Устройство для измерения реологических характеристик вязких и вязко-пластичных материалов в потоке

СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК П ДОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) А. В. Горбатов, В; Д. Косой, Я. И. Виноградов, РХ. Байгильдин, Э. Р Галиев и М. Б. Смирнов (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 828019, кл. Я 01 М 11/10, 1979.2. Авторское свидетельство СССР Р 688868, кл. С, 01 И 11/10, 1978 (прототип).(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЯЗКИХ И ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОТОКЕ, содержащее чувствительный элемент в виде трубки, концы которой сопряжены с входными и выходными патрубками трубопровода для измеряемого материала посредством, упругих элементов с воэможностйЪосевого пе.,ЯО 1006980;ремещения и измерительную схему, о тл и ч- а ю щ е е с я тем, что, с целью повыыения точности измерения устройства и обеспечения возможности его применения в автоматиэированных ли,ниях производства материалов, оно ;дополнительно содержит трехходовой кран, блок управления, исполнитель -.:ный механизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем, внутренняи поверхность чувст- вительного элемента и .выходного пат- рубка выполнена в виде усеченного конуса, болыаее основание которого установлено. первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности яувствительного элементаи патрубков выполнены цилиндрическими, ловчем ивмеЬительннх схеме сви зана с блоком управления, к которому подключен исполнительный мехннивн с сервоприводом, а трехходовый кран, свяэанный с сервоприводом исполни- Я тельного механизма соединен с выход ным патрубком.СРИзобретение относится к исследованию материалов, в частности к измерению их реологических характеристик, и может найти применение при производстве вязких и вязко-пластичных пищевых продуктов.Известен вискозиметр непрерывногодействия, состоящий из проточной ка-,меры, поплавка в виде тонкостеннойконцентрично расположенной в проточной камере, трубки, системы подачи . 10жидкости и измерителя положения поплавка 11.Однако данное устройство неприменимо для контроля производства пищевыхпродуктов, так как его установка требует разветвления трубопровода.Известно устройство для непрерывного определения реологических характеристик вязких и вязко-пластичных материалов при их течении в тру- обах.Это устройство содержит чувствительный элемент, концы которого сопря-.жены с патрубками, между которыми онзакреплен посредством упругих элементов с воэможностью осевого перемещения, при этом поверхности сопряженияпатрубков и чувствительного элементавыполнены конусными и снабжены кольцевыми проточками. Патрубок, распо-ложенный первым в направлении потока, овыполнен с наружной конусной поверхностью, а второй - с внутренней конусной поверхностью. Устройство такжесодержит измерительную систему в .викс)де электромеханического преобразователя и регистратора. Упругие элементы устройства выполнены в виде пружин С 2 .Известное устройство не обеспечива -ет достаточной точности. измерений и не 4 Оприменимо в автоматизированных линияхпроизводства. Первое обусловлено тем,что при течении измеряемого материала в случае конуСного сопряженияповерхностей патрубков и чувствитель ного элемента не исключена возможность попадания его в лабиринтноеуплотнение. Выэвано это тем, что врезультате осевого смещения, котороеимеет место при работе устройства,изменяется зазор между сопрягаемымиповерхностями, В свою очередь, конусное сопряжение ограничивает перемещение .чувствительного элемента.Точность измерения снижается также за счет налипания жировой массына внутреннюю поверхность чувствительного элемента и патрубков. Явление налипания жира наблюдается притечении ряда пищевых продуктов,например мясного фарша. Причем толщиОна жирового слоя в процессе теченияпостоянно увеличивается в результатезначительной адгезии частиц жира между собой. При этом происходит смешение исследуемых продуктов по слою жи%ра, а не по поверхности чувствителного элемента, что приводит к сушественным отклонениям величин структурно-механических характеристик отдействительных значений,Целью изобретения является повышение точности измерения устройстваи обеспечение воэможности его приме-,нения в автоматизированных линияхпроизводства пищевых продуктов.Указанная цель достигается тем,что в устройство для определения ре,ологических характеристик вязких ивязко-пластичных материалов в потоке,содержащее чувствительный элемент ввиде трубки, концы которой сопряжены с входными и выходными патрубками трубопровода для измеряемого материала посредством упругих элементов с воэможностью осевого перемещения, и измерительную схему, дополнительно содержит трехходовыйкран, блок управления, исполнительныймеханизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем, внутренняя поверхность чувствительного элемента и выходного патрубка выполнена в виде усеченногоконуса, большее основание которогоустановлено первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности чувствительного элемента и патрубков выполнены цилиндрическими,причем измерительная схема связанас блоком управления, к которому подключен исполнительный механизм ссервоприводом, а трехходовый кран,связанный с сервоприводом исполнительного механизма, соединен с выходным патрубком.На чертеже показано устройство.Оно содержит чувствительный элемент 1 с конической внутренней поверностью, расположенной между входным 2 и выходным 3 патрубками. Внутренняя поверхность выходного патрубка 3 имеет форму усеченного конуса.Сопрягаемые поверхности чувствительного элемента 1 и патрубков 2 и 3выполнены цилиндрическими и снабжены проточками 4. Перемешение чувСтвительного элемента 1 воспринимаетсяпружиной 5. Йа наружной поверхностипатрубков 2, 3 и чувствительного элемента 1 установлен нагреватель б,температура нагрева которого регулируется терморегулятором 7.Для обеспечения необходимой температуры навходе в устройство предусмотрен нагрев транспортного трубопровода,что резко снижает давление при транспортировке, например, мясопродуктов,На чувствительном элементе 1 эакреплен индуктивный преобразователь8 измерительной системы, включенныйв мост 9 переменного тока, которыйсоединен с фазочувствительным детектором 10. К выходу фазочувствительного детектора 10 подключен регулирующий прибор 11, блок 12 управления и исполнительный механизм с сервоприводом 13, обеспечивающий переключение трехходового крана 14. Питание измерительной схемы осуществляется 5 от блока 15 питания,Устройство работает следующим образом.Чувствительный элемент 1 с йомощью входного 2 и выходного 3 патруб ков присоединяют к трубопроводу. При прохождении транспортируемого пищевого продукта через устройство чувствительный элемент 1, преодолевая усилие пружины 5, перемещается в продоль я ном направлении. Для обеспечения сдви .га массы по массе, внутренняя поверх-. ность выполнена шероховатойТакое изготовление внутренней поверхности чувствительного элемента в сочетании с его конической формой и конической формой выходного патрубка повышает точность измерения устройства, Для уменьшения влияния на точность иэмере ния жировой массы, налипаощей на внут реннюю поверхность устройства, вклю.чают нагреватель б, температуру на-. грева регулируют и поддерживают постоянной:на уровне начальной стадии плавления жира, терморегулятором 7, настроенным на начальную стадию плавления жира.При изменении реологических харак.теристик материала, проходящего че:рез устройство, происходит изменение величины отклонения чувствительного З 5 элемента 1 и, соответственно, изменение индуктивности индуктивного преобразователя 8. Вследствие этого возникает разбаланс моста 9 переменного гока, сигнал с которого через фазоувствительный детектор 10 поступает на регулирующий прибор 11 и блок 12 управления. КОманда с блока 12 управ- ления передается на сервопривод исполнительного механизма 13, который связан с трехходовым краном 14.В случае отклонения реологических характеристик от зталойных показателей происходит переключение трехходового крана 14 и продукт подается на переработку. Таким образом, выполнение внутренней поверхности чувствительного элемента и выходного патрубка в виде усеченного конуса, а сопрягаемых поверхностей патрубков и чувствительного элемента - цилиндрической форвы, которая обеспечивает постоянство зазора между ними, а также применение с-;1 обогрева чувствительного элемента повышают,точность измерения реологическийхарактеристик. Повышение же точности измерения данных характеристик, которые являются входными параметрами для введенной в данное устройство системы регулирования, состоящей из блока управления, исполнительного механизма с сервоприводом и трехходовым краном, дает воэможность вводить устройство в автоматизированные линии производства, например пищевых продуктов с заранее заданными свойствами, и осуществлять непрерывный контроль эа качеством обрабатываемого продукта.