SU742766A1 - Ротационный вискозиметр - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к измерению физических параметров жидкостей и в зкопластичных материалов и может использоватьс  в автоматических технологических лини х, например дл  переработки полимерных материалов, в частности при экспресс-замерах. Известны ротационные вискозиметры , содержащие расположенный в иссле дуемой среде цилиндр, соединенный с одним из звеньев дифференциального механизма, второе звено которого св  зано с электродвигателем, а третье - с измерительным устройством 1. Недостатком этих вискозиметров,  вл етс  узкий диапазон и низка  точ ность измерений физических параметров жидкостей и в зкопластичных материалов . Наиболее близким техническим решением  вл етс  ротационный вискозиметр , содержащий цилиндр, помещенннай в исследуемую среду, вал которого соединен с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе свободное звено которого св зано с синхронным электродвигателем, а третье - через и myльcaтop с инерционным звеном и с измерительным устройством 2. Недостатком указанного вискозиметра  вл етс  неудобство в работе при экспресс-замерах, в которых-необходимо визуально считывать eдиниLlfл в зкости исследуемых сред. Цель изобретени  - обеспечение экспрессности измерений. Указанна  цель достигаетс  тем, что инерционное звено установлено на выходном звене импульсатора посредством цилиндрического шарнира, и через демпфер соединено с измерительным устройством, причем ось шарнира перпендикул рна оси выходного звена импульсатора и св зана с инерционным звеном спиральной пружиной измерительное устройство выполнено в виде цилиндрической муфты, свободно посаженной на ось выходного звена импульсатора и св занной с инерционным звеном , с одной стороны - т гой, а с другой - через рычаг с показывающим устройством; демпфер выполнен в виде подвижного в вертикальном направлении относительно цилиндрической муфты , кольца, посаженного на одной оси

выходным звеном импульсатора и св анного с т гой с инерционным звеном. На чертеже представлена схема роационного вискозиметра.

Ротационный вискозиметр содержит одвижшлй цилиндр 1, соединенный чеез дифференциальный механизм с синхонным электромотором 2, Дифферениальный механизм состоит из центральых колес 3 и 4, сателлитов 5, своодно посаженных на крестовину 6 одила 7, св занного через колеса 8 9 с двигателем 2. Центральное колео 4 дифференциального механизма в зано через импульсатор (в виде двойного универсального шарнира) с инерционным звеном 10, Двойной универсальный шарнир состоит из ВХОДНО-. го звена 11, промежуточного звена 12, витки которого расположены во взаимно перпендикул рных,плоскост х, и выходного звена 13. Оси входного 11 и выходного 13 звеньев параллельны. Инерционное звено 10 установлено на выходном звене 13 с помощью цилиндрического шарнира 14, ось которого перпендикул рна звену 13 и св зана с инерционным звеном спиральной пружиной 15. На выходном звене 13 импульсатора свободно, посажена цилиндрическа  муфта 16, св занна  с инерционным звеном через т гу 17 и с показывающим устройством через рычаг 18. Измерительное устройство состоит из зубчатого сектора 19 и наход щейс  с ним в зацеплении трубки 20 со стрелкой 21. Соединение т ги 17с цилиндрической муфтой 16 осуществл етс  через подвижное относительно муфты кольцо 22, вертикальный ход которого ограничен буртиками 23 и 24, Если к измерительному цилиндру 1 не приложен момент сопротивлени , т,е, он не погружен в исследуемый материал, то число оборотов его будет максимальным, определ емым числом оборотов двигател  2 И передаточным отношением дифференцисшьного механизма при остановленном центргшьном колесе 4. Если цилиндр 1 погружен в исследуемую среду, то инерционное звено 10 будет совершать пульсирующее вращение со скоростью . возрастающей по мере увеличени  приложенного к цилиндру момента со- . противлени  М..

Известно, что при вращении

,.. MC М„ ,(1)

где M r-ixJ- - момент сопротивлени ;

f u-3-gj - момент инерционного звена 10;

W.

-углова  скорость вращени  измерительного цилиндра;

-искома  в зкость-исследуемого материала;

К

- посто нна  прибора,

завис ща  от геометрических размеров измерительных поверхностей;

-момент инерции инерционного звена 10 относительно оси вращени  выходного звена 13 универсального шарнира;

m

-масса инерционного звена

радиус инерции звена;

cilt/

10 - изменение угловой рости инерционного звена 10, обусловленное импульсатором. ( Амплитудаколебани  i угловой скоти иг-герционного звена 10 зависит угла / между ос ми звеньев двойо универсального шарнира и опре етс  по формуле

I -

(2)

где °(. - угол поворота входного звена

11 универсального шарнира. При вращении выходного звена 13 вместе с инерционным звеном 10, на последнее действует центробежна  сила , поворачивающа  его на цилиндрическом шарнире 14 на некоторый угол А . Поворачива сь, инерционное звено 10 сожмет спиральную пружину, 15. При некотором угле J3 упом нута  выше центробежна  сила создает момент MLJ,действующий на инерционное звено 10 и уравновешиваемый моментом Мл развиваемым спиральной пружиной. Таким образом

Мн М и(3)

Момент М„ от сил упругости

м„ Z

где С - коэффициент жесткости пружины;

Лр - угол закручивани  спиральной пружины;

.

Р - угол наклона плоскости вращени  инерционного звена 10 к плоскости, перпендикул рной оси вращени  выходного звена 13, ,.

В предлагаемом техническом решении (когда инерционное звено устанавливаетс  на выходном валу импульсатора с помощью цилиндрического шарнира , ось которого перпендикул рна выходному звену импульсатора и св зано с инерционным звеном спиральной пружиной) инерционное звено 10  вл етс  динамической опорой двух механимов дифференциального, работа которого осуществл етс  по закону (1), и измерительного, действие которого описыва етс  формулой (3) , Сопоставив формулы (1) и (3), определ ют

(.rrOMfl

к at

{4}

s.yi-r - I/сд/з

7 ; T777I3

где - углова  скорость вращени  водила 7.

Из уравнени  (4) следует, что каждому значению в зкости исследуемого материала соответствует определенное значение угла J3 наклона плоскости вращени  инерционного звена 10 к плоскости, перпендикул рной оси вращени  выходного вала 13 импульсатора . Угол f фиксируетс  измерительным устройством, работа которого заключаетс  в следующем.

Поворачива сь, вследствие воздействи  центробежной силы, вокруг цилиндрического шарнира 14, инерционное звено 10 посредством т ги 17 перемещает цилиндрическую муфту 16 вдоль вала выходного звена 13. Цилиндрическа  муфта 16 через рычаг 18 поворачивает зубчатый сектор 19 и взаимодействующую с ней трубку 20 со стрелкой 21. По. углу поворота стрелки 21 определ ют величину в зкости исследуемого материала. Шкала стрелки 21 определ етс  уравнением (4), а также геометрией кривошипношатунного механизма 10-17 и 16 и кулачкового механизма 16-18 и 19 и зубчатого зацеплени  19, 20. Дл  гашени  колебаний стрелки 21, вызываемых неравномерным вращением выходного звена 13 импульсатора, служи демпфер, состо щий из подвижного относительно цилиндрической муфты 16 кольца 22f св занного т гой 17 с инерционным звеном 10. Вертикальный ход кольца 22 относительно муфты 16 ограничен буртиками 23 и 24, причем величина его определ етс  углом if между ос ми двойного универсального шарнира, а также геометрией кривошипно-шатунного механизма 10-17 и 22,

Таким образом, в ротационном вискозиметре в зкость исследуемого материала определ етс  по углу наклона инерционного звена 10 к плоскости ,

перпендикул рной оси вращени  ьыходного звена 13 импульсатора. Ротационный вискозиметр позвол ет повысить экспрёсс«ость измерений в зкости.

Claims (3)

1.Ротационный вискозиметр, содержащий цилиндр, помещенный в исследуемую среду, вал которого соединен с одним из свободных звеньев дифференциального механизма, второе звено которого св зано с синхронным электродвигателем , а третье - через импулсатор с инерционным звеном и с измерительным устройством, отличающийс  тем, что, с целью обеспечени  экспрессности измерений, инерционное звено установлено на выходном звене импульсатора посредством цилиндрического шарнира и через демпфер соединено с измерительным устройством, причем ось шарнира перпендикул рна оси выходного звена импульсатора и св зана с инерционным звеном спиральной пружиной.

2.Вискозиметр поп.1, отличающийс   тем, что измерительное устройство выполнено в виде цилиндрической муфты, свободно посаженной , на ось выходного звена импульсатора и св занной с инерционным 3BeHO с одной стороны - т гой, а с другой через рычаг с показывающим устройством ,

3.вискозиметр по п.1, отличающийс  тем, что демпфер выполнен в виде подвижного в вертикальном направлении относительно ци индрической муфты кольца, посаженного на одной оси с выходным звеном импульсатора и св занного с т гой с инерцнонньлм звеном.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1,Авторское свидетельство СССР №225531, кл, G 01 N 11/12, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР по за вке №2374410, кл. с 01 N 11/14 1976 (прототип).