流體剪切力發生器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及流體實驗設備領域，具體地，涉及一種流體剪切力發生器。
【背景技術】
[0002] 由于流體剪切力是流體的重要性質之一，因此其與血管疾病研究、聚合物熔體研 究和水體凈化研究等科研項目有著極為重要聯系。現階段研究流體剪切力的儀器設備主要 為流變儀(包括椎板流變儀、平板流變儀、毛細管流變儀等)和流動槽-剪切力測壓管等，前 者產生的流體剪切力大小具有穩定均勻、易調節及數據測量精度高的優點，但是也存在價 格高、容積小等局限性，限制了其應用空間；而后者雖然具有制作簡單和成本低的優點，但 是產生的流體剪切力大小卻具有流動不均勻、調節緩慢且不準確和數據測量有限（其中的 剪切力測壓管只能測定流體中某一面的流體剪切力）的缺點，對真實情況的仿真度有限。
[0003] 針對上述現有研究流體剪切力的儀器設備的局限性，有必要提供一種新型的、用 于研究流體剪切力的儀器設備，不但能夠產生流體剪切力呈線性變化的流體，并精確獲取 各處流體剪切力的大小，還可使其具有結構簡單、成本低、產生流體剪切力穩定、容積大和 易調節的優點，進而能夠廣泛被應用于各類流體的剪切力實驗。 【實用新型內容】
[0004] 針對前述現有儀器設備的局限性，本實用新型提供了一種流體剪切力發生器，其 不但能夠產生流體剪切力呈線性變化的流體，并精確獲取各處流體剪切力的大小，還具有 結構簡單、成本低、產生流體剪切力穩定、容積大和易調節的優點，進而能夠廣泛被應用于 各類流體的剪切力實驗。
[0005] 本實用新型采用的技術方案，提供了一種流體剪切力發生器，包括支撐架、固定 桶、旋轉桶、旋轉軸和立式旋轉驅動部件;所述固定桶位于所述支撐架的上部，所述立式旋 轉驅動部件位于所述支撐架的下部，所述旋轉桶位于所述固定桶的內部且與所述固定桶同 軸，所述旋轉軸的上端穿過處于所述固定桶底部中心的圓孔并軸連接所述旋轉桶的底部， 所述旋轉軸的下端軸連接所述立式旋轉驅動部件。所述流體剪切力發生器構成同軸圓筒式 結構，其中，由所述固定桶和所述旋轉桶圍成的間隙空間即為實驗倉，用于容納各種實驗液 體;所述立式旋轉驅動部件用于通過所述旋轉軸驅動所述旋轉桶在所述固定桶中實現同軸 心線旋轉，進而帶動所述實驗倉中的實驗液體，并產生具有一定流速的流體，同時可根據實 驗液體的粘度系數、旋轉角速度、固定桶的內徑和所述旋轉桶的外徑精確獲取各處流體剪 切力的大小。由于流體剪切力的大小與所述旋轉軸的轉速的呈線性關系，因此通過所述流 體剪切力發生器，能夠產生流體剪切力呈線性變化的流體，并精確獲取各處流體剪切力的 大小。同時還具有結構簡單和成本低的優點，進而能夠廣泛被應用于各類流體的剪切力實 驗。
[0006] 具體的，由所述固定桶和所述旋轉桶圍成的實驗倉的徑寬比λ不小于25:1;所述徑
，式中，Ri為所述固定桶⑵的內徑，R2為所述旋轉桶(3)的外徑。由于實驗倉 的所述徑寬比設計為足夠大，可使處于所述實驗倉中流體的流體剪切力，在同一轉速下且 從所述旋轉桶外側面到所述固定桶內壁面方向的變化率不高于4%，從而可使產生的流體 剪切力保持良好的穩定，進而更好地模擬自然狀態下的流體剪切。進一步具體的，所述旋轉 桶的外徑R 2不小于250_。通過對所述旋轉桶外徑大小的設置，可使所述實驗倉具有足夠大 的容積，進而容納足夠體積的實驗液體進行研究。詳細的，所述旋轉桶的外徑R 2為280mm，且 所述徑寬比λ為28:1。
[0007] 具體的，所述立式旋轉驅動部件包括電動機和電動機變頻控制器;所述電動機立 式放置并軸連接所述旋轉軸的下端，同時電性連接所述電動機變頻控制器。所述電動機變 頻控制器用于實現對電動機旋轉頻率的人工控制，進而通過控制所述旋轉軸的轉速，快速 且精確地調節流體剪切力的大小。進一步具體的，所述電動機通過減速器和/或聯軸器軸連 接所述旋轉軸的下端。
[0008] 具體的，所述旋轉軸的上端與所述固定桶之間使用TC型密封圈實現旋轉密封。
[0009] 具體的，所述支撐架由頂板、底板和若干根支撐桿構成;所述固定桶固定在所述頂 板的中心區域，所述立式旋轉驅動部件固定在所述底板的上表面上。進一步具體，所述頂 板、所述底板和所述支撐桿均由鋼材質制成。
[0010]具體的，所述固定桶和/或所述旋轉桶由亞克力材質制成。
[0011] 綜上，采用本實用新型所提供的流體剪切力發生器，具有如下有益效果：（1)能夠 產生流體剪切力呈線性變化的流體，并精確獲取各處流體剪切力的大小；（2)具有結構簡 單、成本低、產生流體剪切力穩定、容積大和易調節的優點，進而能夠廣泛被應用于各類流 體的剪切力實驗。
【附圖說明】
[0012] 為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例 或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅 是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提 下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013] 圖1是本實用新型提供的流體剪切力發生器的結構示意圖。
[0014] 圖2是本實用新型提供的流體剪切力發生器的結構剖視圖。
[0015] 上述附圖中：1、支撐架101、頂板102、底板103、支撐桿2、固定桶3、旋轉桶4、 旋轉軸5、立式旋轉驅動部件501、電動機502、電動機變頻控制器503、減速器504、聯軸 器。
【具體實施方式】
[0016] 以下將參照附圖，通過實施例方式詳細地描述本實用新型提供的流體剪切力發生 器。在此需要說明的是，對于這些實施例方式的說明用于幫助理解本實用新型，但并不構成 對本實用新型的限定。
[0017] 本文中描述的各種技術可以用于但不限于流體實驗設備領域，還可以用于其它類 似領域。
[0018] 本文中術語"和/或"，僅僅是一種描述關聯對象的關聯關系，表示可以存在三種關 系，例如，A和/或B，可以表示:單獨存在A，單獨存在B，同時存在A和B三種情況，本文中術語 7和"是描述另一種關聯對象關系，表示可以存在兩種關系，例如，A/和B，可以表示:單獨存 在A，單獨存在A和B兩種情況，另外，本文中字符7"，一般表示前后關聯對象是一種"或"關 系。
[0019] 實施例一
[0020] 圖1示出了本實用新型提供的流體剪切力發生器的結構示意圖，圖2示出了本實用 新型提供的流體剪切力發生器的結構剖視圖。本實施例提供的所述流體剪切力發生器，包 括支撐架1、固定桶2、旋轉桶3、旋轉軸4和立式旋轉驅動部件5;所述固定桶2位于所述支撐 架1的上部，所述立式旋轉驅動部件5位于所述支撐架1的下部，所述旋轉桶3位于所述固定 桶2的內部且與所述固定桶2同軸，所述旋轉軸4的上端穿過處于所述固定桶2底部中心的圓 孔并軸連接所述旋轉桶3的底部，所述旋轉軸4的下端軸連接所述立式旋轉驅動部件5。
[0021] 如圖1和圖2所示，所述流體剪切力發生器構成一同軸圓筒式結構，其中，由所述固 定桶2和所述旋轉桶3圍成的間隙空間即為實驗倉，用于容納各種實驗液體，例如水、血液或 細胞懸浮液等;所述立式旋轉驅動部件5用于通過所述旋轉軸4驅動所述旋轉桶3在所述固 定桶2中實現同軸心線旋轉，進而帶動所述實驗倉中的實驗液體，并產生具有一定流速的流 體，同時可根據實驗液體的粘度系數、旋轉角轉速、固定桶2的內徑和所述旋轉桶3的外徑精 確獲取各處流體剪切力的大小。
[0022] 所述實驗倉中流體的流體剪切力大小τ可以但