Устройство для измерения реологических характеристик вязких и вязко-пластичных материалов в потоке Советский патент 1983 года по МПК G01N11/10 

а со

00 Изобретение относится к исследованию материалов, в частности к измерению их реологических характеристик , и может найти применение при производстве вязких и вязко-пластичных пищевых продуктов. Известен вискозиметр непрерывного действия, состоящий из проточной камеры, поплавка в виде тонкостенной концентрично расположенной в проточной камере, трубки, системы подачи . жидкости и измерителя положения поплавка 11. Однако данное устройство непримен МО для контроля производства пищевы продуктов, Tak как его установка тре бует разветвления трубопровода. Известно-устройство для непрерывного определения реологических характеристик вязких и вязко-пластичных материалов при их течении в трубах. Это устройство содержит чувствительный элемент, концы которого сопр жены с патрубками, между которыми он закреплен посредством упругих элемен тов с возможностью осевого перемещения , при этом поверхности сопряжения патрубков и чувствительного элемента выполнены конусными и снабжены кольцевыми проточками. Патрубок, расположенный первым в направлении потока выполнен с наружной конусной поверхностью, а второй - с внутренней кону ной поверхностью. Устройст1во также содержит измерительную систему в виде электромеханического преобразователя и регистратора. Упругие элементы устройства выполнены в виде пружин С2 . Известное устройство не обеспечива ет достаточной -точности.измерений и не применимо в автоматизированных линиях производства.Первое обусловлено тем, что при течении измеряемого материала в случае конусного сопряжения поверхностей патрубков и чувствитель ного элемента не исключена возможность попадания его в лабиринтное уплотнение. Вызвано это тем, что в результате осевого смещения, которое имеет место при работе устройства, изменяется зазор между сопрягаемыми поверхностями. В свою очередь, конусное сопряжение ограничивает перемещение чувствительного элемента. Точность измерения снижается также за счет налипания жировой массы на внутреннюю поверхность чувствительного элемента и патрубков. Явление налипания жира наблюдается при течении ряда пищевых продуктов, например мясного фарша. Причем толщи на жирового слоя в процессе течения постоянно увеличивается в результате значительной адгезии частиц жира меж ду собой. При этом происходит смешение исследуемых продуктов по слою жи ра, а не по поверхности чувствителг, ного элемента, что приводит к существенным отклонениям величин структурно-механических характеристик от действительных значений. Целью изобретения является повышение точности измерения устройства и обеспечение возможности его применения в автоматизированных линиях . производства пищевых продуктов. Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения ре(Ологических характеристик вязких и вязко-пластич:ных материалов в потоке, содержащее чувствительный элемент в виде трубки, концы которой сопряжены с входными и выходными патрубками трубопровода для измеряемого материала посредством упругих элементов с возможностью осевого перемещения , и измерительную схему, дополнительно содержит трехходовый кран, блок управления, исполнительный механизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем, внутренняя поверхность чувствительного элемента и выходного патрубка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого установлено первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности чувствительного элемента и патрубков выполнены цилиндрическими, причем измерительная схема связана с блоком управления, к которому подключен исполнительный механизм с сервоприводом, а трехходовый кран, связанный с сервоприводом исполнительного механизма, соединен с выходным патрубком. На чертеже показано устройство. Оно содержит чувствительный элемент 1 с конической внутренней поверностью, расположенной между входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутренняя поверхность выходного патрубка 3 имеет форму усеченного конуса. Сопрягаемые поверхности чувствительного элемента 1 и патрубков 2 и 3 выполнены цилиндрическими и снабжены проточками 4. Перемещение чув4твительного элемента 1 воспринимается пружиной 5. Йа наружной поверхности патрубков 2, 3 и чувствительного элемента 1 установлен нагреватель 6, температура нагрева которого регулируется терморегулятором 7.Для обеспечения необходимой температуры на входе в устройство предусмотрен нагрев транспортного трубопровода, что резко снижает давление при транспортировке, например, мясопродуктов. На чувствительном элементе 1 закреплен индуктивный преобразователь 8 измерительной системы, включенный в мост 9 переменного тока, который соединен с фазочувствительным детектором 10. К выходу фазочувствительного детектора 10 под1 лючен регулирующий прибор 11, блок 12 управления и исполнительный механизм с сервоприводом 13, обеспечивающий переключе ние трехходового крана 14. Питание измерительной схемы осуществляется от блока 15 питания.

Устройство работает следуюш.им образом.

Чувствительный элемент 1 с помощью входного 2 и выходного 3 патрубков присоединяют к трубопроводу. При прохождении транспортируемого пищевого продукта через устройство чувствительный элемент 1, преодолевая усилие пружины 5, перемещается в продоль ном направлении. Для обеспечения сдви

.га массы по массе, внутренняя поверхность выполнена шероховатой. Такое изготовление внутренней поверхности чувствительного элемента в сочетании с его конической формой и конической формой выходного патрубка повышает .точность измерения устройства. Для уменьшения влияния на точность иэмере ния жировой Массы, налипак щей на вмут реннюю поверхность устройства, вклю.чают нагреватель 6, температуру нат грева регулируют и поддерживают постоянной на уровне начальной стадии плавления жира, терморегулятором 7, настроенным на начальную стадию плавления жира -.

При изменении; реологических харак.теристик материёша, проходящего через устройство, происходит изменение величины отклонения чувствительного элемента 1 И| соответств(енно, изме- . нение индуктивности индуктивного преобразователя 8. Вследствие этого возникает разбаланс моста 9 переменного гока, сигнал с которого через фазогувствительный детектор 10 поступает на регулирующий прибор 11 и блок 12 управления. Команда с блока 12 управления передается на сервопривод исполнительного механизма 13, который связан с трехходовым краном 14.

В случае отклонения реологических характеристик от эталонных показателей происходит переключение трехходового крана 14 и продукт подается на переработку.

Таким образом, выполнение внутренней поверхности чувствительного элемента и выходного патрубка в виде усеченного конуса, а сопрягаемых поверхностей патрубков и чувствительного элемента - цилиндрической , которая обеспечивает постоянство зазора между ними, а также применение г-:обогрева чувствительного элемента по,вышают, точность измерения реологических характеристик. Повышение же точности измерения данных характеристик, которые являются входными параметрами для введенной в данное устройство системы регулирования, состоящей из блока управления, исполнительного механизма с сервоприводом и трехходовым краном, дает возможность вводить устройство в автоматизированные линии производства, например пищевых продуктов с заранее заданными свойствами, и осуществлять непрерывный контроль за качеством обрабатываемого продукта.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЯЗКИХ И ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОТОКЕ , содержавшее чувствительный элемент в виде трубки, концы которой сопряжены с входными и выходными патрубками трубопровода для измеряемог.о. материала посредством, упругих элементов с &6змoжнocтью ч ceвoгo ё|ремещения и измерительную схему, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения устройства и обеспечения возможности его применения в автоматизированных ли,ниях производства материалов, оно jдополнительно содержит трехходовой кран, бло управления, исполнитель-----ный механизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем, внутренняя поверхность чувствительного элемента и выходного патрубка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого установлено, первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности чувствительного элемента | и патрубков выполнены цилиндрически(Л ми, причем-изме рительная схема связана с блоксш управления, к которому подключен исполнительный механизм с сервоприводе, а трехходовый кран, связанный с сервоприводом исполниi тельного механизма соединен с выходным патрубком.