SU1168826A1

SU1168826A1 - Device for rheological analysing of loose mediums

Info

Publication number: SU1168826A1
Application number: SU843713992A
Authority: SU
Inventors: Юрий Николаевич Женихов
Original assignee: Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт
Priority date: 1984-03-26
Filing date: 1984-03-26
Publication date: 1985-07-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СЫПУЧИХ СРЕД, содержащее узел нагружени и съема показаний. корпус с размещенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух пластин , отличающеес тем, что, с целью повышени точности измерени реологических параметров сыпучих сред путем устранени эффекта пристенного скольжени их по поверхности пластин и снижени трени материала о шток, оно дополнительно снабжено двум пластинами с горизонтально расположенными прорез ми и вертикальными пазами дл креплени в них корпуса устройства, внутри которого дополнительно расположен шток, s причем пластины чувствительного эле (Л мента выполнены с. зубь ми и снабжены полуц1Шиндрическими приливами дл размещени в пазах корпуса.DEVICE FOR RHEOLOGICAL RESEARCHES OF BULK MEDIUM, containing a loading and removal unit. a housing with a stem placed in it, at the lower end of which a sensitive element in the form of two plates is fixed, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring the rheological parameters of granular media by eliminating the effect of near-wall sliding on the surface of the plates and reducing friction of the material about the stem, additionally equipped with two plates with horizontally spaced slots and vertical grooves for fastening the device body inside them, inside which the rod is additionally located, s with the formation us sensitive elements (A cop adapted. toothed and provided with poluts1Shindricheskimi tides for receiving slots of the housing.

Description

I1 Изобретение относитс к устройствам дл определени реологических свойств сыпучих сред, одеимущественно торф ных. Известно устройство дл определени реологических свойств сьтучих сред, содержащее чувствительный элемент и силоизмерительньй прибор. Чув ствительный элемент вьтолнен в виде шнека, в пустотелом валу которого размещен клапан. Дл замеров шнек ввинчиваетс в исследуемую смесь. Реологические свойства оцениваютс напр жением сдвига по усилию выдерги вани шнека из исследуемой среды Однако при выдергивании шнека кроме сдвига среды по цилиндрической поверхности происходит трение матери ала по поверхности витков щнека, вала и деформирование объемов смеси, расположенной между витками. Следствием этого вл етс снижение точности оценки реологического параметра сыпучей среды. IT Известно также устройство дл ста тическоГо зондировани грунтов, вклю чающее колонну сборных штанг, на нижнем конце которой сест.ко закреплен , зонд в виде конуса, а на верхней части установлен механизм вдавливани и самописец. Сопротивление грунта статическому зондированию определ етс по усилию задавливани в грунт конуса и колонны штанг 2 . Однако при погр.ужении такого устройства происходит скольжение грунта до гладкой поверхности конуса, трение грунта по поверхности колонны сборных штанг, что приводит к снижению точности измерений. Наиболее близким по технической сущности к изобретению вл етс устройство дл реологических исследований сыпучих сред, содержащее узе нагружени и съема показаний, корпус с расположенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух плас , тин. Реологические свойства-сыпучей среды оценивают по времени перемещени .пластин под действием заданного усили РЗ . Однако при движении пластин проис ходит скольжение среды по их плоским поверхност м и имеет место трение ма териапа по поверхности рычагов, что приводит к снижению точности измерений . 6 :. Цель изобретени - повышение точ; , ности измерени реологических параметров сыпучих сред путем устранени эффекта пристенного скольжени их по поверхности пластин и снижени трени материала о шток. Указанна цель достигаетс тем, что устройство дл реологических исследований сыпучих сред, содержащее узел нагружени и съема показаний, корпус с размещенным в нем штоком, на нижнем конце которого закреплен чувствительный элемент в виде двух пластин, дополнительно снабжено двум пластинами с горизонтально расположенными прорез ми и вертикальными пазами дл креплени в них корпуса устройства, внутри которого дополнительно расположен шток, причем пластины чувствительного элемента выполнены с зубь ми и снабжены полуцилиндрическими приливами дл размещени в пазах корпуса. Новые признаки устройства каждый в отдельности и в совокупности позвол ют ползтить положительный эффект. Пластины чувствительного элемента выполнены с зубь ми с тем, чтобы обеспеить надежное их сцепление с ,сьшучей средой. Наличие, двух дополнительных пластин с горизонтальными прорез ми, в которых размещаютс зубь пластин чувствительного элемента, позвол ет по желанию экспериментатора исключать пристенное скольжение исследуемой среды во врем реологического опыта и наоборот при заглублении устройства создавать эффект скольжени , обеспечивающий меньшее нарушение структуры среды. Корпус устройства вьтолнен с упорами дл креплени их в вертикальных пазах пластин с прорез ми, а также с пазами дл размещени в них приливов зубчатых пластин. Эти признаки позвол ют выполнить важное условие проведени реологического опыта, а именно исключить трение сыпучей среды по поверхности чувствительного элемента, не вл ющейс рабочей и не участвующей в сдвиге среды. Наличие дополнит тельного штока позвол ет осуществл ть раздельный привод пластин чувствительного элемента. На фиг.1 и 2 изображены два взаим .но перпендикул рных продольных сече- . ни ; на фиг.З - сечение А-Анафиг.1. .I1 The invention relates to devices for determining the rheological properties of bulk media, especially peat. A device for determining the rheological properties of sensing media is known, which comprises a sensitive element and a force measuring device. The sensing element is made in the form of a screw with a valve in the hollow shaft. For measurements, the screw is screwed into the test mixture. The rheological properties are estimated by the shear stress by the force of pulling the auger out of the medium under study. However, when pulling out the screw, besides shifting the medium along the cylindrical surface, material is rubbed over the surface of the turns of the screw and shaft and deforms the volumes of the mixture located between the turns. The consequence of this is a decrease in the accuracy of the evaluation of the flow parameter of the flow medium. IT It is also known a device for static sounding of soils, including a column of prefabricated rods, at the lower end of which the nurse is fixed, a probe in the form of a cone, and an indentation mechanism and a recorder are installed on the upper part. The soil resistance to static sounding is determined by the force of pressing the cone and the rod string 2 into the ground. However, when pogruzhucheniya such a device is sliding the ground to the smooth surface of the cone, the friction of the soil on the surface of the column of the national rod, which leads to a decrease in measurement accuracy. The closest in technical essence to the invention is a device for rheological studies of bulk media, comprising a loading and removal unit, a housing with a stem located in it, at the lower end of which a sensitive element is fixed in the form of two plates, tin. The rheological properties of the free-flowing medium are estimated by the time of movement of the plates under the action of a predetermined force of the RE. However, as the plates move, the medium slides along their flat surfaces and there is friction between the material and the levers, which leads to a decrease in the measurement accuracy. 6: The purpose of the invention is to increase the point; , measuring the rheological parameters of bulk media by eliminating the effect of wall sliding them over the surface of the plates and reducing friction of the material against the rod. This goal is achieved by the fact that a device for rheological studies of bulk media, comprising a loading and pickup unit, a housing with a stem placed in it, at the lower end of which a sensitive element in the form of two plates is fixed, is additionally equipped with two plates with horizontally spaced slits and vertical grooves for fastening the housing of the device inside them, inside which the rod is additionally located, the plates of the sensing element being made with teeth and provided with a semi-cylindrical tides grooves for receiving the housing. New features of the device, individually and collectively, allow crawling a positive effect. The plates of the sensing element are made with teeth in order to ensure their reliable adhesion with the flowing medium. The presence of two additional plates with horizontal slits, in which the teeth of the plates of the sensing element are placed, allows the experimenter to eliminate the near-surface slip of the test medium during the rheological experiment and vice versa, when the device is deepened, to create a slip effect that ensures less disruption of the medium structure. The device case is made with stops for fastening them in the vertical grooves of the plates with slots, as well as with the slots for accommodating the tides of the toothed plates. These signs make it possible to fulfill an important condition for conducting a rheological experiment, namely, to eliminate friction of the granular medium over the surface of the sensitive element, which is not a working and non-shear medium. The presence of an additional stem allows for a separate drive of the plates of the sensing element. Figures 1 and 2 show two mutually perpendicular longitudinal sections. neither; on fig.Z - section A-Anafig.1. .

Устройство состоит из корпуса l, штоков 2 и 3, двух пластин 4 и 5 с зубь ми 6, вл ющихс чувствительным элементом, двух пластин 7 и 8 с горищонтально расположенными прорез ми 9 дл размещени в них зубьев 6 и вертикальными пазами 10, Корпус 1 устройства вьтолнен с упорами 11 и пазами 12 дл размещени в них полуцилиндрических приливов 13 зубчатых пластин 4 и 5. Между пластинами 4 и 7, 5 и 8 расположены пластинчатые пружины 14.The device consists of a body l, rods 2 and 3, two plates 4 and 5 with teeth 6, which are a sensitive element, two plates 7 and 8 with horizontally-spaced slots 9 for accommodating teeth 6 and vertical grooves 10, Case 1 The devices are made with stops 11 and grooves 12 for accommodating semi-cylindrical tides 13 of gear plates 4 and 5. Plate springs 14 are located between plates 4 and 7, 5 and 8.

В верхней части корпуса 1 и щтоков 2 и 3 закреплены руко тки 15 и 16. . Дл создани нагрузки и измерени деформаций в ходе опыта служат узлы нагружени и съема показаний (не показаны ) .In the upper part of the housing 1 and the rods 2 and 3, the handles 15 and 16 are fastened. In order to create a load and measure deformations during the course of the experiment, the loading and removal units (not shown) are used.

Устройство в рабочее состо ние привод т в следующем пор дке. The device is operational in the following order.

Зубь 6 пластины 4 и 5 размещают в прорез х 9 пластин 7 и 8. Между пластинами 4 и 7, 5 и 8 устанавливают пластинчатые пружины 14. Слсима пружины 14, размещают упоры 11 корпуса 1 в пазах 10 пластин 7 и 8, а полуцилиндрические приливы 13 - в пазах 12 корпуса 1. Пластинчатые пружины 14 отжимают пластину 4 от пластины 7, пластину 5 от пластины 8 и зубь 6 устанавливаютс заподлицо с поверхностью пластин 7 и 8. Внутри корпуса 1 размещают штоки 2 и 3, прикрепл их соответственно к пластинам 4 и 5 чувствительного элемента посредством резьбового соединени .The tooth 6 of the plate 4 and 5 is placed in the slots x 9 of the plates 7 and 8. Between the plates 4 and 7, 5 and 8 set the plate springs 14. Slima spring 14, place the lugs 11 of the housing 1 in the slots 10 of the plates 7 and 8, and semi-cylindrical tides 13 - in the slots 12 of the housing 1. The leaf springs 14 press the plate 4 away from the plate 7, the plate 5 from the plate 8 and the tooth 6 are flush with the surface of the plates 7 and 8. Inside the case 1 they place the rods 2 and 3, attaching them to the plates 4, respectively and 5 of the sensing element by means of a threaded connection.

Посредством руко ток 15 п 16 задавливают устройство в исследуемую среду.By means of handles 15 and 16, the device is pushed into the test medium.

При движении вниз поверхность чувствительного элемента вл етс и не нарушает структуру сыпучей среды.When moving down the surface of the sensing element is and does not violate the structure of the granular medium.

Затем, придержива руко тки 16, опускают корпус 1 на 1,0-1,5 см, вследствие чего полуцилиндрические приливы 13 пластин 4 и 5 выход т из пазов 12 корпуса 1 и зубь 6 заглубл ютс через прорези 9 пластин 7 и 8 в сыпучую среду, обеспечива надежное зацепление с ней чувствительного элемента. Реологический опыт провод т по стандартной методике путем наблюдени за развитием и спадом деформаций сдвига одной из пластин чувствительного элемента во времени при .заданном напр жении сдвига.Then, holding the handles 16, lower the casing 1 by 1.0-1.5 cm, as a result of which the semi-cylindrical tides 13 of the plates 4 and 5 exit the slots 12 of the casing 1 and the teeth 6 are penetrated through the slots 9 of the plates 7 and 8 into the flowable environment, ensuring reliable engagement with her sensitive element. The rheological experiment was carried out according to a standard method by observing the development and decrease of the shear deformations of one of the plates of the sensitive element in time at a given shear stress.

Использование устройства позвол ет повысить точность определени реолоп-меских свойств сыпучих сред. Устройство позвол ет сохранить структуру среды естественной во чрем задавливани , так как при этом поверхность чувствительного элемента гладка . Перед проведением реологического опыта устройство обеспечивает надежное сцепление чувствительного элемента с используемым материалом, исключа эффект пристенного скольжени во времени опыта. Трение среды о штоки исключаетс , поскольку штоки полностью изолированы от исследуемого материала.The use of the device allows to increase the accuracy of determination of the bulk properties of the flowing media. The device allows you to keep the structure of the environment natural during the crushing time, since the surface of the sensing element is smooth. Before conducting a rheological experiment, the device ensures reliable adhesion of the sensitive element to the material used, excluding the effect of wall sliding in the time of the experiment. Friction of the medium against the rods is excluded, since the rods are completely isolated from the material under study.

Фиг. 1FIG. one

Claims

DEVICE FOR RHEOLOGICAL STUDIES OF BULK MEDIA, containing a unit for loading and taking readings, a housing with a rod placed in it, at the lower end of which a sensitive element in the form of two plates is fixed, characterized in that, in order to increase the accuracy of measuring the rheological parameters of granular media by eliminating the effect wall sliding them on the surface of the plates and reducing friction of the material on the rod, it is additionally equipped with two plates with horizontally located slots and vertical grooves for cr heating in them the body of the device, inside of which the rod is additionally located, and the plates of the sensing element are made with teeth and equipped with semi-cylindrical tides for placement in the grooves of the body.

O QD o ©

I

1168826 2