Пристрій для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин

Реферат: Пристрій для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин складається з завантажувального бункер, електричного двигуна, редуктора, шнекового нагнітача. Нижня частина завантажувального бункера виконана у вигляді конуса, до якого прикріплена з'єднувальна труба, що переходить в корпус живильника-дозатора, всередині якого розташований шнековий елемент. Шнековий нагнітач виконаний у вигляді циліндричної товстостінної труби з охолоджуючою сорочкою. У верхній частині робочої камери шнекового нагнітача розташовані термопари, а у нижній частині робочої камери шнекового нагнітача розташовані тензодатчики. UA 80033 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ВИМІРЮВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕЧІЇ НЕНЬЮТОНІВСЬКИХ РІДИН UA 80033 U UA 80033 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до харчової і хімічної промисловості, а саме до способів експериментальних досліджень перевірки деяких елементів моделей течії неньютонівських рідин і може знайти застосування у науковій сфері як гідравлічний стенд. Найбільш близьким аналогом до корисної моделі є пристрій для дослідження градієнта швидкості пастоподібних концентратів напоїв і сухих конфітюрів, що включає електричний двигун, редуктор, завантажувальний бункер, шнековий нагнітач, знімну секцію і вимірювальну ділянку [1]. Недоліком цього пристрою є те, що автори зупинилися лише на вимірюванні градієнта швидкості харчових неньютонівських систем і не вдалися до вимірювання таких важливих характеристик течії неньютонівських рідин, як тиск, температура, витрата і потужність, які є основними для подібних систем. В основу корисної моделі поставлено задачу створення пристрою для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин в плоскому каналі шляхом використання експериментального стенда, який дозволяє вимірювати такі характеристики течії неньютонівських рідин, як тиск, температура, витрата і потужність, що є найголовнішими з точки зору ефективності протікання технологічних процесів харчової і хімічної промисловості. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому пристрої для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин, який складається з завантажувального бункера 1, електричного двигуна 2, редуктора 3, шнекового нагнітача 4, згідно з корисною моделлю, нижня частина завантажувального бункера 1 виконана у вигляді конуса, до якого прикріплена з'єднувальна труба 6, що переходить в корпус живильника-дозатора 7, який являє собою конічний корпус, одна основа якого кріпиться до з'єднувальної труби 6, а друга основа з'єднана живильним отвором шнекового нагнітача 4, всередині живильника-дозатора 7 розташований шнековий елемент із кроком і розміром пера витків, що зменшуються до виходу, шнековий нагнітач 4 виконаний у вигляді циліндричної товстостінної труби з охолоджуючою сорочкою 5, в якій з обох сторін розташовані підшипникові вузли 8, в яких розміщено суцільний однохідний черв'як 9, поверхня якого разом з внутрішньою поверхнею циліндричної труби утворює гвинтовий канал постійного перерізу прямокутної форми, на вихідному кінці шнекового нагнітача 4 розташований конічний перехідник, до кінця якого кріпиться мундштук 10, який являє собою циліндричну товстостінну трубку і через який рідина надходить в приймальну ємність 11, корпус шнекового нагнітача 4 разом з понижуючим редуктором 3 і електродвигуном 2 за допомогою спеціальних опор 12 прикріплюється жорстко до опорної рами 13 анкерними болтами, у верхній частині робочої камери шнекового нагнітача 4 розташовані термопари 14 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів термопар 15 на вхід цифрового вольтметра 16, у нижній частині робочої камери шнекового нагнітача 4 розташовані тензодатчики 20 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів тензодатчиків 17 через тензопосилювач 18 на самописний прилад 19. Відміна даного пристрою полягає в тому, що для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин нижня частина завантажувального бункера 1 виконана у вигляді конуса, до якого прикріплена з'єднувальна труба 6, що переходить в корпус живильника-дозатора 7, який являє собою конічний корпус, одна основа якого кріпиться до з'єднувальної труби 6, а друга основа з'єднана живильним отвором шнекового нагнітача 4, всередині живильникадозатора 7 розташований шнековий елемент із кроком і розміром пера витків, що зменшуються до виходу, шнековий нагнітач 4 виконаний у вигляді циліндричної товстостінної труби з охолоджуючою сорочкою 5, в якій з обох сторін розташовані підшипникові вузли 8, в яких розміщено суцільний однохідний черв'як 9, поверхня якого разом з внутрішньою поверхнею циліндричної труби утворює гвинтовий канал постійного перерізу прямокутної форми, на вихідному кінці шнекового нагнітача 4 розташований конічний перехідник, до кінця якого кріпиться мундштук 10, який являє собою циліндричну товстостінну трубку і через який рідина надходить в приймальну ємність 11, корпус шнекового нагнітача 4 разом з понижуючим редуктором 3 і електродвигуном 2 за допомогою спеціальних опор 12 прикріплюється жорстко до опорної рами 13 анкерними болтами, у верхній частині робочої камери шнекового нагнітача 4 розташовані термопари 14 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів термопар 15 на вхід цифрового вольтметра 16, у нижній частині робочої камери шнекового нагнітача 4 розташовані тензодатчики 20 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів тензодатчиків 17 через тензопосилювач 18 на самописний прилад 19. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. За допомогою запропонованого пристрою можливе проведення вимірювання величин тиску, температури, витрати і швидкості руху досліджуваних матеріалів. Величину тиску вимірюють за 1 UA 80033 U 5 10 15 20 25 30 допомогою тензодатчиків 20 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів тензодатчиків 17 через тензопосилювач 18 на самописний прилад 19. Температуру матеріалу в робочій камері шнекового нагнітача 4 вимірюють за допомогою термопар 14 з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів термопар 15 на вхід цифрового вольтметра 16. Датчики тиску тензометричні з термокомпенсаторами включаються за напівмостовою схемою, в якій діючий і пасивний терморезистори розміщують в сусідніх плечах моста, а в двох інших плечах моста знаходяться постійні резистори. Діючий і пасивний терморезистори наклеєні на дно і бокову стінку спеціального стакана, а сам стакан розміщений в міцному корпусі. Фіксацію всієї системи вимірювання здійснюють притискною гайкою. Стакани з тензодатчиками 20 розміщені в боковій стінці шнекового нагнітача 4 в спеціальному заглибленні таким чином, щоб вимірювався подовжній тиск в матеріалі максимальної величини. Шнековий нагнітач 4 під час роботи виділяє дисипативне тепло, яке відводиться через охолоджуючу сорочку 5 з холодною водою. Вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин здійснюється наступним чином. Порція досліджуваного матеріалу зважується і поміщається в завантажувальний бункер 1. В завантажувальному бункері 1 матеріал за допомогою електродвигуна 21, редуктора 22 і лопатного змішувача перемішується, кондиціонується за температурою і надходить в живильник-дозатор 7. В живильнику-дозаторі матеріал ущільнюється і надходить через живильний отвір шнекового нагнітача 4 в його робочу камеру. Проходячи крізь шнековий нагнітач 4, досліджуваний матеріал виходить через отвір мундштука 10 в приймальну ємність 11. Тривалість кожного окремого досліду контролюється за допомогою секундоміра (близько 60 секунд). В ході дослідів контролюється температура за допомогою термопар 14, розташованих на вході і виході шнекового нагнітача 4. За рахунок відведення дисипативного тепла температура в робочій камері шнекового нагнітача 4 підтримується на рівні 20 °C. У ході експериментів також можна змінювати число обертів вала шнекового нагнітача 4, що досягається зміною діаметра знімного шківа. Таким чином можна регулювати швидкість руху досліджуваних матеріалів та визначати потужність електродвигуна. Джерела інформації: 1. Маяк В.И. Гидромеханика высоковязких пищевых продуктов в процессах их производства: Монография / В.И. Маяк, В.М. Михайлов, М.М. Смилык: X.: ХГУПТ, 2007.-213 с. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 35 40 45 50 55 Пристрій для вимірювання характеристик течії неньютонівських рідин, що складається з завантажувального бункера (1), електричного двигуна (2), редуктора (3), шнекового нагнітача (4), який відрізняється тим, що нижня частина завантажувального бункера (1) виконана у вигляді конуса, до якого прикріплена з'єднувальна труба (6), що переходить в корпус живильника-дозатора (7), який являє собою конічний корпус, одна основа якого кріпиться до з'єднувальної труби (6), а друга основа з'єднана живильним отвором шнекового нагнітача (4), всередині живильника-дозатора (7) розташований шнековий елемент із кроком і розміром пера витків, що зменшуються до виходу, шнековий нагнітач (4) виконаний у вигляді циліндричної товстостінної труби з охолоджуючою сорочкою (5), в якій з обох сторін розташовані підшипникові вузли (8), в яких розміщено суцільний однохідний черв'як (9), поверхня якого разом з внутрішньою поверхнею циліндричної труби утворює гвинтовий канал постійного перерізу прямокутної форми, на вихідному кінці шнекового нагнітача (4) розташований конічний перехідник, до кінця якого кріпиться мундштук (10), який являє собою циліндричну товстостінну трубку і через який рідина надходить в приймальну ємність (11), корпус шнекового нагнітача (4) разом з понижуючим редуктором (3) і електродвигуном (2) за допомогою спеціальних опор (12) прикріплюється жорстко до опорної рами (13) анкерними болтами, у верхній частині робочої камери шнекового нагнітача (4) розташовані термопари (14) з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів термопар (15) на вхід цифрового вольтметра (16), у нижній частині робочої камери шнекового нагнітача (4) розташовані тензодатчики (20) з наступним виведенням сигналу за допомогою дротів тензодатчиків (17) через тензопосилювач (18) на самописний прилад (19). 2 UA 80033 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3