Горизонтальный крутильный маятник для определения вязкости — SU 785691 (original) (raw)
Союз Советскнк СоциалистическиРеспублик ОПИСИЗОБРЕТЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1) Дополнительное к авт. свид-ву -51)М, Кл(22) Заявлено 1701,79 (21) 2713937/18-25с присоединением заявки М 01 осударстееиный комитет СССР о делан изобретений и открытийДата опубликования описания 0712 2) Авторыизобретения Ю.С.Балашов,М.М.Бондарев,В.А.Гречишкин и В.Г.Шаталов пытно-конструкторское бюро специального физическогориборостроения при Воронежском политехническом институте) Заявител ОРИЗОНТАЛЬНЫЙ КРУТИЛЬНЫЙ МАЯТНИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИвания твердых сред н ящихся в процессе переход изического состояния в оИзобретение относится к технике определения физико-механических характеристик жидких и твердых сред по измеренным параметрам свободных колебаний комбинированной колебательной системы и может быть применено в химической , нефтехимической, металлургической и других отраслях промышленности для научных исследований физических свойств сред и лабораторного 10 экспрессконтроля выпускаемой ифпримеияемой продукции.Известен горизонтальный крутильный маятник, предназначенный для изучения физико-механических свойств 15. металаов 1.Маятник содержит упругий элемент, являющийся образцом, опорный узел, инерционные грузы, электромеханический преобразователь, блок обработки 20 информации. Данный маятник предназначен только для определения физико-механических характеристик твердых веществ, но не пригоден для измерения этих характеристик жидких 25 сред и сред, находящихся в процессе . перехода из одного физического состояния в другое.Известен также горизонтальный .крутильный маятник, предназначенный 30 для исследосред, находиэ одного фдругое 12.Маятник содержит чувствительный элемент с опорным узлом, включающим опорный керн, опору и подшипник для перемещения опоры, инерционные грузы фотоэлектрический и возбуждающий преобразователи,Недостатком известного маятника является невозможность проведения исследований в случае жидкого сост яния контролируемой среды.Целью изобретения является повышение чувствительности и расширение пределов измерения.Поставленная цель, достигается тем, что чувствительный элемент выполнен в виде полуцилнндрической подложки, сонрикасающейся с жестко скрепленными между собой стержнем и кольцом при помощи двух керновых опор, причем плоскость кольца перпе дикулярна осн стержня, а центр тяжести жестко скрепленных между собо стержня и кольца расположен на образующей цилиндра, проходящей через точки касания керновых опор и подложки.Формула изобретения ЗО 35 40 45 50 53 На чертеже изображен горизонталь ный крутильный маятник для определения вязкости.Маятник содержит полуцилиндрическую упругую подложку 1, куда помещается исследуемая среда, одним концом закрепленную н неподвижную опору 2, а другим концом в подвижный зажим 3, прикрепленный к кольцу 4, на вертикальных плечах 5 которого закреплены инерционные грузы 6. На верхнем вертикальном плече закреплена оптическая шторка 7 фотоэлектрического преобразователя, включаницего тоже источник света 8 и фотопрнемник 9. На нижнем вертикальном плече закреплен сердечник 10, который вместе с катушкой 11 образует возбуждающий преобразователь. К кольцу 4 прикреплен также опорный керн 12, своим острием опирающийся на плоскую опору 13 из кварцевого или оконного стекла. На внутреннюю поверхность полуцилиндрической подложки 1 при помощи двух кернов 14 и 15 опирается свободно колеблющийся инерционный элемент, включающий стержень 16 поверхность которого соприкасается с контролируемой средой, и жестко прикрепленное к стержню инерционное кольцо 17.Горизонтальный крутильный маятник работает следующим образом.Испытуемая среда помещается в полуцилиндрическую подложку. Задается определенный крутящий момент, создаваемый возбуждающим преобразователем (сердечник 10, катушка 11). После снятия его колебательная система упругая подложка 1 - кольцо 4 с вертикальными плечами 5 и инерционными грузами 6 совершает свободные зату,хающие механические колебания, которыепри помощи фотоэлектрического преобразователя,включающегооптическуюшторку7,источник света 8 и фотоприемник 9, преобразуются в электрические колебания, параметры которых (логарифмический декремент и частота) измеряются при помощи блока обработки ин.Формации.Повышение чувствительности дости гается эа счет применения свободно колеблющегося инерционного элемента, состоящего из стержня 16, часть поверхности которого соприкасается с контролируемой средой, и жег;тко прикрепленного к стержню кольца 17. Инерционный элемент опирается на внутреннюю часть цилиндрической подложки при помощи двух,прикрепленных к стержню 16, нерновыхопор 14 и 15,При закручивании подвижного конца полуцилиндрической подложки на угол ф инерционный элемент закручивается с отставанием по фазе. При изменении направления движения подложки инерционный элемент еще продолжает двигаться в прежнем направлении, что увеличивает амплитуду и скорость деформации контролируемой среды.Экспериментальное влияние соотношения радиусов сферической части стержня 16 и сферической подложки (г и Н) на чувствительность маятника было исследовано на парафине в процессе перехода из твердого состояния в жидкое. Результаты показы- вают, что увеличение соотношения МР свыше 3/4 нерационально, так как это приводит к значительному техническому усложнению.В общем же средний угол закручивания контролируемой среды увеличивается в -ЮЦраз, где г - радиус сферической части инерционного элемента, й - внутренний радиус полусферической подложки. Горизонтальный крутильный маятникдля определения вязкости, содержащийчувствительный элемент, укрепленныйв опорном узлеинерционные грузы,фотоэлектрический и возбуждающийпреобразователи, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышениячувствительности и расширения пределов измерения, чувствительный элементвыполнен в виде полуцилиндрическойподложки, соприкасающейся с жесткоскрепленными между собой стержнеми кольцом при помощи двух керновыхопор, причем плоскость кольца перпендикулярна оси стержня, а центр тяжести жестко скрепленных между .собой стержня и кольца расположениа образующей цилиндра, проходящейчерез точки касания керновых опор.иподложки,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе15 асМеийг К. Ео, Еог 1 воп 1 аХевТогаоп Ярепйе 1 пюС 5 е)Ьвйай 9 епйе 9 ьйгегцпд "Ехр. ТесЬп РЬуз",1974, 22, Р 3, с.257-264.2, Авторское свидетельство СССРМ 609361, кл; 6 О Н 11/16, 1978