Brevet FR2530815A1 — publié le 19840127

La présente invention se rapporte à un appareil pour mesurer la viscosité et l'élasticité d'un fluide tel qu'un polymère à l'état fondu Plus particulièrement, l'appareil décrit ici est particulièrement bien approprié pour effec- tuer de telles mesures directement "sur la chaîne de fabri- cation" pendant le traitement effectif du fluide Conformé- ment à l'invention, on détermine de tels paramètres dynami- quement en mesurant les caractéristiques d'un courant de fluide en déplacement continu pendant que le courant est soumis à des forces de cisaillement. Les changements d'élasticité et de viscosité sont res- ponsables d'un grand nombre des variations des propriétés de traitement et de performances de polymères à l'état fondu, tels que les matières thermoplastiques Dans l'utilisation industrielle de telles matières, on peut habituellement dé- terminer de manière satisfaisante la qualité du produit fi- nal fabriqué si l'on connait et commande de telles caracté- ristiques pendant le processus de production. Dans le passé, on a fréquemment mesuré la viscosité des polymères à l'état fondu "en dehors de la chaîne de fabrica- tion" En d'autres termes, on prélevait un échantillon du po- lymère fondu de l'appareil de production puis on le soumet- tait à des essais dans un laboratoire séparé et souvent éloi- gné Cependant, du fait que les équipements automatisés peuvent maintenant fabriquer des produits à partir de poly- mères fondus,à grande vitesse, de grands nombres de produits de qualité médiocre ou des produits qui ne répondent pas aux spécifications peuvent être produits avant que les résultats "hors chaîne de fabrication" des mesures de viscosité et d'élasticité soient connus. Par conséquent, il est désirable de mesurer la viscosi- té et l'élasticité des polymères fondus au moyen d'un procé- dé de mesures direct "sur la chaîne de fabrication" pendant les opérations de traitement et de production. On a déjà proposé divers appareils qui peuvent être uti- lisés pour effectuer des mesures de la viscosité et de l'élas- ticité de fluide tels que des polymères fondus De tels appa- reils comprennent des dispositifs à écoulement capillaire ou à travers une fente et des dispositifs qui mesurent des quanti- tés rhéologiques en déterminant les caractéristiques de cisaillement du polymère fondu L'appareil de la présente invention est de ce dernier type et il fonctionne dynami- quement sur un courant continu de fluide. Un exemple d'un appareil de mesure du cisaillement est le viscosimètre cylindrique rotatif "Couette-Hatschek" dé- crit et représenté dans "Plastics & Polymers, Février 1973. Ce dispositif comprend des cylindres intérieur et extérieur concentriques Le cylindre intérieur est fixé à un cylindre de torsion de plus petit diamètre lequel est, à son tour, fixé à un vérin supérieur monté sur le bâti de l'appareil. Un arbre est fixé, à une extrémité, au cylindre intérieur et fait saillie à travers le cylindre de torsion hors du bâti. On place un polymère à l'état fondu entre les cylindres in- térieur et extérieur et on fait tourner le cylindre exté- rieur pour appliquer une force de cisaillement à la matière polymère La résistance visqueuse de la matière produit sur le cylindre intérieur un couple qui est interprété comme un effort de cisaillement. Le viscosimètre "Couette-Hatschek", cependant, est su- jet à certaines sources d'erreur dans la mesure de la visco- sité Une source d'erreur est la nécessité d'apporter une "correction finale" à la longueur des cylindres qui est ren- due nécessaire par l'écoulement visqueux qui se produit à des emplacements autres que l'intervalle annulaire entre les cylindres Des écoulements secondaires se produisent à d'autres emplacements du trajet d'écoulement du fluide et entraînent des erreurs En outre, l'appareil "Couette- Hatschek" présente certains inconvénients pratiques du fait que le cylindre intérieur et le cylindre de torsion sont ha- bituellement construits sous la forme de deux pièces sépa- rées. Une description de mesures viscosimétriques qui com- prennent une mesure du cisaillement dynamique d'un polymère à l'état fondu a été donnée dans un bulletin publié par H K. Bruss Rhéoverfahrenstecknick Gmb H Cependant, le viscosi- mètre qui y est décrit comporte un cylindre intérieur ou "balancier" de plus grand diamètre et un cylindre de mesure de torsion de plus petit diamètre construits sous forme de deux éléments séparés ce qui provoque des indications erro- nées comme décrit ci-dessus. Le brevet des EUA no 3 128 620, au nom de Gupta, se rapporte également à un viscosimètre rotatif à tube de tor- sion pour mesurer le cisaillement dynamique d'un fluide Il comprend un manchon de torsion monté concentriquement à l'intérieur d'un rotor cylindrique et couplé à un arbre de transmission de couple Le manchon est monté avec un ensemble de capuchon d'extrémité à travers un ensemble de chemise ex- térieur protecteur Le rotor n'entoure le manchon que le long d'une partie de la longueur du manchon et, par consé- quent, le fluide est conduit tout d'abord jusqu'à une région circulaire définie entre un corps extérieur et le manchon et ensuite jusqu'à une région annulaire formée entre le rotor et le manchon Ainsi, ce dispositif est caractérisé par cer- tains des mêmes inconvénients trouvés dans d'autres appareils de la technique antérieure décrits ci-dessus. Un viscosimètre -semblable au viscosimètre à cylindre ro- tatif "Couette Hatschek" est également décrit dans le brevet des EUA N O 2 817 231 au nom de Barstow. La présente invention a notamment pour but de réaliser un appareil à tube de torsion pour mesurer la viscosité et l'élasticité d'un fluide, dans lequel certains-des inconvé- nients caractéristiques des appareils de la technique anté- rieure sont réduits au minimum, voire supprimés. Plus particulièrement, l'un des buts de la présente invention est de réaliser un appareil qui mesure la visco- sité et l'élasticité d'un fluide en mesurant ses caractéris- tiques de cisaillement dynamiques L'appareil comporte un trajet d'écoulement régulier pour réduire au minimum les écoulements de fluide éloignés et secondaires qui peuvent se traduire par des mesures erronées. Un autre but de la présente invention est de réaliser un tel appareil dans lequel le fluide est amené à s'écouler uniformément à des pressions uniformes à travers l'appareil d'une manière telle que des forces de cisaillement dyna- miques y sont appliquées. Encore un autre but de la présente invention est de réaliser un tel appareil dans lequel la température et la vitesse du fluide qui le traverse peuvent être commandées et rendues uniformes de manière précise. Un autre but de la présente invention est de réaliser un appareil qui détermine les caractéristiques de viscosité et d'élasticité d'un fluide en déplaçant en torsion un tube de torsion d'une manière telle que les vibrations et les mou- vements thermiques d'un arbre de transmission de torsion montés dans le tube sont efficacement annulés. Ces buts sont atteints, comme on le décrira ici de ma- nière détaillée, en provoquant l'écoulement du fluide soumis à l'essai à travers un long espace annulaire régulier formé entre un cylindre rotatif extérieur et un tube de torsion in- térieur qui est fixé à une extrémité à un carter La réali- sation d'un tel espace annulaire régulier produit un effet de nettoyage automatique selon lequel le fluide arrivant pousse la totalité du fluide précédemment introduit à travers le dispositif d'essai Par conséquent, il n'y a pas de zones "mortes" dans lesquelles le fluide peut stationner pendant de longues périodes et provoquer, de ce fait, des mesures erronées Un arbre indiquant la torsion est monté à l'inté- rieur du tube de torsion, à l'extrémité libre de ce dernier, et s'étend sur toute la longueur du tube pour se terminer dans un dispositif détecteur qui détecte le degré du mouve- ment de torsion de l'arbre Comme on l'a décrit ci-dessus en se référant à la technique antérieure, le mouvement de rota- tion du cylindre extérieur provoque un mouvement de rotation du fluide Cependant, au moyen de la présente invention, ce mouvement du fluide est appliqué directement à la surface du tube de torsion Ainsi, le mouvement de torsion de l'arbre indicateur résulte du mouvement de torsion de l'extrémité libre du tube de torsion provoqué par un couple appliqué au tube par le mouvement de rotation du fluide qui traverse l'appareil On peut calculer, en tant que résultat final, la viscosité et l'élasticité du fluide à partir de diverses don- nées de sortie dont le degré du mouvement de torsion de l'arbre. Plus précisément, et conformément aux principes géné- raux de la présente invention, le diamètre extérieur du tube de torsion et le diamètre intérieur du cylindre rotatif sont approximativement uniformes sur toute leur longueur,établis- sant de ce fait un trajet d'écoulement régulier pour le fluide Un mécanisme fait tourner le cylindre extérieur d'une manière oscillante pour communiquer le couple requis au fluide pendant que ce dernier est contraint de s'écouler dans l'espace annulaire. Selon une autre caractéristique de la présente invention le carter est muni d'un orifice à travers lequel l'extrémité fixe du tube de torsion fait saillie dans une disposition concentrique,formant ainsi une ouverture d'entrée annulaire du long trajet d'écoulement annulaire pour le fluide Le fluide est introduit par un conduit d'arrivée qui communique avec l'ouverture d'entrée du trajet d'écoulement. Grace à ces moyens, c'est-à-dire du fait que le courant cylindrique de fluide soumis à l'essai est approximativement uniforme sur toute sa longueur, entre les orifices d'entrée et de sortie du dispositif d'essai de viscosité, aucune aber- ration ne peut être engendrée dans les forces de cisaille- ment qui sont mesurées En d'autres termes, une différence importante entre la présente invention et la technique anté- rieure est que la présente invention évite toute discontinui- té dans le courant cylindrique de fluide qui est soumis à l'essai Ce résultat est obtenu, par exemple, par le dispo- sitif représenté sur les dessins dans lequel la zone de ci- saillement de l'appareil ne comporte aucune discontinuités de sa section transversale. En ce qui concerne encore une autre caractéristique de la présente invention, le dispositif détecteur servant à dé- tecter le mouvement de torsion de l'arbre comprend une paire de transducteurs différentiels opposés couplés à l'arbre d'une manière appropriée pour annuler les mouvements vibra- toires et thermiques de l'arbre. D'autres buts, caractéristiques et aspects de la présente invention seront signalés dans la description détaillée qui va suivre ou se comprendront d'eux-mêmes à la lecture de cette description effectuée par référence aux dessins an- nexés dans lesquels: la Fig 1 est une vue schématique en coupe de l'appa- reil à tube de torsion selon la présente invention, servant à mesurer la viscosité et l'élasticité d'un fluide; la Fig 2 est une vue en coupe d'un mode de réalisa- tion préféré de l'appareil à tube de torsion représenté sur la Fig 1; et la Fig 3 est une vue en bout de l'appareil à tube de torsion représenté sur la Fig 2, prise à partir du côté droit et montrant les deux transducteurs différentiels op- posés. Comme schématiquement représenté sur la Fig 1, l'appa- reil à tube de torsion, désigné par la référence générale 10 et qui est conforme au mode de réalisation préféré de la pré- sente invention,est conçu pour mesurer l'élasticité et la viscosité d'un fluide,tel qu'un polymère à l'état fondu Cet appareil peut être utilisé en temps réel et directement sur la chaîne de fabrication etpar commodité on l'a représenté et on le décrira dans son emploi en combinaison avec une ex- trudeuse de transformation 12 qui produit un tel polymère à l'état fondu Naturellement, si désiré, l'appareil de la présente invention peut être adapté à d'autres domaines pour mesurer la viscosité et l'élasticité d'autres types de fluides. Dans le mode de réalisation décrit ici, l'extrudeuse de transformation 12 est reliée par un conduit 14 à une pompe 16 à polymère fondu Un moteur 18 entraine la pompe à poly- mère fondu pour refouler le polymère fondu provenant de l'ex- trudeuse, sous pression,dans un conduit 20 d'arrivée de dluide qui aboutit à l'appareil 10. L'appareil 10 comprend un carter 22 renfermant une chambre d'entrée annulaire 24 qui communique avec le conduit d'arrivée 20 et un orifice circulaire 26 de plus petit dia- mètre qui part de la chambre La combinaison de la chambre d'entréé-24 et de l'orifice étranglé assure une pression uni- forme autour de la totalité de la périphérie de l'orifice. Par conséquent, l'écoulement de la matière est uniforme lors- qu'elle entre dans l'espace vide cylindrique et ceci contri- bue à l'effet de nettoyage automatique ci-dessus mentionné. Un tube de torsion creux 28 ayant un diamètre approxi- mativement uniforme a une première extrémité fixe 32 rigide- ment fixée au carter 22 à la base 34 de la chambre d'entrée 24, une partie 30 qui fait saillie à partir de lapremière extrémité concentriquement à travers l'orifice 26 et une extrémité libre 36 qui se termine par une pointe conique 37 qui fait saillie en éloignement de l'extrémitë fixe 32. Le -tube de torsion est fabriqué sous forme d'une unique structure monobloc ou intégrée. L'appareil 10 comporte, en outre, un cylindre extérieur creux 38 ayant des diamètres intérieur et extérieur approxi- mativement uniformes Le cylindre est monté à une-première extrémité 39 sur l'arbre d'un moteur 40 Le moteur fait tour- ner le cylindre antérieur de son arbre de toute manière dési- rée,notamment,suivant des mouvements pas à pas, oscillatoires et continus, comme décrit de manière plus détaillée ci- dessous Le cylindre extérieur fait saillie à partir du mo- teur dans une disposition coaxiale télescopique avec le tube de torsion 28 qu'il entoure et il se termine par une seconde _ extrémité 42 adjacente au carter 22 dans la région de l'ori- fice 26: Par conséquent, le cylindre extérieur et le tube de torsion délimitent entre euxunespace annulaire intérieur al- longé 44 qui a des diamètres intérieur-et extérieur approxi- mativement uniformes qui constitue un trajet d'écoulement régulier pour le polymère fondu En outre, l'orifice 26 et la partie 30 du tube de torsion forment un orifice de sortie annulaire de la chambre 24 et un orifice d'entrée-46 de l'es- pace annulaire 44 pour y introduire le polymère fondu Un orifice d'évacuation 48 s'étendant radialement et communi- quant avec l'espace annulaire peut être formé dans le cy- lindre extérieur de façon que le polymère fondu puisse être évacué de l'appareil en tant que déchet à la fin de son trajet d'écoulement à travers l'espace annulaire. Un arbre 50 de transmission de torsion est monté dans une disposition coaxiale à l'intérieur du tube de torsion creux Un tirant 51 s'étend perpendiculairement à l'arbre et est rigidement fixé à une extrémité 52 dudit arbre. L'élément de fixation 51 s'étend diamétralement à l'inté- rieur du tube de torsion auquel il est fixé dans la région de l'extrémité libre 36 du tube Une seconde extrémité saillante 60 de l'arbre s'étend à travers un alésage 54 formé dans le carter 22 et se termine dans la région du côté 56 du carter opposé à celui à partir duquel le tube de torsion fait saillie Une courte tige d'accouplement 58 est fixée à l'extrémité saillante 60 de l'arbre 50 et s'étend ap- proximativement perpendiculairement à ce dernier Deux transducteurs différentiels (TDVLI 62 variables linéaire- ment sont montés sur le carter, tous deux à la môme distance de l'axe commun A-de l'arbre pour recevoir des charges dans des directions angulaires opposées Chaque extrémité de la tige d'accouplement est couplée à un transducteur respectif pour lui appliquer une telle charge. Un réchauffeur cylindrique 64, qui fournit de la cha- leur au cylindre extérieur 38 et au fluide qui s 'écoule dans l'espace annulaire intérieur, est monté dans une disposition coaxiale autour du cylindre extérieur. L'appareil à tube de torsion décrit d'une manière géné- rale ci-dessus fonctionne de la manière suivante Une petite partie du polymère fondu est détournée de l'extrudeuse de transformation 12 et envoyée à la pompe à matière fondue,la- quelle est actionnée par le moteur 18 pour fournir de la ma- tière fondue sous pression à la chambre d'entrée 24 du car- ter La fourniture du polymère fondu peut être continue ou intermittente Ensuite, le polymère fondu s'écoule approxi- mativement uniformément et à une pression approximativement uniforme à travers l'ouverture d'entrée annulaire 46 jus- qu'à l'espace annulaire intérieur allongé 44 formé entre le tube de torsion 28 et le cylindre extérieur 38 Après s'être écoulée à travers l'espace 44, la matière fondue est évacuée par l'ouverture d'évacuation 48. Pendant que le polymère fondu-se trouve dans l'espace annulaire, le moteur 40 soit fait osciller le cylindre exté- rieur soit le fait continuellement tourner autour de son axe. Un mouvement oscillant de faible amplitude, par exemple, de plus ou moins 0,5 radians environ à une fréquence comprise entre environ 0,1 et environ 500 radians à la seconde est préféré Le mouvement de rotation du cylindre extérieur crée une force de cisaillement entre le cylindre et la matière fondue qui, à son tour, crée une force de cisaillement entre le fluide et le tube de torsion 28 Le tube est déplacé en torsion d'une distance qui est fonction de la viscosité et de l'élasticité de la matière fondue du fait de la résis- tance de cisaillement exercée sur la surface extérieure du tube Ce déplacement est transmis par l'intermédiaire de l'élément de fixation 51 à l'arbre 50 puis, par l'intermé- diaire de la tige d'accouplement 58, aux transducteurs dif- férentiels 62 sous la forme de mouvements vers l'avant et vers l'arrière Chacun des transducteurs produit un signal électrique fonction des charges qui, avec un étalonnage approprié, peut être utilisé pour indiquer la viscosité et l'élasticité de la matière-fondue. L'appareil à tube de torsion de la présente invention que l'on a décrit d'une manière générale ci-dessus offre plusieurs avantages importants par rapport aux appareils de la technique antérieure Plus précisément, la configuration de l'orifice 26 et de la partie 30 du tube de torsion 28 qui fait saillie à travers lui de manière à délimiter l'ouverture d'entrée annulaire 46 favorise une fourniture approximative- ment uniforme de fluide à une pression approximativement uni- forme En outre, les diamètres intérieur et extérieur uni- formes de l'espace d'écoulement annulaire 44 assurent un mou- vement régulier qui contraint le fluide à avoir une épaisseur constante àtous les points o il est en contact avec le tube de torsion sur toute la longueur du tube Par conséquent, des courants ou écoulements de fluide secondaires qui pour- raient provoquer des erreurs dans la mesure de viscosité et d'élasticité sont fortement atténués. L'emploi et les positions des deux transducteurs dif- férentiels 62 annule ou amortit également efficacement les mouvements vibratoires et thermiques de l'arbre de transmis- sion de torsion d'une manière décrite en plus de détails ci- dessous. On a représenté de manière plus détaillée sur les Fig. 2 et 3 l'appareil à tube de torsion décrit ci-dessus d'une manière générale Comme on peut le voir sur ces figures, le carter 22 est muni d'un conduit d'arrivée 66 dirigé radiale- ment vers l'intérieur qui reçoit le conduit d'arrivée 20 au- quel il est fixé de manière étanche Le conduit d'arrivée 66 se termine dans la chambre d'entrée 24 Un alvéole de montage 68 est formé à la base de la chambre 24 Le tube de torsion 28 comporte une partie 70 de plus grand diamètre fixée rigidement dans l'alvéole 68 Un capuchon d'extrémité 72 est monté dans une disposition fixe sur le côté 56 du car- ter 22 et un joint d'étanchéité 74 assure 1 ' étanchéité entre eux. Le cylindre extérieur 38, qui peut être en acier inoxy- dable muni d'une enveloppe de cuivre 86 pour améliorer la transmission de chaleur,est couplé à l'arbre 88 d'entraîne- ment du moteur 40 par un accouplement approprié 90 transmet- tant la rotation L'autre extrémité 42 du cylindre extérieur 38 est portée dans un palier 92 monté dans un évidement an- nulaire 94 du carter 22 afin de maintenir une relation co- axiale entre le cylindre 38 et le tube de torsion 28. Comme on peut le voir sur la Fig 2, le réchauffeur 64 comprend un bloc chauffant cylindrique 96 et un serpentin chauffant 98 qui entoure le bloc Un alésage intérieur 100 dont le diamètre est légèrement plus grand que le diamètre extérieur du cylindre extérieur est formé dans le bloc 96. Un petit intervalle 102 peut être prévu entre la seconde extrémité 42 du cylindre extérieur et la paroi 104 du carter adjacente à l'orifice 26 A cet égard, une petite quantité du polymère fondu introduit sous pression par l'ouverture d'entrée annulaire 46 peut êtredétournée parl'intervalle 102 et s'écoule lentement à travers le palier anti-friction 92 jusqu'à l'espace annulaire extérieur 103 formé entre l'alésage 100 et la surface extérieure du cylindre extérieur 38 A l'extrémité de décharge basse pression du tube de torsion, un joint 105 est disposé entre la paroi chauffante 96 et le manchon extérieur 38 de sorte que le polymère fondu contenu dans la région extérieure 103 peut être canalisé pour * être évacué, jusqu'à l'orifice-de sortie 48 La matière poly- mère fondue qui remplit cet espace annulaire 103 favorise la conduction de chaleur depuis le bloc chauffant jusqu'au cy- lindre extérieuret, par conséquent, jusqu'au polymère fondu qui s'écoule dans l'espace annulaire intérieur 44 Cette con- duction accrue de la chaleur contribue à assurer un chauffage uniforme de l'appareil et du fluide qui s'y écoule Comme on peut le voir également sur 1 a Fig 2, un serpentin chauffant secondaire 106 entoure une partie du carter pour favoriser encore davantage un chauffage uniforme de l'appareil. Les deux transducteurs différentiels 62 variables liné- airement sont montés sur une plaque de base 76 qui est fixée au capuchon d'extrémité 72 par des vis 78 Les transducteurs sont, en outre, enfermés par un couvercle 80 fixé à la plaque de base 76 par des vis 82 vissées dans des cornières appro priées 84 fixées à la plaque de base Le couvercle protège les transducteurs des dommages ainsi que des perturbations externes. Comme on peut le voir sur la-Fig 3, les transducteurs différentiels 62 sont montés sur-la plaque de base 76 dans des positions approximativement diamétralement opposées par rapport à l'axe A de l'arbre 50 La tige d'accouplement 58 comprend une paire de biellettes 108 dont chacune s'étend à partir de l'une de ses extrémités dans une disposition parallèle à l'autre Chaque biellette est, en outre, couplée à l'un des transducteurs pour lui transmettre le mouvement de torsion de l'arbre Ainsi, les transducteurs sont montés dans des emplacements approximativement diamétralement oppo- sés par rapport à l'axe A pour recevoir des charges paral- lèles mais angulairement opposées En d'autres termes, lors- qu'un transducteur reçoit un mouvement vers l'avant de la tige 58, l'autre reçoit un mouvement vers l'arrière Cet agencement et la configuration de montage des transducteurs annulent pratiquement complètement les mouvements vibratoires et thermiques de l'arbre 50 pendant les mesures de viscosité et d'élasticité. On peut choisir le débit du fluide le plus avantageux en commandant la vitesse de la combinaison moteur-pompe 16, 18 de façon que le fluide soit soumis à un cisaillement axial continu pendant qu'il mouille les surfaces du tube de torsion 28 et du cylindre extérieur 38 Un petit cisaillement circon- férentiel, résultant du déplacement en rotation relativement petit du cylindre extérieur 38,est superposé au cisaillement axial ci-dessus décrit lorsque le fluide est refoulé conti- nuellement à travers le dispositif De cette manière, on peut obtenir des données d'essai dynamiques précieuses en tant que résultat de mesures produites par ces transducteurs 62 Dans un autre mode de foncltionnement, on peut arrêter la pompe 16, arrêtant ainsi l'écoulement continu de la matière soumise à l'essai à travers le cylindre Dans ce mode de fonctionne- ment, il n'y a pas d'écoulement axial et aucun cisaillement axial et les mesures produites par les transducteurs 62 résultent uniquement du cisaillement en rotation provoqué par le manchon extérieur 38 qui se déplace en rotation. Il résulte clairement de la description qui précède de la présente invention qu'elle offre des avantages importants. Les erreurs qui peuvent résulter d'un écoulement de fluide secondaire entre le tube de torsion et le cylindre extérieur et dans d'autres emplacements de l'appareil sont supprimés. En outre, le polymère fondu est introduit à un débit constant dans l'espace annulaire formé entre le tube et le cylindre extérieur, assurant, de ce fait, un écoulement uniforme et à nettoyage automatique du fluide qui est soumis à l'essai. On comprendra également que les spécialistes de la tech- nique peuvent apporter des modifications à la structure dé- crite Par exemple, les transducteurs peuvent être montés à des emplacements diamétralement opposés par rapport à l'axe A mais de façon à recevoir les mouvements de l'arbre dans la même direction angulaire plutôt que dans des direc- tions opposées. Par conséquent, bien qu'on ait-donné ci-dessus une des- cription d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, il est bien entendu que cette description n'a été donnée qu'à des fins d'illustration D'autres modifications peuvent être également apportées à l'appareil à tube de tor- sion servant à mesurer l'élasticité et la viscosité de fluides afin de l'adapter à des applications particulières. REVENDICATIONS 1 Un appareil à tube de torsion conçu pour effectuer la mesure directe sur une chaîne de fabrication de la viscosité etde l'élasticité d-'un fluide, caractérisé en ce qu'il com- porte: un carter ( 22); un cylindre extérieur ( 38) qui fait saillie à partir du carter sur lequel il est monté à rota- tion; des moyens ( 40) pour faire tourner le cylindre; un tube de torsion allongé ( 28) disposé concentriquement à l'in- térieur du cylindre dont il est radialement espacé, le tube ayant une première extrémité ( 32) fixée au carter et ayant sa seconde extrémité ( 36) librement disposée à l'intérieur du cylindre de façon à pouvoir effectuer un mouvement de torsion par rapport à l'extrémité fixe de sorte qu'un espace vide annulaire ( 44) existe entre le tube et le cylindre; des moyens ( 20, 24, 26, 48) pour introduire un écoulement conti- nu de fluide dans l'intérieur du cylindre à la première ex- trémité du tube et pour évacuer le fluide du cylindre à son autre extrémité, de telle sorte qu'un mouvement de rotation du fluide provoqué par la rotation du cylindre exerce une force de torsion directement sur la surface extérieure du tube; un arbre ( 50) indicateur de torsion s'étendant concen- triquement à travers le tube de torsion et ayant une extré- mité ( 52) fixée à la seconde extrémité ( 36) du tube de tor- sion, cet arbre s'étendant à travers le carter; et des moyens ( 62) couplés à l'autre extrémité ( 60) de l'arbre; de telle sorte que la force de torsion appliquée au tube cons- titue la seule source de mouvement de rotation de l'arbre et de telle sorte que cet assemblage fournit un trajet axial ré- gulier pour le fluide qui s'écoule continuellement dans l'es- pace vide annulaire ( 44) formé entre le cylindre extérieur et le tube de torsion. 2 Appareil à tube de torsion selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un conduit ( 20) d'arrivée de fluide raccordé au carter situé le tube - 3 Appareil à tube de torsion selon l'une des revendica- tions 1 et 2, caractérisé en ce que l'indicateur comprend deux transducteurs différentiels opposés ( 62) et en ce que les transducteurs opposés mesurent le mouvement de rotation de l'arbre-qui résulte du mouvement de torsion du tube ( 28) tout en annulant les mouvements vibratoires et thermiques de l'arbre ( 50). 4 Un appareil à tube de torsion pour mesurer la viscosité et l'élasticité d'un fluide, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend un carter ( 22); un tube de torsion cy- lindrique allongé ( 28) ayant un diamètre approximativement uniforme sur toute sa longueur,ayant, en outre, une extrémi- té fixe ( 32) montée dans une disposition non rotative par rapport au carter et une extrémité libre ( 36) qui fait sail- lie en éloignement de l'extrémité fixe; un cylindre exté- rieur ( 38) monté à rotation autour de son axe par rapport au carter et dans une disposition coaxiale espacée autour du - tube de torsion, le cylindre extérieur et le tube de torsion délimitant, de ce fait,-entre eux un espace annulaire inté- rieur ( 44) ayant des diamètres intérieur et extérieur approxi- mativement uniformes sur toute sa longueur et formant un tra- jet d'écoulement régulier pour le fluidee des moyens ( 40 > pour faire tourner le cylindre extérieur; un arbre ( 50) transmettant la torsion monté coaxialement à l'intérieur du tube de torsion et ayant une première extrémité-( 52) fixée à ce dernier dans la région de ladite extrémité libre ( 36) et une seconde extrémité ( 60) qui fait saillie dans la ré- gion du carter; des moyens indicateurs ( 62) couplés à la seconde extrémité de l'arbre pour indiquer les forces de torsion appliquées à ce dernier; et des moyens ( 24 e 26) pour introduire un fluide dans l'espace intérieur annulaire ( 44) de façon qu'il s'écoule régulièrement à travers cet espace pendant que le cylindre est entraîné en rotation par les moyens d'entraînement en rotation; de telle sorte que la ro- tation du cylindre crée une force de cisaillement en rotation entre le cylindre et le fluide et, à son tour, entre le fluide et le tube de torsion pour provoquer directement l'exercice d'une force de torsion sur l'extrémité libre du tube de torsion par rapport à son extrémité fixe et la transmission de cette force par l'arbre aux moyens indica- teurs, l'importance de la force de-torsion étant fonction de la viscosité et de l'élasticité du fluide. Appareil à tube de torsion selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que le tube de torsion ( 28) est construit sous la forme d'un unique organe moobloc assurant, de ce fait, la formation d'un trajet d'écoulement auto-nettoyant pour le fluide. 6 Appareil à tube de torsion selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce que le carter ( 22) comporte un orifice ( 26) à travers lequel fait saillie le tube de tosion ( 28) dans une disposition concentrique afin de délimiter avec lui une ouverture d'entrée annulaire ( 46) débouchant dans l'espace intérieur annulaire ( 44) et en ce que l'appareil comprend, en outre, un conduit d'entrée ( 66) qui communique avec l'ouverture d'entrée pour l'alimenter en fluide. 7 Appareil à tube de torsion selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens chauf- fants ( 98) pour chauffer le fluide qui s'écoule dans l'es- pace annulaire ( 44); un bloc cylindrique ( 96) pour porter les moyens chauffants monté dans une disposition concen- trique espacée autour du cylindre extérieur ( 38) pour déli- miter avec lui un espace annulaire extérieur ( 103); et des moyens ( 102) pour conduire du fluide jusqu'à cet espace annulaire extérieur pour qu'il s'y écoule afin de favoriser la transmission de chaleur par conduction depuis le bloc cy- lindrique jusqu'au cylindre extérieur et, ensuite, jusqu'au fluide qui s'écoule dans l'espace annulaire intérieur ( 44). 8 Appareil à tube de torsion selon la revendication 7, ca- ractérisé en ce que le carter ( 22) comporte un orifice ( 26) à travers lequel fait saillie le tube de torsion ( 28) dans une disposition concentrique afin de délimiter avec lui une ouverture d'entrée annulaire ( 46) et en ce que le cylindre extérieur ( 38) comprend une première extrémité ( 39) accou- plée aux moyens ( 40) d'entraînement en rotation et une se- conde extrémité ( 42) qui fait saillie dans la région de - l'ouverture d'entrée mais est espacée du carter au voisinage de l'ouverture d'entrée, le cylindre extérieur et le carter délimitant les moyens conducteurs ( 102) qui permettent à une partie du fluide fourni à l'ouverture d'entrée de s'écouler jusqu'à l'espace annulaire extérieur ( 103). 9 Appareil à tube de torsion selon la revendication 4, ca- ractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une tige d'accou- plement ( 58) fixée à la seconde extrémité ( 60) de l'arbre à partir de laquelle elle s'étend perpendiculairement, et en ce que les moyens indicateurs comprennent deux transduc- teurs différentiels ( 62),chacun des transducteurs différen- tiels étant monté sur le carter ( 22) et couplé à la tige d'accouplement à un emplacement éloigné de l'arbre. Appareil à tube de torsion selon la revendication 9, caractérisé en ce que les transducteurs différentiels ( 62) sont tous deux montés à la même distance de l'axe (A) de l'arbre ( 50) et dans des emplacements diamétralement oppo- sés par rapport à cet axe, chacun des transducteurs étant adapté pour recevoir des charges de traction et de-compres- sion qui leur sont appliquées dans des directions parallèles l'une à l'autre perpendiculaires à la tige d'accouplement. 11 Appareil à tube de torsion selon la revendication 1 G, caractérisé en ce que les transducteurs différentiels ( 62) sont respectivement montés de façon à recevoir des charges dans des directions angulaires opposées. 12 Appareil à tube de torsion selon la revendication 10, caractérisé en ce que les transducteurs différentiels ( 62) sont respectivement montés de façon à recevoir des charges dans la même direction angulaire. 13 Un appareil à tube de torsion conçu pour être utilisé pour la mesure directe sur une chaine de fabrication de la viscosité et de l'élasticité d'un fluide, cet appareil étant caractérisé en ce qu'il comprend: un carter ( 22) muni d'un orifice de sortie circulaire ( 26); un tube de torsion cylindrique allongé ( 28) ayant un diamètre approximativement uniforme sur toute sa longueur et ayant, en outre, une extré- mité fixe ( 32) montée dans une disposition non rotative par rapport au carter, une partie ( 30) qui fait saillie dans une disposition concentrique à travers l'orifice de façon à dé- limiter avec lui une ouverture d'entrée annulaire ( 46) et une extrémité libre ( 36) qui fait saillie à partir de ladite partie et de l'extrémité fixe; un cylindre extérieur ( 38) monté à rotation autour de son axe par rapport au carter et dans une disposition coaxial espacée autour du tube de tor- sion, le cylindre extérieur et le tube de torsion délimitant, de ce fait, entre eux un espace annulaire intérieur allongé ( 44) ayant des diamètres intérieur et extérieur approximati- vement uniformes sur toute sa longueur et formant un trajet d'écoulement régulier pour le fluide; des moyens ( 40) pour faire tourner le cylindre extérieur; un arbre ( 50) de trans- mission de torsion monté coaxialement à l'intérieur du tube de torsion et ayant une extrémité ( 52) qui y est fixée dans la région de l'extrémité libre ( 36) dudit tube et la seconde extrémité ( 60) qui fait saillie dans la région du carter; une paire de transducteurs différentiels opposés ( 62) couplés à l'arbre pour indiquer les forces de torsion exercées sur ce dernier, les transducteurs étant montés sur lecarter et couplés à l'arbre de telle sorte que l'application par l'arbre d'un mouvement vers l'avant à l'un d'eux se traduit par l'application par l'arbre d'un mouvement vers l'arrière à l'autre; et des moyens ( 20, 24) pour introduire un fluide par l'ouverture d'entrée annulaire ( 46) dans l'espace annu- laire ( 46) de façon qu'il s'y écoule régulièrement pendant que le cylindre extérieur est déplacé en rotation; de telle sorte que la rotation du cylindre extérieur crée une force de cisaillement en rotation entre lui et le fluide puis,à son tour, entre le fluide et le tube-de torsion, pour provo- quer l'application directe de forces de torsion à l'extrémité libre ( 26) du tube de torsion qui sonttransmises sousla forme de charges de traction et de compression aux transducteurs différentiels, l'importance de la force de torsion étant fonction de la viscosité et de l'élasticité du fluide. 14 Appareil à tube de torsion selon la revendication 13, caractérisé en ce que le tube de torsion ( 28) est construit sous la forme d'un unique organe monobloc. Appareil à tube de torsion selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, des moyens chauf- fants ( 98) pour chauffer le fluide qui s'écoule dans l'es- pace annulaire ( 44); un bloc cylindrique ( 96) pour porter les moyens chauffants monté dans une disposition concen- trique espacée autour du cylindre extérieur ( 38) pour déli- miter avec lui un espace annulaire extérieur ( 103); et des moyens ( 102) pour conduire du fluide jusqu'à cet espace an- nulaire extérieur pour qu'il s'y écoule afin de favoriser la transmission de chaleur par conduction depuis le bloc cylindrique jusqu'au cylindre extérieur et, ensuite, jus- qu'au fluide qui s'écoule dans l'espace annulaire intérieure ( 44). 16 Appareil à tube de torsion selon la revendication 15, caractérisé en ce que le cylindre extérieur ( 38) comprend une première extrémité ( 39) accouplée aux moyens ( 40) d'en- traînement en rotation et-une seconde extrémité ( 42) qui fait saillie dans la région de l'ouverture d'entrée mais est espacée du carter au voisinage de l'ouverture d'entrée, le cylindre extérieur et le carter délimitant les moyens con- ducteurs ( 102) qui permettent à une partie du fluide fourni à l'ouverture d'entrée de s'écouler jusqu'à l'espace annu- laire extérieur ( 103). 17 Appareil à tube de torsion selon-la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comporte, en outre, une tige d'accou- plement ( 58) fixée à la seconde extrémité le carter ( 22) et couplé à la tige d'accouplement à un empla- cement éloigné de l'arbre. 18 Appareil à tube de torsion selon la revendication 17, caractérisé en ce que les transducteurs différentiels ( 62) sont tous deux montés à la même distance-de l'axe (A) de l'arbre ( 50) et dans des emplacements diamétralement opposés par rapport à cet axe, chacun des transducteurs étant adapté pour recevoir des mouvements vers l'avant et vers l'arrière qui leur sont appliqués dans des directions parallèles l'une à l'autre perpendiculaires à la tige d'accouplement. 19 Appareil à tube de torsion selon la revendication 13, caractérisé en ce que les moyens ( 40) d'entraînement en ro- tation sont adaptés pour -faire tourner dans un sens puis dans l'autre le ctlindre ( 38) suivant un mouvement oscilla- toire régulier. Appareil à tube de torsion selon larevendication 13, caractérisé en ce que le cylindre extérieur comprend un con- duit d'évacuation ( 48) pour évacuer le fluide de l'espace annulaire intérieur ( 44).