Установка для измерения физико-механических параметров дисперсных систем

 

Сущность изобретения: установка содержит опору с укрепленным на ней коромыслом, сосуд для исследуемого материала, зонд, блок измерения седиментации и упругий элемент с датчиком его изгиба. Сосуд для исследуемого вещества выполнен с возможностью вертикального перемещения. Зонд посредством зондодержателя соединен с коромыслом. Упругий элемент расположен параллельно коромыслу и соединен с коромыслом посредством вилки, расположенной на одном его конце, и зондодержателя, размещенного в вилке и зафиксированного в вилке штифтом. Другой конец упругого элемента жестко зафиксирован на опоре. Соединение вилки и штифта выполнено разъемным. На опоре установлен ограничитель перемещения коромысла. 1 ил.

Изобретение относится к исследованию физико-механических характеристик материалов, а именно к устройствам для определения структурно-реологических характеристик материалов.

Известны установки для определения физико-механических параметров материалов [1]. Однако известные установки позволяют определять только одну из характеристик материалов одним каким-либо способом, что ограничивает функциональные возможности этих установок, Практика требует универсальных приборов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является установка для измерения физико-механических параметров дисперсных систем, содержащая опору с установленным на ней коромыслом, несущим держатель зонда с зондом, и упругий элемент с датчиком его изгиба, взаимодействующий одним концом с опорой [2].

Однако и известная установка не полностью удовлетворяет потребностям практики. В ней упругий элемент - это стрелка, которая должна быть как стрелка - указатель жесткой, а с другой стороны, упругость элемента не должна вносить серьезных искажений в прилагаемое к зонду усилие при значительном ходе зонда (5-15 и более мм), т.е. чтобы она гнулась при незначительных усилиях.

Кроме того, стрелка, опирающаяся на упор, неподвижно закреплена на основании и при изгибе трется о него со значительным усилием, что также не увеличивает точность измерений, внося свои искажения в показания прибора.

Целью изобретения является повышение точности измерений и обеспечение тарировки.

Цель достигается тем, что в установке для измерения физико-механических параметров дисперсных систем, содержащей опору с установленным на ней коромыслом, несущим держатель зонда с зондом и упругий элемент его изгиба, взаимодействующий одним концом с опорой, упругий элемент соединен с опорой жестко, а с держателем зонда соединен с помощью установленной на втором его конце вилки, взаимодействующей со штифтом, установленным на держателе зонда. Соединение вилки со штифтом выполнено разъемным, а установка дополнительно снабжена устройством фиксации коромысла в определенном положении.

На чертеже изображена предлагаемая установка.

Установка содержит вертикальную опору 1, установленное на ней с возможностью качания двуплечее коромысло 2, упругий элемент 3, жестко закрепленный одним концом на кронштейне 4, в свою очередь жестко установленном на основании 1. На другом конце упругий элемент 4 несет вилку 5, имеющую прорезь, взаимодействующую со штифтом 6 держателя 7 зонда 8.

Зонд 8 установлен с возможностью взаимодействия с материалом, помещенным в стакан 9, закрепленный на вертикально перемещающемся столике 10. На опору 1 ниже оси качания коромысла 2 посажен ограничитель 11 качания, который передвигается по опоре 1 и поджимается к коромыслу 2 с помощью гайки 12. На другом конце коромысла 2 подвижно с возможностью фиксации размещен крючок 13 для подвески на него чашки 14, которая опускается в мензурку 15 при проведении седиментационного анализа. На крючок 13 могут насаживаться дополнительные группы 16. С другой стороны коромысла 2, над держателем 7 зонда имеется штифт 17, на который также можно устанавливать дополнительные грузы. Упругий элемент 3 несет на себе датчик 18 изгиба (например, тензодатчик), соединенный с преобразовательной схемой 19.

Установка работает следующим образом.

Напряжение сдвига материала можно исследовать в двух режимах: при вдавливании зонда 8 в материал в стакане 9 либо при выведении зонда 8 из материала. В первом случае зонд предварительно погружают в материал, а затем, установив грузы 16, выводят его из материала. При этом определяют усилие по величине грузов 16 и показаниям тензодатчика 18. По показаниям тензодатчика выявляют также скорость перемещения зонда в материале.

Во втором случае при вдавливании зонда в материал дополнительные грузы устанавливают на штифт 17 и, перемещая вверх столик 10, вдавливают зонд 8 в материал. Усилие вдавливания в этом случае определяется величиной грузов, установленных на штыре 17, и показаниями тензодатчика 18. Скорость перемещения зонда в материале берется по показаниям тензодатчика 18.

Все операции по замене зондов 8, установке грузиков и т.п. осуществляют при фиксированном положении коромысла 2, осуществляемом с помощью ограничителя 11. Это позволяет избежать чрезмерных нагрузок на упругий элемент, что может сбить настройку прибора.

При проведении измерений гайка 12 свинчивается до образования определенного зазора между верхней торцовой поверхностью ограничителя 11 и коромысла 2, позволяющего качание коромысла в заданном диапазоне измерений. Это предотвращает резкие перемещения коромысла 2 при отрыве зонда от матери ала (измерение липкости) или выходе зонда 9 из материала (при определении напряжения сдвига в режиме выведения зонда из материала), позволяет предотвратить чрезмерные нагрузки на упругий элемент 3, что сказывается на точности и стабильности показаний прибора.

Тарировка установки происходит следующим образом. Ограничителем 11 фиксируют коромысло 2, после чего на нем закрепляют с помощью специальной скобы-струбцины стандартный микрометр. Стебель микрометра вводят в соприкосновение с упругим элементом 3, предварительно выведя штифт 6 из прорези вилки 5 и дав тем самым возможность элементу 3 перемещаться свободно относительно коромысла 2. Далее, задавая микрометром точные перемещения конца элемента 3, по показаниям приборов (блока-преобразователя 19) тарируют установку.

Формула изобретения

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ, содержащая опору с укрепленным на ней коромыслом, сосуд для исследуемого материала, выполненный с возможностью вертикального перемещения, зонд, соединенный посредством зондодержателя с коромыслом, блок измерения седиментации и упругий элемент с датчиками его изгиба, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерений и обеспечения тарировки, упругий элемент расположен параллельно коромыслу и снабжен вилкой, закрепленной на одном его конце с возможностью взаимодействия со штифтом, установленным на зондодержателе, причем соединение выполнено разъемным, а другой конец упругого элемента жестко зафиксирован на опоре, на которой дополнительно установлен ограничитель перемещения коромысла.

РИСУНКИ

Рисунок 1