Способ определения вязкости жидкости и устройство для его осуществления

 

Изобретение касается определения реологических характеристик дисперсных систем, в частности вязкости жидкостей при высоких гидростатических давлениях. Цель изобретения - повышение точности измерения вязкости жидкости при ее сжатия путем поддержания постоянного гидростатического давления. Для этого в камере, заполненной испытуемой средой, осуществляют принудительное осевое движение двух штоков в одном направлении и по усилию, оказываемому на штоки испытуемой средой, определяют реологические параметры. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А1 (5040 01 М 11 0

«4 (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4071974/31-25 (22) 27.05.86 (46) 15.12.87. Бюл. Р 46 (71) Днепропетровский металлургический институт им. Л.И.Брежнева (72) Ю.Г.Гуляев, О.И.Лев, В.А.Дяконюк и А.Л.Мартыненко (53) 532.137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(- 1059488, кл. С 01 .N 11/10, 1983.

Авторское свидетельство СССР

У 934316, кл. G О! Х 11/10, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ .(57) Изобретение касается определения реологических характеристик дисперсных систем, в частности вязкости жидкостей при высоких гидростатических давлениях. Цель изобретения .повышение точности измерения вязкости жидкости при ее сжатия путем поддержания постоянного гидростатического давления. Для этого в камере, заполненной испытуемой средой, осуществляют принудительное осевое движение двух штоков в одном направлении и по усилию, оказываемому на штоки испытуемой средой, определяют реологические параметры. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1359720Изобретение относится к способам и устройствам для определения реологических характеристик дисперсных систем, в частности вязкости жидкостей (иХ эмульсий и суспенэий) при высоких гидростатических давлениях.

Целью изобретения является повышение точности измерения вязкости жидкости при ее сжатии путем поддержания в ней постоянного гидростатического давления.

На фиг. 1 приведена общая схема устройства для осуществления способа определения вязкости жидкости; на фиг. 2 — схема соединения датчиков при использовании предлагаемого устройства..

Устройство включает в себя болты

1 для взаимного соединения ограничительных скоб; опоры 2 камеры-контейнера; скобу-ограничитель 3 перемещения штока, камеру-контейнер 4, узел

5 уплотнения штока 8, уплотнение 6 штока 8, датчик 7 давления на шток 8, шток 8 ("левый"), винт-заглушку 9, сбоку-ограничитель 10 перемещения штока 14, крушку 11 камеры-контейнера, узел 12 уплотнения штока 14, уплртнение 13 штока 14, шток "(правый")14, датчик 15 давления на шток t4, полость, 16 камеры-контейнера, заполненную исследуемой жидкостью, блок 17, суммирования сигналов от датчиков 7 и 15 давления соответственно на штоки 8 и 14, блок 18 усиления суммарного сигнала, блок 19 фиксации усиленного суммарного сигнала.

Кроме того, Dq, D< (фиг. 1) диаметры штоков 8 и 14 и внутренний диаметр камеры 4 соответственно.

Устройство состоит из камеры 4 с завинчивающейся крышкой 11. В камере 4 и крышке 11 соосно установлены узлы 5 и 12 уплотнения с уплотнениями 6 и 13. Через уплотнительные узлы

5 и 12 с уплотнениями 6 и 13 в полость 16 камеры входят соосные штоки 8 и 14 равного диаметра 0 . Внут ренняя полость 16 диаметром 0 образована внутренней поверхностью камеры 4, частью внутренней поверхности крышки 11 и поверхностями узлов 5 и 12 уплотнения. Во внутренней полости 16 находится исследуемая жидкость, которую подают в полость 16 через отверстие в камере, уплотняемо винтом 9. Жидкость заполняет зазоры между боковыми поверхностями штоков и

55 камеры, а также между входящими в камеру торцами штоков соответственно .

Камера 4 жестко соединена с неподвижными опорами 2. Торцы штоков, противоположные торцам, входящим в камеру, упираются в ограничители 3 и 10 осевого перемещения, выполненные в виде скоб. Ограничительные скобы 3 и 10 соединяются друг с другом в узлах взаимного сочленения болтами 1. На ограничительных скобах 3 и t0 в местах их контакта с торцами штоков 8 и 14 установлены датчики 7 и 15 полого осевого давления соответствено, Датчики 7 и t5 соединены с блоом 17 суммирования их сигналов, усилителем 18 суммарного сигнала и устройством 19 фиксации суммарного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

В камеру 4, жестко соединенную с опорами 2, при снятой крышке 11 и вывинченном уплотнительном винте 9 устанавливают со стороны полости 16 уплотнительный узел 5 с уплотнением

6 и вставленным в него по скользящей посадке штоком 8. В крышку 11 вставляют уплотнительный узел t2 с уплотнением 13 и вставленным в него штоком 14. После этого крышку 12 навинчивают на камеру 4. Далее через отверстие для винта 9 в полость 16 заливают исследуемую жидкость до полного заполнения полости 16. Далее завинчивают уплотнительный винт 9, герметиэируя тем самым полость 16 камеры 4. Затем к выступающим за уплотнительные узлы торцам штоков 8 и 14 подводят ограничители 3 и 10 осевого перемещения, на которых в местах контакта с торцами штоков предварительно установлены датчики 7 и 15, оттарированные на полное осевое усилие.

Совместив соответствующим образом узлы взаимного кремления ограничительных скоб 3 и 10, скобы взаимно соединяют болтами 1. По мере затяжки болтов скобы 3 и 10 сближаются "заставляя" сближаться торцы штоков 8 и 14. Объем камеры 16 вследствие этого уменьшается, находящаяся в ней жидкость вследствие герметичности камеры сжимается, давление жидкости повышается. Давление жидкости воздействует на торцы штоков, воспринимается соответственно датчиками 7 и 15 полных осевых усилий, сигнал от кото1359720 рых суммируют в блоке 17, усиливается в усилителе 18 и фиксируется прибором 19. По показаниям прибора 19 определяют значение давления в ка5 мере.

Когда давление в камере достигнет требуемого, прекращают затяжку болтов 1. Затем устанавливают подвижную

ust.-". ;стройства в исходное положение. далее подвижную часть устройства соединяют с приводом его осевого перемещения, например, сердечником, втягиваемым или выталкиваемым из обмотки электромагнита (не показан).

Прибор готов к работе. На следующем этапе исследования осуществляют замер величины суммарного осевого давления на штоки 8 и 14 при их движении. Для этого включают привод, который начина-2О ет толкать соединенные скобы 3 и 10, например, в направлении, показанном на фиг. 1 сплошной стрелкой, со скоростью V. При этом скоба 3 перемещается вправо, толкая шток 8 в полость 25

16 камеры 4. Шток 8, внедряясь в полость 16, стремится уменьшить ее объем, при этом жидкость в полости 16 стремится повысить свое давление, но этого не происходит, так как внедре- Зд ние штока 8 в полость 16 приводит к вытеснению из полости 16 штока 14.

Так как диаметры штоков равны, жидкость сохраняет свое исходное гидростатическое давление при внедрении штока 8, равном выходу штока 14, а именно такое равенство перемещений штоков и есть единственно возможным при жестко фиксированном болтами 1 положении скоб 3 и 10 относительно торцов штоков 8 и 14.

Таким образом, воздействие привода на соединенные скобы обеспечивает осевое совместное движение штоков в . одном направлении с одинаковыми ско- 45 ростями. При движении штоков на шток

8 действует полное осевое усилие.

Формула изобретения

1. Способ определения вязкости жидкости, включающий принудительное движение в камере с исследуемой жидкостью двух соосно установленных штоков, одному из которых сообщают осе- 55 вое перемещение, и замер параметров движения второго штока, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения вязкости жидкости при ее сжатии путем поддержания постоянного гидростатического давления, оба штока синхронно перемещают в осевом направлении в одну сторону с равными скоростями, замеряют при этом осевое усилие, воздействующее на каждый шток, и определяют вязкость жидкости по формуле (Р, — D,)P

)ц Д ф

16 D ° V где p — вязкость исследуемой жидкости, Па с, D,D — диаметры штоков и камеры (У соответственно, М, V — скорость движения штоков в установившейся стадии, м/с, 1 1

P — дифференциал P суммы осевых усилий на штоки Р по времени, значение которого взято для установившейся

f стадии, когда Р = сопят, н/с.

2. Устройство для определения вязкости жидкости, содержащее камеру, датчик давления и два входящих в камеру соосных штока, один из которых имеет возможность осевого перемещения и торцом, противоположным торцу, входящему в камеру, оперт на ограничитель осевого перемещения, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерения вязкости жидкости при ее сжатии путем поддержания постоянного гидростатического давления, оба штока выполнены одного диаметра, имеют возможность осевого перемещения и торцами, противоположными входящим в камеру, оперты на ограничители осевого перемещения, выполненные в виде скоб с узлами их взаимного сочленения.

3. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено датчиком давления, причем каждый из датчиков давления расположен на ограничительной скобе соответствующего штока в месте контакта торца штока со скобой и соединен с блоком суммирования сигналов.

1359720 фиг. 1

4 иг, Е

Составитель В.Вощанкин

Техред М.Моргентал Редактор Л.Повхан

Корректор С.Черни

Заказ 6150/47

Подписное

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

Тираж 776

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ф