NL8220247A - Weerstandsmeter voor het analyseren van de elastische en/of visceuze eigenschappen van gels en vloeistof systemen. - Google Patents

Description

V0 4673 - V β. & υ L ·}

Titel: Weerstandsmeter voor het analyseren van de elastische eri/of vis-ceuze eigenschappen van gels en vloeistofsystemen.

De uitvinding heeft betrekking op een weerstandsmeter voor het analyseren van de elastische en/of visceuze eigenschappen van gels en vloeistofsystemen.

Het is vaak gewenst in staat te zijn continu de elastische en/of 5 visceuze eigenschappen van een gel of vloeistofsysteem te controleren, bijvoorbeeld bij de produktie vain kaas waar de coagulatieuvan de wrongel op het juiste moment onderbroken moet worden om een goed eindprodukt te verkrijgen. De controle van de coagulatie geschiedt thans door een des-kundige, de kaasmaker, die op regelmatige intervallen monsters van de 10 wrongel neemt en op grond van zijn ervaring besluit wanneer de coagulatie onderbroken moet worden. Het is duidelijk dat een dergelijke schatting een grote mate van deskundigheid vereist en dat desalniettemin fouten kunnen optreden, bijvoorbeeld wanneer de controle niet continu plaats-vindt. Met' het oog hierop bestaat op dit bijzondere gebied een grote 15 vraag naar een soort meet- en waarneeminrichting, welke aangeeft wanneer de coagulatie onderbroken moet worden. Uiteraard gelden dezelfde eisen op een ander technisch gebied en de noodzaak voor een eenvoudige en goedkope inrichting voor het bepalen van de elastische en/of visceuze eigenschappen van een gel of een vloeistofsysteem wordt dan verlangd.

20 Volgens de uitvinding bestaat een inrichting voor het hier gestelde doel uit een beweegbaar orgaan, waarvan een oppervlaktegedeelte in contact is met de gel of het vloeistofsysteem onder het vlak daarvan, een inrichting voor het verplaatsen van dat orgaan in hoofdzaak loodrecht op dat vlak tegen de werking van de gel of het vloeistofsysteem, en 25 middelen voor het meten van de weerstand van deze verplaatsing.

De uitvinding zal in detail met betrekking tot de bijgaande teke-ningen nader worden toegelicht. Daarin toont: fig. 1 een dwarsdoorsnede van een weerstandsmeter volgens de uitvinding ; 30 fig. 2 het inwendige van de weerstandsmeter; en fig. 3 een dwarsdoorsnede van een andere uitvoeringsvorm.

8220247 - 2 -

Volgens fig. 1 heeft de weerstandsmeter volgens de uitvinding een komvormig huis 10 met een flens 11 langs de omtrek, nabij het open einde van de kom. De flens 11 heeft een aantal op gelijke afstand van elkaar gelegen openingen voor het opnemen van de schroeven 12, zoals nader in 5 detail zal worden beschreven. Een houder 13 in de vorm van een vlakke plaat is zodanig in de kom 10 gemonteerd, bijvoorbeeld door middel van schroeven, dat deze zich evenwijdig aan de bodem van het huis 10 uit-' strekt. Het open einde van het huis 10 is afgesloten door middel van een diafragma 14, waarvan het omtreksgedeelte 15 geklemd is tussen de 10 naar buiten gekeerde zijde van de flens 11 en een klemring 16, door middel van schroeven 12 welke samenwerken met schroefdraadboringen in de ring 16., Het diafragma is bijvoorbeeld vervaardigd uit met textiel versterkte nitriel rubber, en is met het open einde van het huis 10 ongeveer op de wijze van de conus van een luidspreker, zoals weergegeven 15 bij 17, beweegbaar verbonden. Voor versterkingsdoeleinden is het diafragma 14 aan de binnenzijde voorzien van een plaat 18 welke zich over het grootste ;gedeelte van het vlak vaii het diafragma 14 uitstrekt.

De versterkingsplaat 18 is vervaardigd uit plastic of metaal en is op een geschikte wijze met het diafragma verbonden. Zoals blijkt uit 20 fig. 2, is een spanveer 19 verbonden met het midden van het diafragma 14, respectievelijk de versterkingsplaat 18. Het overliggende einde van de veer is verbonden met de houderplaat 13. Aan elke zijde van bedoeld middenpunt is in de houderplaat 13 een mesrand constructie 20 aangebracht waarvan de rand 21 naar het diafragma en de plaat 18 is gekeerd. De 25 mesranden 21 lopen volgens de diameter van het diafragma. De binnenzijde van de versterkingsplaat 18 van het diafragma 14 wordt door de veer 19 in samenwerking gehouden met de mesranden 21. Door het ondersteunen en bevestigen op deze wijze kan het diafragma 14 op de mesranden 21 schom-melen.

30 Onder het bovenbedoelde midden is aan de houderplaat 13 een spoel 22 bevestigd met een anker 23 voorzien van een schacht welke door de spoel heenloopt terwijl een schijf met het eindvlak van de spoel samenwerkt dat naar :. ihet diafragma is gekeerd. Tegenover het schijfvormige gedeelte van de spoelkern is een ijzeren plaat 24 aan de versterkingsplaat 18 be-35 vestigd. Door bekrachtiging van de spoel 22 zal de ijzeren kern van de 8220247 - 3 - spoel de ijzeren plaat 24 op de plaat 18 van het diafragma aantrekken met als resultaat dat het gehele diafragma om de mesranden 21 schommelt. Fig. 1 toont een stationaire ijzeren kern 23 welke echter vervangen kan worden door een beweegbare kern, welke in dat geval verbonden is met de 5 versterkingsplaat 18 voor een direkt beinvloeden van het diafragma 14.

Boven het midden is een meetinrichting in de vorm van een differen-tiaalspoel 25 aanwezig waarin een bedieningsorgaan 26 kan bewegen. Het orgaan 26 is verbonden met de plaat 18 van het diafragma 14 door middel van bevestigingsmiddelen 27. Bij het schommelen van het diafragma 14, 10 zal het orgaan 26 binnen de spoel 25 heen en weer bewegen en door de spoel te verbinden met een geschikte meetinrichting, is het mogelijk, zoals nog nader zal worden beschreven, de weerstand te meten waaraan het diafragma 14 is onderworpen door de schommelende werking van de samen-stelling 22, 23 en 24. De schommelweerstand kan ook optisch worden 15 gemeten dan wel op een andere aan de deskundige bekende wijze.

Fig. 3 toont een andere uitvoeringsvorm waarbij het huis 10 een massief lichaam is met een omtreksflens 11. Het massieve lichaam is aan een van de vlakke zijden voorzien van een uitsparing 30 met een plat bodemvlak 31 dat evenwijdig loopt aan de vlakke zijde. Het bodemvlak 31 20 heeft twee boringen 32, 33 welke aoorlopen naar de andere vlakke zijde van het lichaam en bevinden zich op een vooraf bepaalde diametrale af-stand onderling, ongeveer op dezelfde wijze als de eerder beschreven middelen 22 en 26. Zoals blijkt, lopen de boringen niet door tot de andere vlakke zijde van het huis, doch eindigen op enige afstand daarvan. 25 Eventueel kunnen zij door dat lichaam heenlopen en kan het open einde aan de andere vlakke zijde worden afgedicht. Deze andere vlakke zijde van het lichaam heeft twee uitsparingen 34 en 35 welke ringvormig zijn en zij omgeven elk een boring 32 en 33 axiaal doch zijn daarvan geschei-den door middel van een dunne wand 36, respectievelijk 37. De uitspa-30 ringen 34 en 35 eindigen op enige afstand van het bodemvlak 31 van de uitsparing 30 en de overliggende einden zijn ten opzichte van de atmos-feer afgedicht door middel van schroefdeksels 38, respectievelijk 39, welke tevens dienen als kabelinvoer.

Het huis 10 heeft aan de voorzijde een diafragma 14 dat daarmede 35 vloeistofdicht is verbonden zoals hiervoor beschreven met betrekking tot 8220247 - 4 - fig. 1. Evenals deze uitvoeringsvorm is aan de achterzijde van het dia-fragma een versterkingsplaat 18 bevestigd waarmede een bekrachtigings-orgaan 36 is verbonden dat in de boring 32 reikt teneinde de differen-tiaalspoel 25 te beinvloeden welke zich bevindt binnen de uitsparing 34 5 en welke verbonden is met uitwendige meetmiddelen door tussenkomst van een kabel 41 welke door het deksel 38 heenloopt. In plaats van de ijzeren plaat 24 bij de beschreven uitvoeringsvorm, draagt de versterkingsplaat hier een permanente magneet 40 welke kan worden bekrachtigd door een spoel 22 welke zich in de uitsparing 35 bevindt en welke verbonden is 10 met een uitwendige stroombron via een kabel 42, welke door het deksel 39 heenloopt.

De uitsparing 30 en de boringen 32, 33 daarin zijn gevuld met geschikte vloeistof, zoals gedestilleerd water, welke de mesrandcon-structie volgens de beschreven uitvoeringsvorm vervangt.

15 De beschreven uitvoeringsvormen worden voor het controleren van de elastische en/of visceuze eigenschappen van een gel of een vloeistof-systeem als volgt gebruikt. Bij voorkeur is de inrichting gemonteerd in de wand van een vat dat de gel of het vloeistofsysteem bevat, zodanig dat het diafragma 14 gelijk ligt met het binnenvlak van het vat, hetgeen 20 het voordeel heeft dat de weerstandsmeter de roermiddelen welke doorgaans bij houders van het bedoelde type worden gebruikt, niet stoort. Nadat de gel of het vloeistofsysteem dat waargenomen moet worden in het vat is gebracht, zodat dit de buitenzijde van het diafragma 14 bedekt, kan de weerstandsmeter in werking worden gesteld door aansluiting van de spoel 25 22 op een geschikte spanning. Deze spanning wordt bij voorkeur verkregen van een vermogensversterker welke verbonden is met een laagfrequent generator. De frequentie wordt op een geschikte waarde ingesteld, welke voor het waarnemen van wrongel, 0,5 Hz is. Het diafragma 14 zal bij deze frequentie gaan schommelen en de vloeistof welke in contact is met de 30 buitenzijde van het diafragma oefent een karakteristieke weerstand van de schommelbeweging uit als respons op de elasticiteit of de viscositeit van de vloeistof. Deze weerstand wordt gemeten door middel van de spoel 25 met het daarin beweegbare orgaan 26, of door middel van andere geschikte meetinrichtingen, hetgeen eenvoudig en op betrouwbare wijze kan 35 plaatsvinden. Na de behandeling, kan het meetresultaat bijvoorbeeld 82201h7 - 5 - worden gevoerd naar een recorder, zodat het coagulatieproces continu kan worden overzien. Het is ook mogelijk een alarminrichting of middelen voor het onmiddellijk onderbreken van de coagulatie toe te passen zodra een vooraf bepaalde coagulatiewaarde bereikt is.

5 Als regel is de weerstandsmeter voorzien van middelen voor het voorkomen van een te grote binnenwaartse beweging binnen het huis, in het bijzonder wanneer het diafragma dun en gevoelig is. Een dergelijke binnenwaartse beweging kan het gevolg zijn van een grote statische vloei-stofdruk op het diafragma of andere drukverschijnselen. Bij de eerst 10 besproken uitvoeringsvorm bestaan deze middelen uit begrenzingsorganen 28 welke bevestigd zijn aan de houder of in de meest eenvoudige vorm worden zij gevormd door de houder zelf welke in dat geval dichter bij het diafragma ligt dan in fig. 1 weergegeven dan wel uitgevoerd op een andere voor dat doel geschikte wijze. Bij de uitvoeringsvorm volgens 15 fig. 3 zijn geen extra begrenzingsmiddelen vereist aangezien de vloei-stof binnen de uitsparing 30 deze begrenzende functie zelf heeft.

Uiteraard is het ook mogelijk het huis 10 met de flens 11, de klemring. 16 en het diafragma 14 vloeistofdicht volgens fig. 1 uit te voeren en het huis met een geschikte vloeistof, bijvoorbeeld olie, te vullen.

20 Het zal deideskundige zonder meer duidelijk zijn, dat de weerstands meter op verschillende manieren kan worden gewijzigd. Het oppervlak dat in contact is met de gel voor het vloeistofsysteem behoeft niet noodza-kelijkerwijze een diafragma te zijn, doch kan bijvoorbeeld bestaan uit het eindvlak van een zuiger, welke op geschikte wijze naar binnen of 25 naar buiten in een cilinder kan bewegen. Voorts behoeft het meetvlak niet te schoramelen doch kan in plaats daarvan lineair heen en weer beweegbaar zijn. De meetinrichting behoeft niet uitgevoerd te zijn in de vorm van een afzonderlijke eenheid ten opzichte van de weerstandsmeter, aangezien het ook mogelijk is de weerstand van de vloeistof te meten 30 aan het stroomverbruik na verplaatsing van de middelen welke zich binnen de gel of het vloeistofsysteem bevinden. De verplaatsing of de schommel-frequentie kan op basis van de eigenschappen van de waargenomen vloeistof veranderen doch zoals is opgemerkt wordt bij lage frequenties, zoals bijvoorbeeld 0,5 Hz, de elastische eigenschappen van de vloeistof gemeten 35 terwijl wanneer zowel de elastische als de visceuze eigenschappen gemeten moeten worden,de frequentie normaliter moet worden vergroot tot 10-20 Hz.

8220247

Claims (7)

1. Weerstandsmeter voor het analyseren van de elastische en/of vis-ceuze eigenschappen van gels en vloeistofsystemen gekenmerkt door een beweegbaar orgaan (14) , waarvan een oppervlaktegedeelte in contact is met de gel of het vloeistofsysteem onder het oppervlak daarvan, een 5 inrichting (22) voor het verplaatsen van dat orgaan in hoofdzaak lood-recht op het vlak, 'tegen de werking van de gel of het vloeistofsysteem in, en middelen (25) voor het meten van de weerstand van deze verplaat-sing.

2. Weerstandsmeter volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het 10 beweegbare orgaan (14) een schijfvormig orgaan is, dat aan een zijde in contact is met de gel of het vloeistofsysteem en aan de overliggende zijde, samenwerkt met een steun waarop dit beweegbaar is.

3. Weerstandsmeter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het schijfvormige orgaan (14) vloeistofondoorlaatbaar is en vloeistofdicht 15 bevestigd is in de opening van een komvormig, vloeistofdicht huis (10) en tegen de werking van het vloeistoflichaam binnen het komvormige huis (10) beweegbaar is.

4. Weerstandsmeter volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het schijfvormige orgaan (14) bevestigd is in de opening van een komvormig 20 huis waarin een houder (13) aanwezig is, welke een steun draagt in de vorm van tenminste een mesrandvormig orgaan (20) dat bevestigd is in de houder (13) en een mesrand (21) heeft welke gericht is naar de binnenzijde van het schijfvormige orgaan, een spanveer (19) aanwezig is welke even-eens aan de houder is bevestigd en de binnenzijde van het schijfvormige 25 orgaan (14) in een schommelbaar contact houdt met de mesrand (21), als-mede middelen voor het beperken van de binnenwaartse beweging van het schijfvormige orgaan (14).

5. Weerstandsmeter volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting (22) voor het verplaatsen van het schijfvor- 30 mige orgaan (14) een spoel omvat welke magnetisch een permanente magneet (40) kan bekrachtigen op een ijzeren plaat (24) welke bevestigd is aan het schijfvormige orgaan (14), welke bekrachtiging, wanneer een ijzeren plaat (24) wordt gebruikt, wordt bewerkstelligd via een ijzeren kern (23) in de spoel. 8220247 ft 9 - 7 -

6. Weerstandsmeter volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de middelen (25) voor het meten van de weerstand tegen verplaatsing van het schijfvormige orgaan (14) bestaan uit een spoel (25), bij voorkeur een differentiaalspoel, waarin het bedienirigsorgaan (26) 5 dat bij (27) bevestigd is aan het schijfvormige orgaan, beweegbaar is.

7. Weerstandsmeter volgens een van de voorafgaande conclusies 2-6, met het kenmerk, dat het schijfvormige orgaan (14) een diafragma omvat, dat (bij 17) bevestigd is aan het huis ongeveer op de wijze van een luidsprekerconus en aan de zijde, welk'e gekeerd is naar het huis een 10 versterkingsplaat (18) heeft uit plastic of metaal. 8220247