original assignee: Георгий Константинович Шишковский
Priority date: 1991-05-05
Filing date: 1991-05-05
Publication date: 1994-12-30

Abstract

FIELD: instrumentation. SUBSTANCE: plant has support with rocker fastened on it, vessel for examined material, probe, sedimentation measuring unit and flexible member with flexible member bending transducer. Vessel for examined substance is made for vertical movement. Probe is connected with rocker by means of probe-holder. Flexible member is positioned in parallel to the rocker and connected to it by means of fork arranged on one of its ends and by means of probe-holder arranged in the fork and fastened in it by pin. The other end of flexible member is rigidly fastened on support. Fork and pin form detachable joint. Rocker motion stop is installed on support. EFFECT: enhanced accuracy of measuring. 1 dwg

Description

Изобретение относится к исследованию физико-механических характеристик материалов, а именно к устройствам для определения структурно-реологических характеристик материалов. The invention relates to the study of the physico-mechanical characteristics of materials, namely, devices for determining the structural and rheological characteristics of materials.

Известны установки для определения физико-механических параметров материалов [1]. Однако известные установки позволяют определять только одну из характеристик материалов одним каким-либо способом, что ограничивает функциональные возможности этих установок, Практика требует универсальных приборов. Known installations for determining the physico-mechanical parameters of materials [1]. However, well-known installations allow you to determine only one of the characteristics of materials in one way, which limits the functionality of these installations. Practice requires universal devices.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для измерения физико-механических параметров дисперсных систем, содержащая опору с установленным на ней коромыслом, несущим держатель зонда с зондом, и упругий элемент с датчиком его изгиба, взаимодействующий одним концом с опорой [2]. The closest in technical essence and the achieved result is the installation for measuring the physicomechanical parameters of disperse systems, containing a support with a beam mounted on it, carrying a probe holder with a probe, and an elastic element with a sensor of its bend, interacting at one end with a support [2].

Однако и известная установка не полностью удовлетворяет потребностям практики. В ней упругий элемент - это стрелка, которая должна быть как стрелка - указатель жесткой, а с другой стороны, упругость элемента не должна вносить серьезных искажений в прилагаемое к зонду усилие при значительном ходе зонда (5-15 и более мм), т.е. чтобы она гнулась при незначительных усилиях. However, the known installation does not fully satisfy the needs of practice. In it, the elastic element is an arrow, which should be like an arrow - a rigid pointer, and on the other hand, the elasticity of the element should not introduce serious distortions to the force applied to the probe with a significant probe travel (5-15 or more mm), i.e. . so that she bends with little effort.

Кроме того, стрелка, опирающаяся на упор, неподвижно закреплена на основании и при изгибе трется о него со значительным усилием, что также не увеличивает точность измерений, внося свои искажения в показания прибора. In addition, the arrow resting on a stop is fixedly mounted on the base and, when bent, rubs against it with considerable effort, which also does not increase the accuracy of measurements, introducing its distortions into the readings of the device.

Целью изобретения является повышение точности измерений и обеспечение тарировки. The aim of the invention is to improve the accuracy of measurements and calibration.

Цель достигается тем, что в установке для измерения физико-механических параметров дисперсных систем, содержащей опору с установленным на ней коромыслом, несущим держатель зонда с зондом и упругий элемент его изгиба, взаимодействующий одним концом с опорой, упругий элемент соединен с опорой жестко, а с держателем зонда соединен с помощью установленной на втором его конце вилки, взаимодействующей со штифтом, установленным на держателе зонда. Соединение вилки со штифтом выполнено разъемным, а установка дополнительно снабжена устройством фиксации коромысла в определенном положении. The goal is achieved by the fact that in the installation for measuring the physicomechanical parameters of disperse systems containing a support with a beam mounted on it, carrying a probe holder with a probe and an elastic element of its bend interacting at one end with the support, the elastic element is rigidly connected to the support, and with the probe holder is connected by means of a plug installed on its second end, interacting with a pin mounted on the probe holder. The connection of the plug with the pin is detachable, and the installation is additionally equipped with a device for fixing the rocker in a certain position.

На чертеже изображена предлагаемая установка. The drawing shows the proposed installation.

Установка содержит вертикальную опору 1, установленное на ней с возможностью качания двуплечее коромысло 2, упругий элемент 3, жестко закрепленный одним концом на кронштейне 4, в свою очередь жестко установленном на основании 1. На другом конце упругий элемент 4 несет вилку 5, имеющую прорезь, взаимодействующую со штифтом 6 держателя 7 зонда 8. The installation comprises a vertical support 1, mounted on it with the possibility of swinging the two-arm rocker 2, an elastic element 3, rigidly fixed at one end to the bracket 4, in turn, rigidly mounted on the base 1. At the other end, the elastic element 4 carries a fork 5 having a slot, interacting with the pin 6 of the holder 7 of the probe 8.

Зонд 8 установлен с возможностью взаимодействия с материалом, помещенным в стакан 9, закрепленный на вертикально перемещающемся столике 10. На опору 1 ниже оси качания коромысла 2 посажен ограничитель 11 качания, который передвигается по опоре 1 и поджимается к коромыслу 2 с помощью гайки 12. На другом конце коромысла 2 подвижно с возможностью фиксации размещен крючок 13 для подвески на него чашки 14, которая опускается в мензурку 15 при проведении седиментационного анализа. На крючок 13 могут насаживаться дополнительные группы 16. С другой стороны коромысла 2, над держателем 7 зонда имеется штифт 17, на который также можно устанавливать дополнительные грузы. Упругий элемент 3 несет на себе датчик 18 изгиба (например, тензодатчик), соединенный с преобразовательной схемой 19. The probe 8 is installed with the possibility of interaction with the material placed in the glass 9, mounted on a vertically moving table 10. On the support 1 below the axis of swing of the rocker 2, a swing limiter 11 is mounted, which moves along the support 1 and is pressed against the beam 2 with the nut 12. On at the other end of the rocker arm 2, a hook 13 is movably mounted with the possibility of fixation to suspend the cup 14 on it, which is lowered into the beaker 15 during sedimentation analysis. Additional groups 16 can be mounted on the hook 13. On the other side of the rocker arm 2, there is a pin 17 above the probe holder 7, on which additional weights can also be mounted. The elastic element 3 carries a bending sensor 18 (for example, a strain gauge) connected to a converter circuit 19.

Установка работает следующим образом. Installation works as follows.

Напряжение сдвига материала можно исследовать в двух режимах: при вдавливании зонда 8 в материал в стакане 9 либо при выведении зонда 8 из материала. В первом случае зонд предварительно погружают в материал, а затем, установив грузы 16, выводят его из материала. При этом определяют усилие по величине грузов 16 и показаниям тензодатчика 18. По показаниям тензодатчика выявляют также скорость перемещения зонда в материале. The shear stress of the material can be investigated in two modes: when the probe 8 is pressed into the material in the glass 9 or when the probe 8 is removed from the material. In the first case, the probe is pre-immersed in the material, and then, having set the weights 16, it is removed from the material. In this case, the force is determined by the value of the loads 16 and the readings of the strain gauge 18. According to the readings of the strain gauge, the speed of movement of the probe in the material is also revealed.

Во втором случае при вдавливании зонда в материал дополнительные грузы устанавливают на штифт 17 и, перемещая вверх столик 10, вдавливают зонд 8 в материал. Усилие вдавливания в этом случае определяется величиной грузов, установленных на штыре 17, и показаниями тензодатчика 18. Скорость перемещения зонда в материале берется по показаниям тензодатчика 18. In the second case, when the probe is pressed into the material, additional weights are mounted on the pin 17 and, moving the stage 10 upward, the probe 8 is pressed into the material. The indentation force in this case is determined by the value of the weights installed on the pin 17 and the readings of the strain gauge 18. The speed of movement of the probe in the material is taken according to the readings of the strain gauge 18.

Все операции по замене зондов 8, установке грузиков и т.п. осуществляют при фиксированном положении коромысла 2, осуществляемом с помощью ограничителя 11. Это позволяет избежать чрезмерных нагрузок на упругий элемент, что может сбить настройку прибора. All operations on replacing probes 8, installing weights, etc. carried out at a fixed position of the rocker arm 2, carried out using the limiter 11. This avoids excessive loads on the elastic element, which can knock down the setup of the device.

При проведении измерений гайка 12 свинчивается до образования определенного зазора между верхней торцовой поверхностью ограничителя 11 и коромысла 2, позволяющего качание коромысла в заданном диапазоне измерений. Это предотвращает резкие перемещения коромысла 2 при отрыве зонда от матери ала (измерение липкости) или выходе зонда 9 из материала (при определении напряжения сдвига в режиме выведения зонда из материала), позволяет предотвратить чрезмерные нагрузки на упругий элемент 3, что сказывается на точности и стабильности показаний прибора. During the measurements, the nut 12 is screwed up until a certain gap is formed between the upper end surface of the limiter 11 and the rocker arm 2, which allows the rocker arm to swing in a given measurement range. This prevents sharp movements of the rocker arm 2 when the probe is torn from the material (stickiness measurement) or the probe 9 exits the material (when determining the shear stress in the mode of removing the probe from the material), prevents excessive loads on the elastic element 3, which affects the accuracy and stability instrument readings.

Тарировка установки происходит следующим образом. Ограничителем 11 фиксируют коромысло 2, после чего на нем закрепляют с помощью специальной скобы-струбцины стандартный микрометр. Стебель микрометра вводят в соприкосновение с упругим элементом 3, предварительно выведя штифт 6 из прорези вилки 5 и дав тем самым возможность элементу 3 перемещаться свободно относительно коромысла 2. Далее, задавая микрометром точные перемещения конца элемента 3, по показаниям приборов (блока-преобразователя 19) тарируют установку. Calibration of the installation is as follows. The limiter 11 fix the rocker 2, after which a standard micrometer is fixed on it using a special clamp-clamp. The stalk of the micrometer is brought into contact with the elastic element 3, after removing the pin 6 from the slot of the fork 5 and thereby allowing the element 3 to move freely relative to the rocker arm 2. Next, setting the micrometer to the exact displacements of the end of the element 3, according to the readings of the instruments (transducer 19) calibrate the installation.

Claims

INSTALLATION FOR MEASURING PHYSICAL AND MECHANICAL PARAMETERS OF DISPERSED SYSTEMS, comprising a support with a rocker mounted on it, a vessel for the material under investigation, made with the possibility of vertical movement, a probe connected by means of a probe holder to the rocker, a sedimentation measuring unit, and an elastic element with bend sensors that, in order to improve the accuracy of measurements and ensure calibration, the elastic element is parallel to the beam and is equipped with a fork, fixed at one end with the possibility interaction with a pin mounted on the probe holder, moreover, the connection is detachable, and the other end of the elastic element is rigidly fixed on a support on which an additional rocker arm limiter is installed.