КАПИЛЛЯРНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР Советский патент 1971 года по МПК G01N11/08 

Изобретение относится к приборам для исследования свойств жидкостей и газов, например воды и водяного пара в широком интервале давлений и температур.

Известны капиллярные вискозиметры, применяемые для измерения вязкости воды и водяного пара при ВЫСОК1ИХ давлениях и температурах и содержащие плунжерный насос, помеп1,енный в термостат, капиллярный канал. Образующий с насосом рабочий контур, трубопроводы для отбора и подвода давления и устройство Для измерения перепада давлений на концах капилляра.

Исс.ледуемое вещество в дифманометре, цилиндрах насоса и нетермостатированных частях рабочего контура имеет температуру, отличную от температуры этого вещества в капилляре. Поэтому при определении вязкости необходимо знать плотность исследуемого вещества.

В предлагаемом вискозиметре с целью повышения точности измерений в широком диапазоне давлений и температур, насос снабжен двухфазным металлическим уплотнением и помещен в термостат, трубопроводы для отбора и подвода давления заполнены металлом, устройство для измерения перепада давлений выполнено в виде дифманометра с подвижным коленом, подключенного к трубопроводам для отбора давления через термостатированные емкости, заполненные промежуточной средой, например водой.

Принципиальная схема вискозиметра преД ставлена на чертеже.

Плунжеры / закреплены на раме 2, снабженной винтом 3, взаимодействующим с гайкой 4, насаженной на вал редуктора 5, который соединен с электродвигателем в. Плунжеры введены в цилиндры 7 насоса, содержащие холодильники 8, и уплотнены посредством втулок 9 из легкоплавкого металла с высокой температурой кипения (например, из сплава Вуда, олова и т. д.), промежуточных втулок 10 и нажимных гаек П. Внутренние полости цилиндров разделены на камеры уплотнения 12, камеры 13 отбора давления на манометр и камеры 14 отбора давления на дифманометр. Камеры каждого цилиндра сообщены через

каналы, расположенные в верхней части перегородок. Цилиндры 7 соединены между собой толстостенной трубкой 15, в которой установлен разгруженный от внутреннего да вления капилляр 16. Цилиндры 7 помещены в термостат 17 и снабжены трубопроводами 18 с вентилями 19 для впуска и выпуска исследуемого вещества.

торые вместе с подводящими трубопроводами термостатированы при температуре, несколько большей точки плавления заполняющего их металла. Над уровнем металла в емкостях 20 находится жидкость с из вестной плотностью (например, вода, спирт и т. д.). Со стороны этой жидкости емкости соединены с дифманометром 21, имеющим подвижное измерительное колено, и с тройником отбора абсолютного давления 22 в установке, который примерно до половины заполнен ртутью и термастатирован при комлатной температуре.

Вискозиметр работает следующим образом.

Когда в цилиндрах 7 установятся заданные давления, вентили 19 закрывают, и включают электродвигатель 6, который через редуктор 5 приводит во вращение гайку 4, взаимодействующую с винтом 5. При этом рама 2 с плунжерами 1 перемещается относительно неподвижных цилиндров 7. В результате из одного цилиндра в другой через капилляр 16 в единицу времени вытесняется строго постоянный объем исследуемого вещества. Измерение нерепада давлений достигается подъемом или опусканием подвижного колена дифманометра 21 на высоту, соответствующую перепаду, поэтому уровень жидкого легкоплавкого металла в камерах 14 цилиндров 7 и в малых камерах емкостей 20 остается строго постоянным в течение всего опь1та, выполняя роль жидкостных диффергнциальных мембран, а дифманометром 21 измеряется абсолютный перепад давлений на концах .капилляра при известном расходе через него.

Для уплотнения плунжеров / цилиндры 7 нагревают в термостате 17, одновременно подавая воду в холодильники 8 на тех концах

цилиндров, которые расположены вне термостата. Когда температура в камерах уплотнения 12 достигает точки плавления металла, из которого изготовлены втулки 9, последние расплавляются. После этого при помощи гаек 11 и .промежуточных втулок 10 в камере уплотнения 12 поднимается уровень жидкого металла (см. штриховые линии). В этих условиях исследуемое вещество не может пройти через уплотнение, так как избыточное давление вещества в цилиндрах будет продавливать жидкий металл, который, застывая у втулки 10, самоуплотняется. Материалы капилляра 16 и плунжеров 1

подобраны таким образом, чтобы коэффициенты их линейного расщирения были равны. Это позволяет не вводить поправки на изменение линейных размеров капилляра с повыщением температуры.

„

Предмет изобретения

Капиллярный вискозиметр, содержащий плунжерный насос, помещенный в термостат, капилляр, образующий с насосом рабочий

контур, трубопроводы для отбора я подвода давления и устройство для измерения перепада давлений на концах капилляра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне давлений и температур, пасос снабжен двухфазным металлическим уплотнением и помещен в термостат, трубопроводы для отбора и подвода давления заполнены жидким металлом, а устройство для измерения перепада давлеНИИ выполнено в виде дифманометра с подвижным коленом, подключенного к трубопроводам для отбора давления через термостатированные емкости, заполненные промежуточной средой, например водой. } 1) го 87 )2 5 /В 17 I / I I Л