SU761883A1 - Консистометр 1 - Google Patents

Description

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к области вискозиметрии, и может быть использовано для измерения консистенции неньютоновских жидкостей, суспензий и раздельно-сыпучих 5 материалов в емкостях, материалопроводах и смесительных аппаратах пищевой, фармацевтической, химической промышленности и в производстве твердых ракетных топлив.

Известны консистометры для непрерыв- ю ного измерения консистенции материалов, основанные на измерении силы сопротивления исследуемого материала движущейся в нем гибкой пластины и содержащие рабочий орган (гибкую пластину), совершаю- 15 щий колебательное или вращательное движение в исследуемом материале, привод рабочего органа и силоизмеритель [1].

Известные консистометры предназначены для непрерывного измерения вязкости либо 20 неподвижных материалов, либо одноосных потоков материалов. В последнем случае рабочий орган (гибкая пластина) для устранения влияния скоростного напора устанавливается в потоке материала таким об- 25 разом, чтобы плоскость рабочего органа была параллельна линиям тока материала. Поэтому известные консистометры нельзя •применять для измерения консистенции материалов в аппаратах со сложными песта- 30

2

ционарными линиями тока материалов, например в смесителях.

Ближайшим техническим решением является консистометр для непрерывного измерения консистенции потока материала, имеющий рабочий орган в виде одной или нескольких гибких тонких лопастей, укрепленных на конце вращающегося штока, электромеханический привод, обеспечивающий постоянную скорость вращения штока, и электронный силоизмеритель. Последний состоит из тензорезисторов, наклеенных на одну или обе стороны каждой из пластин и являющихся частью мостовой измерительной схемы, и регистрирующего прибора [2].

Недостатком известного консистометра является ограниченная область применения известного консистометра одноосными потоками материалов и делает невозможным использование консистометра для измерения консистенции сложных нестационарных потоков материала, имеющих место, например, в смесителях.

Целью изобретения является повышение точности измерения консистометра.

Указанная цель достигается тем, что консистометр снабжен поворотной платформой,

на которой разм.ещен электромеханический

привод колебательного движения штока,

связанный, например, зубчатой передачей

761883

3

с реверсивным электродвигателем, осуществляющим посредством поворота платформы изменение плоскости колебаний гибкой пластины и подключенным к выходу мостового усилителя через дифференциальный усилитель и усилитель мощности.

Автоматическая ориентация Ьластины ребром к потоку материала достигается тем, что знакопеременный синусоидальный сигнал разбаланса электрического моста с выхода тензометрического усилителя подается на дифференциальный усилитель, выделяющий разность амплитуд положительного и отрицательного иолупериодов колебаний сигнала. Разностный сигнал подается на усилитель мощности, а с него — на реверсивный электродвигатель, направление вращения которого зависит от знака разностного сигнала, а длительность вращения в одном направлении — от скорости поворота платформы, ориентирующей пластину ребром к направлению потока материала. Пластина, ориентированная ребром к потоку материала, нечувствительна к его скоростному напору, а разность амплитуд положительного и отрицательного иолупериодов синусоидального сигнала равна нулю.

Подключение электродвигателя производится таким образом, чтобы поворот платформы сопровождался изменением разностного сигнала при 0,2где ω — угловая скорость поворота платформы (1/сек); п=0,2— угловая скорость колебаний гибкой пластины (1/сек); V— угловая скорость изменения направления потока материала (Нсек).

Одновременно сигнал разбаланса с выхода тензометрического усилителя подается на прибор, регистрирующий размах его колебаний. При постоянном усилении размах колебаний пропорционален вязкости и плотности материала и максимальной скорости движения пластины, а при постоянной максимальной скорости размах колебаний является сравнительной характеристикой консистенции материалов с известной плотностью. Свободные колебания штока с укрепленной на его конце пластиной при йзменении плоскости его колебаний, вызванном поворотом платформы, достигаются выполнением опоры штока, например, в виде шаровогго шарнира, установленного в гнезде емкости с исследуемым материалом.

На фиг. 1 изображен общий вид предложенного консистометра; на фиг. 2 — блоксхема электронного силоизмерителя.

Консистометр имеет рабочую гибкую пластину 1, укрепленную неподвижно на конце штока 2. Опорой штока является шаровой шарнир, состоящий из шара, жестко скрепленного со штоком, нижнего 3 и верхнего 4 сухарей и герметизирующей прокладки 5. Шаровой шарнир установлен в гнезде 6 емкости 7 с исследуемым материалом.

Соединение штока с электродвигателем 8 осуществляется через редуктор 9 и механизм 10, преобразующий вращательное движение вала редуктора в колебательное движение штока, например, кулачковый. Электродвигатель 8 установлен на поворотной платформе 11, соединенной посредством, например, зубчатой передачи с редуктором 12 и реверсивным электродвигателем 13.

Электронная схема консистометра включает тензорезисторы 14 и 15, наклеенные на обе стороны гибкой пластины 1 и являющиеся элементами электрического моста тензометрич.еского усилителя 16, регистрирующий самописец 17, дифференциальный усилитель 18 и моторный усилитель постоянного тока 10.

Консистометр работает следующим образом.

Шток 2 с укрепленной на его конце пластиной 1, погруженной в поток исследуемого материала, приводятся в колебательное движение от элетродвигателя 8 через редуктор 9 и механизм 10, преобразующий вращательное движение вала в колебательное движение штока, например кулачковый. Реакция материала вызывает изгиб пластины 1, величина прогиба которой пропорциональна консистенции (вязкости) материала. Изгиб пластины вызывает изменение сопротивлений тензорезисторов 14 и 15 и появление в диагонали электрического моста усилителя 16 знакопеременного синусоидального сигнала, который усиливается и подается на самописец 17, регистрирующий размах колебаний выходного сигнала. Поскольку максимальный прогиб пластины имеет место при максимальной его скорости, т. е. тогда, когда шток принимает вертикальное положение (в плоскости чертежа фиг. 1), вертикальная составляющая потока материала параллельна плоскости пластины, и размах колебаний самописца нечувствителен к вертикальной составляющей потока. Горизонтальная составляющая потока вызывает постоянный прогиб пластины, который приводит к увеличению амплитуды одной из полуволн выходного сигнала и уменьшению другой. Разность амплитуд положительного и отрицательного полупериодов колебаний выходного сигнала выделяется в дифференциальном усилителе 18 и подается на усилитель мощности 19 и реверсивный двигатель 13, который поворачивает платформу 11 до тех пор, пока пластина 1 не будет ориентирована ребром к горизонтальной составляющей потока материала.

Автоматическая ориентация пластины ребром к потоку материала значительно расширяет. область применения консистометра. Описываемый консистометр может быть установлен в любой емкости, в которой поток материала периодически изменя.761883

5

ет направление и скорость. В частности, консистометр может быть использован для непрерывного дистанционного контроля консистенции материала в смесителях.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Консистометр, содержащий шток с укрепленной на его конце гибкой пластиной, электромеханический привод штока, тензорезисторы и тензометрический усилитель, подключенные к регистратору, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения консистенции в сложных нестационарных потоках, он установлен на

   6

   поворотной платформе и снабжен реверсивным двигателем и дифференциальным усилителем, при этом выход тензометрического усилителя подключен ко входу дифферен5 циального усилителя, выход которого соединен с реверсивным двигателем, кинематически связанным с платформой.