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

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЯЗКИХ И ВЯЗКО-ПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ПОТОКЕ , содержавшее чувствительный элемент в виде трубки, концы которой сопряжены с входными и выходными патрубками трубопровода для измеряемог .о. материала посредством, упругих элементов с &6змoжнocтью ч ceвoгo ё|ремещения и измерительную схему, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения устройства и обеспечения возможности его применения в автоматизированных ли ,ниях производства материалов, оно jдополнительно содержит трехходовой кран, бло управления, исполнитель-----ный механизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем , внутренняя поверхность чувствительного элемента и выходного патрубка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого установлено, первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности чувствительного элемента | и патрубков выполнены цилиндрически (Л ми, причем-изме рительная схема связана с блоксш управления, к которому подключен исполнительный механизм с сервоприводе, а трехходовый кран, связанный с сервоприводом исполниi тельного механизма соединен с выходным патрубком.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ,Ф

CO

Ю

С5

Ж

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3296169/18-25 (22) 03.06.81 (46) 23.03.83. Бюл. 9 11 (72) A. В. Горбатов, В; Д. Косой, Я. И. Виноградов, P..Õ. Байгильдин, 3. Р.. Галиев и М. Б. Смирнов (71) Московский технологический институт мясной и молочной промышленности (53) 532.137(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 828019, кл. G 01 N 11/10, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

N 688868, кл. Q 01 N 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 патрубкамн трубопровода для измеряемого материала посредством, упругих элементов с возможностйЪ осевого пе „„SU„„1006980 ремещения и измерительную схему, о т л и ч- а ю щ е е с я тем, что, с целью повыыения точности измерения устройства и обеспечения возможности его применения в автоматизированных 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 элемента Е и патрубков выполнены цилиндрическими, сохнем ивмесительннн схеме сви вана с блоком управления,.к которому полхлннен исполнительный мехннивн с сервоприводом, а трехходовый кран, связанный с сервоприводом HcooJIHM» Я тельного механизма соединен с выход ным патрубком.

1006980.

Изобретение 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 непрерывного действия, состоящий из проточной ка-, меры, поплавка в виде тонкостенной концентрично расположенной в проточной камере, трубки, системы подачи !. f0 жидкости и измерителя положения поплавка 11.

Однако данное устройство неприменимо для контроля производства пищевых продуктов, так как его установка тре- f5 бует разветвления трубопровода.

Известно устройство для непрерывного определения реологических характеристик вязких и вязко-пластичных материалов при их течении в тру- о бах.

Это устройство содержит чувствительный элемент, концы которого сопря-. жены с патрубками, между которыми он закреплен посредством упругих элементов с воэможностью осевого перемещения, при этом поверхности сопряжения патрубков и чувствительного элемента выполнены конусными и снабжены кольцевыми проточками. Патрубок, распо- ложенный первым в направлении потока, о выполнен с наружной конусной поверхностью, а второй — с внутренней конусной поверхностью. Устройство также содержит измерительную систему в .викс) де электромеханического преобразователя и регистратора. Упругие элементы устройства выполнены в виде пружин (2 ).

Известное устройство не обеспечива— ет достаточной точности. измерений и не 40 применимо в автоматизированных линиях производства. Первое обусловлено тем, что при течении измеряемого материала в случае конусного сопряжения поверхностей патрубков и чувствитель-45 ного элемента не исключена возможность попадания его в лабиринтное уплотнение. Выэвано это тем, что в результате осевого смещения, которое имеет место при работе устройства, изменяется зазор между сопрягаемыми поверхностями. В свою очередь, конусное сопряжение ограничивает перемещение .чувствительного элемента.

Точность измерения снижается также за счет налипания жировой массы на внутреннюю поверхность чувствительного элемента и патрубков. Явление налипания жира наблюдается при течении ряда пищевых продуктов, например мясного фарша. Причем толщи-60 на жирового слоя в процессе течения постоянно увеличивается в результате значительной адгезии частиц жира между собой. При этом происходит смешение исследуемых продуктов по слою жи-65

% ра, à не по поверхности чувствител ного элемента, что приводит к сушественным отклонениям величин структурно-механических характеристик от действительных значений.

Целью изобретения является повышение точности измерения устройства и обеспечение воэможности его приме-, нения в автоматизированных линиях производства пищевых продуктов.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для определения ре,ологических 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 воэможностью осевого перемещения, и измерительную схему, дополнительно содержит трехходовый кран, блок управления, исполнительный механизм с сервоприводом, а чувствительный элемент снабжен нагревателем, внутренняя поверхность чувствительного элемента и выходного патрубка выполнена в виде усеченного конуса, большее основание которого установлено первым в направлении потока материала, а сопрягаемые поверхности чувствительного элемента и патрубков выполнены цилиндрическими, причем измерительная схема связана с блоком управления, к которому подключен исполнительный механизм с сервоприводом, 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 3 выполнены цилиндрическими и снабжены проточками 4. Перемешение чувствительного элемента 1 воспринимается пружиной 5. Ha наружной поверхности патрубков 2, 3 и чувствительного элемента 1 установлен нагреватель б, температура нагрева которого регулируется терморегулятором 7.Для обеспечения необходимой температуры на входе в устройство предусмотрен нагрев транспортного трубопровода, что резко снижает давление при транспортировке, например, мясопродуктов.

На чувствительном элементе 1 э акреплен индуктивный преобразователь

8 измерительной системы, включенный в мост 9 переменного тока, который соединен с фазочувствительным детектором 10. К выходу фазочувствитель1006980 ного детектора 10 подключен регулирующий прибор 11, блок 12 управления и исполнительный механизм с сервоприводом 13, обеспечивающий переключение трехходового крана 14. Питание измерительной схемы осуществляется от блока 15 питания. устройство работает следующим образом.

Чувствительный элемент 1 с йомощью входного 2 и выходного 3 патруб- 10 ков присоединяют к трубопроводу. При прохождении транспортируемого пищевого продукта через устройство чувствительный элемент 1, преодолевая уси лие пружины 5, перемещается в продоль ф5 ном направлении. Для обеспечения сдви .га массы по массе, внутренняя поверх-. ность выполнена шероховатой ° Такое 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, налипа ощей на внут. реннюю поверхность устройства, включают 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 3» элемента 1 и, соответственно, изменение индуктивности индуктивного пре- образователя 8. Вследствие этого В03никает разбаланс моста 9 переменного гока, сигнал с которого через фазо увствительный 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 ."-:. обогрева чувствительного элемента повышают,точность измерения реологичес ких характеристик. 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.

ВНИИПИ Закаэ 2128/66 Тираж 871 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä,óë.Ïðîåêòíàÿ,4