Устройство для измерения средневязкостного молекулярного веса полимера и концентрации его раствора Советский патент 1980 года по МПК G01N11/08 

врса полимера иЖоргцентраиии его раствора, содержащее зйШтчик постоянного расхода, систему кап 1лляров, два дифманометрических преобразователя, соединен ЯЫ9 с кычислительным блоком регнстрирующий прибор СзЗ , Принцип его действия основан на измерении эффективной вюкости раствора полимера при двух различнее скоростях сдвига, при которых молекулярный вес полимера и концентрация его раствора в различной степени влияет на эффективную вязкость при фиксированных ско ростях сдвига. Вычислительное устройство на основании информации о вязкостных свойствах раствора полимера определяет его качественные параметры. Недостатком известного устройства является недостаточно высокая точность, jобусловленная влиянием неконтролируемых помех, в частности, поправок на кинетическую энергию, вхо довых эффектов и др. на эффективную вязкость. Эти помехи могут достичь . больших значений (до 30-40% максимального перепада давления на капилляре) и в значительной степени искажает величину.истинной вязкости, что впоследствии сказывается на результатах определения средневязкостного Молекулярного веса полимера и концентрации еГр раствора. Цель предлагаемого изобретения повышение точности измерения средне- вязкостного молекулярного веса полимера и котщентрадии его раствора. Для этого устройство снабжено вторы регистрирующим прибором, система капилляров выполнена в виде параллельного соединения двух ветвей последовател но соединенных помогай межкапилляр нбгс камер капилляров со следующим их расположением по направлению потока контролируемой среды: для одной ветви короткий и длинный капилляры меньщего диаметра и короткий и длинный капилляры больщего диаметра, для второй длинный и короткий капилляры больщего диаметра и длинный и короткий меньщег диаметра, дифманометрические преобразователи подключены к мёжкапиллярным KaMepah, соединяющим капилляры, одинакового диаметра, а fe мёжкапиллярным камерам, соединяющим капилляры различ ноге дийметра, подключен второй регистрирующий прибор, причем отнощение диаметров капилляров лежит в пределах 1,5-5,0. Указанное расположение длинных и оротких капилляров обоих диаметров подключение дифманометрических преобазователей к мажкапиллярным камерам, оединяющим капилляры одинакового диаметра, обеспечивает измерение-эффекивной вязкости при двух скоростях двига без влияния входовых эффектов. Подключение же второго регистрирующего прибора к межкапиллярным камерам, соединяющим капилляры различного диаметра, позволяет получить сигнал, пропорциональный разности эффективных вязкостей при фиксированных скорости сдвига без промежуточных операций. На чертеже представлена схема предлагаемого устройства для измерения средневязкостного молекулярного веса полимера и концентрации его раствора. Устройство содержит задатчик 1 постоянного-расхода, систему капилляров, включающую входную камеру 2, короткие капилляры 3 и 4 и длинные капилляры 5 и 6 меньщего диаметра, длинные капилляры 7 и 8 и короткие капилляры 9 и 10 больщего диаметра, межкапиялярные камеры 11, 12, 13, 14, 15, 16, и выходную камеру 17. К межкапиллярным камерам 13 и 14 coeдиняющи f капилляры различного диаметра подключен регистрирующий прибор 18. iC межкапиллярным камерам 11 и 16, 12 и 15, соединяющим капилляры одинакового диаметра, подклк чены соответственно диффманометрические преобразователи 19 и 20, которые соединены по рыходу с вычислительным блоком 21, а сам блок - с регистрирующим прибором 22. Исследуемый раствор полимера прокачивается при помощи задатчика 1 постоянного расхода через систему капилляров. Ввиду равенства гидравлического сопротивления верхней и нижней ветвей поток полимера делится на две равные части. Проходя через верхнюю ветвь т.е. через капилляры 3 и 5 меньщего диаметра, соединенные меж- капиллярной камерой 11 и через капил- . ляры большего диаметра 1О и 8, соединенные межкапиллярной камерой 15, раствор полимера находится в двух Р®жимах деформирования. Давление-в межкапиллярной камере 11 пропорпионально эффективной вязкости при высокой скорости сдвига, а давление в межкапиллярной камере 15 пропорционально 5 эффективной вязкости сдвига при боле низкой скорости сдвига. Давление в межкапиллярных камерах 12 и 16, размешенных на нижней ветви, пропор ционально, соответственно, эффективной вязкости раствора полимера при низкой и высокой скоростях сдвига. Перепады давлений в межкапиллярных камерах 11 и 16, а также в межка- пиллярных камерах 12 и 15 пропораиональны эффективной вязкости при тех же скоростях сдвига, причем на величину этого давления не влияют, благодаря описанному выше расположению длинных и коротких капилляров большего и меньшего диаметров, вхо- довые эффекты на капиллярах, число Рейнольда, кинетическая энергия стру и др. В результате на вычислительный блок 21 поступает более достоверная информация о вязкостных свойствах раствора. Вычислительный блок 21 по эмпирическим зависимостям определяе концентрацию раствора полимера и его средневязкостный молекулярный вес, которые регистр1фуются прибором 22. В предлагаемой системе капилляров при расположении в верхней ветви капилляров меньшего и большего диаметр а в нижней - большего и меньшего диаметров появилась возможность измерять перепад давления в межкапилля ных камерах 13 и 14, соединяющих к пилляры различного внутреннего диаме ра. Перепад давления в этих межкапил лярных камерах пропорционален разнос ти эффективных вязкостей раствора.по лимера при двух различных скоростях сдвига, а в результате того, что на эффективную вязкость раствора при фиксированных скоростях сдвига концентрация и молекулярные параметры влияют по разному, то этот перепад пропорционален средневязкостному молекулярному весу полимера. Причем, области ско- это справедливо лишь в до 5006 , что ростей сдвига от 20 достигается применением в системе капилляров с диаметрами, отношение которых лежит в пределах 1,5-5,0. Предлагаемое выполнение системы капилляров обеспечивает значительное повышение точности измерения среднеeВЯЗКОСТНОГО молекулярного веса и концентрации полимеров в растворе, что создает предпосылки для применения устройства для оперативного контроля качественных показателей непосредственно в процессе полимеризации. Формула изобретения Устройство для измерения средневязкостного молекулярного веса полимера и концентрации его раствора, содержащее задатчик постоянного расхода, систему .капилляров, два дифманометрических преобразователя. Соединенные с вычислительным блоком регистрирую- тий прибор, отлич)эющееся тем,что, с целью повышения точности, оно снабжено вторым регистрирующим прибором, система капилляров выполнена в виде параллельного соединения двух ветвей последовательно соединенных при помощи межкапиллярных камер капилляров со следующим их расположением по направлению потока контролируемой среды: для одной ветви - короткий и длинный капилляры меньшего диаметра и короткий и длинный капилляры большего диаметра, для второй - длинный и короткий капилляры большего диаметра и длинный и короткий капилляры меньшего диаметра, дифманометрические преобразователи подключены к межкапиллярным камерам, соединяющим капилляры одинакового диаметра, а к межкапиллярным камерам, соединяюшим капилляры различного диаметра, подключен второй регистрирующий прибор, причем отношение диаметров клпилляров находится в пределах 1,5-5,0. Источники информации, принятые во внимание при эксгтертизе 1.Методы исследования полимеров, Под ред. Праведникова Л. Н., Иностранняя литература , 1961, с. 244. 2.Авторское свидетельство CCCF № 371479, кл. G О1 N 11/00,- 1073. 3.Сапожников И. А . Автореф, канд. дне. Исследование вязкостных свойств растворов каучукоп, ИИХС, и. Топчиева АН СССР, 1975, с. 13.

/У#-Л:/ S l./:V/

714236