Вискозиметр

 

Вискозиметр предназначен для измерения вязкости жидких сред в трубопроводах технологических потоков. Цель изобретения - повьшение точности, расширение диапазона измерений и упрощение конструкции путем объединения функций элементов. Вискозиметр содержит побудитель расхода, гидродинамическое сопротивление, измеритель перепада давления между его входом и выходом и измерительный прибор, причем гидродинамическое сопротивление выполнено в виде сужающегося устройства (диафрагма, сопло, труба Венту- PH)I установленного непосредственно внутри основного трубопровода побудитель расхода вискозиметра совмещен с побудителем расхода технологического потока - шестеренчатым насосом, жестко связанным с рабочим валом измерителя угловой скорости - тахомат- S ром; выходы измерителя угловой скорости рабочего вала насоса и измерителя перепада давления на гидродинамическом сопротивлении соединены с входами измерительного прибора вискозиметра . 2 ил. (Л N0 :о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН (19) (11) 2 А1 (51) 4 С 01 N 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 1 :

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМЪ СОИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 37 7 2709 /24-25 (22) 13.07.84 (46) 23.05.86. Бюл. Р 19 (71) Ташкентскйй ордена Дружбы народов политехнический институт им. А.P.Áèðóíè (72) Н.P.Юсупбеков, Т.З.Закиров, А.M.Çèíãåð и Т.Н.Бекбутаева (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 409114, кл, G 01 N 11/16, 1973.

Кулаков M.Â. Технологические измерения и приборы для химических производств. M.: Машиностроение,1983, с.303. (54) ВИСКОЗИМЕТР (57) Вискозиметр предназначен для измерения вязкости жидких сред в трубопроводах технологических потоков.

Цель изобретения — повышение точности, расширение диапазона измерений и упрощение конструкции путем объединения функций элементов. Вискоэиметр содержит побудитель расхода, гидродинамическое сопротивление, измеритель перепада давления между его входом и выходом и измерительный прибор, причем гидродинамическое сопротивление выполнено в виде сужающегося устройства (диафрагма, сопло, труба Вентури), установленного непосредственно внутри основного трубопровода;побудитель расхода вискозиметра совмещен с побудителем расхода технологического потока — шестеренчатым насосом, жестко связанным с рабочим валом измерителя угловой скорости — тахомет- Ж ром; выходы измерителя угловой скорости рабочего вала насоса и измерите- %УФ ля перепада давления на гидродинамическом сопротивлении соединены с входами измерительного прибора виско- Я эиметра. 2 ил.

1233002

Изобретение относится к изученщо реологических свойств жидких сред и может использоваться для измерения вязкости в трубопроводах технологических потоков нефтяной, нефтехимической, химической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точности, расширение диапазона измерения вязкости и упрощение конструкции путем объединения функций элементов.

На фиг. 1 представлена функциональная схема вискозиметра;на фиг„ 2 принципиальная схема измерительного прибора.

Вискозиметр содержит трубопровод 1, шестеренчатый насос 2, измеритель 3 угловой скорости, гидродинамическое сопротивление 4, дифманометр 5,датчик 6 температуры и измерительный прибор 7.

Измерительный прибор содержит элек. тронный усилитель 8, реверсивнык двигатель 9 и реостаты 10 и 11.

Вискозиметр содержит установленный в трубопроводе 1 технологического потока шестеренчатый насос 2, рабочий вал которого жестко связан с измерителем 3 угловой скорости, величина которого прямо пропорциональна расходу контролируемой среды в трубопроводе 1. Шестеренчатый насос

2 является одновременно побудителем расхода вискоэиметра, гидродинамическое сопротивление 4 которого выполнено в виде сужающего устройства,установленного внутри трубопровода 1.

Гидродинамическое сопротивление

4 может быть осуществлено в виде диафрагмы, сопла, трубки Вентури или в виде участка трубы заданной длины.

На участках трубопровода. 1 до и после гидродинамического сопротивления

4 в непосредственной близости от него установлены отборные устройства измерителя 5 перепада давления.

Датчик 6 измерителя температуры контролируемой среды расположен в непосредственной .близости к входу в гидродинамическое сопротивление 4 °

Выходы измерителей 3 — 6 подключены к входам измерительного прибора 7 вязкости. В вариантах технологической реализации со стабильной температурой контролируемой среды измеритель температуры отсутствует.

Принцип действия вискозиметра основан на реализации косвенных измерений, выполняемых вычислительным блоком измерительного прибора 7 вис5 коэиметра путем решения явного анадР литического выражения g = Р ()+

1 о

+ Р (t ), где дР и Я вЂ” аргументы,,полученные путем прямых измерений в

4О трубопроводе 1 технологического потока измерителя 3 угловой скорости,измерителей 6 и 5 температуры контролируемой среды и перепада давления. Величина угловой скорости прямо пропорциональна расходу контролируемой среды, перемещаемой по трубопроводу 1 шестеренчатым насосом 2. Для несжимаемых сред погрешность измерения расхода определяется в основном инструментальной погрешностью тахометра измерения 3 угловой скорости. В качестве гидродинамического сопротивления могут быть использованы стандартные сужающие устройства с отборным устройством.

В вариантах технической реализации со стабильной температурой контролируемой среды иэмерительный прибор 7 дР реализует формулу n = К, и вискознметр выполнен без измерителя температуры.

В случае небольшого диапазона отклонений вязкости и рабочей темпераЗ туры измерительный прибор 7 может редР алиэовать формулу у = К (+

+ К .л t, где К, и К вЂ” коэффициенты пропорциональности линеаризован40 ных зависимостей вязкости от перепада давления д Р, расхода Q, отклонений температуры контролируемой среды от заданного значения

Реализация измерительно-вычисли45 тельных операций может быть осуществлена с использованием как пневматических., так и электрических аналоговых измерительных приборов.

На фиг. 2 представлена принципиgO альная схема реализации вычислительньтх операций с использованием миллиамперметра типа КСУ-3 с реостатными выходными устройствами. С этой целью измерители угловой скорости 3 и пере55 нада давления 5 снабжены токовыми преобразователями, выходы которых подключены к реостатам 10 и 11, образующими схему сравнения, подключенную

1233002 к электронному усилителю 8 измерительного прибора 7. В установившемся режиме напряжение на входе электронного усилителя 8 равно нулю. Тогда i r, =

1д г отсюда r = —. r учитыг (1 Zt

1 вая, что 1 = Кг Р, à i = К Q, K( можно записать, что r, = r г Р z

= К = т.е. по перемещению е стрелки измерительного прибора можно судить о величине вязкости

Приведенная погрешность предлагаемого вискозиметра для случая измерения вязкости среды со стабильной,температурои àõ 2 г

1г д 1ир Еа

0 wax тсюх

20 где У и — соответственно приаЬр 9 веденные погрешности измерения перепада давления и расхода.

Максимальный расход в основном трубопроводе на несколько порядков меньше максимального расхода в отводящей линии.

Следовательно, согласно формуле приведенной погрешности вискозиметра по .решность измерения предлагаемым

30 вискозиметром при использовании одинаковых измерителей перепада давления с одинаковым значением дР,„ „ во столько же раз меньше погрешности вискозиметра, измеряющего вязкость в отводящей линии.

Таким образом, источником существенной дополнительной погрешности вискозиметра, измеряющего вязкость в отводящей (байпасной) линии, явля- 40 ется несоответствие численных значений влияющих параметров в отводящей линии и в основном трубопроводе, а изменение температуры вызывает дополнительную погрешность измерения вяз- 45 кости. Например,,средняя величина температурного коэффициента вязкости о этилцеллюлозы составляет 20% на 1 С.

Существенным ограничением по диапазону измерения вязкости в отводя- 50 щей линии является трудность создания малогабаритного побудителя расхода с малым потреблением мощности для поддержания заданной величины расхода контролируемой средой в отводящей линии при работе с высоковязкими средами. Таким образом, вискозиметр, установленный в отводящей линии, не всегда способен обеспечить измерение вязкости во всем рабочем диапазоне.

В предлагаемом устройстве рабочий насос технологического потока является одновренно и побудителем расхода вискозиметра.

Таким образом, во всем рабочем диапазоне обеспечивается прокачивание контролируемой среды через гидродинамическое сопротивление вискозиметра, а следовательно, и измерение вязкости осуществляется во всем рабочем диапазоне.

Формула изобретения

Вискозиметр для измерения вязкости жидких сред в трубопроводах технологических потоков, содержащий побудитель расхода, гидродинамическое сопротивление, измеритель перепада давления между его входом и выходом, измерительный прибор, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности, расширения диапазона измерения вязкости и упрощения конструкции путем объединения функций элементов, гидродинамическое сопротивление выполнено в виде сужающего устройства, установленного непосредственно внутри трубопровода, побудитель расхода ви".козиметра совмещен с побудителем расхода технологического потока и выполнен в виде шестеренчатого насоса, жестко связанного с рабочим валом измерителя угловой скорости, причем выходы измерителя угловой скорости рабочего вала насоса и измерителя перепада давления на гидродинамическом сопротивлении соединены с входами измерительного прибора вискоэиметра.

1233002

Составитель В.Крутин

Техред В.Кадар Корректор И.Муска

Редактор В.Иванова

Заказ 2760/43 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4