КАПИЛЛЯРНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР Советский патент 1973 года по МПК G01N11/04 

Изобретение относится к устройствам для измерения реологических характеристик жидких сред.

Известен капиллярный вискозиметр для жидких сред, содержащий термостат, измерительный и компенсационный капилляры, иасос-дозатор, устройство для измерения перепадов давлений и вторичный прибор.

Предложенный вискозиметр позволяет повысить точность измерений за счет того, что устройство для измерения перепадов давления выполнено в виде трех сильфонов, установленных в корпусе, состоящем из трех стаканов, причем внутренняя полость верхнего сильфона связана с внутренней полостью нижнего сильфона измерительным капилляром, а внутренняя полость первого сильфона связана с внутренней полостью среднего сильфона компенсационным капилляром, а внешние полости сильфонов заполнены силиконовой жидкостью и связаны между собой трубками.

На чертеже представлен предложенный вискозиметр.

В термостатирующем сосуде / с крышкой 2 установлен корпус 3, состоящий из размещенных друг над другом стаканов 4, 5, 6. В стакане 4 расположен сильфон 7, в стакане 5 - силфон 8, в стакане 6 - сильфон 9. Внутренняя нолость сильфона 8 сообщается

с внутренней полостью сильфона 7 компенсационным капилляром 10, а внутренняя полость сильфона 7 сообщается с внутренней полостью сильфона 9 измерительным капилляром 11. Для того чтобы вязкая испытуемая жидкость не попадала непосредственно в сильфоны 7, 8, 9 и не загрязняла их, внутри стаканов установлены втулки 12, 13 и 14.

Внешние полости 15, 16, 17 сильфонов 7, 8, 9 заполнены силиконовой жидкостью и соединены между собой трубками 18 и 19, так что образуется маслосистема, связывающая сильфоны 7, 8, 9 в единый измерительный блок. В верхней части полости 15 размещен сильфон 20, компенсирующий температурное расширение силиконовой жидкости.

К внешней поверхности крышки 2 жестко прикреплен стакан 21, в котором находится магнит 22, связанный со штоком 23 сильфона 20. Полость стакана 21 входит в маслосистему блока (магнит номещен в силиконовую жидкость, а полость стакана 21 сообщается с полостью 15 сильфона 7). Движение магнита 22 преобразуется в унифицированный пневматический сигнал преобразователем 24. В качестве преобразователя может использоваться головка выпускаемого промышленностью ротаметра типа РПМ.

В крышке 2 имеется канал 25, по которому испытуемая жидкость поступает в шестеренчатый дозировочный насос 26 с синхронным электродвигателем 27. Насос 26 подает испытуемую жидкость по входной трубке 28 во внутреннюю полость сильфона 8 и через компенсационный капилляр 10 во внутреннюю полость сильфона 7 и далее по измерительпому капилляру //во внутреннюю полость сильфоиа Я откуда через трубку 29 - в емкость с испытуемой жидкостью. Сильфоны 7 и 5 измеряют потерю давления на компенсационном капилляре 10 (длина его /k 50cf капилляра), а сильфоны 7 и 9 - на измерительном капилляре // (длина его капилляра). Эти перепады давления вызывают деформацию сильфонов. На участке / /и-Ik ламипарного движения жидкости перепад давления равен Др. При этом деформация сильфона 7 прямо пропорциональна перепаду давления Ар. Aft AjA/J, где k - коэффициент пропорциональности. Эффективная вязкость определяется отношением:где т - напряжение сдвига; v - скорость сдвига. Напряжение сдвига определяется по перепаду давления па единице длины капилляра при установившемся ламинарном потоке л идкости, скорость сдвига - по диаметру капилляра и расходу через него. Таким образом, при прочих равных условиях эффективная вязкость испытуемой жидкости пропорциональна деформации сильфопа 7. 71 , где kz - коэффициент пропорциональности, учитываюший длину и диаметр капилляров 10 и //, расход испытуемой жидкости и коэффициент ki. Деформация сильфона 7 через сильфон 20 и шток 23 нередается магниту 22, движение которого преобразуется в пневматический сигнал преобразователем 24. Окончательная формула для определения вязкости жидкости принимает вид: - i---5.ft, где В - постоянная прибора; р{ - выходной пневматический сигнал. Меняя диаметры капилляров 10 и 1} и тем самым меняя постоянную прибора, можно получить разные пределы измерения вязкости. Предмет изобретения Капиллярный вискозиметр, содержащий термостатируюш,ий сосуд, внутри которого расположен корпус, образованный тремя расположенными друг над другом стаканами, измерительный капилляр, компенсационный капилляр, насос-дозатор, сильфонный уз т для измерения перепадов давлений и цифровой преобразователь, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в стаканах установлены сильфопы, внутренние полости верхнего и среднего сильфоБОв соединены компенсационным капилляром, внутренние полости верхнего и сильфонов соединены измерительным капилляром, ири этом торец верхпего сильфона через компенсационный сильфон соединен со штоком магнитного датчика, управляюш.его цифровым преобразователем, а внешние полости сильфопов и камера, в которой устаиовлеп магпитный датчик, соединены между собой и заполнены силиконовой жидкостью.