Шариковый вискозиметр

Сстез Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 060678 (21) 2625398/18-25с присоединением заявки Мо -(5)М, Кл,2 001 М 11/08 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий(71) Заявитель Кемеровский технологический институт пищевой промышленности(54) ШАРИКОВЫЙ ВИСКОЭИМЕТР Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения вязкости различных жидкихсред.Известен шариковый вискозиметр для 5 жидких сред, содержащий стальной шар, помещенный в вертикальную трубу из немагнитного материала, на наружной поверхности которой установлены индукционные катушки-датчики, соле ноид со стальным сердечником, служащий для подъема шара в верхнее исходное положение, электрическую схему 11.В известном вискозиметре диаметр шара незначительно отличается от диаметра измерительной трубы, что ведет к погрешности показаний прибора эа счет тормозящего влияния стенок измерительной трубы на шар,Измерение времени падения шара в этом приборе начинается с момента трогания шара с мес-. та, а это вызовет погрешности, так как определенное время необходимо на разгон шара до достижения им постоянной скорости. 25Наиболее близким техническим решением к изобретению является шариковый вискоэиметр, содержащий стальной шар, помещенный в немагнитную трубу, два датчика, установленные на этой трубе 3 для регистрации времени прохождения шаром измерительного участка, дополнительный трубопровод для транспортирования шара из нижнего положения в исходное верхнее, схему измерения и вторичный прибор 21.Для исключения влияния стенок трубы на результаты измерения последняя имеет большой диаметр. В таких вискозиметрах при свободном падении возможны колебания шара, при которых центр его смещается с оси трубы, путь его удлиняется, а, следовательно, изменяется и время прохождения им измерительного участка. Применение трубы большого диаметра конструктивно удаляет датчики от шара и тем самым требует повышения чувствительности измерительной схемы, а это ведет к усложнению и удорожанию ее.В известной конструкции, предназначенной для непрерывного измерения вязкости, быстрая смена исследуемой жидкости в измерительной трубе затруднена иэ-за больших входовых эффектов и большого объема жидкости, находящейся в измерительной трубе.Кроме того, при измерении вязкости целого ряда жидкостей заведомо практически невозможно определить, постоянна ли скорость шара на измерительномучастке, что может существенно исказить результаты измерений.Цель изобретения - повышение точности измерений, улучшений эксплуатационных характеристик шарикового вискоэиметра, получение дополнительных сведений о исследуемой жидкости.Цель достигается тем, что в известном шариковом вискозиметре шар, выполненный из немагнитного материала, имеет внутри мощный постоянный магнити с помощью специального водила,накинутого на струну, натянутуюэксцентрично и параллельно продольной оси трубы, ориентирован так, чтополюса встроенного магнита при движении шара остаются перпендикулярными к продольной оси трубы, которую вдоль образующих в плоскостиполюсов магнита охватывает рамкамагнитопровод, набранная из электротехнической стали и имеющ.я на каждом из участков, расположенных параллельно образующей, намотанные виток к витку обмотки, соединенныепоследовательно,Этот индуктивный датчик позволяетрегистрировать не только время прохождения шаром измерительного участка, но также и отклонения скоростиего на этом участке.Для обеспечения постоянства путишара в измерительной трубе, последняя наклонена под углом 10 О к вертикали таким образом, что водило ивнутренняя образующая измерительнойтрубы направляют шар и серповидныйзазор между шаром и трубой остаетсяпостоянным, что скажется положителььна точности измерения вязкости.Кроме того, измерительная трубана входе внизу имеет переключающийклапан, а в верхней части трубопровод сброса, подключенный к магистрали с исследуемой жидкостью, Это позволяет запирать трубу, тем самымпрекращая циркуляцию жидкости во время измерения, и позволяет полностьюзаменять жидкость в измерительнойтрубе пооле каждого цикла измерений.На Фиг. 1 показан общий вид шарикового вискозиметра в разрезе; наФиг. Д - разрез вискозиметра А-А;на Фиг. 3 - осциллограммы скоростишара в трубе, наполненной различными жидкостями.Шариковый вискозиметр содержиткалиброванную трубу 1 из немагнитногЬ материала, наклоненную под углом10 ф к вертикали, внутри которой находится шар 2 из немагнитного материала с встроенным в него мощнымпостоянным магнитом 3 цилиндрическойФормы, продольная ось которого проходит через его центр тяжести. Шарс помощью специального водила 4, накинутого на стальную струну 5, натяную эксцентрично и параллельно продольной оси трубы 1, ориентирован.так, что полюса постоянного магнитапри движении шара остаются перпендикулярными к продольной оси трубы.Измерительную трубу 1 в средней,части по ее длине в плоскости движения полюсов постоянного магнита охватывает рамка-магнитопровод б, набранная из электротехнической сталии имеющая на участках, параллельныхобразующим этой трубы, обмотки, намотанные виток к витку(на чертеже условно не показаны) Для ограниченияхода шара предусмотрены упоры 7 и 8.Верхняя часть измерительной трубы1 имеет трубопровод 9 для сброса ис следованной жидкости в магнистраль10, А нижняя ее часть присоединена кпереключающему клапану, который включает в себя коромысло 11, установленное на валу исполнительного механиз О ма на чертеже не показан), имеющеена концах ролики 12 и 13, контактирующие с эластичными трубками 14 и15, присоединенными к измерительнойтрубе 1 и к магистрали 10. Для обес печения надежности запирания трубопроводов предусмотрены опорные площадки 16, к которым ролики прижимают эластичные трубки " 4 и 15 припереключении потока жидкости.устройство работает следующимобразом.Для осуществления цикла измерениявключают программное реле времени.При этом замыкаются контакты и отблока питания подается напряжениена исполнительный механизм, управляющий переключающим клапаном. Приэтом коромысло 11 занимает положение,показанное на фиг. 1, пунктирнымилиниями. При этом ролик 13 пережмет 40 трубку 15, а ролик 12 одновременноосвободит трубку 14 и жидкость поступит в измерительную трубу 1. Потоком жидкости шар 2 перемещается вверхдо упора 7 и удерживается. Излишкижидкости при этом постоянно сбрасываются в магистраль 10 через трубопровод сброса 9. После заданной выдержки времени, необходимой для полной замены жидкости в трубе 1, релевремени снова замкнет контакты исполнительного механизма переключающегоклапана и коромысло 11 займет положение, показанное на чертеже основными линиями, т.е, порция жидкостибудет заперта в измерительной трубе1, а весь поток будет направлен вмагистраль 10. При этом шар под воздействием собственного веса начнетдвижение вниз, При приближении шарак индуктивному датчику б в последнемвозникает сигнал, который затем усиливается и запускает схему измерения времени движения шара в контролируемой жидкости. Одновременно этот жесигнал подается на интегрирующий блок (например, в АВМ типа МН). Так.каквеличина сигнала в индуктивном датчике б будет пропорциональна скоростишара, то, подан этот предварительноусиленный сигнал на ординату самописца, получим запись изменения скорости движения шара по длине .измерительного участка.При дальнейшем движении шара вконце измерительного участка останавливается упором 8. Сигнал в индуктивном датчике б мгновенно исчезает исхема измерения времени отключается,зафиксировав вязкость исследуемой жидкости в абсолютных единицах на показывающем приборе, а на самопишущемпотенциометре будет зафиксированазависимость: скорость шара - длинаизмерительного участка. Цикл измерения закончен. Через заданное времяконтакты реле замыкаются вновь и циклЬудет повторен,Градуировка прибора осуществляется по жидкости с известной вязкостью.Применение в предлагаемой конструкции ьискозиметра индуктивного датчикаспециальной конструкции позволит расширить эксплуатационные характеристики прибора, а именно: кроме значениявязкости исследуемой жидкости получитьтакже характер изменения скоростидвижения шара по длине измерительного участка. на фиг. 3 для примера 30представлена осциллограмма измененияскорости шара в трубе с тиксотропнойструктурированной жидкостью - эмалевым шликером кривая 17) . Для сравнения также представлена осциллог- З 5рамма шара в трубе с глицерином (кривая 18) .Применение трубопроводного сброса позволяет практически полностьюзаменить жидкость в измерительнойтрубе после каждого цикла измерений,а наличие переключающего клапана в нижней ее части исключает циркуляцию жидкости в ней в процессе измерения. Все это положительно скажется на точности и достоверности получаемых результатов. Этому способствует также то, что в отличие от конструкции прототипа измерительный участок взят в средней части по длине трубы, где будет исключен участок разгона шара с момента трогания его с места, а также тормозящее влияние нижнего торца трубы.Применение предлагаемого вискозиметра с программным реле времени позволит использовать его для непрерывного автоматического контроля.Формула изобретенияШариковый вискозиметр для жидкихсред, содержащий шар, помещенный внаклонную трубу иэ немагнитного материала, упоры, трубопровод сброса,переключающий клапан, и электрическую измерительную схему, о т л и ч аю щ и й с я .тем, чтс, с целью повышения точности измерений, шар,выполненный иэ немагнитного материала, внутри снабжен постоянным магнитом цилиндрической форэм, продольная ось которого проходит черезцентр тяжести шара, к которому прикреплено водило, соединенное состальной струной, натянутой эксцентрично и параллельно продольной осиизмерительной трубы, вокруг которойрасположена рамка-магнитопровод.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 252722, кл. б 01 М 11/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССРВ 151103, кл. 8 01 й 11/12, 1961748189 А -ФИЗВИ 2.2,ставительхред я. Ви Вешникова Корректор И. Муск актор орват филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,Заказ 4350/9 Т ЦЧИИПИ Государс ло делам изоб 113035, Москва, Ж раж 1019венногоетении и5, Раушск Подписноемитета СССРткрытиия иаб д. 4/5