Вискозиметр

,ЯО 1) 4 С О 1 И 11/1 О ИЗОБР ИДЕТЕЛЬСТ ПИСАН ЕНИ ователь- кважин СР198 4) ВИСКОЗИМЕТР е оти м(57) Изобрететельной техник ится к измерит быть испольГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ К АВТОРСКОМУ С 8(71) Всесоюзный научно-исский институт по креплениюи буровым растворам(56) Патент ФРГ У 2946453кл, С 01 И 11/12, 1981.Авторское свидетельствВ 1179152, кл. С 01 Н 11/ зовано для измерения вязкостныхсвойств непрозрачных жидкостей, например буровых растворов. Цель изобретения - ускорение процесса анализапутем автоматизации процесса измерения вязкости жидкости в потоке. Конструкция вискозиметра позволяет измерять. динамическую вязкость исследуемой жидкости непосредственно впроизводственных условиях на потокеза счет применения автоматическоговозврата рабочего тела в исходное положение и применения проточного датчика вискозиметра, а также конструктивного соверщенствования рабочеготела и применения в нем утяжеляющейжидкости, 1 з.п.ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к измерительной технике и может быть использавано для измерения влзкостныхсвойств непрозрачных жидкостей например буровых растворов.Целью изобретения является ускорение процесса ачалиэа путем автоматизации процесса иэмеренил вязкостижидкости в потоке, 1 ОНаЪиг.1 представлена принципиальнал технологическая схема вискоэиметра на фиг.2 - рабочее тела вискозиметра, на фиг,3 - разрез А-Ана Фиг,2",на Фиг,4 - временная диаграмма работы 1.вискозиметра; на фиг.5 в . схема логи-:ческого блока вискозиметра на базерелейных элементов.Датчик 1 вискозиметра состоит изцилиндрическои емкости 2 и цилиндри-ческого стержня 3 коаксиально расположеннога в емкости 2. В емкости 2через запорный отсекающий клапан 4поступает исследуемая жидкость 5 изтехнологического трубопровода 6 вы- у;ходящяя из емкости 2 через клапан 7,Для создания перепада давления АР втрубопроводе 6 установлен дроссель 8.Стержень 3 полностью заполнен Ферромагнитной жидкостью ФКД 9, в которую помещена капля ртути 10, Настержне 3 расположено свободно перемещающееся рабочее тело 11 в Аормешара с осевым каналом. Емкость 2 собеих сторон закрыта днищами 12 ,астержень 3 с обоих концов выполнен 3"цельным сплошньм) 13 на высоту ;авНую половине высоты рабочего телаВ стержне 3 расположено четыре контактных группы: две крайние контактные гОуппы К и К расположены на Ос "новании дельных участков 13 стержня3, две группы контактные группы Ки К расположены в стержне 3 одна от3другой на рЯстоянии Н ч фй менее десяти длин рабочего тела 11 ат К н . 45К соответственна. Рабочее тело 11 имеет два яруса постоянных магнитов 14 и15, расположенных в про"ивопалажю.Б.концах рабочего тела 11, Между маг-нитами помещен магнитоизолирующий -0материал 16, который кх фиксирует вопределенном положении ынутри расачега тела 11. Часть полости рабочеготела 11 заполнена утяжеляющей жидкостью 17, которая служит для смещения дцентра тяжести рабочего тела 11 книзу,Датчик,1 висказиметра установлення врящякцихся Опарах 18 у размещенных по центру емкости 2. Одна из опор 18 механически связана с осью редуктора 19, приводимого во вращение реверсивным двигателем 20. Датчик 1 можетовращаться на 180 от верхнего упора" микровыключателя МКВ 21 до нижнего упора-микровыключателя МКВ 22 и наоборот. упоры-микровыключатели 21 и 22 ограничивают вращение датчика и Фиксируют его в вертикальном положении оВискозиметр включает в себя логический блок 23, таймер 24 и вторичный прибор 25, Датчик 1 вискозиметра связан гибкими шлангами 26 с нагнетающимии сбрасывающим патрубками и гибкими проводниками 27 с логическим блоком 23. Гибкие шланги 26 и проводники 27 позволяют датчику поворачиоватьсл на. 180 без нарушения гидравлической и электрической связи. Полость рабочеготела 11 разделена плоскостями 28 на гидроизолированные друг от друга кессоны, которые запал" иены утлжеляющей жидкостью 17 до одинакового уравчя.Виксозиметр работает следующим об" разом.Датчик 1 вискозиметра находится в вертикальном положении до момента включения электропитания. При этом одна из крайних контактных групп К или К, находится в замкнутом состоянии каплей ртути 10, Если в момент включения электропитания вискозиметра контактные группы, например, расположены сверху вниз в следующем порядке.: К 4, К, Кт, К то замкнутой будет контактная группа К, и микро- выключатели 21 и 22 находятся в следующем положении - гервый нормально замкнут, а второй - разомкнут, реле Р, Рвключены, а также подключена и реле Р , которое сработает через время задержки С, В этот момент кла пана 4 и 7 открыты идет смена исследуемой жидкости в емкости 2). Через время 1 включается реле Р, при этом клапана 4 и 7 закрываются, включается реверсивный двигатель 20 прямой ход) . Двигатель 20 останавнтся, когда датчик 1, совершив поворот на 180 , вы" ключит МКВ 2 1. При этом МКВ 22 включится однако двьгатель не Ьудет эапитан, так как для обратного хода необходимо срабатывание реле РПосле переворота датчика 1 рабочее тело 11 начинает перемещаться и, Достигнув контакта К, включает реле Р при55264 35 3 142этом Р , Р и Р, выключаются и включается таймер 24. Таймер 24 вьплючается при замыкании контакта К и срабатывании реле Р ( нормально замкнутые контакты Р схемы питаниятаймера размьпсаются),При замыкании контактов Х срабатывает реле Р, запитываются релеР ч и Р с задержкой срабатывания повремени с открываются клапана 4 и7, идет смена исследуемой жидкости в.емкости 2. Кроме того, при замыканииконтактов К происходит Функциональное переключение контактов К и Кэ:К- становится конечной, останавливающей таймер 23, контактной группой,а К - начальной, пусковой контактной группой для таймера 24 (при замыкании К Функции Ки К восстанав 1 3ливаются) .Через времявключается реле Рклапана 4 и 7 закрываются, включается реверсивный электродвигатель 20(обратный ход), который останавливается, когда датчик 1 после поворотана 180 выключит МКВ 22 и включитМКВ 21, Рабочее тело 11, перемещаясьвдоль стержня 3, замыкает контакт Кэвыключив реле Р, Р Рн а таймер24 запускается, Таймер 24 останавливается при замыкании контактов К ивключении реле Р (нормально замкнутые контакты Р размьпсаются). В дальнейшем описание работы вискозиметраповторяется,10 15 20 25 30 на вторичном приборе 25 со встроеннымрешающим устройством рассчитывается изаписывается значение динамическойвязкости,Исследуемая жидкость 5 поступаетв емкость 2.благодаря перепаду давления ЪР, создаваемому дросселем 8 втехнологическом трубопроводе 6.При перевороте датчика 1 утяжелявщая жидкость 17 перетекает в полостирабочего тела 11 из одного крайнегоположения в другое, тем самым смещаяего центр тяжести книзу, А чтобыуровень утяжеляющей жидкости 17 на"перекашивался" при перевороте датчика 1 и рабочее тело 11 быстро бы центрировалось при движении вдоль стержня 3 для этого полость рабочего тела11 разделена на гидроизолированныеодин от другого кессоны плоскостями 28Постоянные магниты 14 и 15 расположены вокруг сквозного канала в про"тивоположных концах рабочего тела 11,причем расстояние между ними должнобыть не менее трех диаметров отверстия в рабочем теле 11, Это позволяет образовывать как бы две независимые зоны уплотнения ФМЖ 9, между которыми находится эффективная зона с зажатой в ней коммутирующей каплей рту"ти 10,Между постоянными магнитами 14 и .15, а также между ними и стенкой полости рабочего тела 11 расположен магнитоизоляционный материал 16, об ФМК 9 в стержне 3 под действием нижнего постоянного магнита 14 (относительно положения рабочего тела 11 при движении его вниз от контактной группы К, и К) своим магнитным полем создает уплотненную зону ФМЖ 9, удерживая каплю ртути 10, Капля ртути 10 в стержне 3 отслеживает движение рабочего тела 11 в исследуемой жидкости 5, При достижении контактной группы К, отстоящей от К на расстоянии кратном не менее десяти высот рабочего тела 11, оно станет двигаться равномерно (с постоянной скоростью) в соответствии с первым законом Ньютона,После переворота датчика 1 на 180 постоянный магнит 15, ставший нижним, принимает Функции создания уплотненной зоны в ФМЖ 9 и удерживания капли ртути 10 от "проскока".При прохождении рабочим телом 11 строго Фиксированного расстояния Н раэуя внутри полости единую гладкуюцилиндрическую поверхность. Этим обеспечивается фиксация магнитов 14 и40 15, а при переворотах датчика 1 утяжеляющая жидкость 17 беспрепятственноперетекает в противоположную частьполостеи кессонов. Концы стержня 3 выполнены цельными (сплошными) 13 на высоту, равнуюполовине высоты рабочего тела 11 длятого, чтобы проскочившая капля ртути10 при следующем ходе рабочего тела11 была бы введена в его эффективную50 Опытными данными установлено, что капля ртути 10 подцерживается уплотненным слоем ФМЖ 9 практически над плоскостью проходящей по верхнему срезу постоянного магнита 14 или 15 (Фиг.,3). Поэтому капля ртути 10 находится в эффективной зоне, свободно перемещаясь между двумя уплотненными5 14 слоями ФИЖ 9 при перевороте датчика 1, а указанное расстояние между маг интами позволяет иметь часть эФФективной зоны со слабым магнитным полем. В этой части эффективной зоны капля ртути 10 перемещается, не выходя за тределы зоны. Поэтому капля ртути 1 О всегда находится внутри рабочего те- .а 31, будет "задатвй" двумя уплотенными слоями ФИЖ 9. ормула изобретения1, Вискозиметр, содержащий емкостья исследуемой среды с системой поорота на 180 , рабочее тело в виде одого шара со сквозным осевым канаом, размещенное на диамагнитном поом стержне с Ферромагнитной и элекропроводной коммутирующей жидкостя 25526ми н двумя контактными группами, с постоянным магнитом и утяжелителем, размещенными вокруг осевого канала, таймер, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ускорения процесса агализа путем автоматизации процесса измерения вязкости жидкости в потоке, он снабжен логическим блоком, дополнительно двумя контактными группами, установленными в противоположных концах стержня а рабочее тело снабжено вторым постоянным магнитом, размещенным симметрично первому, при этом магниты разделены слоем магнитоизоляционного материала, заполнякцая часть полости рабочего тела, а остальная часть полости разделена на кессоны, которые частично заполнены утяжеляюпщей жидкостью до одинакового уровня,. Решетняк к Редактор одписно 4 роектная, 4 Ужгород,едпрнятие Заказ 47 б 1/40 Тираж 847 ВНИИПИ Государственног по делам изобретений 1 1 3035 р Москва, Ж, РаушПроизводственно-полиграфиче комитета СССР открытий кая наб., д