Устройство для определения реологических характеристик

Устройство относится к технике измерения реологических характеристик структурированных дисперсий, и может быть использовано в лабораторной и заводской практике для проведения исследований и испытаний. Описано устройство для определения реологических характеристик структурированных дисперсий при воздействии на них ультразвуком, которое содержит опорную плиту, термостат, два коаксиально установленных цилиндра, крышку с установленными на ней механизмами вращения, торможения и вертикального перемещения внутреннего цилиндра, снабжено ультразвуковым генератором и электромеханическим преобразователем, при этом последний жестко закреплен к выполненному в виде волновода наружному цилиндру. Технический результат - расширение функциональных возможностей устройств ротационного типа при определении реологических характеристик структурированных дисперсий.

Устройство относится к технике измерения реологических характеристик структурированных дисперсий, путем измерения реакции материалов на сдвиговое деформирование между коаксиальными цилиндрическими поверхностями, и может быть использовано в лабораторной и заводской практике для проведения исследований и испытаний.

Известно устройство ротационного типа для определения реологических свойств структурированных дисперсий при вибрационном воздействии, включающее источник питания - усилитель звуковых колебаний, электродинамический вибростенд - преобразователь электрических колебаний в механические, и измерительный блок, состоящий из двух коаксиально установленных цилиндров, механизма вращения внутреннего цилиндра и датчиков, вращающего момента. Данное устройство позволяет определять реологические характеристики в диапазоне частот 20-200 Гц, и не предназначено для определения реологические характеристики структурированных дисперсий при воздействии на них ультразвуком (частота свыше 16000 Гц). [Урьев Н.Б., Талесник М.А. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс. М., Пищевая промышленность 1976 г. стр.96].

Наиболее близким решением к заявляемому является ротационный вискозиметр, содержащий опорную плиту, термостат, два коаксиально установленных цилиндра, крышку с установленными на ней механизмами вращения, торможения и вертикального перемещения внутреннего цилиндра. [Практикум по технологии керамики и огнеупоров. Под ред. Полубояринова Д.Н. М., Издательство литературы по строительству. 1972 г. стр.85].

Данное устройство не позволяет определять реологические характеристики структурированных масс при воздействии на них ультразвуком, поскольку конструктивно не предусмотрена возможность работы вискозиметра в таких условиях

Изобретение решает задачу расширение функциональных возможностей устройств ротационного типа при определении реологических характеристик структурированных дисперсий.

Поставленная задача решается за счет того, что известный ротационный вискозиметр, содержащий опорную плиту, термостат, два коаксиально установленных цилиндра, крышку с установленными на ней механизмами вращения, торможения и вертикального перемещения внутреннего цилиндра, дополнительно оснащен ультразвуковым генератором и электромеханическим преобразователем, при этом наружный цилиндр выполнен в виде волновода и жестко закреплен на электромеханическом преобразователе, подключенном к ультразвуковому генератору.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей устройств ротационного типа при определении реологических характеристик структурированных дисперсий.

Изобретение поясняется чертежом, где показана принципиальная схема.

Устройство состоит из двух точно устанавливаемых коаксиальных цилиндров: наружного 1 и внутреннего 2, оканчивающихся внизу полусферой. При этом наружный цилиндр выполнен в виде волновода и жестко закреплен на магнитострикционном преобразователе 3, подключенном к ультразвуковому генератору (на фиг. не показан). Наружный цилиндр вискозиметра помещен внутрь термостата 4, который установлен на опорной плите 5. Внутренний цилиндр закреплен на крышке 6 и приводится во вращение посредством специального механизма 7. Поверхность внутреннего цилиндра выполнена рифленой. На нее нанесена шкала с ценой деления 0,1 см. Остановку и пуск

вращающейся системы осуществляют с помощью тормоза (на фиг. не указан). Крышка вместе с внутренним цилиндром и установленными на ней механизмом вращения и тормозом может подниматься и закрепляться на стойке 8 с помощью механизма на фиг. не указан).

Устройство работает следующим образом. Порцию испытуемого материала загружают в рабочую полость наружного цилиндра 1. После чего крышку 6 опускают в нижнее рабочее положение. Когда испытание необходимо проводить при строгом регулировании температуры (например, термопластичные шликера) проводят термостатирование материала. Продолжительность выдержки при заданной температуре перед началом испытаний должна быть не менее 15 мин. После термостатирования включают ультразвуковой генератор и проводят обработку материала в течении заданного времени.

Для расчета реологических характеристик определяют время пяти оборотов внутреннего цилиндра 2. Измерение осуществляют не менее, чем при 4-5 последовательно увеличивающихся нагрузках так, чтобы при максимальной нагрузке фиксируемое время составляло не менее 7-8 сек. При каждой нагрузке измерение повторяют до тех пор, пока при четырех последовательных отсчетах расхождения во времени будут не выше 10% среднеарифметического. Для каждой серии опытов измеряют уровень материала в пространстве между цилиндрами по шкале, нанесенной на внутренний цилиндр. Обработку результатов и расчет реологических характеристик проводят по методике, изложенной в [Практикум по технологии керамики и огнеупоров. Под ред. Полубояринова Д.Н. М., Издательство литературы по строительству. 1972 г. стр.85].

В отличие от прототипа, где определение реологических характеристик проводят только в обычных условиях (т.е. без дополнительных воздействий на материал) предлагаемое в изобретении техническое решение позволяет определять характеристики структурированных дисперсий как при воздействии на них ультразвуком, так и без такого воздействия. Для проверки применимости заявляемого изобретения был изготовлен опытный

образец устройства для определения реологических характеристик обработанных ультразвуком. При этом наружный цилиндр был выполнен в виде продольно-поперечного волновода. В качестве источника питания и преобразователя использовали серийный ультразвуковой генератор УЗГ 1,6-13 и магнитострикционный преобразователь ПМС 15-18. Результаты испытаний опытного образца устройства, проведенные на термопластичных шликерах из оксидов бериллия и алюминия, показали его работоспособность. По точности измерения вновь разработанный прибор не уступает прототипу.

Устройство для определения реологических характеристик структурированных дисперсий при воздействии на них ультразвуком, содержащее опорную плиту, термостат, два коаксиально установленных цилиндра, крышку с установленными на ней механизмами вращения, торможения и вертикального перемещения внутреннего цилиндра, отличающееся тем, что оно снабжено ультразвуковым генератором и электромеханическим преобразователем, при этом последний жестко закреплен к выполненному в виде волновода наружному цилиндру.