RU2265204C2

RU2265204C2 - Viscosity meter

Info

Publication number: RU2265204C2
Application number: RU2003110350/28A
Authority: RU
Inventors: В.И. Пожбелко (RU); В.И. Пожбелко; К.В. Чувилев (RU); К.В. Чувилев; Д.В. Кудинов (RU); Д.В. Кудинов
Original assignee: Муниципальное общеообразовательное учреждение лицей № 11
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2005-11-27

Abstract

FIELD: testing and analyzing equipment.

SUBSTANCE: device is made in form of ink pen and has hollow cylindrical body, which is made of transparent material, filled with subject liquid with sensor floating therein in form of ball, and is closed on both ends by removable lids, while body is blocked with liquid-isolated writing device and is provided with detachable cap, containing registering device, which is made in form of electronic stop-watch.

EFFECT: simplified construction, lower laboriousness, lower costs, higher efficiency.

1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для определения реологических характеристик вязких жидкостей (водные растворы, смазочные масла и др.) и представляет собой компактный карманный вискозиметр для экспресс-анализа исследуемой вязкой среды в нестационарных условиях.The invention relates to devices for determining the rheological characteristics of viscous fluids (aqueous solutions, lubricating oils, etc.) and is a compact pocket viscometer for express analysis of the studied viscous medium under non-stationary conditions.

Известен вискозиметр ротационного типа, содержащий открытую емкость с испытуемой жидкостью, внутри которой вращают чувствительный элемент в виде цилиндра и измеряют возникающий на нем момент трения [1].A rotational type viscometer is known, which contains an open container with a test fluid, inside which a sensitive element is rotated in the form of a cylinder and the frictional moment arising on it is measured [1].

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции из-за применения сложной тензометрической аппаратуры; большие габариты, вес и стоимость установки, что затрудняет ее транспортировку; трудоемкость измерений, так как требуется обеспечить вращение вала приводного двигателя со строго постоянной скоростью, а для проведения многократных измерений требуются многократные остановка и пуск приводного двигателя.The disadvantages of the known device are the design complexity due to the use of complex tensometric equipment; large dimensions, weight and cost of installation, which complicates its transportation; the complexity of the measurements, since it is necessary to ensure the rotation of the shaft of the drive motor with a strictly constant speed, and for conducting multiple measurements, it is necessary to repeatedly stop and start the drive motor.

Известен также вискозиметр, содержащий открытую емкость с испытуемой жидкостью, в которой под действием собственного веса падает шарик и по скорости его падения судят о вязкости [2].Also known is a viscometer containing an open container with the test fluid, in which under the influence of its own weight the ball falls and the viscosity is judged by the rate of its fall [2].

Недостатком известного вискозиметра с падающим шариком является высокая трудоемкость эксперимента, так как для проведения многократных измерений (по ГОСТ 8207-76 для достоверности эксперимента требуется не менее 5-10 измерений) одним и тем же шариком требуется сливать испытуемую жидкость, доставать шарик для повторного бросания, затем снова наполнять емкость и опять бросать шарик.A disadvantage of the known viscometer with a falling ball is the high complexity of the experiment, since for carrying out multiple measurements (according to GOST 8207-76, for the reliability of the experiment, at least 5-10 measurements are required), the test liquid must be drained with the same ball and the ball removed for re-throwing, then refill the container and throw the ball again.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является вискозиметр, содержащий пустотелый стержень, заполненный испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком и закрытый с обоих противоположных торцов съемными крышками, а также сблокированный с комплектом аналогичных пустотелых стержней, смонтированных по углам корпусной вертикальной тумбы и также заполненных испытуемой жидкостью с отдельными шариками [3]. The closest in technical essence and the achieved effect is a viscometer containing a hollow rod filled with a test liquid with a ball floating in it and closed with removable covers at both opposite ends, as well as interlocked with a set of similar hollow rods mounted at the corners of a vertical cabinet and also filled test fluid with individual balls [3].

Недостатками данного вискозиметра являются:The disadvantages of this viscometer are:

1. Большие габариты вискозиметра не позволяют его компактно разместить в кармане одежды оператора и требуют для его хранения в нерабочем состоянии отдельного крупногабаритного ящика.1. The large dimensions of the viscometer do not allow it to be compactly placed in the pocket of the operator’s clothes and require a separate large-sized box to store it inoperative.

2. Для заполнения всех установленных в корпусной тумбе емкостей требуется большое количество испытуемой жидкости, что ограничивает области применения вискозиметра,2. To fill all the containers installed in the cabinet, a large amount of the test fluid is required, which limits the scope of the viscometer,

3. Неудобство пользования из-за множества емкостей с испытуемой жидкостью и отдельными от емкостей регистрирующим и пишущим устройствами.3. The inconvenience of use due to the many containers with the test liquid and recording and writing devices separate from the containers.

4. Большие габариты вискозиметра и высокая трудоемкость исследования вязких жидкостей отдельными от них регистрирующими и пишущими устройствами затрудняют проведение индивидуальными потребителями экспресс-анализа реологических характеристик вязкой среды в нестационарных условиях, например:4. The large dimensions of the viscometer and the high complexity of the study of viscous liquids by separate recording and writing devices make it difficult for individual consumers to expressly analyze the rheological characteristics of a viscous medium under non-stationary conditions, for example:

а) в полевых условиях геологоразведки;a) in the field exploration;

б) проверке автовладельцами непосредственно в дорожных условиях после определенного автопробега пригодности залитого в узлы автомобиля смазочного масла и необходимости его замены;b) checking by car owners directly in road conditions after a certain motor rally of the suitability of lubricating oil poured into the vehicle components and the need to replace it;

в) быстрой проверке прямо на складе хранящихся вязких растворов, например готовых лекарств;c) a quick check directly at the warehouse of stored viscous solutions, for example, finished drugs;

г) проведении преподавателями в учебной аудитории демонстрационных занятий по изучению свойств вязких материалов.d) conducting by teachers in the classroom a demonstration of studies on the properties of viscous materials.

Целью изобретения является снижение габаритов и упрощение конструкции вискозиметра, повышение удобства пользования и расширение области его применения в нестационарных и походных условиях эксплуатации.The aim of the invention is to reduce the size and simplify the design of the viscometer, increasing ease of use and expanding its scope in non-stationary and field conditions.

Поставленная цель достигается за счет того, что в вискозиметре, содержащем пустотелый стержень, заполненный испытуемой жидкостью с плавающим в ней шариком и закрытый с обоих противоположных торцов съемными крышками, вискозиметр выполнен в виде авторучки, пустотелый цилиндрический корпус которой выполнен из прозрачного материала и заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика, причем корпус сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством и снабжен съемным колпачком, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера.This goal is achieved due to the fact that in a viscometer containing a hollow core filled with a test fluid with a ball floating in it and closed with removable covers at both opposite ends, the viscometer is made in the form of a pen, the hollow cylindrical body of which is made of transparent material and is filled with the test fluid with a sensing element floating in it in the form of a ball, the case being interlocked with a writing device isolated from liquid and equipped with a removable cap containing striruyuschee device that is configured as an electronic timer.

На чертеже изображена схема устройства вискозиметра.The drawing shows a diagram of the device viscometer.

Вискозиметр выполнен в виде авторучки и содержит пустотелый цилиндрический корпус 1, который выполнен из прозрачного материала, заполнен испытуемой жидкостью с плавающим в ней чувствительным элементом в виде шарика 2 и закрыт с обоих противоположных торцов съемными крышками 3 и 4, причем корпус 1 сблокирован с изолированным от жидкости пишущим устройством 5 и снабжен съемным колпачком 6, содержащим регистрирующее устройство, которое выполнено в виде электронного секундомера 7 с кнопкой 8 его включения и выключения.The viscometer is made in the form of a fountain pen and contains a hollow cylindrical body 1, which is made of transparent material, is filled with the test liquid with a sensitive element in the form of a ball 2 floating in it and is closed with removable covers 3 and 4 from both opposite ends, and the case 1 is locked with isolated from liquid writing device 5 and is equipped with a removable cap 6 containing a recording device, which is made in the form of an electronic stopwatch 7 with button 8 on and off.

Вискозиметр работает следующим образом.The viscometer operates as follows.

Для приведения вискозиметра в рабочее состояние съемный колпачок 6 устанавливают на корпусе 1 с противоположной от пишущего устройства 5 стороне. В рабочем состоянии вискозиметра с помощью электронного секундометра 7 регистрируется время падения шарика 2 в пределах длины прозрачного корпуса 1 авторучки, после чего учитывая, что вязкость испытуемой жидкости (согласно [1, с.282, формула (10, 25)]) прямо-пропорциональна времени падения шарика, сразу через постоянную прибора определяется вязкость испытуемой жидкости путем простого умножения показаний секундометра на постоянную прибора по общепринятой методике [1, с.282].To bring the viscometer into working condition, a removable cap 6 is mounted on the housing 1 on the side opposite from the writing device 5. In the operating state of the viscometer, an electronic stopwatch 7 records the time the ball 2 falls over the length of the transparent case 1 of the fountain pen, after which, given that the viscosity of the test liquid (according to [1, p. 282, formula (10, 25)]) is directly proportional the time of the ball’s fall, immediately through the instrument’s constant, the viscosity of the test liquid is determined by simply multiplying the stopwatch readings by the instrument’s constant according to the generally accepted method [1, p. 282].

Размещение в едином блоке авторучки прозрачного корпуса 1 с падающим в нем в испытуемой жидкости шарика 2, регистрирующего устройства 7 и пишущего устройства 5 позволяет одной и той же рукой оператора быстро и точно зафиксировать моменты времени начала и конца падения шарика 2 в пределах длины корпуса 1, после чего с помощью пишущего устройства 5 сразу записать полученные данные в журнал многократных испытаний.The placement in a single fountain pen unit of the transparent case 1 with the ball 2 falling in it in the test liquid, the recording device 7 and the writing device 5 allows the operator to quickly and accurately record the time of the beginning and end of the fall of the ball 2 within the body 1, with the same hand then with the help of a writing device 5 immediately record the received data in the journal of repeated tests.

Для повторения испытаний достаточно перевернуть авторучку на 180° и повторить эксперимент любое требуемое число раз с одновременной записью полученных результатов. После проведения всей серии испытаний и записи полученных результатов вискозиметр переводится в нерабочее (легко транспортабельное)состояние путем перестановки съемного колпачка 6 на другую сторону корпуса 1 для закрытия им доступа к пишущему устройству 5.To repeat the tests, it is enough to turn the pen over 180 ° and repeat the experiment any desired number of times with simultaneous recording of the results. After conducting the entire series of tests and recording the results, the viscometer is put into an inoperative (easily transportable) state by moving the removable cap 6 to the other side of the housing 1 to close its access to the writing device 5.

Достигаемый в предлагаемом вискозиметре положительный эффект заключается в следующем:The positive effect achieved in the proposed viscometer is as follows:

1. Повышается удобство пользования при проведении многократных измерений вязкости за счет компактного размещения в одной руке оператора всего комплекса узлов измерительной установки, включающего емкость с испытуемой жидкостью, регистрирующее устройство и пишущее устройство.1. The convenience of use during multiple viscosity measurements is improved due to the compact placement in one operator’s hand of the whole complex of units of the measuring unit, including the container with the test liquid, a recording device and a writing device.

2. Упрощение конструкции и эксплуатации вискозиметра, а также снижение трудоемкости испытаний сокращает затраты времени на эксперимент, что обеспечивает возможность проведения быстрого экспресс-анализа вязкости различных жидкостей.2. Simplification of the design and operation of the viscometer, as well as reducing the complexity of the tests reduces the time spent on the experiment, which makes it possible to conduct a quick express analysis of the viscosity of various liquids.

3. Расширяется область применения индивидуальными потребителями малогабаритного переносного вискозиметра в нестационарных и полевых (походных) условиях, например в геологоразведке; в дорожных условиях эксплуатации смазочных масел на автотранспорте; при проведении преподавателем учебных занятий.3. The scope of application by individual consumers of a portable portable viscometer in non-stationary and field (field) conditions, for example, in exploration; in road conditions of operation of lubricating oils in vehicles; when the teacher conducts training sessions.

Источники информацииSources of information

1. Мур Д.Ф. Основы и применения трибоники (пер. с англ.). - М.: МИР, 1978, с.278, фиг.10.7 - аналог.1. Moore D.F. Fundamentals and applications of tribonics (translated from English). - M .: MIR, 1978, p.278, Fig. 10.7 - analogue.

2. Там же, с.281, фиг.10.9 - аналог.2. Ibid., P. 281, fig. 10.9 - analogue.

3. Вискозиметр. Патент US №3411343, 1968 г. - прототип.3. The viscometer. US patent No. 3411343, 1968 - prototype.

Claims

A viscometer containing a hollow core filled with a test fluid with a ball floating in it and closed with removable covers at both opposite ends, characterized in that the viscometer is made in the form of a pen, a hollow cylindrical body of which is made of transparent material and is filled with a test fluid with a sensitive fluid floating in it an element in the form of a ball, and the housing is interlocked with a writing device isolated from liquid and equipped with a removable cap containing a recording device, which th is in the form of the electronic timer.