Способ определения реологических характеристик волокнистых суспензий Советский патент 1991 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к способам для определения реологических характеристик газосодержащих суспензий и предназначено, преимущественно, для изучения реологии применяемых в целлюлозно-бумажном производстве волокнистых суспензий средней концентрации (80 - 160 г/л).

Цель изобретения - расширение области применения способа и повышение точности измерений.

Волокнистые суспензии средней концентрации принципиально отличаются от суспензий низкой концентрации тем, что в свободном состоянии они представляют собой смесь воды, волокна и воздуха. Содержание воздуха и суспензии существенно влияет на ее реологические характеристики. В суспензии, находящейся в свободном состоянии, оно может колебаться в широких пределах, и определить его с достаточной точностью весьма сложно.

Реологические характеристики волокнистых суспензий средней концентрации зависят также от давления. По этой причине невозможно регулирование газосодержания суспензии путем установления противодавления воздуха, находящегося в рабочем зазоре вискозиметра над исследуемой средой.

Кроме того, при концентрациях 30 - 40 г/л и более структорообразование в суспензии происходит практически мгновенно и волокнистая суспензия ведет себя как твердое тело.

Деаэрация суспензии перед ее подачей в рабочий зазор и далее подача газа в зазор одновременно с подачей суспензии и непрерывно обеспечивает устранение колебаний давления подаваемой в вискозиметр суспензии, которые возникают при наличии в ней воздуха, а также равномерное заполнение рабочего зазора суспензией. Кроме

С 00

ю

00

того, после деаэрации суспензии путем установления заданного соотношения расходов суспензии и газа, подаваемых в рабочи зазор вискозиметра, и контроля давления суспензии устанавливается с достаточно высокой точностью, необходимая по условиям эксперимента степень газонасыщения суспензии.

На чертеже схематически представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит ротационный вискозиметр 1 с двумя коаксиальными цилиндрами. Внешний цилиндр 2 вискозиметра неподвижен, а внутренний цилиндр 3 связан с приводом 4 вращения и снабжен системой 5 для измерения момента сопротивления вращению.

Устройство включает также систему 6 газонасыщения, связанную с неподвижным цилиндром 2, бассейн 7 для хранения исследуемой суспензии, присоединенный к нижней части бассейна насос 8 с системой 9 деаэрации перекачиваемой волокнистой массы, подводящий 10 и отводящий 11 трубопроводы с запорной арматурой 12 и контрольно-измерительными приборами 13, Наружный цилиндр вискозиметра снабжен тангенциально расположенными входным 14 и выходным 15 патрубками, а также одним или несколькими штуцерами 16 для подачи газа, связанными с системой 6 газонасыщения исследуемой волокнистой массы.

Система 6 газонасыщения может быть выполнена, например, в виде редуктора 17 для регулирования давления воздуха, контрольно-измерительных приборов 13 для измерения расхода воздуха и запорной арматуры 12 и присоединена к пневмосети. Система 9 деаэрации представляет собой сообщающийся с внутренней полостью насоса 8 вакуум-насос (не показан) и обратный клапан 18 с регулируемым усилием, предназначенный для регулирования вакуума в системе.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемая суспензия из бассейна 7 насосом 8 по подводящему трубопроводу 10 через тангенциальный входной патрубок 14 непрерывно подается в зазор между наружным 2 и внутренним 3 цилиндрами ротационного вискозиметра 1. Через выходной патрубок 15 и отводящий трубопровод 11 поступающая в вискозиметр суспензия возвращается в бассейн 7.

Наличие бассейна 7 с запасом суспензии позволяет исключить сложную систему термостатирования вискозиметра, обеспечивает стабильность свойств исследуемой среды, что способствует повышению точности измерений и упрощению конструкции устройства. Кроме того, в бассейне 7 из суспензии выделяется избыток газа.

Деформирование суспензии осуществляется за счет вращения внутреннего цилиндра 3, который связан с приводом 4 вращения и снабжен системой 5 для из0 мерения крутящего момента. С помощью системы 6 газонасыщения через штуцеры 16 в зазор между цилиндрами 2 и 3 подается газ.

Имеющаяся на подводящем и отводя5 щем трубопроводах запорная арматура 12 и контрольно-измерительные приборы 13 обеспечивают установление требуемого давления суспензии в зазоре между цилиндрами вискозиметра, требуемого расхода

0 суспензии через вискозиметр и контроль этих параметров.

В процессе подачи суспензии насосом 8 осуществляется ее деаэрация. Вакуум в системе 9 деаэрации насоса 8 устанавливает5 ся таким образом, чтобы обеспечить практически полное удаление воздуха из подаваемой в вискозиметр 1 массы.

Деаэрация суспензии в процессе подачи обеспечивает равномерное заполне0 ние ею зазора между цилиндрами вискозиметра и стабильность давления. Кроме того, после деаэрации суспензии путем установления заданного соотношения расходов суспензии и газа, поступаю5 щих в вискозиметр, устанавливается требуемая степень газонасыщения исследуемой среды, что необходимо при изучении влияния содержания газа на ее реологические характеристики.

0 Таким образом, при работе устройства согласно предлагаемому способу, включающему заполнение исследуемой суспензией зазора между коаксиальными цилиндрами ротационного вискозиметра путем непре5 рывной ее подачи в зазор насосом и последующего отвода, насыщение суспензии газом путем его подачи в зазор и деформирование суспензии за счет вращения внут- реннего цилиндра вискозиметра с

0 одновременным измерением момента сопротивления вращению, перед подачей суспензии в зазор осуществляют ее деаэрацию, а подачу газа осуществляют одновременно с подачей суспензии и

5 непрерывно,

Изобретение позволяет расширить область применения способа и повысить точность измерений. Изучение реологии волокнистых суспензий средней концентрации позволяет получить исходные данные

для проектирования оборудования для обработки таких суспензий.

Формула изобретения 1. Способ определения реологических характеристик волокнистых суспензий, включающий заполнение исследуемой волокнистой суспензией зазора между коаксиальными цилиндрами ротационного вискозиметра путем непрерывной ее подачи в зазор насосом и последующего отвода

0

насыщение суспензии газом путем его подачи в зазор и деформирование суспензии за счет вращения внутреннего цилиндра вискозиметра с одновременным измерением момента сопротивления вращению, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения способа и повышения точности измерений, перед подачей суспензии в зазор осуществляют ее деаэрацию, а подачу газа осуществляют одновременно и непрерывно с подачей суспензии.

Изобретение относится к способам определения реологических характеристик газосодержащих волокнистых суспензий средней концентрации (80 - 160 г/л), производимых в целлюлозно-бумажной промышленности. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности измерений. Это достигается за счет деаэрации волокнистой суспензии перед ее подачей в зазор роторного вискозиметра и подачи газа одновременно с подачей суспензии, которую осуществляют непрерывно. Способ реализуется в устройстве, снабженном бассейном для хранения исследуемой суспензии и системой деаэрации, установленной перед вискозиметром. 1 ил. Ё

I л одлуур-нвеееу

----j

12

tf

S