SU1117488A1 - Вискозиметр - Google Patents

Description

41 4 Х X)

111

1

Изобретение бтноситс  к технике измерени  реологических свойств пищевых продуктов, а именно к ротационным вискозиметрам дл  маслосодержащих материалов, жиросырь , фруктов и овощей и может быть использовано в различных отрасл х пищевой и м сомолочной промышленностей.

Известен вискозиметр дл  исследовани  структурно-механических свойств теста, состо щий из помещенного в термостат неподвижного цилиндра с гильзой, поршн , снабженного винтовым механизмом дл  его вертикального перемещени , ротора, снабженного приводом, и устройством дн  измерени  угла его поворота m .

Недостатком известного вискозиметра  вл етс  наличие донного эффекта, возникающего в слое испытуемого материала, наход щегос  в коаксиальном зазоре и над ротором, внос щего большую погрешность в опре-Дел емые реологические характеристики , так как при нахождении реологических свойств по угловой скорости (Вращени  ротора, крут щему моменту и геометрическим размерам коаксиального зазора рассматриваетс  материал только в коаксиальном зазоре и не учитываетс  материал под ротором и его; вли ние на замер емые параметры.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  вис козиметр, содержащий помещенные в термостат неподвижный цилиндр с гиль йой, поршень, снабженный винтовым механизмом, роТор, снабженный приводом и устройством дл  измерени  угла поворота 21 ,

Недостатком известного вискозиметра  вл етс  наличие относительного движени  (проскальзывани ) материала по фторопластовой прокладке и втулке, наход щейс  в нижней части цилиндра, при его вращении совместно с ротором, так как в процессе втулки) цилиндра, а при существовании трени  между ним и материалом он вращаетс  с материалом как единое целое, устран   проскальзывание материала о нижнюю часть цилиндра.

Выполнение зубчатых щлицов на торцовых поверхност х втулки и кольца, обращенных одна к другой, позвол ет сжимаемому материалу при контакте с этими поверхност ми зайти в углублени  между зубь ми, увеличив

82

поверхность трени  контакта, что полностью ликвидирует проскальзывание материала относительно колец при их совместном вращении с ротором и дает возможность создать большой сдвиг относительно стенки гильзы при высоких давлени х, а значит замерить большие в зкости и напр жени  сдвига,

Нарезка зубчатых шлицов на боковых поверхност х втулки и кольца аналогичного выполнени  с боковой поверхностью ротора дает возможность втулке и кольцу совершать возвратнопоступательное движение как по направл ющим и обеспечивает совместное вращение колец с ротором при его вращении как единого целого.

Аналогичное выполнение зубчатых

шлицов на торцовых поверхност х втулки и кольца, обращенных одна к другой и боковой поверхности ротора обеспечивает равный захват материала шлицами , а значит создает равновеликое

трение взаимодействи  материала с этими поверхност ми и предотвращает возможный его срыв, который мог бы возникнуть при различных зубь х шлицов , следовательно, и сил трени .

Таким образом совокупность перечисленных признаков позвол ет исследуемому сжатому материалу, наход щемус  в коаксиальном зазоре, вращатьс  совместно с ротором, поршнем и кольцом как единое целое с отсутствием

относительного движени  (проскальзывани ) , кроме поверхности гильзы, т.е. полностью устранены неучтенные усили , затрачиваемые на проскальзывание и донный эффект, которые внос т погрешности в определ емые реологические характеристики. Материал определени  реологических свойств вращающийс  ротор вовлекает во вращение испытуемый материал, который скользит по неподвижным фторопластовой прбкладке и втулке. В результате возникает дополнительна  сила трени , возрастающа  с ростом давлени  на материал. На преодоление этой силы требуетс  дополнительное усилие, следовательно, завьш аетс  определ емый крут щий момент на ротор, что искажает расчетные значени  определ емых реологических Характеристик.

5 Цель изобретени  - повышение точности измерений.

Эта цель достигаетс  тем, что в .вискозиметре, содержащем помещенные в термостат неподвижный цилиндр с гильзой, поршень, снабженный винтовым механизмом, ротор, снабженный приводом и устройством дл  измерени  угла поворота, поршень выполнен в ви де цилиндрической втулки, св занной с винтовым механизмом через упорный подшипник, а ротор у основани  имеет выступ, на который установлено кольцо, при .этом торцовые поверхност втулки и кольца, обращенные одна к другой, а также боковые поверхности их со стороны ротора и сам ротор имеют зубчатые шлицы аналогичного выполнени . Выполнение поршн  в виде цилиндри ческой втулки дает возможность ему двигатьс  в коаксиальном зазоре между ротором и гильзой и сжимать материал , наход щийс  в этом зазоре, при поступательном и вертикальном перемещении, что полностью устран ет донный эффект. Св зь цилиндрической втулки с винтовым механизмом посредством упор ного подшипника обеспечивает вращени поршн  относительно винтового механизма , вокруг оси цилиндра и при наличии трени  между исследуемым материалом и поршнем позвол ет последнему вращатьс  с материалом как единое целое, устран   относительное движение между ними. Выступ у основани  ротора позвол ет на нем закрепить нижнее кольцо которое отсекает материал от основани  (фторопластовой сдвигаетс  и может скользить только относительно поверхности гильзы. На фиг. 1 схематически изображен предлагаемый вискозиметр, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. I, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. ; Вискозиметр состоит из неподвижного цилиндра 1 со вставленной гиль|зой 2, помещенного в термостат 3. Внутри цилиндра 1 размещены ротор 4 с закрепленным на выступе 5 у основани  кольцом 6, примыкающим к гиль зе 2, и поршень 7, состо щий из цилиндрической втулки 8, водил 9 с общей ступицей 10, на которую надет упорный подшипник 11, св зывающий поршень 7 с винтовым механизмом 12. Упорный подшипник 11 позвол ет порш ню 7 вращатьс  совместно с ротором 4 вокруг оси цилиндра-; а винтовой механизм 12 обеспечивает вертикальное перемещение поршн . Гильза 2, ротор 4, втулка 8 поршн  7 и кольцо 6 создают коаксиальный зазор, в котором находитс  исследуемый материал . На поверхност х кольца 6 и втулки 8, обращенных одна к другой, нарезаны зубчатые шлицы 13 и 14. Одновременное вращение кольца 6 и втулки 8 с ротором 4 обеспечивают зубчатые шлицы 15 и 16 на их поверхност х со стороны ротора и зубчатые шлицы 17 на поверхности ротора 4, причем зубь  шлицов втулки и кольца заход т соответственно в пазы между зубь ми ротора. Все зубчатые шлицы 13 - 17 имеют аналогичное выполнение. Ротор крепитс  на приводной валик 18, который установлен в радиальных шарикоподшипниках 19 и вращаетс  под действием грузов 20 через блочную систему и шкив 21. Дл  остановки и фиксации привода ротора служит стопор 22, а углова  скорость вращени  ротора определ етс  с помощью перфорированного диска 23, фотоэлемента 24 и осветительной лампы 25. Рабочие элементы вискозиметра установлен{ 1 на основании 26. Давление и температура в материале контролируетс  термотензодатчиком 27. Вискозиметр работает следукмцим образом. В термостат 3 подаетс  термостатирующа  жидкость. По достижении требуемой температуры, котора  контролируетс  с помощью термотензозадатчика 27 в коаксиальный зазор между гильзой и ротором на кольцо 6 помещаетс  погретый до требуемой температуры исследуемый материал. В цилиндр вставл етс  поршень 7 таким образом, чтобы зубчатые шлицы 15 втулки 8 вошли в контакт (зацепление) с зубчатыми шлицами 17 ротора4. С помощью винтового механизма 12 поршень по шлицам перемещаетс  вниз сдавлива  материал. В процессе сдавливани  материал заполн ет пространство между зубь ми шлицов 13, 14 и 17, за счет чего увеличиваетс  юверхность трени  контакта с поршнем , ротора и кольцо и захват близлежащих к ним слоев материала. По достижении давлени , контролируемого термотензозадатчиКом 27, в диапазоне которого снимаютс  реологические характеристики , прекращаетс  сжатие 511 материала винтовым механизмом. В это Момент материал, поршень, ротор н Кольцо представл ют собой как бы единое тело. Отводом стопора 22 сни маетс  фиксаци  перфорированного дис ка 23, валика 18 и ротора 4. На Ыпъ через блочную систему и шкив 21 подвешивают постепенно увелргчивающиес  Грузы 20 до начала вращени  ротора. В момент начала врашени  ротор 4 зубчатыми шлицами 17 передает крут щий момент кольду 6 через зубчатые шлицы 16 и поршню 7 через зубчатые шлицы 15, которое вращаетс  относительно винтового механизма 12 ёследствис расположени  между ними упорного подшипника. Вращакощиес  роТор , поршень и кольцо зубч ть мн шлз-;цами 13, 14 и 17 толкают и вовлекают 6 во вращение испытуемый материал. Начало и скорость вращени  ротора через отверсти  перфорированного диска 23 посредством воздействи  осветительной лампы 25 на фотоэлемент 24 регистрируютс  самопишущими приборами . По величине грузов 20, моменту начала вращени  ротора и частоте его вращени  определ ют в зкость материала , напр жение сдвига, величины пристенного скольжени  гильзы по известньм методикам, Предлагаемьй вискозиметр позвол ет определ ть действительные реологические характеристики маслосодержащих материалов, которые необходимь дл  оптимизации и конструировани  аппаратов и машин. -4-yf

Claims (1)

1. ВИСКОЗИМЕТР; содержащий помещенные в термостат неподвижный цилиндр с гильзой, поршень, снабженный винтовым механизмом, ротор, снабженный приводом и устройством для измерения угла поворота, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, поршень выполнен в виде цилиндрической втулки, связанной с винтовым механизмом через упорный подшипник, а ротор у основания имеет выступ, на который установлено кольцо, при этом торцовые поверхности втулки и кольца, обращенные одна к другой, а также боковые поверхности их со стороны ротора и сам ротор имеют зубчатые шлицы аналогичного выполнения.