SU787955A1 - Torsional-oscillation viscosimeter - Google Patents

Torsional-oscillation viscosimeter Download PDF

Info

Publication number
SU787955A1
SU787955A1 SU782714144A SU2714144A SU787955A1 SU 787955 A1 SU787955 A1 SU 787955A1 SU 782714144 A SU782714144 A SU 782714144A SU 2714144 A SU2714144 A SU 2714144A SU 787955 A1 SU787955 A1 SU 787955A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
cylinder
stationary
torsion
test substance
movable
Prior art date
Application number
SU782714144A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Бронислава Иосифовна Бурштейн
Валерий Павлович Бегишев
Владимир Иванович Маслов
Виктор Александрович Огородников
Original Assignee
Отдел Физики Полимеров Уральского Научного Центра Ан Ссср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Отдел Физики Полимеров Уральского Научного Центра Ан Ссср filed Critical Отдел Физики Полимеров Уральского Научного Центра Ан Ссср
Priority to SU782714144A priority Critical patent/SU787955A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU787955A1 publication Critical patent/SU787955A1/en

Links

Description

Изобретение относится к реологическим исследованиям.The invention relates to rheological studies.

Известны ротационные вискозиметры с торсионным силоизмерителем, содержащие два коаксиально расположенных 5 цилиндра, между которыми помещают г раствор или расплав исследуемого материала [ 1 ] .Known rotational viscometers with a torsion force meter, containing two coaxially arranged 5 cylinders, between which a g solution or melt of the test material is placed [1].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вискозиметр Ю.Павловского, содержащий наружный подвижный цилиндр, связанный с приводом, внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель. Измерение углов закручивания торсиона15 производится при помощи индуктивных датчиков. Очень жесткий торсион в сочетании с высокочувствительной регистрирующей аппаратурой позволяет измерять крутящие моменты при весьма малых углах поворота внутреннего цилиндра, уменьшает влияние на результаты измерений колебаний и раскачивания (инерции) внутреннего цилиндра и дает возможность регистрировать нестационарные (переходные) процессы [2] .Closest to the invention in technical essence is a Y. Pavlovsky viscometer containing an external movable cylinder associated with the drive, an internal stationary cylinder and a torsion force meter. Measurement of the torsion angle of the torsion 15 is carried out using inductive sensors. A very rigid torsion in combination with highly sensitive recording equipment makes it possible to measure torques at very small angles of rotation of the inner cylinder, reduces the influence on the measurement results of the oscillations and swings (inertia) of the inner cylinder, and makes it possible to register non-stationary (transient) processes [2].

Недостаток этого ротационного вискозиметра - невозможность исследования реологических свойств веществ в процессе таких превращений,как полимеризация, отверждение и кристаллизация, когда жидкие исходные компоненты превращаются за короткий промежуток ' времени в нетекучее и неплавкое состояние, что сопровождается отрывом образцов от стенок цилиндров или их разрушением.The disadvantage of this rotational viscometer is the impossibility of studying the rheological properties of substances during such transformations as polymerization, curing and crystallization, when the liquid initial components turn into a non-fluid and non-melting state in a short period of time, which is accompanied by separation of the samples from the cylinder walls or their destruction.

Цель изобретения - расширение диапазона измерения в процессе отверждения веществ и создание такой конструкции рабочих органов вискозиметров, которая позволила бы непрерывно исследовать реологические свойства в процессе отверждения, полимеризации или кристаллизации веществ, в первую очередь с высокой скоростью превращения и в широком диапазоне изменения вязкости от жидкого до стекловидного 20 состояния.The purpose of the invention is the expansion of the measurement range during the curing of substances and the creation of such a design of the working bodies of viscometers that would allow to continuously study the rheological properties in the process of curing, polymerization or crystallization of substances, primarily with a high conversion rate and a wide range of viscosity changes from liquid to vitreous 20 condition.

Цель достигается тем, что неподвижный цилиндр в нижней части снабжен осевым отверстием, а верхняя состоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении формующим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены 30 захватами.The goal is achieved by the fact that the stationary cylinder in the lower part is provided with an axial hole, and the upper consists of two coaxial parts with an axially movable forming element between them connected to the spring and fastened together by a pin, while the movable and fixed cylinders are equipped with 30 captures.

На чертеже схематически изображен предлагаемый вискозиметр.The drawing schematically shows the proposed viscometer.

Вискозиметр содержит нижний подвижный цилиндр 1, связанный с приводом 2. В нижнем цилиндре имеется захват 3 для образца. Верхний неподвижный цилиндр состоит из двух коаксиально ’ расположенных частей, связанных между сббой коническим штифтом 4, из которых внутренняя часть 5 выполнена с захватом 6 для образца и кинематически связана с торсионным силоизмерителем 7, а наружная часть 8 выполнена с цилиндрическим отверстием внизу, поверхность которого имеет малую адгезию с исследуемым веществом. Между частями неподвижного цилиндра имеется 15 формующий элемент 9, соединенный с пружиной 10.The viscometer contains a lower movable cylinder 1 connected to the drive 2. In the lower cylinder there is a grip 3 for the sample. The upper stationary cylinder consists of two coaxially arranged parts connected between the failure by a conical pin 4, of which the inner part 5 is made with a gripper 6 for the sample and kinematically connected with the torsion force meter 7, and the outer part 8 is made with a cylindrical hole at the bottom, the surface of which has low adhesion with the test substance. Between the parts of the fixed cylinder there is 15 forming element 9 connected to the spring 10.

Прибор работает следующим обра зом.The device operates as follows.

Раствор или расплав исследуемого вещества заливается в подвижный цилиндр-1. Неподвижный цилиндр, состоящий из двух коаксиально расположенных частей: внутренней 5 и наружной 8, опускается в подвижный цилиндр 1,.и исследуемое вещество вытесняется в кольцевой зазор между ними и в цилиндрическое отверстие наружной части 8 неподвижного цилиндра. Подвижному цилиндру 1 задаются крутильные колебания от привода 2. Колебания передают- 30 ся верхнему цилиндру и связанному с ним.торсионному силоизмерителю 7^череэ слой исследуемого вещества, соприкасающегося с наружной рабочей поверхностью цилиндра 8. Усилие, пере- 35 даваемое через внутреннюю поверхность цилиндра 8 и торцовую поверхность формующего элемента 9, мало, так как они обладают малой адгезией к исследуемому материалу. По углу закручивания - дд торсионного силоизмерителя 7 определяют реологические свойства вещества. При отверждении исследуемого вещества происходит схватывание вещества с нижним захватом 3 и верхним захватом 6, а также с рабочими поверхностями ци- *5 линдров 1 и 8, связь между цилиндрами ’усиливается, амплитуда колебаний силоизмерительного элемента увеличивается, и при достижении ею определенной величины штифт 4 удаляется, цилиндры 50 1 и 8 образуют единый подвижный цилиндру а формующий элемент 9 с малой адгезией торцовой части к испытуемому материалу под действием пружины 10 перемещается вверх по внутреннему цилиндру 5 и выходит из зацепления как с наружной частью 8, так и с испытуемым материалом.The solution or melt of the test substance is poured into a movable cylinder-1. A fixed cylinder, consisting of two coaxially located parts: inner 5 and outer 8, is lowered into the movable cylinder 1, and the test substance is forced into the annular gap between them and into the cylindrical hole of the outer part 8 of the fixed cylinder. The movable cylinder 1 is set to torsional vibrations from the drive 2. Oscillations are transmitted 30 to the upper cylinder and the torsion force meter 7 connected to it, through a layer of the test substance in contact with the outer working surface of the cylinder 8. The force transmitted through the inner surface of the cylinder 8 and the end surface of the forming element 9 is small, since they have little adhesion to the test material. The twist angle - dd torsion force meter 7 determine the rheological properties of the substance. When the test substance is cured, the substance sets in with the lower grip 3 and the upper grip 6, as well as with the working surfaces of the cylinders * 5 of cylinders 1 and 8, the connection between the cylinders is strengthened, the oscillation amplitude of the force measuring element increases, and when it reaches a certain value, pin 4 is removed, cylinders 50 1 and 8 form a single movable cylinder and the forming element 9 with low adhesion of the end part to the test material under the action of the spring 10 moves up the inner cylinder 5 and leaves the mesh both with the outer part 8 and with the test material.

Крутильные колебания подвижного цилиндра 1 передаются через нижний захват 3 цилиндрическому столбику исследуемого вещества в отверстии наружной части 8 неподвижного, цилиндра, верхнему захвату 6, внутренней части 5 неподвижного цилиндра и торсионному силоизмерителю 7. По углу закручивания торсионного силоизмерителя 7 определяют реологические свойства исследуемого вещества.Torsional vibrations of the movable cylinder 1 are transmitted through the lower grip 3 to the cylindrical column of the test substance in the hole of the outer part 8 of the fixed cylinder, the upper grip 6, the inner part 5 of the fixed cylinder and the torsion force meter 7. The rheological properties of the test substance are determined by the twist angle of the torsion force meter 7.

Вследствие малых углов закручивания, малой адгезии внутренней поверхности наружной части 8 неподвижного цилиндра с исследуемым веществом и нанесения смазки на нее трение между столбиком исследуемого вещества и внутренней поверхностью наружной части 8 сводится к минимуму и затвердевший столбик вещества испытывается на кручение .Due to small torsion angles, small adhesion of the inner surface of the outer part 8 of the fixed cylinder with the test substance and the application of lubricant on it, friction between the column of the test substance and the inner surface of the outer part 8 is minimized and the hardened column of the substance is tested for torsion.

Claims (2)

Изобретение относитс  к реологическим исследовани м. Известны ротационные вискозиметры с торсионным силоизмерителем, содержащие два коаксиально расположенных цилиндра, между которыми помещают г раствор или расплав исследуемого мат риала 1) . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  вискозиметр Ю.Павловского, содержащий наружный подвижный цилиндр, св занный с приводом, внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель. Измерение углов закручивани  торсион производитс  при помощи индуктивных датчиков. Очень жесткий торсион в со четании с высокочувствительной регистрирующей аппаратурой позвол ет измер ть крут щие моменты при весьма малых углах поворота внутреннего цилиндра , уменьшает вли ние на результаты измерений колебаний и раскачива ни  (инерции) внутреннего цилиндра и дает возможность регистрировать нестационарные (переходные) процессы 2 . Недостаток этого ротационного вис козиметра - невозможность исследовани  реологических свойств веществ в процессе таких превращений,как полимеризаци , отверждение и кристаллизаци , когда жидкие исходные компоненты превращаютс  за короткий промежуток времени в нетекучее и неплавкое состо ние , что сопровождаетс  отрывом образцов от стенок цилиндров или их разрушением. Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  в процессе отверждени  веществ и создание такой конструкции рабочих органов вискозиметров, котора  позволила бы непрерывно исследовать реологические свойства в процессе отверждени , полимеризации или кристаллизации веществ, в первую очередь с вьлсокой скоростью превращени  и в широком диапазоне изменени  в зкости от жидкого до стекловидного состо ни . Цель достигаетс  тем, что неподвижный цилиндр в нижней части снабжен осевым отверстием, а верхн   состоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении формующим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены захватс1ми. На чертеже схематически изображен предлагаемый вискозиметр. Вискозиметр содержит нижний подвиж ный цилиндр 1, св занный с приводом 2. В нижнем цилиндре имеетс  захват 3 дл  образца. Верхний неподвижный цилиндр состоит из двух коаксиально расположенных частей, св занных между сббоЯ коническим штифтом 4, из которых внутренн   часть 5 выполнена с захватом б дл  образца и кинематически св зана с торсионным силоизмерителем 7, а наружна  часть 8 выполнена с цилиндрическим отверстием внизу, поверхность которого имеет малую адгезию с исследуемым веществом. Пежду част ми неподвижного цилиндра имеетс  формующий элемент У, соедт1енный с пружиной 10. Прибор работает следукщим образом . Раствор или расплав исследуемого вещества заливаетс  в подвижный цилиндр-1. Неподвижный цилиндр, состо  щий из двух коаксиально расположенны частей: внутренней 5 и наружной 8, опускаетс  в подвижный цилиндр 1,.и исследуемое вещество вытесн етс  в кольцевой зазор между ними и в цилиндрическое отверстие наружной части 8 Неподвижного цилиндра. Подвижному цилиндру 1 задаютс  крутильные колебани  от приводи 2. Колебани  передаютс  верхнему цилиндру и св занному с ним . торсионному силоизме)ителго 7 через слой исследуемого вещества, соприкасающегос  с наружной рабочей поверхностью цилиндра 8. Усилие, передаваемое через внутреннюю поверхность цилиндра 8 и торцовую поверхность фор мующего элемента 9, мало, так как они обладают малой адгезией к исследуемому материалу. По углу закручивани  . торсионного силоизмерител  7 определ  ют реологические свойства вещества. При отверждении исследуемого вещества происходит схватывание вещества с ниж ним захватом 3 и верхним захватом 6, а также с рабочими поверхност ми цилиндров 1 и 8, св зь между цилиндрами усиливаетс , амплитуда колебаний силоизмерительного элемента увеличивает с , и при достижении ею определенной величины штифт 4 удал етс , цилиндры 1 и 8 образуют единый подвижный цилиндр а формукадий элемент 9 с малой адгезией торцовой части к испытуемому материалу под действием пружины 10 перемещаетс  вверх по внутреннему цилиндру 5 и выходит из зацеплени  как с наружной частью 8, так и с испытуемым материалом. Крутильные колебани  подвижного цилиндра 1 передаютс  через нижний захват 3 цилиндрическому столбику исследуемого вещества в отверстии наружной части 8 неподвижного, цилиндра, верхнему захвату 6, внутренней части 5 неподвижного цилиндра и торсионному силоизмерителю 7. По углу закручивани  торсионного силоизмерител  7 определ ют реологические свойства исследуемого вещества. Вследствие малых углов закручивани , малой адгезии внутренней поверх-ности наружной части 8 неподвижного цилиндра с исследуемым веществом и нанесени  смазки на нее трение между столбиком исследуемого вещества и внутренней поверхностью наружной части 8 сводитс  к минимyfvгy и затвердевший столбик вещества испытываетс  на кручение . Формула изобретени  Вискозиметр с крутильными колебани ми , содержащий наружный подвижный цилиндр,св занный с приводом,внутренний неподвижный цилиндр и торсионный силоизмеритель,0 тличающийс   тем,что,с целью расширени  диапазона измерени  реологических характеристик в процессе отверждени  веществ, в нижней части неподвижного цилиндра выполнено осевое отверстие, а верхн   часть сестоит из двух коаксиальных частей с расположенным между ними подвижным в осевом направлении Лормук пим элементом, соединенным с пружиной, и скрепленных между собой штифтом, при этом подвижный и неподвижный цилиндры снабжены захватами. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. М., Машиностроение, 1968, с. 155-196. The invention relates to rheological studies. Rotational viscometers with a torsion meter are known, containing two coaxially arranged cylinders, between which is placed a solution or a melt of the material under investigation 1). The closest to the invention according to the technical essence is the Y.Pavlovsky viscometer, which contains an external movable cylinder associated with the drive, an internal stationary cylinder and a torsion meter. Torsion twist angles are measured using inductive sensors. A very rigid torsion in combination with highly sensitive recording equipment allows to measure torques at very small angles of rotation of the inner cylinder, reduces the influence on the measurement results of vibrations and swinging (inertia) of the inner cylinder and makes it possible to register non-stationary (transient) processes 2 . The disadvantage of this rotational viscometer is the impossibility of studying the rheological properties of substances during such transformations as polymerization, solidification and crystallization, when the liquid initial components turn into a non-flowing and infusible state in a short period of time, which is accompanied by separation of the samples from the cylinder walls or their destruction. The purpose of the invention is to expand the measurement range during the curing process and to create such a design of the working bodies of viscometers, which would allow to continuously explore the rheological properties in the process of curing, polymerization or crystallization of substances, primarily with a high conversion rate and a wide range of viscosity from liquid until vitreous. The goal is achieved by the fact that the stationary cylinder in the lower part is provided with an axial hole, and the top consists of two coaxial parts with an axially movable forming element between them, connected to the spring, and a pin fixed to each other, while the movable and stationary cylinders are equipped with a grip . The drawing shows schematically the proposed viscometer. The viscometer contains a lower movable cylinder 1 associated with the actuator 2. In the lower cylinder there is a grip 3 for the sample. The upper stationary cylinder consists of two coaxially arranged parts, connected between a cone pin 4, of which the inner part 5 is made to grip the sample and is kinematically connected to the torsion meter 7, and the outer part 8 is made to a cylindrical hole at the bottom has low adhesion to the test substance. Between the parts of the stationary cylinder there is a forming element U connected to the spring 10. The device works in the following way. The solution or melt of the test substance is poured into the movable cylinder-1. A stationary cylinder consisting of two coaxially disposed parts: the inner 5 and outer 8 is lowered into the movable cylinder 1, and the test substance is forced out into the annular gap between them and into the cylindrical hole of the outer part 8 of the fixed cylinder. The movable cylinder 1 is given torsional vibrations from the drive 2. The oscillations are transmitted to the upper cylinder and the associated cylinder. torsionally forcefulness of 7 through the layer of the test substance in contact with the outer working surface of the cylinder 8. The force transmitted through the inner surface of the cylinder 8 and the end surface of the forming element 9 is small, since they have a low adhesion to the material under study. The angle of twist. The torsion force meter 7 determines the rheological properties of the substance. When the test substance cures, the substance seizes with the lower grip 3 and the upper grip 6, as well as with the working surfaces of the cylinders 1 and 8, the connection between the cylinders increases, the amplitude of oscillation of the load element increases with, and when it reaches a certain value, the pin 4 is removed The cylinders 1 and 8 form a single movable cylinder, and the formacadium element 9 with a low adhesion of the end part to the test material under the action of the spring 10 moves upward through the internal cylinder 5 and leaves the mesh. As with the outer part 8, and with the test material. The torsional vibrations of the movable cylinder 1 are transmitted through the lower grip 3 to the cylindrical column of the test substance in the opening of the outer part 8 of the stationary cylinder, the upper grip 6, the inner part 5 of the stationary cylinder and the torsion load cell 7. The rheological properties of the test substance are determined by the twisting angle of the torsion load cell 7. Due to the small twist angles, the low adhesion of the inner surface of the outer part 8 of the stationary cylinder to the test substance and the application of lubricant to it, the friction between the column of the test substance and the inner surface of the outer part 8 is reduced to a minimum and the hardened column of the substance is tested for torsion. Invention A torsional vibration viscometer containing an outer movable cylinder coupled to a drive, an inner stationary cylinder and a torsion meter, 0, in order to extend the measurement range of the rheological characteristics during the curing process, axially at the bottom of the stationary cylinder a hole, and the upper part is a sesitite of two coaxial parts with an axially moving Lormuk located between them, an element connected to the spring, and fastened x between a pin, while the movable and stationary cylinders are equipped with grippers. Sources of information taken into account in the examination 1.Belkin IM, Vinogradov G.V., Leonov A.I. Rotary instruments. M., Mechanical Engineering, 1968, p. 155-196. 2.Белкин И.М., Виноградов Г.В., Леонов А.И. Ротационные приборы. М., Машиностроение, 1968, с. 175-176 (прототип).2. Belkin I.M., Vinogradov G.V., Leonov A.I. Rotary instruments. M., Mechanical Engineering, 1968, p. 175-176 (prototype). Х/ХХ/У/ХХ х/Х / ХХ / У / ХХ х /
SU782714144A 1978-12-18 1978-12-18 Torsional-oscillation viscosimeter SU787955A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782714144A SU787955A1 (en) 1978-12-18 1978-12-18 Torsional-oscillation viscosimeter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU782714144A SU787955A1 (en) 1978-12-18 1978-12-18 Torsional-oscillation viscosimeter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU787955A1 true SU787955A1 (en) 1980-12-15

Family

ID=20805769

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU782714144A SU787955A1 (en) 1978-12-18 1978-12-18 Torsional-oscillation viscosimeter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU787955A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760734A (en) * 1986-02-07 1988-08-02 Bryce Maxwell Apparatus for measuring the rheological properties of materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4760734A (en) * 1986-02-07 1988-08-02 Bryce Maxwell Apparatus for measuring the rheological properties of materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5269190A (en) Apparatus for the performance of rheological measurements on materials
US5271266A (en) Dynamic shear rheometer and method
KR890007067A (en) Test method of viscoelastic material and its apparatus
EP0297032A1 (en) Viscometer
DE69534019T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE COMPLEX VISCOSITAET AND THE COMPLEX ELASTICITY MODULE
US2752778A (en) Apparatus capable of use for the study of rheological phenomena
SU1745139A3 (en) Method of determination of plasticity and rheology properties of mouldable materials
US7380442B2 (en) On-line rotational/oscillatory rheometrical device
SU787955A1 (en) Torsional-oscillation viscosimeter
Nakagawa Spinnability of liquid. A visco-elastic state. II. Spinnability and visco-elastic property
US4862735A (en) Microviscometer
USH976H (en) Apparatus and method for measuring elongational viscosity of a polymeric solution
Thurston et al. Rheology of pharmaceutical systems: oscillatory and steady shear of non-Newtonian viscoelastic liquids
Goldberg et al. Instrument for measuring rheological properties of elastic fluids
Strasburger Tacky adhesion
DE10029091A1 (en) Oscillatory-spider rheometer extending measurement frequency into kilohertz ranges, carries piezoelectric actuators and sensors on its arms
Gaskins et al. Instrumentation for the rheological investigation of viscoelastic materials
SU1727039A1 (en) Device for determining coating adhesion stiffness
SU1516858A1 (en) Apparatus for compression tests of disperse materials
SU438903A1 (en) Low frequency rheometer
RU2747933C2 (en) Method for determining elastic-viscous and viscous media
SU1188587A1 (en) Arrangement for measuring bulk strength of liquid
SU800828A1 (en) Rotary viscosimeter
SU813199A1 (en) Device for investigating material rheological properties
SU739409A2 (en) Device for measuring strain in building materials