РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Ротационный вискозиметр относится к приборам для исследования реологических характеристик жидких сред.
Известны ротационные вискозиметры, содержащие коаксиальные цилиндры наружный и внутренний с зазором между ними для исследуемой жидкой среды. Важная особенность ротационных вискозиметров заключается в том, что измерение вязкости в них можно совмещать с большим числом других реологических измерений (упругости, ползучести, релаксации напряжения, тиксотропии и др.) Поэтому ротационные вискозиметры широко используются для характеристики реологических свойств большого круга материалов в жидком состоянии- от полимерных систем и пищевых продуктов до расплавов шлаков и стекол. Недостатком известных ротационных вискозиметров является возникновение вороночного эффекта (эффекта Вейссенберга, см. Белкин И.М., Виноградов Г.В. Ротационные приборы. Измерение вязкости материалов. "Машиностроение", М., 1968, стр.26-27) при вращении одного из коаксиальных цилиндров. Поскольку глубина воронки зависит от скорости вращения цилиндра, трудно измерить величину контакта жидкой среды с неподвижным цилиндром, по которой судят о сопротивлении вращению, т.е. о реологических характеристиках различных жидкостей.
Для ликвидации этого недостатка разработан ротационный вискозиметр (МПК G 01 N 11/14, а.с. 505938, опуб. БИ N 9, 1976 г.), содержащий коаксиально расположенные наружный и внутренний цилиндры с зазором между ними, к верхнему торцу наружного цилиндра присоединен своей выпуклой частью вверх кольцевой полусферический желоб, диаметр которого меньше величины зазора между цилиндрами. Недостатком этого ротационного вискозиметра является то, что диаметр кольцевого полусферического желоба меньше величины зазора между цилиндрами, последнее обусловливает при вращении наружного цилиндра с упругой жидкостью ее подъем в кольцевую щель между внутренним цилиндром и желобом, а в случае ньютоновской жидкости ее выплескивание через упомянутую щель (см. Белкин И.М. Ротационные приборы, стр.27, рис.13, вариант в). В обоих случаях наблюдается искажение величины контакта жидкой среды с неподвижным цилиндром против исходной величины, т.е. возникают погрешности при измерениях реологических характеристик исследуемых сред.
Целью полезной модели является устранение влияния вороночного эффекта на результаты измерений реологических характеристик жидких сред, т.е. повышение точности измерений.
Эта цель достигается тем, что диаметр кольцевого полусферического желоба равен величине зазора между коаксиальными цилиндрами.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема ротационного вискозиметра.
Ротационный вискозиметр состоит из двух коаксиальных цилиндров - внутреннего 1 и наружного 2, при этом между цилиндрами образуется кольцевой зазор. К верхнему торцу наружного цилиндра 2 присоединен выпуклой частью вверх кольцевой полусферический желоб 3, диаметр которого равен величине зазора между коаксиальными цилиндрами 1 и 2. Торец кольцевого полусферического желоба 3 расположен в одной плоскости с верхним торцом внутреннего цилиндра 1.
При проведении измерений реологических характеристик зазор между коаксиальными цилиндрами заполняют исследуемой жидкой средой вровень с верхним торцом внутреннего цилиндра 1. Затем одевают на наружный цилиндр 2 кольцевой полусферический желоб 3. В процессе измерений при возникновении вороночного эффекта (вращается наружный цилиндр 2) жидкая среда поднимается вверх, попадает в кольцевой полусферический желоб 3 и направляется обратно в зазор между коаксиальными цилиндрами 1 и 2. Поскольку диаметр кольцевого полусферического желоба 3 равен величине зазора между коаксиальными цилиндрами 1 и 2, то величина контакта жидкой среды с неподвижным цилиндром 2 соответствует
высоте заполнения жидкой средой, равной высоте внутреннего цилиндра 1. В данном случае не наблюдается искажение величины контакта жидкой среды с внутренним цилиндром 1, поскольку кольцевая щель между последним и желобом 3 отсутствует из-за равенства диаметра кольцевого полусферического желоба 3 зазору между коаксиальными цилиндрами. Таким образом, устраняется влияние вороночного эффекта на результаты измерений реологических характеристик жидких сред, т.е. повышается точность измерений. Техническое задание на проектирование предлагаемого ротационного вискозиметра разрабатывается в университете растительных полимеров для последующей реализации в лабораториях целлюлозно-бумажных предприятий.