SU1048372A1

SU1048372A1 - Device for measuring rheological properties of materials having two shift directions

Info

Publication number: SU1048372A1
Application number: SU823468861A
Authority: SU
Inventors: Александр Михайлович Пищухин
Original assignee: Оренбургский политехнический институт
Priority date: 1982-07-15
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1983-10-15

Description

4four

0000

ооoo

-s|-s |

гоgo

Изобретение относитс к исследованию текучих сред и может быть использовано дл определени анизотропии реологических свойств псевдопластических материалов.The invention relates to the study of fluids and can be used to determine the anisotropy of the rheological properties of pseudoplastic materials.

Известен- ротационный вискозиметр, 5 включающий наружный и внутренний цилиндры, расположенные коаксиально, охранные цилиндры, измеритель крут щего момента p.J .A known rotational viscometer, 5 including outer and inner cylinders located coaxially, guard cylinders, torque meter p.J.

Однако на этом вискозиметре невоз-Ю можно оп ределение анизотропии реоло.гических свойств исследуемых материалов .However, the anisotropy of the rheological and optical properties of the studied materials can be determined on this viscometer.

Известен также реометр типа плоскость-плоскость , состо щий из одной 5 приводимой в движение плоскости и ругой измерительной плоскости с оворотным устройством, предназнаенный дл определени анизотропии йзкоупругих свойств материалов поседовательно в любом направлении в 20 ежиме периодического де.формирова- , ИН 2 . .Also known is a plane-plane type rheometer consisting of one 5 set in motion plane and another measuring plane with a turning device, designed to determine the anisotropy of the elastic properties of materials sequentially in any direction during 20 periods of periodic deformation, ID 2. .

Наиболее близким к изобретению в етс устройство дл измерени реологических свойств материалов с двум 25 направлени ми сдвига, содержащее наружный и внутренний полые цилиндры, ривод осевого перемещени и привод вращательного движени , измерители осевого усили и крут щего момента ЗО в виде упругих элементов, установленных вне корпуса устройства и Представл ющих собой пружинные динамометры . Внутренний цилиндр, имеющий возожность дополнительного перемещени с в осевом направлении, расположен эксцентрично в наружном цилиндре. За счет этого с одной стороны между цилиндрами образован узкий кольцевой зазор дл измерений, с другой - пространство дл выхода вытесн емого осевым перемещением внутреннего цилиндра измер емого материала (глинистой корки) з . The closest to the invention is a device for measuring the rheological properties of materials with two 25 shear directions, containing outer and inner hollow cylinders, axial movement drive and rotational drive, axial force and torque meters AOR in the form of elastic elements installed outside the body devices and Representing spring dynamometers. The inner cylinder, having the possibility of additional displacement with in the axial direction, is located eccentrically in the outer cylinder. Due to this, a narrow annular gap for measurements is formed on one side between the cylinders, on the other hand there is a space for the exit of the inner cylinder displaced by the axial movement of the material being measured (mudcake).

Однако на результаты измерений в указанном устройстве вли ют поршне- 45 вой эффект, т.е. вытеснение измер емого материала осевым перемещением внутреннего цилиндра краевые эффекты , силы трени между элементами креплени внутреннего цилиндра. Не- JQ достатком известного прибора вл етс также непосто нство измерительного зазора.However, the results of measurements in this device are affected by the piston effect, i.e. displacement of the measured material by axial movement of the inner cylinder; edge effects; friction forces between the fastening elements of the inner cylinder. A non-JQ benefit of a known instrument is also the inconvenience of the measuring gap.

.,.. ....

Цель изобретени - повьпиение точности измерений.The purpose of the invention is the measurement accuracy.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устрсйстве дл измерени реологических свойств материалов с двум направлени ми сдвига, содержащем наружный и внутренний полые ци- 60 Линдры, привод осевого перемещени и привод вращательного движени , измерители осевого усили и крут щего j момента в виде упругих элементов, BO . внутреннем цилиндре закреплен полый This goal is achieved by the fact that in the device for measuring the rheological properties of materials with two shear directions, containing external and internal hollow cylinders, the axial movement drive and the rotational movement driver, the axial force and torque meters j in the form of elastic elements, BO. the inner cylinder is fixed hollow

цилиндрический коаксиальный ему экран, а упругие элементы измерителей объединены в виде балочки пр моугольного сечени .a cylindrical screen coaxial to it, and the elastic elements of the gauges are combined in the form of a rectangular cross-section beam.

С целью повышени точности измерени путем уменьшени вли ни краевых эффектов балочка закреплена внутри полого цилиндрического экрана, и торцы экрана снабжены буртиками, выступающими из внутреннего цилиндра и имеющими с ним одинаковый наружный диаметр.In order to improve the measurement accuracy by reducing the influence of edge effects, the beam is fixed inside a hollow cylindrical screen, and the ends of the screen are provided with shoulders protruding from the inner cylinder and having the same outer diameter with it.

Кроме того, буртики полого цилиндрического экиана снабжены трем опорньи ш лепестками.In addition, the flanks of the hollow cylindrical Eikan are equipped with three oporni petals.

. На Фиг. 1 изобоажен вискозиметр, продольный разрезt на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1} на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.. FIG. 1 is a viscometer, a longitudinal slit in FIG. 2 shows section A-A in FIG. 1} in FIG. 3 shows a section BB in FIG. one.

Вискозиметр содержит наружный . цилиндр 1 и помещенный в нем внут ренний цилиндр 2, в котором распологжен полый цилиндрический экран 3. Торцы последнего снабжены буртиками 4 выступак цими из внутреннего цилиндра 2 и .имеющими с ним одинаковый наружный диаметр. Внутренний цилиндр 2 соединен с полым цилиндрическим экраном 3 с помощьюупругой балочки 5 пр моугольного сечени . Изолированные проводники б от тензодатчиков 7, наклеенных на упругую балочку 5, выведе ны через отверстие в т ге 8, Дл увеличени точности центрировани внутреннего цилиндра 2 относительно наружного 1 буртики 4 полого цилиндрического экрана 3 имеют три опорных лепестка 9. Буртики 4 выполн ют функцию охранных цилиндров, уменьшающих краевые эффекты. Упругие элементы измерителей объединены в. виде балочки 5 пр моугольного сечени дл того, чтобы уменьшить гидравлическое сопротивление потоку вытесн емой осевым перемещением цилиндра материала. The viscometer contains an external one. cylinder 1 and internal cylinder 2 placed in it, in which there is a hollow cylindrical screen 3. The ends of the latter are provided with flanges 4 protruding from the internal cylinder 2 and having the same outer diameter with it. The inner cylinder 2 is connected to a hollow cylindrical screen 3 by means of an elastic beam 5 of rectangular cross section. Insulated conductors b from strain gauges 7, glued to elastic beam 5, are brought out through a hole in tube 8. cylinders, reducing edge effects. Elastic elements of gauges are combined in. form a rectangular cross-section beam 5 in order to reduce the flow resistance of the material displaced by the axial movement of the material cylinder.

Рискозиметр работает следующим образом.Riscometer works as follows.

Наружный диаметр 1, заполн емый исследуемым материалом,вращают, создава сдвиг этого материала в одном направлении, затем начинают перемещать с помощью т ги 8 внутренний цилиндр 2 в осевом направлении. В зависимости от соотношени скоростей вращени наружного 1 и перемещени внутреннего 2 цилиндров результирующий сдвиг исследуемого материала отклонен от первоначального на заданный угол, Bытecн e влй осевым перемещением внутреннего цилиндра 2 мате-. риал проходит в основном внутри полого цилиндрического экрана 3 в силу большой разницы площадей цоперечных сечений кольцевого зазора между цилиндрами 1 и 2 и полого цилиндрического экрана 3. По показани м тензодатчиков суд т о реологических свойствах материалов.The outer diameter 1, filled with the material under investigation, is rotated, creating a shift of this material in one direction, then the inner cylinder 2 is moved in axial direction with the help of the rod 8. Depending on the ratio of the speeds of rotation of the outer 1 and the displacement of the inner 2 cylinders, the resulting shift of the material under study is deviated from the initial one by a given angle, Excess e is the axial displacement of the inner cylinder 2 mat-. The rial passes mainly inside the hollow cylindrical screen 3 due to the large difference in the area of the transverse sections of the annular gap between cylinders 1 and 2 and the hollow cylindrical screen 3. The load cells judge the rheological properties of the materials.

Таким образом, за счет введени экрана и объединени упругих элементов измерителей уменьшаетс вли ние вытеснени измер емой жидкости на результаты измерений. Отделение упругих элементов измерителей от регистрирующих позвол ет избежать вли ни краевых эффектов и сил трени между элементами креплени внутреннего цилиндра. Повышение точности также достигаетс за счет поддержани посто нства кольцевого зазора между цилиндрами и помощью опорных лепестков.Thus, by introducing a screen and combining the elastic elements of the meters, the effect of displacing the measured liquid on the measurement results is reduced. Separating the elastic elements of the gauges from the recorders makes it possible to avoid the influence of edge effects and frictional forces between the fastening elements of the inner cylinder. Increased accuracy is also achieved by maintaining a constant annular gap between the cylinders and using support lobes.

Claims

i (57} 1. DEVICE FOR MEASURING THE RHEOLOGICAL PROPERTIES OF MATERIALS ¹ WITH TWO 'SHIFT DIRECTIONS, comprising external and internal hollow cylinders, an axial displacement drive and a rotary motion drive, axial force and torque meters in the form of elastic elements, characterized in that in order to improve the measurement accuracy, a hollow cylindrical coaxial screen is fixed in the inner cylinder, and the elastic elements of the meters are combined in the form of a beam of rectangular cross section.

2. The device pop. ^. characterized in that, in order to increase the measurement accuracy by reducing the influence of edge effects, the beam is fixed inside the hollow cylindrical screen, and the ends of the screen are provided with shoulders protruding from the inner cylinder and having the same external diameter with it.

I

3. The device pop. 2, characterized in that, in order to improve the accuracy of measurements by maintaining a constant annular

I gap between the cylinders, the flanges of the hollow cylindrical screen provided with three supporting petals.