SE452370B - Anordning for viskositetsbestemning - Google Patents

Description

452 370 Detta syfte uppnås enligt uppfinningen medelst en anordning~* för viskositetsbestämning innefattande ett rörligt organ, ett känselorgan, som är införbart i vätskan, vars viskositet skall bestämmas, och som är förbundet med det rörliga organet via en förbindning som å ena sidan vid rörelse hos det rörliga organet tenderar att bringa känselorganet i rörelse men som à andra sidan tillåter relativ rörelse mellan det rörliga organet och känselorganet, samt en givarinrättning för avgiv- , ning av en information beträffande det viskositetsberoende É motstånd som vätskan utövar på känselorganet vid rörelse E av det rörliga organet, varvid känselorganet är svängbart förknippat med det rörliga organet, varvid det för anordninggn närmast kännetecknande är att det rörliga organet är utformat såsom en i en fram- och återgàende translationsrörelse rörlig bärare för känselorganet_och att känselorganet pà avstånd från sin svängaxel har ett parti för påverkan av den på den translatoriskt rörliga bäraren förlagda givarinrättningen.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen.

På ritningarna är __ _ fig 1 en schematisk sidovy av den uppfinningsenliga anordningen, fig 2 en principskiss illustrerande ett alternativt utförande _ samt " fig 3 en principskiss illustrerande ett ytterligare alternativ.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGET UTFÖRANDE I fig 1 illustreras en anordning för viskositetsbestämning spe- ciellt avsedd för användning inom ostframställningstekniken för att fastställa när en koagulerande ostmassa skall brytas. Det bör emellertid förstås att anordningen är användbar för bestämning av viskositeten hos vilka som helst vätskor. Med begreppet "vätska" förstås härvid icke blott lättflytande medier utan även trögfly- tande upp till halvfasta sådana. o Anordningen innefattar en rörlig bärare 1, ett känselorgan 2, som är placerbart i eller på vätskan, vars viskositet skall be- stämmas, och som är förbundet med bäraren via en förbindning som å ena sidan tenderar att bibringa känselorganet bärarens 1 rörel- se men som à andra sidan tillåter relativ rörelse mellan bäraren och känselorganet, samt en givarinrättning 3 för avgivníng av en 452 370 information beträffande bärarens och känselorganets inbördes lä- ge och därmed det viskositetsberoende motstånd som vätskan ut- övar på känselorganet vid bärarens 1 rörelse.

Känselorganet 2 innefattar i detta fall ett blad 4 avsett att skjuta ned i vätskan'i fråga. Bladet 4 är med fördel löstagbart fastsatt vid en stomme 5 hos känselorganet så att det vid behov kan bytas ut mot ett känselelement med annat utförande. Känsel- organet 2 har sitt basparti 5 vridbart förbundet med bäraren 1 kring en vridaxel 6.

Bäraren 1 är upphängd i en hållare 7, som i sin tur är buren av sådana upphängningskomponenter att hållaren 7 och bäraren 1 kan förflyttas såsom en enhet-mellan ett upplyft läge vid sidan av ett kärl eller dylikt och ett sådant läge ovanför kärlet att känselelementet 4 sträcker sig delvis ned i vätskan i kärlet.

Hállaren 7 är utrustad med hjul 8, medelst vilka bäraren 1 är rörligt lagrad relativt hållaren 7. Bäraren 1 är närmare bestämt rörlig i en fram- och återgående translationsrörelse, vilken före- trädesvis är rätlinjíg. Rörelsebanan i fråga är i fig 1 avsedd att vara väsentligen horisontell.

Bäraren 1 inneflntar en ram 9 sammansatt av två gavelväggar 10,11 en botten 12 samt övre stavelement 13 sträckande sig mellan gav- larna.

Känselorganets 3 vridaxel 6 sträcker sig väsentligen vinkelrätt mot bärarens 1 rörelsebana. Axeln 6 är vidare väsentligen hori- sontell och anbragt på undersidan av bottenplattan 12. Känselor- ganet 2 uppvisar en arm 14 som pá avstånd från vridaxeln 6 har ett parti 15 för påverkan av givarinrättningen 3. På armen 14 kan vara anordnad en utmed armen inställbart rörlig vikt 16 i och för justering av de krafter som påverkar känselorganet 2.

Armen 14 och känselelementet 4 har en L-formig konfiguration med vridaxeln 6 lokaliserad i området av skärningen mellan Lzets skänklar.

På avstånd från sin vridaxel 6 har känselorganet 2 en mellan det- ta och bäraren 1 verkande dämpare 17 för utjämning av inverkan av lokala viskositetsvariationer på känselorganets läge. Dämfiren 452 370 är utförd isàsom kolvcylindermekanism. Kolven är här ansluten till bäraren 1 medan cylindern via ett i motsatt riktning i för- hållande till armen 14 utskjutande bärorgan 18 är fastsatt på känselorganets basparti 5. Cylindern är oljefylld och medför alltså att vridning av känselorganetkringaxeln 6 sker mot ett visst av vätskan i dämparen ochdennasutförande betingat mot- stånd.

Givarinrättningen 3 är i detta fall åtminstone till en del pneu- matisk och innefattar en luftventil 19, vars luftgenomsläppníng är reglerbar genom känselorganets 2 rörelse kring axeln 6. Gi- varinrättningen innefattar en pà bäraren 1 ovanför dennas botten- platta 12 kring en axel'20 svängbart anordnad balansarm 21, som vid ena ytteränden 22 är förbunden med känselorganets 2 arm 14 via ett element 23 som åtminstone förmår överföra dragkrafter mellan känselorganet 2 och balansarmen 21. Armen 21 är utförd såsom tvàarmat hävtyg och står under inverkan av en inställbar kraft som tenderar att motverka svängning av känselorganet i riktning medurs kring axeln 6. Nämnda kraft erhålls medelst en arm 24, som är svängbart rörlig kring en axel 25 parallell med armens 21 axel 20 och stàr under inverkan av en fjäder 26, som tenderar att svänga armen 24 i riktning mot armen 21. Pâ armen 21 är anordnat ett kontaktorgan 27, mot vilket armen_24 bringas i anliggning med hjälp av fjädern 26. Genom att förflytta kon- taktorganet 27 utmed armen 21 kan nu kontaktpunkten mellan orga- net 27 och armen 24 förskjutas så att fjädern 26 utövar en vari- erande kraft pá armen 21 tenderande att vrida denna moturs kring axeln 20. Kontaktorganet 27 kan ha en invändig gängning för sam- verkan med en utvändig gängning på armen 21.

Den partiet 22 motsatta änden av armen 21 är fastsatt i ena änden av en fjäder 28, vars andra ände är fastsatt vid plattan 12. Denna fjäder ger en konstant kraft påverkande armen 21 till moturssvängning. Armens 21 svängrörelse i denna riktning kan be- gränsas medelst ett stopp 29 i form av en mutter mottagen på en upprättstàende, med plattan 12 stelt förbunden skruv. Luftventi- len 19 erhålls med hjälp av ett munstycke 30 anbragt pà plattan 12 ochxnunstycketssamverkan med armen 21 i det att ett parti av 452 370 denna kan tillsluta eller stänga munstycksöppningen. Partiet i fràga kan med fördel utgöras av ett på armen 21 fastsatt, något fjädrande plåtstycke 31.

Bärarens 1 förflyttning uppnås med hjälp av en enkelverkande luftcylinder 2 i kombination med en mellan bäraren 1 och hålla- ren 7 verkande returfjäder 33. Cylindern 32 är fastsatt i plat- tan 12 medan dess kolvstång bär ett brythjul 34, över vilket ett böjligt dragelement 35 är lagt. Detta har sin ena ände fixe- rad vid plattan 12 och löper därifrån via brythjulet 34 till två på gavelväggen 10 fast anbragta brythjul 36 och sedan vidare till ett fäste på hàllaren 7. Expansion av cylindern kommer allt- aa att medföra an' förfíšttning av bäraran 1 at högar i fig 1.

Luft till cylindern 32 erhålls från en tyckluftkälla 37. En styrenhet 38 är anordnad att ge en styrsignal när bäraren 1 skall förflyttas och viskositetsbestämning utföras. Styrenheten 38 styr luftförsörjningen till cylindern 32 via en regulator 39.

Denna kommunicerar med källan 37 via en ledning 40 och med cy- lindern 32 via en ledning 41. Styrenheten 38 kommunicerar med en bälg eller dylikt 43 i regulatorn via en ledning 42. När bäraren 1 står stilla är ett munstycke 44 öppet så att luft från tryck- luftskällan 37 via ledningen 40 och munstycket 44 strömmar ut i atmosfären utan att ge upphov till expansion av cylindern 32. En svängbar manöverarm 45 är med hjälp av en fjäder 46 hàllen i det i fig 1 visade läget. När bäraren 1 skall utföra en rörelsecykel tillförs en pneumatisk signal fràn styrenheten 38 till bälgen 43, vilket ger upphov till att armen 45 anläggs mot munstycket 44 och stänger munstycksöppningen. Lufttillförseln från källan 37 tar därför vägen genom ledningen 41 till cylindern 32 så att bäraren 1 rör sig i riktning åt höger i fig 1. När returrörelse önskas avlastas trycket i bälgen 43, varvid armen 45 frigör munstycke- öppningen 44 så att cylindern 32 evakueras och fjädern 33 drar bäraren 31 tillbaka till utgångsläget enligt fig 1.

Från tryckluftskällan 37 går en ledning 47 till en anslutning 48 på plattan 12. Denna anslutning kommunicerar med munstycket 30 via en med streckad linje antydd kanal 49. Anslutningen 48 kom- municerar vidare via ett kanalavsnitt 50 med en utgångsanslutning Mun 452 370 51, som via en ledning 52 står i förbindelse med en enhet 53 för avgivning av en information beträffande lufttrycket i ledningen 52. Enheten 53 kan vara allt ifrån en enkel tryckmätare till en omvandlare för omvandling av lufttrycket till en elektrisk sig- nal med en storhet varierande i relation till lufttrycksföränd- ringen. Exempelvis kan enheten inbegripa en av lufttrycket pá- verkbar potentiometer. Enheten 53 kan vara så utförd att den auto- matiskt ger en utgångssignal så snart trycket i ledningen S2 överskrider ett förutbestämt tröskelvärde. - När anordningen enligt fig 1 är i användning men bäraren 1 befin- ner sig i vila strömmar luft ut genom munstyckena 30 och 44. Ar- men 21 hålls medelst kraften från fjädrarna 26 och 28 i ett sådant läge att munstycksöppningen 30 är maximal. När nu en viskositets- bestämning skall utföras ger styrenheten 38 en styrsígnal så att bäraren 1 börjar förflytta sig åt höger i fig 1. Det i vätskan ned- skjutande bladet 4 rör sig alltså genom vätskan som utövar ett motstånd på bladet. Detta motstånd ger upphov till ett vridande moment på känselorganet 2, vilket moment vidarebefordras till armen 21 via dragelementet 23. Så snart motståndet i fråga över- vinner övriga krafter som påverkar balansarmen 21 erhålls en sväng- ning medurs av armen 21 så att tendens till strypning av luftut- strömningen genom munstycket 30 uppstår. Detta medför att ett ö- kande tryck via ledningsavsnittet 50 vidarebefordras till enheten 53 och där indikeras eller registreras. Bäraren 1 återgår sedan till läget enligt fig 1. I det fall anordníngen används för över- vakande av koaguleringen av ostmassa erfordras upprepade viskosi- tetsbestämningar. Allteftersom koaguleringen fortskrider uppstår ett ökande motstånd på känselbladet 4 och alltså vid varje mät- ningsrörelse hos bäraren 1 en alltmer ökande strypning av mun- stycket 30 och ett allt högre tryck i ledningen 52. När trycket i fråga uppnått ett förutbestämt värde motsvarande önskad slut- viskositet hos ostmassan kan densamma brytas.

Genom att förskjuta kontaktorganet 27 och eventuellt även motvik- ten 16 utefter armarna 21 respektive 14 kan man variera den kraft som motverkar svängning av känselorganet 2 så att man alltså kan åstadkomma anpassning av anordningens karaktäristika till mätning inom olika viskositetsområden. Sådan anpassning kan givetvis även 452 370 É 7 göras genom omställning av tröskelvärden etc. i enheten 53. Anord- ningen är främst avsedd att användas för relativa mätningar. Intet hindrar emellertid att man efter kalibrering av anordníngen till lämplig vískositetsskala kan erhålla absoluta viskositetsvärden.

Vid de i fig 2 och 3 illustrerade varianterna är bäraren 1a respektive 1b rörlig i en väsentligen vertikal bana fram och åter i förhållande till en hållare 7a respektive 7b. Såsom i det beskrivna fallet utnyttjas vridbart lagrade känselorgan 2a respek- tive 2b. I varianten enligt fig 2 sticker känselelementet 4a ned i vätskan som skall viskositetsbestämmas. Elementet har partier 5 54 som sträcker sig snett eller helt horisontellt så att rörelse upp och ned av bäraren 1a ger upphov till vridande moment pà känselorganet Za. Vid_yarianten enligt fig 3 har känselelementet 4b nedtill ett parti 55 för anläggning mot ytan på vätskan som skall viskositetsbestämmas. Därest bäraren lb nu skulle förflyttas nedåt kommer partiet 55 genom kontakten med vätskan att ge upphov till ett vridande moment på känselorganet 2b och storleken på detta vridande moment utnyttjas på sätt liknande det som beskrivits med ledning av fig 1 för att få fram ett relativt eller absolut värde på viskositeten.

Tillverkningstekniskt enklast är om viskositetsbestämning endast sker när bäraren förflyttar sig i den ena riktningen. I exemplet enligt fig 1 sker alltså ingen viskositetsbestämning när bäraren 1 med hjälp av fjädern 33 rör sig tillbaks till utgångsläget enligt fig 1. Väsentligt för noggrannheten är att bäraren 1 under mät- ningen förflyttas med jämn hastighet.

Det är givet att uppfinningen icke är begränsad till de beskrivna utförandena. Ehuru tillämpningen av pneumatik för givarinrätt- ningen 3 i många fall är fördelaktíg enär man därigenom erhåller ett relativt robust och fuktokänsligt utförande kan det i andra sammanhang vara att föredra att helt fràngà pneumatik och i stället utnyttja ett utförande som kan basera sig på elektronik. Tänkbart vore att låta armen 14 eller armen 21 direkt påverka en potentio- meter eller annan elektrisk eller elektronisk komponent som i beroende av påverkan avger en elektrisk utgångssignal med varie- rande storhet i beroende av påverkan. Tryckluftskällan 37, styr- enheten 38 och givarenheten 53 är i regel fastsatta på hållaren 7, dvs ej på själva bäraren 1.

Claims (6)

452 570 Patentkrav

1. Anordning för viskositetsbestämning innefattande ett rör- ligt organ (1, 1a), ett känselorgan (2, 2a), som är införbart i vätskan, vars viskositet skall bestämmas, och som är för- bundet med det rörliga organet via en förbindning som å ena sidan vid rörelse hos det rörliga organet tenderar att bringa känselorganet i rörelse men som å andra sidan tillåter rela- tiv rörelse mellan det rörliga organet och känselorganet, samt en givarinrättning (3) för avgívning av en information beträffande det viskositetsberoende motstånd som vätskan utövar pà känselorganet vid rörelse av det rörliga organet, varvid känselorganet.L2, 2a) är svängbart förknippat med det rörliga organet, k ä n n e t e c k n a d därav, att det rörliga organet (1, 1a) är utformat såsom en i en fram- och àtergàende translationsrörelse rörlig bärare för känselorga- net och att känselorganet (2) pá avstånd från sin sväng- axel (6) har ett parti (15) för påverkan av den pà den trans- latoriskt rörliga bäraren förlagda givarinrättningen (3).

2. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att bäraren (1) är styrt rörlig i en väsentligen horisontell bana.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att bäraren (1a, 1b) är styrt rörlig i en väsentligen ver- tikal bana.

4. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att känselorganet (2) pá avstånd fràn sin vridaxel (6) har en mellan känselorganet och bäraren (1) verkande dämpare (17) för utjämning av inverkan av lokala viskositetsvariationer eller andra obalanser på känselorganets läge.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att givarinrättningen (3) innefattar en luftventil (19), vars luftgenomsläppning är reglerbar genom känselorganets (2) vrid- rörelse. 452 370

6. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att givarinrättningen (3) innefattar en pà bäraren (1) sväng- bart anordnad balansarm (21), som är förbunden med känsel- organets arm (14) och står under inverkan av en inställbar kraft (26) som tenderar att motverka svängning av känselor- ganet, och att balansarmen är samordnad med en signalgivare (19, 53) vilken vid svängning av balansarmen åstadkommer en varierande utgàngssignal.