Рабочий узел ротационного вискозиметра
Полезная модель относится к приборам для измерения реологических характеристик легкорасслаивающихся суспензий и может найти применение в различных отраслях промышленности. Полезная модель позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении производительности измерений реологических характеристик легкорасслаивающихся суспензий. Рабочий узел ротационного вискозиметра, содержащий коаксиально расположенные внутренний и наружный цилиндры с кольцевым зазором между ними, внутренний цилиндр которого снабжен центральным каналом, расположенным по его оси и сообщающийся с кольцевым зазором посредством наклонных радиальных каналов под углом 30°-45° к вертикальной оси для измерения вязкости суспензий с плотностью твердых частиц большей плотности жидкости и 120°-135° для измерения вязкости суспензий с плотностью твердых частиц меньшей плотности жидкости. Наклонные радиальные каналы, расположенные под углами 30°-45° и 120°-135° к вертикали соприкасаются в центральном канале со стержнем и кольцами, причем стержень соединен с кольцами, перекрывающими отверстия наклонных радиальных каналов и имеет возможность вертикального перемещения, а ширина кольца равна диаметру наклонного радиального канала. 1 с.п. ф-лы, 1 ил.
Предлагаемый рабочий узел ротационного вискозиметра относится к области измерения вязкости и может быть использован в различных отраслях промышленности при измерении вязкости пигментных, содвых, каолиновых и других суспензий, имеющих способность к быстрому расслоению.
В известном рабочем узле ротационного вискозиметра по а.с. N 1062566, МПК G01N 11/14, БИ 47, 83 г., состоящим из внутреннего и наружного коаксиальных цилиндров с кольцевым зазором между ними. Для поддержания постоянной концентрации твердых частиц исследуемой суспензии по высоте кольцевого зазора внутренний цилиндр снабжен центральным отверстием, сообщающимся с кольцевым зазором посредством горизонтальных радиальных каналов, причем площади поперечных сечений канала, горизонтальных радиальных каналов и кольцевого зазора равны между собой. Недостатком вискозиметра является неравномерность концентрации суспензии по высоте, что обусловливает сужение технологических возможностей рабочего узла ротационного вискозиметра и снижение точности измерений. При горизонтальном расположении радиальных каналов внутреннего вращающегося цилиндра часть суспензии, вытекающей из них в кольцевой зазор, ударяясь в стенку неподвижного цилиндра, направляется вниз, а другая часть - вверх. Поэтому для суспензий с тяжелыми частицами
(плотность частиц больше плотности жидкости) гидравлическая крупность частиц (т.е. скорость их осаждения), движущихся после выхода из каналов вниз будет суммироваться со скоростью потока, способствуя повышению эффекта расслоения, обусловливая снижение точности измерений. Аналогичный эффект будет наблюдаться для суспензий, у которых плотность частиц меньше плотности жидкости, с той лишь разницей, что эффект расслоения будет обусловлен увеличением скорости всплывания частиц. Таким образом, наличие горизонтальных радиальных каналов во внутреннем цилиндре рабочего узла ротационного вискозиметра по а.с. 1062566 способствует сужению технологических возможностей прибора и снижению точности измерений.
Для ликвидации указанных недостатков предложен рабочий узел ротационного вискозиметра ас 1272182, МПК G01N 11/14, БИ 43, 86 г, внутренний цилиндр которого снабжен каналом, расположенным по его оси и сообщающимся с кольцевым зазором вискозиметра посредством наклонных радиальных каналов, расположенных под углом 30°-45° к вертикальной оси для суспензий, у которых плотность частиц больше плотности жидкости, или под углом 120°-135° для суспензий, у которых плотность частиц меньше плотности жидкости. Данный рабочий узел выбран в качестве прототипа.
Недостатком этого прибора является необходимость переналадки вискозиметра при переходе на измерения вязкости суспензий с тяжелыми или легкими частицами. Например, после измерений вязкости суспензий, приготовленных из воды и древесных опилок, требуется проведение измерений вязкости пигментных суспензий. В этом случае нужна разборка прибора, замена внутреннего цилиндра, тарировка прибора. При таком количестве вспомогательных операций производительность
измерений снижается.
Целью предлагаемого изобретения является устранение указанного недостатка, а именно - повышение производительности измерений.
Поставленная цель достигается тем, что внутренний цилиндр дополнительно снабжен наклонными радиальными каналами под углами 30°-45°и 120°-135° к вертикали и соприкасающимися в центральном канале, стержнем и кольцами, перекрывающими отверстия наклонных радиальных каналов и имеющими возможность вертикального перемещения, а ширина кольца равна диаметру наклонного радиального канала.
Конструкция рабочего узла ротационного вискозиметра представлена на фиг.1. Внутри неподвижного наружного цилиндра 1 размещен внутренний цилиндр 2 с центральным каналом 3, расположенным по его оси и сообщающимся с кольцевым зазором 4 посредством наклонных радиальных каналов 5, 6. Канал 5 расположен под углом 30°-45°, канал 6 расположен под углом 120°-135°. В центральном канале 3 внутреннего цилиндра 2 расположен стержень 7, соединенный с кольцами 8 (крепление колец 8 к стержню 7 на фиг.1 не показано), перекрывающими отверстия наклонных радиальных каналов. Стержень 7 выполнен с возможностью вертикального перемещения. Ширина кольца 8 равна диаметру наклонного радиального канала. Стержень 7 соединен с осью 9, закрепленной в подшипниках 10. Площади поперечных сечений канала 3, наклонных каналов 5, 6 и кольцевого зазора 4 выполнены равными.
Рабочий узел ротационного вискозиметра работает следующим образом. В кольцевой зазор вискозиметра заливают необходимое количество суспензии древесных опилок. В этом случае стержень 7 перемещают в положение, при котором кольца 8 перекрывают отверстия наклонных радиальных каналов 5. Таким образом, отверстия
каналов 6 остаются открытыми. При вращении внутреннего цилиндра 2 начинается циркуляция суспензии из кольцевого зазора 4 в центральный канал 3, далее в наклонный радиальный канал 6, т.е. организуется поток древесных опилок, направленный против направления всплытия более легких, чем вода частиц. Это препятствует расслоению частиц при проведении измерений вязкости. Закончив измерения на суспензиях древесных опилок, переходим на измерения вязкости суспензий, приготовленных из частиц белого пигмента. Для этой цели перемещают стержень 7 в положение, при котором кольца 8 перекрывают отверстия наклонных радиальных каналов 6. Таким образом, отверстия каналов 5 остаются открытыми и прибор подготовлен для работы. При вращении внутреннего цилиндра 2 начинается циркуляция суспензии белого пигмента из кольцевого зазора 4 в центральный канал 3, затем в наклонный радиальный канал 5, т.е. организуется поток частиц белого пигмента, направленный против направления оседания частиц, плотность которых превышает плотность жидкости.
Таким образом, посредством стержня 7 с кольцами 8, перекрывающими отверстия наклонных радиальных каналов, обеспечивается удобство эксплуатации вискозиметра и повышается производительность выполнения измерений на приборе. В известном устройстве по а.с. 1272182, как отмечалось выше, требуется замена внутреннего цилиндра, последующая тарировка прибора и только потом возможно проведение измерений.
Техническое задание на проектирование предлагаемого ротационного вискозиметра разрабатывается в университете растительных полимеров для последующей реализации в лабораториях целлюлозно-бумажных предприятий.
Рабочий узел ротационного вискозиметра, содержащий коаксиально расположенные внутренний и наружный цилиндры с кольцевым зазором между ними, внутренний цилиндр которого снабжен центральным каналом, расположенным по его оси и сообщающийся с кольцевым зазором посредством наклонных радиальных каналов под углом 30-45° к вертикальной оси для измерения вязкости суспензий с плотностью твердых частиц большей плотности жидкости или 120-135° для измерения вязкости суспензий с плотностью твердых частиц меньшей плотности жидкости, отличающийся тем, что внутренний цилиндр дополнительно снабжен наклонными радиальными каналами, расположенными под углами 30-45° и 120-135° к вертикали соприкасающимися в центральном канале, стержнем и кольцами, причем стержень соединен с кольцами, перекрывающими отверстия наклонных радиальных каналов и имеет возможность вертикального перемещения, а ширина кольца равна диаметру наклонного радиального канала.
