Устройство для определения реологических свойств материала

 

Использование: для испытания вязких, пластинчатых, вязкоупругих, сыпучих, смесей сыпучих с жидкими и другим ма- . териалов, имеющих сложную реологию. Сущность: устройство содержит основание 2, первую 3 и вторую 4 сбойки, оболочку 5 для материала 1, первую 6 и вторую 7 крышки , стержни 8, нагружающий диск 9, привод 10с валом 11, датчик напряжений 12, измерительную аппаратуру 13, шаровую опору 14, шарнирный подшипник 15, гибкую связь 16, третью стойку 17 и шайбу 18. 2 ил.

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РеспуБлик (51)5 G 01

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГоспАтент сссР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4861852/25 (22) 24.08.90 (46) 30.11.92. Бюл. ¹ 44 (71) Институт горного дела СО АН СССР (72) А.Ф.Ревуженко и А,П.Бобряков (56) Патент США ¹ 4095461, кл. G 01 и 3/24, 1978.

Авторское свидетельство СССР кл. G 01 N 3/28, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛА (l9) ЯД

Сущность: устройство содержит основание

2, первую 3 и вторую 4 сбойки, оболочку 5 для материала 1, первую 6 и вторую 7 крышки, стержни 8, нагружающий диск 9, привод

10 с валом 11, датчик напряжений 12, измерительную аппаратуру 13, шаровую опору

14, шарнирный подшипник 15, гибкую связь

16, третью стойку 17 и шайбу 18. 2 ил.

1778626 сти.

20), 40

50

Изобретение относится к способам исследования свойств текучих сред и предназначено для использования при испытаниях вязках, пластичных, вязкоупругих, сыпучих материалов и смесей сыпучих и жидких сред.

Известно устройство для автоматического определения модуля упругости и коэффициента вязкости материала при помощи эксцентрично вращающегося диска.

Устройство имеет два параллельных плоских диска, оси вращения которых смещены одна относительно другой для создания в материале напряжения, При вращении одного иэ дисков в исследуемом материале возникает сдвиговая деформация с поворотом главных осей тензора деформаций. Это устройство реализует нагружение материала, помещенного между дисками, атом случае, когда материал обладает адгезией, т.е. свойством прилипания к поверхностям дисков. Однако, если материал относится, например, к группе хорошо сыпучих, возникнет проскальзывание частиц материала по поверхности дисков, Вследствие этого деформации не будут передаваться вглубь образца. К числу недостатков следует отнести также и то, что в данном устройстве сдвиг обеспечивается за счет вращения образца, что приводит к появлению центробежных сил, которые при больших скоростях оказывают существенное влияние на однородность распределения напряжений и, следовательно, на измеряемые параметры.

Из известных технических решений ближайшим к изобретению является устройство для определения реологических свойств материала, содержащее основание, две стойки, установленные на основании, упругодеформируемую оболочку в виде полого цилиндра для размещения материала, две параллельные крышки, распложенные на торцах оболочки, шарнирно связанные с крышками стержни, параллельные друг другу и касающееся внешней стороны цилиндрической поверхности оболочки, нагружающий диск, параллельный крышкам, привод вращения с выходным валом, на котором закреплен нагружающий диск, датчик напряжений и измерительную аппаратуру.

Недостаток этого устройства связан с тем, что при больших скоростях нагружения центробежные силы различны в различных горизонтальных сечениях образца: на нижнем сечении их нет, на верхнем — они имеют максимальное значение. Это приводит к появлению градиента напряжений по высоте и, как следствие, к появлению вторичных течений, которые искажают основное сдвиговое течение и влияют на точность всех измерений.

Цель изобретения — повышение точности.

Сущность изобретения заключается в том, что устройство, содержащее основание, упругодеформируемую оболочку, две крышки, стержни, нагружающий диск, привод вращения с валом, датчик и измерительную аппаратуру, дополнительно содержит шаровую опору, шарнирный подшипник, гибкую связь, причем нагрузочный диск закреплен под углом к валу.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства; на фиг. 2 — зависимость среднего сдвигающего напряжения от угловой скороУстройство для определения реологических свойств материала 1, содержащее основание 2, первую 3 и вторую 4 стойки, оболочку 5 из упругодеформируемого материала в виде полого цилиндра, первую 6 и вторую 7 крышки, стержни 8, шарнирно связанные с крышками, нагружающий диск

9, привод 10 с выходным валом 11, датчик напряжений 12 и измерительную аппаратуру 13. Устройство дополнительно содержит шаровую опору 14, шарнирный подшипник 15, гибкую связь 16, третью стойку 17 и шайбу 18, причем нагрузочный диск закреплен под углом к выходному валу, а выходной вал привода соосен шаровой опоре. На фигуре 2 обозначена зависимость (кривая 19) среднего сдвигающего напряжения от угловой скорости для изобретения и для прототипа (кривая

Устройство работает следующим образом, Включают привод 10. Через выходной вал 11 нагружающий диск 9 приводится во вращение и скользит по шайбе 18. Вращение второй крышки 7 и оболочки 5 предотвращается с помощью гибкой связи 16, Поскольку нагружающий диск 9 закреплен на выходном валу 11 под углом, вторая крышка 7 начинает совершать колебательное движение. Это же движение через стержни 8 передается на первую крышку 6 датчик напряжений 12 расположен непосредственно в исследуемом материале, Измерительная аппаратура вычисляет вязкость материала ао соотношению р = Bt(v)dv, где ч — скорость нагружения, r - среднее сдвигающее напряжение. На фиг. 2 представлена зависимость среднего сдвигающего напряжения от угловой

1778626

nf, од/с

%uz. 2

Составитель И. Павленко

Редактор Т. Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Заказ 4187 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 скорости ввращения нагружающего диска (кривая 19). Данная зависимость имеет большую линейность по сравнению с ближайшим известным техническим решением (кривая 20) за счет этого обеспечивается большая точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения реологических свойств материала, содержащее основание, две стойки, установленные на основании, упругодеформируемую оболочку в виде полого цилиндра для размещения материала, две параллельные крышки, расположенные на торцах оболочки, шарнирно связанные с крышками стержни, параллельные друг другу и касающиеся внешней стороны цилиндрической поверхности оболочки, нагружающий диск, параллельный крышкам, привод вращения с выходным валом, на котором закреплен нагружающий диск, датчик напряжений и

5 измерительную аппаратуру, отл и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности, устройство дополнительно содержит шаровую опору, установленную между первой стойкой и первой крышкой, шарнирный под10 шипник, установленный между выходным валом привода и второй крышкой, и гибкую связь, соединяющую второй диск со второй стенкой, причем нагружающий диск закреплен под углом к выходному валу и располо15 жен вплотную к второй крышке, а выходной вал привода размещен на второй стойке соосно с шаровой опорой.