Вискозиметр непрерывного действия Советский патент 1987 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к устройствам для непрерывного измерения-и контроля вязкости с периодическим определением сопротивления материалов износу при взаимодействии с движущейся жидкой средой повьшенной вязкости и может быть использовано как измерительное устройство при перера- ..ботке полимерных материалов и исследовании износа в связи с реологией течения высоковязких наполненных систем.

Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей путем дополнительного учета износа материала чувствительного элемента.

На фигуре Г изображен вискозиметр непрерывного действия, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Вискозиметр непрерывного действия содержит соединяемый с экструзионным устройством корпус 1, в котором выполнен входной канал 2 и рабочий канал 3, образующие Т-образную систему В канале 3 установлены и закреплены на корпусе калиброванные сменные втулки 4 и 5, имеющие различную длину, ВТУЛКИ выполнены из термообработан- ной стали с твердостью 55 - 60 НКС для обеспечения требуемой износостойкости при работе с наполненными системами. Во втулки запрессованы кольца 6 и 7, предназначенные для центровки чувствительного элемента 8, выполненные из антифрикционной бронзы. В торцовых частях втулок установлены капилляры 9 и 1C для выхода рабочей среды. Измерение осевого усилия, передаваемого чувствительным элементом 8, производится силоизмери- тельной системой, состоящей из упругого элемента 11, датчика 12 перемещений и электронной контрольно-измерительной системой 13. Вращение элемента 8 осуществляется с помощью регулируемого привода 14 через муфту 15 обеспечивающую возможность осевого перемещения чувствительного элемента 8. Вискозиметр оснащен нагревателями 16, теплоизоляционными экранами 17, термопарой 18 и датчиком 19 давления.

Вискозиметр непрерывного действия работает следующим образом.

При достижении требуемого температурного режима, задаваемого нагревателями 16 и контролируемого тепмопа0

5

рой 18, расплав полимера с помощью экструзионного устройства подается во входной канал 2, из которого поступает в рабочий канал 3, где разделяется на два потока, движущихся во взаимно противоположных направлениях, в зазорах, .образуемых втулками 4 и 5 и коаксиально установленном в них с помощью колец 6 и 7 чув0 ствительным элементом 8, После зтого расплав выходит из вискозиметра по капиллярам 9 и 10, Разность осевых усилий, действующих на элемент 8, из- меряется и фиксируется с помощью сило измерительной системы. Расход рабочей среды определяется взвешиванием порции экструдата, наработанной между фиксированными моментами вр.емени. Для измерения вязкости в условиях сложно- напряженного состояния элемент 8 приводится во вращение приводом 14 через муфту 15. Термостатирование вискозиметра осуществляется теплоизоляцион- экранами 17. Контроль гидростатического давления в силоизмерительной системе осуществляется датчиком давления 19.

Изменение условий измерений осуществляется за счет изменения следующих параметров системы:

1)температуры;

2)давления на входе;

3)изменения зазора путем установки сменньк втулок, имеющих различные

5 диаметры внутренних отверстий;

4)изменения длины капилляров;

5)изменения частоты врапцения чув ствительного элемента;

6)изменением материала чувстви- 0 тельного элемента.

Подвод жидкости через центральный канал и отвод через капилляры осуществлен в направлениях, нормальных

5 к оси канала, в которой установлен чувствительный элемент, что позволяет полностью исключить влияние гидродинамического напора на результаты измерений. Применение дифференциаль0 ной системы измерений осевого усилия, действующего на чувствительный эле- менТ; путем разделения входного потока на два противоположно направленных потока с различной длиной плечей, об5 разуемых сменными втулками совместно с использованием капилляров, гидравлическое сопротивление кбторых подобрано таким образом, чтобы расход испытываемой жидкости через оба коль0

3131

цевых канала бьш одинаков, позволяет исключить влияние входовых эффектов на величину измеряемой вязкости. Размещение силоизмерительного устройства вне контакта с рабочей средой исключает влияние этой среды (давления, температуры) на результаты измерений, Применение чувствительного элемента известной массы позволяет производить измерения износа путем периодического взвешивания элемента и соотношения потери массы с расходом и реологическими характеристиками.рабочей среды. Вращение чувствительного элемента с помощью регулируемого привода делает возможным производить измерения вязкости в условиях сложнонапряженного состояния рабочей среды.

Формула изобретения 20

Вискозиметр непрерывного действия, содержащий корпус с подводящим и двумя отводящими соосными цилиндрическими каналами различной длины, чувстви- 25 тельный элемент в виде стержня, связанный с силоизмерительным устройст24

вом, и капилляры, отличающий- с я тем, что, с целью повьш1ения точности измерения и расширения функциональных возможностей путем дополнительного учета износа материала чувствительного элемента, чувствительный элемент известной массы установен в полостях отводящих каналов с возможностью вращения регулируемым

приводом, а капилляры расположены на выходе отводящих каналов перпендикулярно их оси, причем радиус капилляров RK связан с наружным RH и внутренним ЕЬ радиусами цилиндрического канала соотношением:

((R«-R)

(/3

отношение длин капилляров на каждом плече обратно пропорционально отношению длин цилиндрических каналов, длина короткого капилляра L связана с длиной короткого цилиндрического канала

LO на противоположном плече

о

соотношением

LK

-т Г2/з15я1 вЛ -LBL2/3(R.R)J

п

п

У7//7///7///77/7

г/

.XXXA2kicC

фи&.1

Изобретение относится к устройствам для измерения вязкости высоковязких сред и определения износа материала чувствительного элемента датчика. Цель изобретения - повышение точности измерения и расширение функциональных возможностей. Чувствительный элемент вискозиметра известной массы расположен в полостях отводящих каналов и подсоединен к регулируемому приводу для вращения чувствительного элемента. Капилляры установлены перпендикулярно оси отводя- шркх каналов. 2 ил.