Ротационный вискозиметр Советский патент 1984 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к вискозиме рам ротационного типа, предназначенным для измерения реологических характеристик дисперсий, суспензий и ньютоновских жидкостей при высоких температурах. Известно устройство, для измерения реологических характеристик жидких сред Tl. Недостатком известного устройства является то, что избыточное давление на исследуемую жидкость передается жидкостью непосредственно. Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату ротационный вискози метр, содержащий автоклав, .источник давления, контейнер для исследуемой жидкости, в котором размещены два коаксиальных цилиндра, один из кото рых |;наружный) связан с приводом, а другой - измерительный, вал которого соединен с компенсационным изм рителем момента, включающий индикатор рассогласования, взаимодействую щий с дифференциально-трансформатор ными катушками С21. в этом вискозиметре для создания давления используют инертный газ от источника сжатого газа, который пер дается на испытываемую жидкость, т.е. над последней в контейнере всегда имеется свободный объем, что является причиной испарения дисперсионной среды, обуславливающего дополнительную погрешность измерения реологических параметров в процессе исследований. Между дифференциально-трансформа тррйой и силовой катушками и сердеч никами расположен экран из немагнит него материала, что обусловливает большое рассеяние электромагнитного поля и увеличивает погрешность изме рения . Цель изобретения - повышение точ ности измерения реологических параметров дисперсий при повышенных температурах и давлениях. .Для достижения поставленной цели вискозиметр, содержащий автоклав, источник давления, контейнер для исследуемой жидкости, в котором размещены два коаксиальных цилиндра,один из которых (наружный) связан с приво дом, а другой - измерительный, вал которого соединен с компенсационным измерителем момента, включающий индикатор рассогласования, взаимодействующий с дифференциально-трансформаторными катушками, снабжен размещенной над внутренним цилиндром вялой диафрагмой, связанной посредством уплотнительных элементов со стен ками автоклава и образующей с ним камеру, заполненную несжимаемой ньютоновской жидкостью, при этом камера и контейнер подсоединены к источнику давления, а дифференциально-трансформаторные катушки через магнитопроводы, герметично установленные в стенки автоклава,-соединены с индикатором рассогласования. На чертеже изображен вискозиметр, общий вид. Ротационный вискозиметр содержит автоклав 1, к которому крепится контейнер 2 для исследуемой жидкости, в котором размещены два коаксиальных цилиндра 3 и 4, один из которых, наружный 3, связан с приводом 5 через уплотнительный вал 6, а другой (внутренний ч, измерительный 4 - связан с валом 7, который соединен с компенсационным измерителем момента, включающим индикатор 8 рассогласова-ния, взаимодействующий с дифференциально-трансформаторными катушками 9 через магнитопроводы 10, герметично установленные в стенке авто- . клава 1 из немагнитного материала. Компенсационный измеритель момента включает также усилитель 11, компенсационный электромотор 12, подклгоченнный к валу 7 через измерительную пружину 13, реохорд 14 и вторичный прибор 15. Над внутренним цилиндром 4 размещена вялая диафрагма 16, связанная посредством уплотнительных элементов 17 со стенками автоклава 1 и образуюшая с ним камеру 18, заполненную несжимаемой ньютоновской жидкостью. При этом камера 18 и контейнер 2 подсоединены одновременно к источнику 19 давления.Устройство работает следующим образом. Контейнер 2 заполняют исследуемой жидкостью и подсоединяют к автоклаву 1. При необходимости жидкость подогревают. Камеру 18 заполняют несжимаемой ньютоновской жидкостью. Контейнер 2 и камеру 18 подсоединяют к источнику 19 давления, при этом одинаковое давление одновременно передается в камеру 18 с несжимаемой жидкостью и в контейнер 2 с исследуемой жидкостью через вялую диафраг му 20 . Наружный цилиндр 3 приводят во вращение от привода 5 через уплотнён ный вал 6.. Деформация исслед уемой жидкости в коаксиальном зазоре двух цилиндров 3 и 4 обусловливает появление момента кручения на внутреннем цилиндре 4, который измеряют компенсационным методом. Касательные напряжения, возникающие на поверхности внутреннего цилиндра, вызывают поворот вала 7, вместе с которым поворачивается на малый угол индикатор 8 рассогласования, взаимодействующий с дифференциально-трансформаторными катушками 9 через магиитопроводы 10. Дифференциально-трансформаторные катушки 9 преобразуют перемещение индикатора 8 рассогласования в управляющий электрический сигнал, поступающий через усилитель 11 на компенсационный электромотор 12, который закручивает пружину 13 до равновесного состояния вала.7.

На валу компенсационного электромотора 12 неподвижно закреплен движок реохорда 14, сигнал с которого поступает на -вторичный прибор 15.- Этот сигнал является мерой мсялента кручения на внутреннем цилиндре 4.

По полученным значениям скоррстей сдвига и моментов на внутреннем цилиндре р троится реологическая кривая, по которой рассчитывают реологические параметры

Таким образом,в такой конструкции устраняется образование свободного объема над испытуемой жидкостью и отсутствует непосредственный контакт среды, передающей давление, с испытуемой жидкостью, поэтому выпаривания исследуемой дисперсионной среда не происходит, а также устраняется смеши вание несжимаемой ньютоновской яй1дко сти (масла) с исследуемой жидкостью.

Кроме того, передача одновременно давления в автоклав и контейнер предотвращает появление погрешностей от воздействия разностей давления на измерение крутящего момента, а следовательно, и реологических параметров среды.

Повышению точности измерений способствует и то, что дифференциальнотрансформаторные катушки,взаимодей0 ствуют с индикатором рассогласования через магнитопроводы, герметично установленные в немагнитной стенке автоклава, так как такое исполнение уменьшает рассеивание злектрсмагнит5 ного поля (уменьй1ается рабочий зазор между магнитрпроводом и индикатором рассогласования, нет передачи электромагнитного поля через немагнитный экран ).

0 В связи с бурением сверхглубоких скважин и скважин на парогидротермы, где температура превышает 300°С, что значительно осложняет и затрудняет разработку и контроль свойств

J;промывочных жидкостей, использование высокотемпературного вискозиметра, во-первых, удешевляет стоимость про:ходки скважин,, во-вторых, уменьшает вероятность возникновения аварий и осложнений.

РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИМЕТР, содержащий автоклав, источник давлеатяя, контейнер для исследуемой жидкости, в котором размегцены два коаксиальных цилиндра, один из которых (наружный) связан с приводом, а яРУРОв г, измерительный, вал которого соединен с компенсационньлл измерите- лем момента, включающим индикатор рассогласования, взаимодействующий с дифференциально-трансформаторНЕЛми катушками, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений при высоких давлениях я температуре, он снабжен размещенной Нёщ внутренним цилиндром вялой диафрагмой, связанной посредством уплотнительных элементов со стенкг1ми автоклава и образующей с ним камеру, заполненную несжимаемой ньютоновской жидкостью, при этом камера и контейнер подсоединены к источнику давления, а дифференциально-трансформаторные катушки через магнитопроводы, герметично установленные в стенке (Л автоклава, соединены с индикатором рассогласования.