NO169362B - Konsistensmaaler for analyse av tilstanden for reologisk materiale, saerlig for anvendelse paa byggeplasser - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår konsistensmålere

som omfatter et kammer i hvilket man plasserer en beholder tiltenkt å oppta et reologisk foranderlig materiale såsom eksempelvis en cementvelling og hvor beholderen er innrettet for å kunne oppta et fluidum under trykk hvis trykk over-føres til materialet via en membran som lukker beholderen,

og hvor det i tillegg er anordnet måleutrustning for under-søkelse av den reologiske utvikling av materialet.

Slike konsistensmålere er kjent, men de er tunge

og omfangsrike. De egner seg for montasje i laboratorier,

men passer slett ikke til bruk på en anleggs- eller byggeplass.

Et formål med foreliggende oppfinnelse er å finne

en forenklet utførelse av slike konsistensmålere for å kunne gjøre deres bruk universell, men hvor det likevel opprett-holdes en god målenøyaktighet. Et ytterligere formål er å redusere varigheten av selve målingen og i tillegg omfanget av forberedende og etterfølgende arbeider i forbindelse med den egentlige måling.

Man har funnet at dette kan oppnås med en sammenstilling av en fast beholder og en dreibar agitator som automatisk settes i drift når den monteres i beholderen i konsistensmåleren, hvor agitatoren er koblet uten mekanisk kontakt til et drivutstyr som kan bringe den i rotasjon og hvor dreiemomentet som overføres til agitatoren kan måles utvendig fra.

I samsvar med oppfinnelsen er det således skaffet til veie en konsistensmåler omfattende et rør med hovedsakelig sylindrisk form og som danner et målekammer anordnet vertikalt og åpent i den Øvre ende, et øvre endestykke innrettet for å kunne skrus inn i det øvre parti for å lukke dette, tilførselsorganer for innførsel av et fluidum under trykk til målekammeret, en avlang beholder med form av et omdreiningslegeme i forhold til en sentral akse og utstyrt med lukkeorganer i sine to ender, avgrenset delvis av en elastisk membran og innrettet for vertikal montering i målekammeret for å oppta et reologisk foranderlig materiale, en agitator med skovler, innrettet for plassering i målekammeret og utstyrt med en drivaksel, et lager '. i det lukkeorgan som befinner seg i den nedre ende av den avlange beholder og innrettet for å gi tetning rundt drivakselen, et motorutstyr anordnet utenfor det hovedsakelig sylindriske rør og innrettet for å bringe drivakselen i rotasjon, samt måleorganer for måling av dreiemomentet av denne drivaksel.

Denne konsistensmåler er kjennetegnet ved at

det hovedsakelig sylindriske rør i sitt nedre parti har en ytterligere enhet i hvilken det vertikalt er anordnet en mellomliggende aksel for overføring av dreiebe-vegelsen og som er utstyrt med et mottakerorgan • for dreiemoment og som virker i et magnetisk overføringssystem for moment med et senderorgan for moment anordnet utenfor den ytterligere enhet, idet mottakerorganet er drevet av motorutstyret og ved sin øvre ende er mekanisk forbundet med en kobleinnretning innrettet slik at drivakselen får inngrep i denne ved å senkes ned når den avlange beholder plasseres inne i målekammeret,

og hvor den nedre del av drivakselen frigjøres ved at denne heves når beholderen tas ut av målekammeret.

Det unngås således enhver forbindelse mellom det indre og det ytre av målekammeret unntatt de faste tilkob-linger som muliggjør tilførsel av et fluidum under trykk til kammeret og returløp av dette fluidum. Man har således ikke noen problemer med fluidumtetthet eller med friksjonsbeheftet gnidning forårsaket av gjennomføringen av en aksel gjennom en skillevegg som skiller et område med høyt trykk fra omgi-velsene. Dessuten vil de organer og operasjoner som betjener beholderen være langt enklere enn tidligere.

Det magnetiske overføringssystem for dreiemoment omfatter fortrinnsvis en permanent medbringermagnet som er forbundet for å kunne dreies med motorutrustningen og er anordnet utenfor den ytterligere enhet, og en permanent sekundærmagnet som er forbundet for å kunne dreies med den mellomliggende aksel og er anordnet inne i den ytterligere enhet.

En fjær er fortrinnsvis innsatt mellom kobleinnretningen og den mellomliggende aksel for å kompensere lengdevariasjoner av drivakselen, idet denne fjær søker å holde kobleinnretningen vertikalt en viss avstand fra den mellomliggende aksel, mens sammenkoblingen er utført ved hjelp av komplementære mekaniske organer som sørger for forbindelse under den aktuelle dreievegelse .

Kobleinnretningen kan særlig omfatte et vertikalt leie som er innrettet for å oppta drivakselen og som på siden er forsynt med en stift som har elastiske anlegg mot leiets indre, og drivakselen har fortrinnvsvis ved sin nedre ende et vertikalt spor i hvilket stiften kan få inngrep.

En viktig forenkling kan likeledes oppnås ved å sørge for at den avlange beholders øvre lukkeorgan utgjøres av det hovedsakelig sylindriske rørs øvre endestykker, og for å kunne oppnå dette kan beholderen øverst ha en utvendig ringflens som er innrettet for å bli presset mot det øvre endestykke ved hjelp av en strammering som innvendig kan skrus på endestykket.

Det nevnte lager er fortrinnsvis en såkalt aksel-blokk og er festet til et nedre bunnstykke som er innrettet for å kunne skrus inn i den avlange beholders nederste del.

Dette muliggjør at beholderen kan fylles ved at det nedre bunnstykke skrus ut og beholderen blir festet til det øvre endestykke hvorved dette sammen med beholderen snus opp ned i forhold til den stilling de skal innta i konsistensmåleren.

Den øvre ende av drivakselen ligger fortrinnsvis

an i et tappleie som er anordnet i det øvre endestykke.

Den elastiske membran påvirker ikke stivheten av

den avlange beholder og membranen behøver ikke ligge an mot drivakselen. Fortrinnsvis kan det være anordnet sideliggende åpninger i den avlange beholder, og for å lukke disse åpninger finnes i så fall en rørformet sylindrisk membran som ligger stramt an mot beholderens ytterside.

Et utførelseseksempel av oppfinnelsen skal i det følgende beskrives uten derved å være begrensende, og de led-sagende tegninger skal ses i sammenheng med beskrivelsen.

Fig. 1 viser i oppriss og delvis gjennomskåret en komplett konsistensmåler, fig. 2 viser i oppriss og delvis gjennomskåret en beholder for reologisk foranderlig materiale, anvendt i denne konsistensmåler, og fig. 3 er et perspektiv-riss av denne beholder.

Konsistensmåleren som er vist på. fig. 1, omfatter et fundament 1 som bærer et rør 2 av ikke magnetisk materiale såsom f.eks. aluminium eller aluminiumlegering og hvor dette rør 2 innvendig avgrenser et målekammer 3 og likeledes gir rom for en motorutrustning 4 som består av en motor med reduksjonsgir som via en dreiemomentmåler 5 driver en aksel 6.

Målekammeret 3 er øverst lukket av et øvre endestykke 7 som kan skrus inn i det hovedsakelig sylindriske rør 2 ved hjelp av demonterbare håndtak 8.

Det øvre endestykke 7 holder festet en avlang beholder 9 for opptak av det reologisk foranderlige materiale, og denne beholder kan ses best på fig. 2 og 3. Beholderen er fortrinnsvis av aluminiumlegering og har form av en sylinder med for eksempel innerdiameter på 60 mm og hvis sidevegg er forsynt med åpninger 10, hvis øverste ende sett i lengderet-ningen har en ytre ringflens 11 og hvis nedre ende er lukket av et nedre lukkeorgan i form av et bunnstykke 12. Bunnstykket 12 kan skrus inn i den avlange beholders 9 bunn ved hjelp av gjenger i beholderens vegg ved et parti som er forsterket. Bunnstykket 12 har sentralt et lager 13 i form av en aksel-blokk, og dette lager kan være av typen PAULSTRA<®> modell IE. En god sentrering av bunnstykket 12 og derved av lageret 13 tilveiebringes ved hjelp av en brystning 14 ved enden av bunnstykkets gjengede parti og som passer inn i en tilsvarende boring i den nedre del av beholderen 9.

En sylindrisk ring 15 av et elastomert materiale såsom det som er markedesført under navnet VITON<®>.og med en tykkelse på for eksempel 2 mm, er trædd utenpå den avlange beholder 9 for å lukke åpningene 10.

Beholderen 9 er festet til det øvre endestykke 7 ved at ringflensen 11 er presset mot endestykket ved hjelp av en strammering 16 for hurtig tilstramming, vist på fig. 1. Beholderen 9 inneholder en agitator 17 eller omrører som er festet til en drivaksel 18 som går gjennom lageret 13 og strekker seg nedover ut av beholderen 9 og ytterst ligger an med ytterenden i et tappleie 19 i det øvre endestykke 7.

Røret 2 har nederst en ytterligere sentral enhet

20 som på yttersiden omsluttes av et senderorgan som består av en permanent medbringermagnet 21 forbundet for å kunne dreies sammen med akselen 6. Inne i den ytterligere enhet 20 og vendende mot medbringermagneten 21 befinner det seg et tilsvarende magnetisk mottakerorgan i form av en permanent sekundærmagnet 22 som er forbundet for å kunne dreies med en mellomliggende aksel 23 som i sin tur er festet til en kobleinnretning 24. Den ytterligere enhet 20 tjener som brystning for de to magneters 21, 22 lagre.

Kobleinnretningen 24 har et leie 25 innrettet for

å oppta den nedre ytterende av drivakselen 18. På siden av drivakselen 18 finnes et vertikalt spor 26 i hvilket en stift 27 festet til kobleinnretningen kan gli, og denne stift presses innover mot det indre av leiet 25 ved hjelp av en fjær. Når således den nedre ende av drivakselen 18 føres inn i leiet 25 vil stiften 27 trenge inn i sporet 26. Dette danner således et automatisk sperreverk som bringes i funksjon ved at det øvre endestykke 7 og den avlange beholder 9 som er festet til dette, sammen føres på plass.

Det er sørget for å oppta et eventuelt vertikalt spill slik at den øvre ende av drivakselen 18 kan holdes på plass i tappleiet 19 ved at kobleinnretningen 24 kan forsky-ves noe i vertikal retning under fjærbelastning av en fjær 28 som sørger for kompensering av lengdevariasjoner av drivakselen 18, uten at sammenkoblingen mellom kobleinnretningen

24 og akselen 18 forstyrres.

Tilførsel av fluidum under trykk til målekammeret

3 og retur av dette fluidum foregår via tilførselsorganer i form av tilførselsrør 29 og 30. En oppvarming kan foretas ved hjelp av en hetespiral 31 på yttersiden av røret 2.

Et trykk på 100 0 bar og en temperatur på 200° C kan oppnås.

Når et forsøk skal utføres kan dette skje på følgen-de måte: Agitatoren 17 plasseres først i beholderen 9 og denne sammenstilling festes til det øvre endestykke 7 ved å skru strammeringen 16 til ved hjelp av en spesialnøkkel. Deretter træs den sylindriske ring 15 som danner en elastisk membran ut på beholderen 9 idet man omhyggelig sørger for at det på hver side av åpningene 10 dekkes like mye, og deretter fylles beholderen 9 med det aktuelle medium, for eksempel en cementvelling. Bunnstykket 12 træs inn på drivakselen 18 mens dennes spiss befinner seg i tappleiet 19, og deretter skrus bunnstykket 12 inn i beholderen 9 ved hjelp av en dertil egnet nøkkel. Man fører så sammenstillingen av det øvre endestykke 7 og beholderen 9 som er festet til dette inn i konsistensmålerens målekammer 3. Ved å skru det øvre endestykke 7 inn i det hovedsakelig sylindriske rør 2 ved hjelp av håndtakene 8, bringes beholderen 9 og drivakselen 18 til sin arbeidsstilling, og drivakselens nedre ende får da inngrep i kobleinnretningen 24.

Under måleforsøket føres agitatoisn 17 rundt med en konstant hastighet, f.eks. med 150 omdr. pr. minutt. Temperatur og trykk kan endres i samsvar med et program, og når det dreier seg om en cementvelling eller en cementsats for cementering av foringsrør, vil dette program kunne være ut-formet i henhold til API-prøveforskriftene.

Deretter registreres variasjonene i det dreiemoment som overføres ved hjelp av momentmåleren 5 i avhengighet av tiden for derved å kunne bestemme herdetiden for cementsatsen. I stedet for å benytte momentmåleren 5, kunne man også måle effekten som tilføres motorutrustningen 3, men en slik måling ville gi en langt mindre nøyaktig indikasjon av den aktuelle cementblandings viskositet.

Claims (8)

1. Konsistensmåler omfattende et rør (2) med hovedsakelig sylindrisk form og som danner et målekammer (3) anordnet vertikalt og åpent i den øvre ende, et øvre endestykke (7) innrettet for å kunne skrus inn i det øvre parti for å lukke dette, tilførselsorganer (29, 30) for innførsel av et fluidum under trykk til målekammeret, en avlang beholder (9) med form av et omdreiningslegeme i forhold til en sentral akse og utstyrt med lukkeorganer i sine to ender, avgrenset delvis av en elastisk membran og innrettet for vertikal montering i målekammeret for å oppta et reologisk foranderlig materiale, en agitator (17) med skovler, innrettet for plassering i målekammeret og utstyrt med en drivaksel (18), et lager (13) i det lukkeorgan som befinner seg i den nedre ende av den avlange beholder (9) og innrettet for å gi tetning rundt drivakselen, et motorutstyr (4) anordnet utenfor det hovedsakelig sylindriske rør (2) og innrettet for å bringe drivakselen i rotasjon, samt måleorganer for måling av dreiemomentet av denne drivaksel, karakterisert ved at det hovedsakelig sylindriske rør (2) i sitt nedre parti har en ytterligere enhet (20) i hvilken det vertikalt er anordnet en mellomliggende aksel (23) for overføring av dreiebe-vegelsen og som er utstyrt med et mottakerorgan (22) for dreiemoment og som virker i et magnetisk overføringssystem for moment med et senderorgan for moment anordnet utenfor den ytterligere enhet (20) , idet mottakerorganet (22) er drevet av motorutstyret og ved sin øvre ende er mekanisk forbundet med en kobleinnretning (24) innrettet slik at drivakselen (18) får inngrep i denne ved å senkes ned når den avlange beholder (9) plasseres inne i målekammeret (3), og hvor den nedre del av drivakselen frigjøres ved at denne heves når beholderen tas ut av målekammeret.

2. Konsistensmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at det magnetiske system for momentoverføring omfatter en permanent medbringermagnet (21) som er forbundet for å kunne dreies med motorutrustningen (4) og er anordnet på yttersiden av den ytterligere enhet (20) , og en permanent sekundærmagnet (22) som er forbundet for å kunne dreies med den mellomliggende aksel (23) og er anordnet inne i den ytterligere enhet (20).

3. Konsistensmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at en fjær (28) er innsatt mellom kobleinnretningen (24) og den mellomliggende aksel (23) for å tillate en relativ vertikal forskyvning, hvorimot kobleinnretningen (24) og den mellomliggende aksel (23) er innbyrdes forbundet for å kunne dreie sammen.

4. Konsistensmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at kobleinnretningen (24) omfatter et vertikalt leie (25) som er innrettet for å oppta drivakselen (18) og som på siden er forsynt med en stift (27) som har elastisk anlegg mot leiets indre, og at drivakselen (18) ved sin nedre ende har et vertikalt spor (26) i hvilket stiften kan få inngrep.

5. Konsistensmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at den avlange beholder (9) i sitt øvre parti har en utvendig ringflens (11) innrettet for å kunne presses mot det øvre endestykke (7) og således danne den avlange beholders (9) øvre lukkeorgan.

6. Konsistensmåler ifølge krav 5, karakterisert ved at det nedre lukkeorgan i den avlange beholder (9) er et nedre bunnstykke (12) innrettet for å kunne skrus inn i beholderen.

7. Konsistensmåler ifølge krav 5, karakterisert ved at et tappleie (19) er anordnet i det øvre endestykke (7) for å romme den øvre ende av drivakselen (18).

8. Konsistensmåler ifølge krav 1, karakterisert ved at den avlange beholder (9) har sideliggende åpninger (10) og at den elastiske membran (15) er en sylindrisk ring innrettet for å spennes mot den avlange beholder (9) for å lukke åpningene (10).