Устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей Советский патент 1980 года по МПК G01N11/08 

1

Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано в тех видах научного и технического эксперимента, где требуется определение точных значений вязкости технологических жидкостей, например, в нефтеперерабатывающей, лакокрасочной, химической промышленностях.

Известен целый ряд отечественных и зарубежных физико-химических анализаторов. Например, поплавковый плотномер непрерывного действия для жидкостей, состоящий из корпуса, внутри которого расположен поплавок, погружного типа с цепочкой и устройства дистанционной передачи 1.

Известен также плотномер, аналогичный по принципу действия и по конструкции с первым, но отличающийся тем, что чувствительный элемент вьшолнен в виде двух поплавков, один из которых помещен внутри другого нового поплавка 2.

Известные устройства обладают следующими недостатками: невысокая точность измерений, инерционность.

Известно также устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей, содержащее расходомер-ротаметр с тарельчатым

ротором, соединенный через теплообменник с технологическим трубопроводом, фотоэлектрическую систему измерений 3.

В известном устройстве жидкость, плотность которой измеряется, до чувствительного элемента измерителя пропускается через нагреватель. Чувствительный элемент выполнен в виде расходомера-ротаметра с тарельчатым ротором. Постоянство расхода жидкости обеспечивается установкой напорного сосуда с переливной трубкой. Положение верхней кромки тарельчатого ротора чувствительного элемента контролируют с помощью светового луча от лампочки накаливания, падающего на фотосопротивленне в мотиент, когда тарельчатый ротор не перекрывает луч. При некоторой определенной плотности тарельчатый ротор чувствительного элемента займет исходное положение, перекрывая луч света. При этом срабатывает реле, включается подогреватель жидкости, плотность жидкости уменьшается, тарельчатый ротор смещается вниз и подогреватель выключается. Жидкость о.хлаждается и ротор вновь занимает исходное положение. Далее цикл нагрева и охлаждения повторяется. Измерение достигается компенсацией йбгрёшности ротаметра от изменения ТОбтШЛй;Yiefpeimoct)ет и пературы. Таким образом, мерой пл ности ,- протекающей через чувствительный эйеШнт,я Жётсй feMiiepatypa пбследней, которая измеряется при помощи лагометра. Устрейство обладает следующими недостатками, ё измерителе поплавок с твердым матёрйалбй установлен соосно в Вертикаль Tf6 p a ctl5jt6SKeHHOM измерительном сосуде. Испытуемая жидкость непрерывно подается снизу и течение ее ламинарное. В этом приборе Мйоплавок с твердым материалом дейСТ1з7й)Т СйМы: Вь1талкивающие снизу (сила, обусловлё нная перепадом давления до и поСле поплавка; сила, обусловленная из. мёнёниём плотности; сила, обуслОвМнная йз Wflf HHeM MMdCTH ЖИДКОСТИ, компенсирую щаяся силой тяжести действующей сверху). То ecrt,, itpH нагнетании исследуемой жидкости с постоянной скоростью положение йогглавкй зависит от плотности и от вязкости исследуемой жидкости. Кроме ТОГО, йзме йенйе те лпературы жидкости значительно влияет на ее плотность B5i3k6cfb7To c fc, прибор ййеетневысокую f64fttrcfi&TйШёрения. Так как исследуем ая жидкость подается в чувствительный элёмёйт чёрёй Напорный сосуд с переливной рубкой, прибор от ТГиЧается и инерционностью Кроме тбШ,ёГо йельзя применять для измерения плотности и вязкости в системах под давлением. Цель предлагаемого изобретения - повьь шениё to4HOCTH измерений и снижение инерционности. Для этого устройство для измерения, плот йt)Cfй И вязкости жидкостей, снабженное фотдэлек рическим измерительным устрой .cTBCiM и теплообмёнником, дополнительно снабжено вторым тенлообменникб1й вторым рНб-Дбтиером-рбтамётролГс рот6 рШ Яуго образной фбрмы, параллельно dS kffeftHbSми с первыми. Кроме того, для отбора пробь1 1& технолбгическом трубопроводе устанойлено сужающее устройство. - На Чёртгёже представлена схема устрой СТВа для Измерения плотности и вязкости жидкостей.- - . -. jOHo сбдёржит сужающее устройство 1, koTopide размещается в технологическом трубопроводе 2 и служит для отбора 1 с пьгтуемой жидкости. В прибор также входят теплообменники 3 и З , нагреватели 4 и 4. Воспринимающий блок с6дёржйт даа Датчика-ротаметра 5, 5 с чуЁ с Ят€льными элёментами б, 6. Фотосопротивления 7, 7 лампы 8, 8 накаливания и реле 9, 9 гГрёдставляет собой фотоэл ектрические изме рители устройства. ЙзМёрительньГСблбк содержит термометры 10, 10 Шп бтШЛёНйя, включенйыё встречай автоматическому мосту И. Устройство работает следующим образом..

717624 Испытуемая жидкость отбирается при пбмбщй сужающего устройства 1 их технологического трубопровода 2 и подается одновременно в теплообменники 3 и 3, температура в KOTdjjfix регулируется нагревателями 4 и 4. ДалёёЖИДКОСТЬПоступает в ротаметры 5 и 5. Ротаметр 5 представляет собой датчик плотности и расхода. Изменение вязкости исследуемой жидкости практически не Сказывается на положении чувствительного элемента 6, так как он выполней в виде тарельчатого ротора. Ротаметр 5 чуВСтййтелён к изменению расхода, плотности и вязкости, так как чувствительный элемент 6 Выполнен в виде конусообрШного поплавка. Положение чувствительного элемента фиксируется фотоэлектрическими устройствами. Ток, вырабатываемый фотосопротивлениями 7 и 7, пропорционален световому потоку от ламп 8 и 8 накаливания при пересечении верхней кромки чувствительных элементов 6 и 64 ПрипрбТёканйИ жидкости через датчики 5 и 5 в начальный момент времени при некоторой определенной плотности и вязкости Чувствительные элементы 6 и 6 перемещаются вверх и перекрывают фотосопротивления 7 и 7. Поляризованное реле 9 и 9 подключают нагреватели 4 и 4 к источнику питания. Далее исследу емая жидкость нагрёШеТся и чувствительные элементы 6 и 6 из-за уменьшёнйя плотности и вязкости перемещаются Шйз,Открывая путь световому потоку, и нагреватели 4 и ,4 выключаются. При этом kидкocть охлаждается, плотность и вязкоСть ее увеличиваются и чувствительные элементы 6 и 6 перемещаются вверх. Таким образом, цикл нагрева и охлаждения йбвторйетё Однако,включение и выключение нагревателей 4 и 4 происходит не при оЙйнаковых 1т| й1)аТ1да Гйзс пЛоШоСТйНа определённое гТрИраТцеШе температуры значи- ; тельно меньще, уменьщение вязкости §то же приращение температуры. Температура, до которой осуществляется нагрев и охлаждение испытуемой жидкости в теплообменниках 5 и 5, измеряется при помощи термосопротивлений 10 и 10. РазнЬСть температур; Измереннах термосопротивлениями 10 и 10 регистрируется автоМатйческйм мостом 11, ШкаЗатния которого и является мерой й 3110йти. Благодаря дифс)ёрёЙ11иаЛьному методу измерений, йрименяемот у в предлагаемом устройстве; и геометрической форме чувствиТельных элементов исключается влияниё динамического от с}1бнения расхода от НОМЙНаЛЬЙбгО. : Устройство с достаточной точностью моЖеТ йсполБзОватБСя Как плотномер и вискозиметр, г1рйЧёмГ точйость при измерении Вязкости вйше, измерении плотности. ТехникЬ-экономический эффект заключается в увеличении точности измерений и снижении инерционности. Формула изобретения 1. Устройство для измерения плотности и вязкости жидкостей, содержащее расходомер-ротаметр с тарельчатым ротором, соединенный через теплообменник с технологическим трубопроводом, фотоэлектрическую систему измерения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений, оно дополнительно снабжено вторым теплообменником и вторым расходомером-ротаметром с ротором конусообразной формы, параллельно соединенными с первыми. .,,. ;- 0.. 0 -. ; чт те Пр № № № 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, , с целью снижения инерционности, в нологическом трубопроводе для отбора бы установлено сужающее устройство. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 160025, KJI. G 01 N 9/18, 1962. 2.Авторское свидетельство СССР 180396, кл. G 01 N 9/18, 1964. 3.Авторское свидетельство СССР 139144, кл. G 01 N 9/36, I960. ::- :r:-- criJ