Ротационный вискозиметр

О П И С А Н И Е п 1873634ИЗОВРЕТЕЙ ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Свез СоветсиннСфцналнстнчесинкРеспубликОпубликовано 15,10. 81, Бюллетень М 38Дата опубликования описания 18, 10.81 аа делан нзабретеннй н открытий(54)РОТАЦИО 11 НЫЙ ВИСКОЗИЮТР Вискозиметр для определения вязкости жидкостей предназначен преимущественно для использования в нефтеперерабатывающей и нефтехимическойпромышленности и может найти применение в производстве синтетическогокаучука как датчик измерения вязкоСтиили концентрации полимерных растворов,Известны ротационные внскозиметрыдля измерения вязкости жидкостей, содержащие чувствительный элементе по 10гружаемый в измеряемую жидкость, двигатель для вращения чувствительногоэлемента, показывающий прибор,В этих вискозиметрах используются15чувствительные элементы различныхконфигураций (цилиндр, диск и т.п.)3,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсявискозиметр, содержащий двигатель,вращающийся чувствительный элемент(цилиндр, диск), укрепленный на валудвигателя и погружаемый в исследуемуюжидкость, прибор для измерения чисда оборотов диска, отградуированный в единицах концентрации полимера 21,.Недостатки этих вискозиметровнизкая точность при измерении малых концентраций полимера, вследствие вращения жидкости вместе с вращающимся диском, снижающего тормозящий момент, по которому судят о вязкости. Вращение жидкости вместе с вращающимся диском приводит также к подъему жидкости относительно неподвижного цилиндра, зависящему от скорости вращения диска, Изменение величины контакта жидкости с; поверхностью наружного цилиндра приводит к изменению величины тормозящего момента, а следовательно, и скорости вращения диска, по которой судят о вязкости, Кроме того, эти вискозиметры имеют точную чувствительность и большую погрешность измерения малоустойчивых систем при больших скоростях враще-. ния, поскольку при этом происходит быстрое разделение исследуемой систе873034 мы на Фазы под действием центробежныхи гравитационных сил. Вследствие этого на боковых стенках и дне наружного цилиндра образуется осадок нерастворенных частиц .полимера, что приводит к получению недостоверных результатов,Цель изобретения - увеличение точности в широком диапазоне измеренийс помощью вискозиметрического датчика в промьппленных условиях при упрощенной его конструкции, обеспечивающей экспрессность измерений.Указанная цель достигается тем,чтовращающийся диск снабжается цилиндрической неподвижной камерой с центральными отверстиями сверху и снизуи двумя дугообразными лопастями пообе стороны диска,На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 - то же, видсверху; на фиг. 3 - то же, вид сбоку,Вискозиметр состоит из закрепленного на валу двигателя диска 1, который вращается внутри неподвижно прикрепленной к корпусу двигателя камеры 2 с центральными отверстиямисверху и снизу. К внутренней сторонекамеры припаяны дугообразные лопасти3, вогнутая сторона которых обращена навстречу направлению вращения диска,При проведении эксперимента камеру с вращающимся в ней диском опускают в исследуемую жидкость. Жидкость увле 35 кается диском 1, а затем лопастями 3 поворачивается в обратную сторону. Таким образом, осуществляется интенсивный обмен между смежными слоями40 жидкости, за счет чего устраняется быстрое разделение исследуемой системы на фазы, имеющее место в отсутствие лопастей. Кроме того, за счет наличия лопастей увеличивается поверхность контакта жидкости с неподвижной 45 камерой, а это, как известно, увеличивает тормозящее действие камеры на жидкость, а, следовательно, и на диск, Таким образом, появляется возможность измерения концентрации полимера в 50 маловязких средах. Устраняется также возникновение вороночного эффекта, так как это состояние жидкости можно считать неподвижным по отношению к вращению диска. Вследствие этого по казание прибора не зависит ни от глубины, ни от угла, ни от места погружения диска в исследуемую,жидкость,аЭтим достигается возможность использования вискозиметрического датчика как в лабораторных, так и впромышленных условиях для точного измерения вязкости жидкостей в широкомдиапазоне измерений,Предлагаемый вискозиметр используется для определения концентрацииполимера в гексане, применяемом в качестве растворителя при промывкеполимеризаторов производства бутилкаучука. По результатам анализа(содержанию полимера в растворителе) судято степени очистки полимеризаторов.Поэтому показывающий прибор отградуирован в единицах концентрации(вес,7)полимера в гексане путем измерениявязкости растворов с известной концентрацией полимера,П р и м е р 1. Градуировка показывающего прибора вискозиметра,В стакан с гексаном вязкостью0,32 спз при 20 С) опускают камеру совращающимся чувствительным диском.Число оборотов вращающегося диска засчет сопротивления жидкости уменьшается, а во время равенства силы торможения жидкости и момента силы на валудвигателя оно становится постоянным,Отмечают положение стрелки показывающего прибора на шкале, соответствующее концентрации полимера, равной О.Извлекают камеру из стакана с гексаном и погружают ее последовательно встаканы со стандартными растворами ссодержанием полимера в гексане, вес,Х:0,2-1;1 - 4; 4-О, каждый раз отмечаяна шкале положение стрелки, соответствующее числу оборотов диска вжидкости, обратно пропорциональномуконцентрации полимера в гексане. Перед опусканием камеры в очереднойраствор, ее ополаскивают гексаном,Калибровку вискозиметра в указанныхпределах проводят с соответствующимпереключением диапазонов измерения. П р и м е р 2. Проведение сравнительыих анализов.Анализируют гексан с концентрациейполимера 0,5 вес,Е, найденной каксредняя величина многократных весовыхопределений полимера в гексане послепромывки полимеризаторов. Определение проводят с использованием предлагаемого вискозиметра, откалиброванного по стандартным растворам полимера,выделенного из проб гексана от промывки полимеризаторов,Формула изобретения 5 8730Определено содержание полимера в гексане вискоэиметрически и составило 0,5 вес.7.П р и м е р 3, Осуществляется контроль процесса ополаскивания полимеризатора подготовка аппарата к процессу полимеризации)В процессе получения бутилкаучука на внутреннюю поверхность полимеризатора и трубопроводов налипает низко 10 молекулярный полимер, что приводит к значительному ухудшению теплообмена (средний рабочий цикл полимеризаторов составляет 10-15 ч). Полимеризаторы периодически останавливают и промывают от налипшего полимера циркуляцией подогретого растворителя в течение 3-6 ч, Длительность промывки зависит от количества налипшего полимера, определяемого по содержанию полимера в циркулирующем растворителе. Подготовка к процессу полимеризацин зависит и от своевременности контроля промывки, в свою очередь, зависящей от продолжительности и чувствительности д способа определения концентрации полимера в растворителе.Предлагаемый вискозиметр применяется для определения концентрации полимера в промывном растворителе.После циркуляции гексана в течение 2-х ч определена концентрация полимера весовым способом 0,9 и 0,6 вес.7 . и на вискозиметре 0,4 и 0,45 вес.7. в пробе, Продолжительность анализов35 составила 2 ч и 2 мин, соответственно,Полимеризатор считают готовым к работе, если концентрация полимера в промывном .гексане не более 0,5 вес.7, По результату весового анализа, приводимого с параллельными определениями, полимеризатор готов к работе лишь через 4 ч с начала проведения анализа, Результат анализа с использованием известного вискозиметра.сос 34 бтавил бы величину порядка 1-1,5 вес,Х из-за малой чувствительности вискоэиметра. Результат анализа с использованием предлагаемого вискозиметра 0,425 вес.7 в среднем, выданный через 2 мин говорит о готовности аппарата к процессу полимеризации.Высокая, чувствительность ,1 вес,7 при норме остаточного полимера 0,5 вес.71 воспроизводимость,быстрота анализа, достигаемые применением предлагаемого вискоэиметра, позволяют в 3 раза сократить время и улучшить качествО подготовки аппаратов к работе, увеличивать производитель ность аппаратов,Ротационный вискоэиметр для определения вязкости жидкостей н концентрации полимера в растворах, содержащий двигатель, вращающийся диск, прибор для измерения числа оборотов диска, отградуированный в единицах вязкости или концентрации полимера, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью увеличения точности в широкомдиапазоне измерений, вращающийсядиск снабжен неподвижной цилиндрической камерой, имеющей центральные отверстия на нижнем и верхнем основаниии два ряда вертикальных дугообразных лопастей, расположенных над ипод дискомИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ваня Я. Анализаторы . газови жидкостей М.,энергия" ,1970, с.105117,2. Ваня Я. ,Анализаторы газов ижидкостей М.,"Энергия 1970, с.115прототип 1.