Устройство для измерения вязкости жидкостей Советский патент 1985 года по МПК G01N11/08 

:л 4;

э

itib 1 Изобретение относится к приборостроению, точнее к устройствам для контроля физико-химических характеристик жидких сред в частно.сти к устройствам для измерения вязкоети, и может найти применение в системах контроля и управления химичес кими процессами. По основному авт.св. № 1075120 известно устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее измерительный сосуд, снабженный клапаном, установленным в нижней его части, капилляром, расположенным в центре подпружиненного затвора клапана, и иглой, имеющей упор и соединенной с мембраной исполнительног ме.:анизма, сочлененного с измерител времени истечения в виде преобразователя силы, выход которого через д:5вухпозиционный регулятор и импульс тор соедгшен как с входом вторичног прибора, так и с камерой управления первого пневмореле, выход которого соединен через нижнюю камеру исполнительного механизма с измерительным сосудом, выход двухпозиционного регулятора также соединен с каме рой управления второго пневмореле, выход которого соединен с верхней камерой исполнительного механизма, а сопла пневмореле подключены к линиям давления различного уровня 1. Однако устройство обладает недостаточной надежностью измерения вязкости жидкостей, склонных к образованию на поверхности капилляр трудно счищаемых пленок,Тогда при движении вниз иглы не происходит по ного очищения капилляра.Процесс изм рения времени истечения жидкости происходит через капилляр, диаметр которого отличается от расчетного. Это является источником погрещности измерения. Возможно и полное закрытие пленкой капилляра, что приводит к отказу устройства. Цель изобретения - повьшение надежности измерения при работе с жидкостями, образующими на поверхности капилляра прочные пленки. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее измерительный сосуд, снабженный кла паном, установленным в нижней его части, капилляром, расположенным в центре подпружиненного затвора кла04пана, и иглой, имеющей упор н соединенной с мембраной исполнительного механизма, сочлененного с измерителем времени истечения в виде преобразователя силы, выход которого через двухпозиционный регулятор и импульсатрр соединен как с входом вторичного прибора, так и с камерой управления первого пневмореле,выход которого соединен через нижнюю камеру исполнительного механизма с измерительньм сосудом, выход двухпозиционного регулятора также соединен с камерой управления второго пневмореле, выход которого соединен с верхней камерой, исполнительного механизма, а сопла пневмореле подключены к линиям давления различного уровня, дополнительно введены емкость с двумя штуцерами, регулятор уровня жидкости, пульсирующее пневмосопротивление, задатчик и гибкий шланг, а игла имеет полый канал,причем нижний щтуцер емкости гибким щлангом соединен с верх-, ней частью иглы., верхний щтуцер емкости через регулятор уровня соединен с трубопроводом подачи растворителя, выход первого реле соединен с входом управления регулятора уровня, а выход второго реле - с входом управ.ления пульсирующего пневмосопротивления, вход которого соединен с задатчиком, а выход - с емкостью, На чертеже приведено предлагаемое устройство. . Устройство для измерения вязкости жидкостей содержит измерительный сосуд 1, иглу 2, соединенную с мембраной исполнительного механизма 3, импульсатор 4, соединенный с вторичным прибором (не показан). Исполнительный механизм 3 сочленен с измерителем времени истечения в виде преобразователя 5 силы, выход которого через двухпозиционный регулятор 6 подключен к входу импульсатора 4, выход которого также соединен с камерой управления первого пневмореле 7, соединенного через нижнюю камеру исполнительного механизма 3 с измерительным сосудом 1. Выход двухпозиционного регулятора 6 также подключен к камере управления второго пневмореле 8, выход которого соединен с верхней камерой исполнительного механизма 3. Сопла пневмс3реле 7 и 8 подключены к линиям давления различного уровня - избыточно го давления Р,, и ваккума Рр. Измерительный сосуд имеет кромки 9, в которые упирается, затвор 10, имеюпц1й капилляр 11, расноложенньп в центре затвора 10, подпружиненного пружиной 12. К мембране 13 исполнительно го механизма 3 присоеди1 ена игла 2 с упоре 14, в нижнзй камере которо гр установлена пружина 15. Клапан 16установлен в нижней части сосуда 1. Нижний штуцер емкости 17 соединен гибким шлангом 18 с верхней частью иглы 2 имеющей полый канал 19, а верхний штуцер емкости 17через регулятор 20 уровня жидкости соединен с трубопроводом подачи жидкости. Выход первого пневмо реле 7соединен с входом управления регулятора 20, а выход второго пневмореле 8 - с входом управления пульсирующего пневмосопротивления 21, вхсд которого соединен с задатчиком 22, а выход - с емкостью 17. Устройство работает следующим образом. В начальный момент времени жидкость в измерительном сосуде 1 отсутствует.На выходе преобразователя 5 силы (Ру) давление минимального уровня. Поэтому на выходе двух позиционного регулятора 6 (f ) сигнал равен нулю (регулятор 6 имее настройку на максимум). Под давлением подпора мембранные блоки пнев мореле 7 и в опускаются вниз. В верхнюю камеру испйпнительного механизма 3 через открытое сопло пневмореле 8 подается избыточное давление {, а в нижнимо камеру через открытое сопло пиевмореле 7 вакуум Pg,, Под действием давления Р и мембрана 13 опускается вниз, нижняя часть иглы 2 входит в капил ляр 11, и растворитель из емкости 17 через полый канал 19 поступает на стенки капилляра 11, растворяя полимеризациоиную пленку измеряемо жидкости. Игла 2 счищает продукты растворения со стенок капилляра 11 Для того, чтобы из емкости 17 в капилляр 11 за один цикл очистки поступала заданная порция растворителя, используется регулятор 20 пульсирующее пневмосопротивление 21 и задатчик 22. В емкости 17 устанавливаем требуемый уровень 044 растворителя. С помощью задатчикя 22 устанавливаю т требуемую порцикт воздуха, накапливаемую в пульсирующем пневмосопротивлении 21. При р, РИ зта порция воздуха проходит в емкость 17 и повьппает давление в ней. Под действием этого давления заданная доза растворителя поступает через гибкий шланг 18, полый канал 19 иглы 2 в капилляр 11 затвора 10 клапана 16. . В пульсирующем пневмосопротивлении 21 накоплена порция воздуха U- Q где и -порция воздуха, накопленная в пульсирующем пневмосопротивлении 21; -объем емкости пульсирующего пневмосопротивления 21, R - универсальная газовая постоянная; Q - абсолютная температура воздуха; Pj - давление на выходе задатчика 22. При соединении емкости 17 с пульирующим пневмосопротивлением 21 ней устанавливается давление R, оторое определяется выражением .v7%. 7 . где fi, - давление воздуха в емкости 17 до соединенияi ; Vi7 - объем воздущного прост-, ранства в емкости 17 под растворителем. Под действием разности давлений 7 PI из емкости 17 вьщавливается в капилляр 11 заданная доза растворителя, величину которой можно изменять с помощью задатчика 22. Упор 14 иглы 2 перемещает вниз затвор 10, отодвигая его от кромок 9. Лй дкость через образованное отверстие под действием раяности давлений в аппарате и в сосуде 1 начинает натекать в измерительный сосуд 1. По мере поступпения жидкости в сосуд 1 давление на выходе преобразователя 5 силы возрастает. Как только в сосуд 1 натечет заданное количество жидкости, давление Р на выходе регулятора 6 становится

равным единице. Под действием сигнала Р, 1 мембранный блок пневмореле 8 поднимается вверх и в верхню камеру испоянительного механизма 3 поступает вакуум Р,,. Под действием пружины 15 мембрана 13 и игла 2 поднимаются вверх. Пружина 12 поднимает затвор 10 вверх до кромок 9. Импульсатор А сдвигает передний фронт сигнала Р 1 на интерва времени, необходимый для поднятия вверх затвора 10. .

После окончания времени задержки давление на выходе устройства становится равным единице. Под деиствием сигнала Р 1 мембранный блок пневмореле 7 поднимается вверх и давление Р подается в нижнкио камеру механизма 3. Начинается процесс измерения вязкости жидкости. Под действием избыточного давления контролируемая жидкость продавливается через капилляр 11, Сигнал RJ РИ приводит в действие регулятор 20, который наполняет емкость 17 растворителем до первоначального уровня. Тем самым обеспечивается постоянство объема V в момент соединения пульсирующего пневмосопротивления 21 и емкости 17 Это обеспечивает постоянство дозы растворителя, поступающего в капилляр 11.

По мере вытекания жидкости из измерительного сосуда 1 сигнал с

выхода преобразователя 5 силы уменьшается . При достижении давлением минимального значения срабатывает регулятор 6 и на его выходе появляется сигнал f(, G, что, в свою очередь, приводит к появлению на выходе устройства сигнала Р.

0.

W

Под действием подпора мембранные блоки пневмореле 7 и 8 опускаются вниз и-в верхнюю (нижикмо) камеру испййнительного механизма 3 подается давление Р ( Pj,) Вновь начинается процесс заполнения измерительного сосуда 1 и чистка капилляра 11. Таким образом, процесс работы устройства складывается из трех составляющих: наполнение и чистка, закрытие затвора, измерение вязкости. В процессе работы устройства на выходе образуются импульсы R, 1,

BW

частота следования которых зависит от вязкости контролируемой жидкости.

Предлагаемое устройство позволяет надежно работать с жидкостями, образующими на поверхности капилляра прочные ,пленки, вследствие того, что с помощью растворителя и иглы прочищается капилляр и не происходит его полная закупорка. В ряде случаев происходит повышение точности измерения за счет того, что каждьй цикл измерения начинается при одинаковой величине диаметра капилляра.

устройства ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ по авт.св. № 1075120, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измерения при работе с жидкостями, образующими на поверхности капилляра прочные пленки, оно дополнительно содержит емкость с двумя штуцерами, регулятор уровня жидкости, пульсирующее пневмосопротивление, задатчик и гибкий шланг, а игла имеет полый канал, причем нижний штуцер емкости гибким шлангом соединен с верхней частью иглы, верхний штуцер.емкости через регулятор уровня соединен с трубопроводом подачи растворителя, выход первого реле соединен с входом управления регулятора уровня, а выход второго реле соединен с входом управления пульсирующего пневмосопротивления, вход которого соединен с задатчиком, а выход - с (Л емкостью.