Устройство для измерения реологических характеристик жидких сред

Сафэ Советских Сециалистичесни РеслубликОП ИС АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОИ:КОМУ СВИДВТИЗЬСУВЮ(22) Заявлено 090180 (21) 2895093/18-25 (51) М. КЛ. с присоединением заявки Иф -(23)Приоритет а 01 и 11/16 Гесударстаенамй еиатет СССР ее ямам мзобретеняя и еткрюей.Алтухов,И.М.Водянов,В.А.Гречиш аталов Опы при о-конструктор ростроения нр ое Во вите) УСТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЖИДКИХ СРЕД Изобретение относится к устройствам для измерения реологических характеристик жидких сред и может бытьприменено в химической, нефтехимической, машиностроительной и другихотраслях промышленности для контролятехнологических процессов жидкихсред, а также для лабораторных исследований,Известны капиллярные вискозиметрыдля измерения реологических характеристик (вязкости установившегосятечения) жидких сред. Вязкость измеряемой среды пропорциональна перепаду давления на капилляре (1),Недостатками известных устройствявляются невозможность одновременногоопределения реологических характеристик неустановившегося течения(динамической вязкости, динамического модуля, тангенса угла механических потерь, логарифмического декремента) и низкая надежность, связанная с эалипанием капилляра.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для измерения реологических характеристик (вязкости установившегося течения) жидких сред,содержащее задатчик постоянного расСюро специального физическогонежском политехническом институт хода, систему капилляров и регистрирующий прибор. Для повыаения точности измерений капилляры выполненыс различными внутренними диаметрамив пределах соотношения 1,3 - 1,5 (2).Недостатком известного устройстваявляется также невозможность определения реологических характеристикнеустановившегося течения (динамической вязкости, динамического модуля, тангенса угла механических потерь, логарифмического декрементаи т,д.); а.также низкая надежностьработы, связанная с эалипанием капил 5 ляров в средах, склонных к коагуляции и налипаниям.Цель изобретения - увеличениеколичества одновременно контролируемых параметров и повышение надежностиработы.,Указанная цель достигается тем,что в устройстве для измерения реологических характеристик жидких сред,содержащем последовательно установленные эадатчик постоянного расходаи капилляр, капилляр выполнен из упругого материала и к нему прикрепленинерционный элемент в виде диска,снабженный возбуждающим и регистриЗО рующим преобразователями.55 При этом возбуждающий преобразователь выполнен в виде двух электромагнитов, а регистрирующий преобразователь включает источник света,шторку, прикрепленную к инерционномуэлементу, Фотоприемник и блок обработки информации,На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого устройстна.Устройство содержит задатчик 1постоянного расхода, промышленнойтрубопровод 2, капилляр 3, выполненный из упругого материала, соединяющий входную и выходную части промышленного трубопровода 2 в точкахА и Б, регистрирующий прибор (манометр) 4, инерционный элемент (диск) 155, жестко прикрепленный к капилляру3, возбуждающий преобразователь,включающий электромагниты б и 7, регистрирующий преобразователь, состоящий из источника 8 света, оптической Щшторки 9, прекрепленной к инерционному элементу 5, и Фотоприемника10, блок 11 обработки информации.Устройство работает следующимобразом.Задатчик 1 постоянного расходапрокачивает через промышленный трубопровод 2 и капилляр 3 измеряемуюсреду таким образом, что в системетрубопровод - капилляр устанавливается ламинарный поток жидкости, давление которой измеряется регистрирующим прибором 4. При условии постоянного расхода величина этого давленияпропорциональна вязкости установившегося течения измеряемой среды. З 5Одновременно инерционному элементу 5 сообщается дополнительный крутящий момент при помощи возбуждающего преобразователя, содержащегоэлектромагниты б и 7. После снятия 40дополнительного крутящего моментасистема капилляр 3 (упругий элемент) -инерционный элемент 5 совершаетсвободные крутильные колебания, которые при помощи регистрирующего 4преобразователя, включающего источник 8 света, оптическую шторку 9и фотоприемник 10, преобразуютсяв электрические колебания (экспоненциально затухающий сигнал), поступающие на блок 11 обработки информации,При помощи блока обработки информации произнодится измерение параметров колебаний (логарифмическогодекремента и периода), по которымрассчитывают реологические характеристики неустановившегося течения.Расчет указанных характеристик,например, полимерных материалов,производится по известным формулам. щДинамический модуль равен-(аф" 1" )(д- )где Й - частота колебательной системы с заполненным капилляром; 65 Г - частота системы с пустымкапилляромЬ, г - длина и радиус капилляра;1 - момент инерции колебательной системы.Тангенс угла механических потерь равен .О=( -Р - "/-1 й)1 ( где д - логарифмический декремент1,2колебательной системы сзаполненным капилляром;А- логарифмический декрементколебательной системы спустым капилляром, а динамическая нязкостьгде- вязкость установившегося течения (показания регистрирующего прибора 4);6 - угловая частота.В зависимости от информативностипараметра устройство может быть проградуировано по любой реологическойхарактеристике.Увеличение числа одновременноконтролируемых параметров позволяетрешить многие достаточно сложныетехнические задачи, например контролировать величину среднего молекулярного веса полимеров в процессеих производстна, определять спектрвремен релаксации и т.д,Предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет простымисредствами увеличить число контролируемых параметров, что значительноповышает качество измерений и расширяет область применения устройства.Кроме того, работа капилляран режиме деформирования значительноуменьшает его залипание в средах,склонных к коагуляции и налипаниям,которое препятствует внедрениюкапиллярных вискозиметров н промышленных условиях.Формула изобретения1. Устройство для измерения реоло гических характеристик жидких сред,содержащее последовательно установленные задатчик постоянного расходаи капилляр, о т л и ч а ю щ е.е с ятем, что, с целью увеличения количества одновременно контролируемыхпараметров и повышения надежностиработы, капилляр выполнен из упругогоматериала и к нему прикреплен инерционный элемент в виде диска, снабженный возбуждающим и регистрирующимпреобразователями,2. Устройство по п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что возбуждающий преобразователь выполнен н видедвух электромагнитон, а регистрирующийЗаказ 8308/57 Тираж 910И Государственногоделам изобретенийМосква, Ж, Рауш Подписнкомитета СССРоткрытийкая наб д, 4/5 ВНИ 113035,филиал ППП фПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 преобразователь включает источник света, шторку, прикрепленную к инерционному элементу, фотоприемник и блок обработки информации.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Грешкин В.А, Состояние и тенденции развития колебательных методов и средств для определения реологических характеристик полимеров в процессе их производства и исследования физических свойств. Обзорная информация. СерфСистемы и средства автоматизации химических производств М., НИИТЗХИМ, 1976, с. 37-38.2, Авторское свидетельство СССР Р 642625, кл. С 01 И 11/08, 1978 (прототип).