ВИСКОЗИМЕТР Российский патент 2004 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении вискозиметров для измерения реологических свойств жидкостей.

Известен вискозиметр (патент RU №2149378, кл. G 01 N 11/14, 20.05.2000), содержащий корпус, внешний и внутренний конусы, образующие измерительный зазор, упругую трубку, верхний конец которой снабжен регулировочным винтом, выполненным с возможностью установки измерительного зазора между внешним и внутренним конусами 0,5, 1,0, 1,5 и 2,0 мм без разборки вискозиметра.

Недостатки данного вискозиметра следующие. Невозможно моделировать характер течения жидкости, имеющего место в межтарелочных зазорах центробежных сепараторов-очистителей, у которых перемещение ее в зазоре происходит от нижнего основания конуса к верхнему; низкая точность измерений из-за отсутствия вращения корпуса вискозиметра, а следовательно, вращения всего объема жидкости, находящегося в измерительном зазоре.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей вискозиметра за счет моделирования характера течения жидкости в межтарелочных зазорах центробежных сепараторов-очистителей и повышения точности измерений.

Указанный технический результат достигается тем, что в предложенном вискозиметре, содержащем корпус, внешний и внутренний конусы, образующие измерительный зазор, привод, питающий и отводящий каналы, верхний и нижний подшипники, регулировочный винт, корпус состоит из двух частей, одна из которых основание, а частью другой является внешний конус, внутренний конус жестко связан с валом привода и выполнен с полостью для прохода исследуемой жидкости и по крайней мере двумя симметричными отверстиями, расположенными у его основания, кроме этого, нижний подшипник установлен у нижнего основания внутреннего конуса, а верхний подшипник установлен на регулировочном винте, который имеет внутреннюю резьбу.

На фиг.1 изображен вискозиметр, на фиг.2 - внутренний конус, на фиг.3 - электрический преобразователь сигналов с механизмом настройки.

Вискозиметр содержит корпус, состоящий из двух частей, одна из которых основание 1, а другая, частью которой является внешний конус 2, снабжена отводящим каналом 3, внутренний конус 4, снабженный полостью для прохода исследуемой жидкости 5 и двумя симметричными отверстиями 6, выполненный заодно с полым валом 7, полость 8 которого является питающим каналом, и связанный с валом 9 привода 10 посредством втулки 11, верхний 12 и нижний 13 подшипники, регулировочный винт 14 с контргайкой 15, указатель 16, закрепленный на валу 5, станину 17 и установленное на ней тормозное устройство 18. Снаружи основания корпуса 1 установлен тахометр 19 для измерения угловой скорости его вращения, снабженный электрическим преобразователем сигналов 20 с механизмом настройки 21 и измерительным устройством 22.

Вискозиметр работает следующим образом.

Перед началом тарировки вискозиметра устанавливают необходимый измерительный зазор. Для этого отпускают контргайку 15 и заворачивают регулировочный винт 14 до упора, пока внешний конус 2 не займет крайнее нижнее положение. Для установки необходимого измерительного зазора h отворачивают регулировочный винт на угол ϕ (град), определяемый следующим отношением: ϕ=360·h/(S·Cosα), где S - шаг резьбы регулировочного винта, α - угол наклона образующей конуса к вертикальной оси. Величину угла ϕ определяют с помощью указателя 16 по лимбу, нанесенному на крышке 23. После установки зазора, затягивают контргайку и начинают тарировку.

Для тарировки вискозиметра необходимо иметь две эталонные жидкости разной вязкости.

После разгона корпуса от вала 9 привода 10 и выхода его на исследуемый рабочий режим производится подача первой эталонной жидкости через питающий канал 6 в измерительный зазор. Затем приводится в действие тормозное устройство 18, создающее постоянный тормозной момент и снижающее частоту вращения внешнего конуса 2. Понижение угловой скорости основания корпуса 1 фиксируется тахометром 19, сигнал от которого передается на электрический преобразователь 20.

Электрический преобразователь сигналов 20 выполнен по мостовой схеме (фиг.3). Сопротивления R1, R2, R3 постоянные, R4 - переменное (реостат). При R2=R3 условие баланса (R1·R2=R3·R4) обеспечивается с помощью механизма настройки 21. Механизм настройки включает в себя винт 24, пружину 25, сердечник 26 электромагнитной катушки 27 и служит для синхронизации равновесия моста с рабочим режимом вращения корпуса. Настройку производят винтом 24, натягивая или отпуская пружину 25. При этом реостат R4 устанавливается в положение, которое обеспечивает равенство нулю силы тока в диагонали АВ электрической цепи, куда подключается измерительное устройство 22. В качестве измерительного устройства используется амперметр. Таким образом, для первой эталонной жидкости показание амперметра равно 0.

Затем в прибор подают вторую эталонную жидкость. Показания амперметра становятся отличными от нуля. Угловая скорость вращения корпуса, а следовательно, и показания амперметра прямо пропорциональны вязкости жидкости, поэтому можно определить цену одного деления амперметра в единицах вязкости.

Для определения вязкости исследуемой жидкости на данном скоростном режиме необходимо после ее подачи в измерительный зазор и выхода корпуса на установившийся рабочий режим снять показания амперметра в единицах вязкости.

Тарировка вискозиметра и определение реологических показателей исследуемых жидкостей для всех интересующих скоростных режимов работы и измерительных зазоров производятся аналогично.

Использование: для измерения реологических свойств жидкостей. Сущность: устройство содержит корпус, состоящий из двух частей, одна из которых основание, а другая - внешний конус, внутренний конус, жестко связанный с валом привода и выполненный с полостью для прохода исследуемой жидкости и симметричными отверстиями, расположенными у его основания, конусы образуют измерительный зазор, нижний подшипник, установленный у нижнего основания внутреннего конуса, верхний подшипник, установленный на регулировочном винте, который имеет внутреннюю резьбу. Технический результат - повышение точности измерений, расширение функциональных возможностей. 3 ил.

Вискозиметр, содержащий корпус, внешний и внутренний конусы, образующие измерительный зазор, привод, питающий и отводящий каналы, верхний и нижний подшипники, регулировочный винт, отличающийся тем, что корпус состоит из двух частей, одна из которых основание, а частью другой является внешний конус, внутренний конус жестко связан с валом привода и выполнен с полостью для прохода исследуемой жидкости и, по крайней мере, двумя симметричными отверстиями, расположенными у его основания, кроме этого, нижний подшипник установлен у нижнего основания внутреннего конуса, а верхний подшипник установлен на регулировочном винте, который имеет внутреннюю резьбу.