DE364236C - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Viskositaet von Fluessigkeiten und Gasen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität von Flüssigkeiten und Gasen. Gemäß der Erfindung wird' die Viskosität der Flüssigkeiten durch Messung der Zeit-Bauer hestimmt zwischen den Zeitpunkten der Berührung und Trennung zweierdicht zusammenpassender Flächen, zwischen welchen sich eine Schicht der Flüssigkeit b;efind@et, wobei eine ständig gleichbleibende Kraft für die Trennung der ,beiden Flächen, verwendet wird. Die Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens .ist zweckmäßig mit zwei gut zusammenpassenden Teilen, ,wie eine Schale und eine Kugel, - versehen, wobei die erstere das, Lager für letztere bildet und eine Flüssigkeitsschicht, deren Viskosität gemessen werden soll, in die Schale gebracht wird, bevor die Kugel eingesetzt wird.
• In der Zeichnung zeigen Ahb. i und' 2 Längsschnitt und Draufsicht einer einfachen Vorrichtung. Abb. 3 zeigt eine Seitenansicht einer geänderten Dauart und Abh.4 einen Schnitt durch einen Teil einer Vorrichtung.
• Bei der einfachsten Ausführung der Vorrichtung nach Abb., i und 2 besitzt die Schale i eine Hohlfläche 2 und` einen Handgriff 4 mit einer 6, welche sich bis in,die'Schale i fortsetzt und in einem gewissen Abstand' von der Kugelfläche :2 aufhört.
• Die Heh 'fiäohe ,der Schale ist an drei Punkten, :welche zweckmäB.ig die Eckpunkte eines gleichseitigen Dreiecks biliden, mit drei geringen aus der Fläche ragenden Erhöhungen 3 versehen. Die Kugel 8 biesitzt zweckmäßig einen Durchmesser von 25 @mm (sie kann eine ausgewählte Lagerkugel von ähnächer Größe sein) und paßt genau in die Hohlfläche 2. ;Die Erhöhungen 3 der Schalenfläche können einen Durchmesser von i Abis z"mm besitzen und etwa l/", mm aus Bier Hohlfläche herausragen bei einer Vorrichtung für gewöhnliche Schmieröle.
• ,Um die Hohlfläche Bier Schale gegen Beschädigung ,zu schützen und, aus weiter unten erläuterten Gründen :ist die Kante zweckmäßig .mit einer Ringnut 9 versehen in ainer Breite und Tiefe von i ;bis. 2 mm.
• Die Schale i kann, aus weichem Stahl oder Gußeisenbeim Gelbrauch für Öle hergestellt werden. Nachdem sie auf ihre Form gedreht und durch .Schleifen genau Bier Kwgeli 8 angepaßt ist, kann die Erhöhung 3 auf der Hohl- fläche erzeugt werden durch Schlag mit einem Fallhammer, der eine genau gteiche Kugelfläche mit Löchern besitzt, .die :den Erhöhungen entsprechen. Dieses @Terfahren läBt such nicht nur wirksam bei weichem Stahl, sondern auch bei feinkörnigem Guß:eisen von guter Beschaffenheit anwenden. Die Kraft des Hammerschlages für die Bildung der Erhöhungen in der erforderlichen Größe wird durch Versuche bestimmt. Eine Weicbstahlschalie kann durch Härtung d!er Hobelfläche mit den drei Erhöhungen durch: BIutlaugensalz oder .ein anderes Mittel zugerichtet werden. Es ist vorzuziehen, nur @die Hohlfläche allein zu härten, um zufällige Magnetisierung der Schale zu vermeiden, welche ,die Genauigkeit der Messung stören würde. Beim Gebrauch für Säuren und' andere angreifende Lösungen können Schale i und Kugel 8 aus Glas hergestellt werden, wobei die Erhöhungen auf der Fläche durch Ätzen mit Salpeter- oder Fluo.rwasserstoffsäure oder durch ein geeignetes Mittel @erzeugt werden, und die Stellen, auf welchen die Erhöhungen. erzeugt werden sol'-l@en, durch Wachs o. dgl. geschützt wierden. Die drei Erhöhungen können .endgültig so weit geschliffen werden, :bis .durch, Versuch die Wirkung der Vorrichtung für richtig befunden wird.
• Beim Gebrauch -wird die Schale i .mit dem Handgriff d. mit der Hand am Knopf 7 senkrecht so gehalten, daß die Hohlflächie 2 .der Schale nach unten liegt. Die Kugel8 wird durch! eine zu untersuchende Flüssigkeitsschicht auf der Hohlfläche zum Anhaften an letztere gebracht, indem: Kurgels und Schale fest zusammengepreßt werden. In die Bohrung 6 wird ein Thermometer eingebracht, dessen unteres Ende in Berührung mit dem Meta.lI der Schale steht, um, die' Temperatur der Flüssigkeit zu bestimmen. Die :zweckmäßig durch eine Stoppuhr bestimmte Zeit, welche die Kugel 8 zu ihrer Ablösung unter der Wirkung des Eigengewichts braucht, gibt einen Maßstab für die Viskosität der Flüssigkeit. Wenn die Kugel .während der .Messung fällst, wird die in der Nut 9 befindliche Flüssigkeit aufwärts gezogen, um .die dicker werdende Flüssigkeitsschicht zwischen Taugel und Schale zu speisen. Da die in der Nut 9 zurückgehaltene Flüssigkeitsmenge im Verhältnis zu der in dem Kapilliarraum zwischen Schale und Kugel befindlichen Flüssigkeitsmenge groß ist. @bleibt die Nut praktisch mit Öl gefüllt, und dsie Oberflächenspannung des Öls ist infolge des großen Krümmungshalbmes:sers ohne w esenüliohe Wirkung auf das wirksame Gewicht der Kugel.
• Um .die Vorrichtung Flüssigkeiten mit hoher oder niedriger Viskosität anzupassen, kann die Schwerkraft der Kugel durch idie Verwendung von Federn o. dgl. vergrößert oder verringert werden. In. bestimmten Fällen kann die Schale umgekehrt wer_Jen, -,wobei die Kugel aufwärts gehoben wird, anstatt nach unten zu fallen.
• Die in Abb. 3 dargestellte Vorrichtung zeigt eine verbesserte Bauart letzterer Art. Bei dieserAusführung isteinempfindlicherWaagebal!ken i r auf .Schnaidien eines Pfeilers, 12 gelagert und trägt an einem Endre die auf einer Schneide aufgehängte .Kugel8 mittels der Stange 13, Hängeöse 13A und des Bügels 1d., während das entgegengesetzte Ende des Waagebalkens ein Gegengewicht 15 trägt, von welchem auf Schn@efden eine Gewichtsschale 16 niederbängt. Das Gegengewicht 15 ist einstellbar in der Längsrichtung des Waagetal= kens i i auf einem @Gewind!ezapfen 17. Der Waag talken ist .in gewöhnlicher Weise mit einem Zeiger 18 versehen, der sich gegenüber einer Teilung i9 auf dem Pfeiler 12 bewegt und oben .ein Eins.bellgenvichb 2o auf einem Gewindezapfen 2i trägt, uni 4ije Empfindlichkeit der Waage verändern zu können. ;Die Kugel' 8 ist mittels des Bügels 14 unmittelbar über der Schale i aufgehängt, welche eine ähnliche Bauart besitzt wie die Schale nach Abt. i und 2. Sie ist,durch eine Schraube 5 an dem Teller 22 der Waagengrundplatte;befestigt. An dem Pfeiler 12 ist ,eine federnde Zunge 23 so befestigt, daß :sie heruntergedrückt werden kann, um auf dien Oberbeil der Kugel 8 zu drücken, oder @durch ihre Federkraft außer Berührung mit der Kugel sich heben kann, wie in der Darstellung angegeben. Die ganze Waage kann meinen. Glaskasten gesetzt werden.
• Das Verfahren beim Gelbrauch der Vorrichtung nach i Abt. 3 ist folgendes: Wenn< die Feder 23 sich außer Berührung mit &r Kugel! 8 befindet, wird, das Gewicht 15 mit der leeren Gewichtsschale 16 auf dein Zapfen 17 eingestellt, bis der Zeiger 18 in seiner Mittelstellung Gleichgewicht anzeigt. Die Kugel, 8 wird, dann aus der Schale i herausgehoben und eine geringe Menge der zu prüfenden Flüssigkeit rin ;den Hohlraum der Schale gefüllt. Dann wird die in ihre frühere Lage zurückgebrachte Kuh 1! 8 mittels der Federzunge 23 in :die Sehale i gedrückt, so daß eine Berührung zwischen der Kugel' und den Erhöhungen dies Scbaslernhohlraums hergestellt wird und die Ringnut sich mit aus dem Hohlraum verdrängter Flüssigkeit anfüllt. Hierauf wird ein geeignetes Gewicht 24 in, die Waagschale 16 gelebt, die Feder 23 gehoben, worauf die durch,dä s Geiwiiaht 24 mit Übergewicht auf der Waagschalenseite ausgeglichene Kugel 8 außer Berührung rnit der Schale 1 kommen w311, welche Bewegung durch di-e

  Visikosität iderFlüssigkeit verzögert wird. Die

  Zef von. der Lösung der Feder 23 bis, zur

  merkbaren Hebung -der Kugel 8, welche .durch

  die Bewegung des Zeigers: z8 über die Teilung

  1g angezeigt wird, bestimmt dann d'ie Vieko-

  sität der Flüssigkeit. Die Vorrichtung kann

  durch: Verwiendiung von Flüssigkeiten .bekann-

  ter Viskosität geeicht -werden. Es ist bequem,

  die Längen der Arme -des Waagebalkens, ii so

  zu (bestimmen, daß das Gesamtgewicht des

  EinstelIgewioht:es, 15 und, der angehängten

  Waagschale 16 eine gerade Anzahl, Gramzme

  wiegt. Das nach; den gewöhnlichen Gramm-

  gewichtien geeiohteGewiaht 24 ist dann gl:eich-

  wertigeinem einifachen .Bruchteil des Kugel-

  gewich tes, und die nötigen Berechnungen für

  die -Eichung der Vorrichtung werden vereiin-

  facht.

  Die Vorrichtung nach Aibb. 3 mit der Ab-

  änderung nach: Abbb. 4 -kann .für die ungefähre

  Bestimmung der Viskosität von Gasen be-

  nutzt werden. Zu .diesem Zweck ist ein Unter-

  teil 22 mit einiemi Ro#hrmun.d'stück 25 für .die

  Befestigung eines %mmisohlauches, o. ,dgs.

  Verstehen. Der Unterteil 2?, uriddiiie Schäle i

  sind mitBohrungen 26 und 27 versehen., durch

  welche das .zu prüfende Gas- von .einem Zufluß

  in Aden Kapillarraum zwischen der .Schabe i

  und der Kugel 8 geleitet werden kann. Bei

  der Verwendung für diesien Zweck werden die

  Erhöhungen 3 des Hohlraumes: 2 zweckmäßig

  rni,ed@rger ,gewählt als für die .Prüfung der Vis-

  kosität von Flüssigkeiten, und das Gewicht 24

  wird' gleichfalls vermindert, um .d,iieMess.wngs-

  zeit für -eine genügendl genaue Bestimmung zu

  verlängern. Die Dichung -dieser Vorrichtung

  kann, durch irgendein -Gas mit bekannter Vis-

  kosität, z. B. Luft, geschehen. Die Tempe-

  ratur des zu prüfendlen ;Gases, oder `der Flüs-

  sigkeit kann bei den Vorrichtungen nach

  Abib. 3 und' 4 durch Anlegung eines Thermo-

  mefiers an die Schale i oder durch Anordnung

  eines Hohlraumes 28 auf diem Unterteil 22,

  wie nach Abb. 4, gemessen werden, in welchen

  ein Thermomieter eingesetzt wind.

  Die Einzelheiten. eher Vorrichtung laesfen

  sich beliebig verschieden ausgestalten. Die

  wichtigen Teile .sin:d die voneinander trenn-

  baren, einander angepaßten Flächen, deren

  Trennung unter einer lyestimmtenGewichts-

  wirkung nach,dIer Zeitdauer gemessen wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. zur .Biestimmung der Vis- kosität von Flüssigkeiten und Gasen, da- durch gekennzeichnet, d'aß durch Messung :dLer Zeitdauer der Trennung zweier einan- .der amgepaßter Flächen, zwischen twelohen eine bestimmte Schicht kler -zu prüfenden Flüssikkeit oder des Gases angebracht :ist, die viskose Eigenschaft festgestellt wird. 2.: Vorrichtung zur Ausführung des Ver- fahrens nach Anspruch i, bei welcher zwei ,mit Paßfläohen versehene Körper -so aus- gebildet sind, daß sie ei.nie Flüs;s,igkeüts- sehioht mwisrihen sich aufnehmen können und an -den Körpern geeignete Handhaben vorgesehen sind, um das Auseinander- ziehen d'er Paßfiächen der Körper mit @m-eß- barer Kraft zubewdr'ken, dadurch gekenn- zeichnet, daß durch geeignete Ein.stellvor- richtungen die .Stärjke der Flüssigkeits- schicht genau, bestimmbar ist. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, da- durch, ,gekennzeichnet, daß eine der zusam- mengepaßten:Flächen mit Erhöhungen ver- sehien Ist, welche dlie,S'tärke der Flüssig- keitsschicht :bestimmen. ' 4. Vorrichtung nach Anspruch 2, da- durch gekennzeichnet, .däß eine der zu:sam- miengepaßten Flächen mit eiiner Umfangs- nut mir Aufnahme von Flüssigkeit ver- sehen ist. 5. Vorrichtung .nach (Anspruch z, d'a- d'urch gekennzeichnet, `däß die Trennung der Flächen unter der Wirkung des E.igen- gews.chts des die eine Fläche enthaltenden Körpiers lerfolgt. 6. Vorr#,chtiung nach Anspruch 2, da- idurch gekennzeiohtet; daßdieselbe aus einer Kugel ($) und deiner mit Kugelfläche versehenen Schale (1)t gebifdet wird, welche einen hohlen Handgriff (4) besitzt. 7. Vorrichtung nach Anspruch 2, .bei welcher ein Körper an einem Waagebalken aufgehängt .ist und teilweise in einen .diar- unterliegenden Hohlkörper eintaucht, @dä.- durch gekennzeichnet,. daß die feste B:e- riihrung durch eine Druckfeder (23) her- beigeführt wird. B. Vornidhtung nach; Anspruch 2, da- durch gekennzeichnet, daß zur Messung der VIskosität von Gasen Beine Kugel auf einer K ubgel:schale gelagert ist, welker von unten her durch eine Bohirung,das gemes- sene Gas zugeführt -,erden: kann, wobei durch Verbindung -der Kugel' -mit einer Waage o. dgl. das Abziehen :aus der Ku- gelschale in meßbarer .Zeit -bewirkt wer- den kann.