Способ определения реологических характеристик волокнистых суспензий

 

Изобретение относится к способам определения реологических характеристик газосодержащих волокнистых суспензий средней концентрации (80 - 160 г/л), производимых в целлюлозно-бумажной промышленности . Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности измерений. Это достигается за счет деаэрации волокнистой суспензии перед ее подачей в зазор роторного вискозиметра и подачи газа одновременно с подачей суспензии, которую осуществляют непрерывно. Способ реализуется в устройстве, снабженном бассейном для хранения исследуемой суспензии и системой деаэрации, установленной перед вискозиметром. 1 ил. Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 N 11/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4680452/25 (22) 18.04.89 (46) 30.09.91. Бюл. %36 (71) Научно-исследовательский и проектноконструкторский институт целлюлозного машиностроения (72) А,А.Вдовин, С,И.Ворошилов и Б.Г.Ширяев (53) 538.137 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1241103, кл. G 01 N 11/14, Авторское свидетельство СССР

N - 1198411, кл. G 01 N.11/14, 1983. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ВОЛОКНИСТЫХ СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к способам для определения реологических характеристик газосодержащих суспензий и предназначено, преимущественно, для изучения реологии применяемых в целлюлозно-бумажном производстве волокнистых суспенэий средней концентрации (80-- 160 г/л).

Цель изобретения — расширение области применения способа и повышение точности измерений.

Волокнистые суспензии средней концентрации принципиально отличаются от суспензий низкой концентрации тем, что в свободном состоянии они представляют собой смесь воды, волокна и воздуха. Содержание воздуха и суспензии существенно влияет на ее реологические характеристики.

В суспенэии, находящейся в свободном состоянии, оно может колебаться в широких пределах, и определить его с достаточной точностью весьма сложно.

„„ Ж„„1681198 А1

{57) Изобретение относится к способам определения реологических характеристик газосодержащих волокнистых суспензий средней концентрации(80 — 1б0 г/л), производимых в целлюлозно-бумажной промышленности. Целью изобретения является расширение области применения и повышение точности измерений. Это достигается за счет деаэрации волокнистой суспензии перед ее подачей в зазор роторного вискоэиметра и подачи газа одновременно с подачей суспензии, которую осуществляют непрерывно. Способ реализуется в устройстве, снабженном бассейном для хранения исследуемой суспенэии и системой деаэрации, установленной перед вискоэиметром. 1 ил.

Реологические характеристики волокнистых суспензий средней концентрации зависят также от давления. Ilo этой причине невозможно регулирование гаэосодержания суспензии путем установления противодавления воздуха, находящегося в рабочем зазоре вискозиметра над исследуемой средой.

Кроме того, при концентрациях 30—

40 r/л и более структорообразование в суспенэии происходит практически мгновенно и волокнистая суспензия ведет себя как твердое тело.

Деаэрация суспензии перед ее подачей в рабочий зазор и далее подача газа в зазор одновременно с подачей суспензии и непрерывно обеспечивает устранение колебаний давления подаваемой в вискозиметр суспензии, которые возникают при наличии в ней воздуха, а также равномерное заполнение рабочего зазора суспенэией, Кроме

1681198 того, после деаэрации суспензии путем установления заданного соотношения расходов суспенэии и газа, подаваемых в рабочи зазор вискозиметра, и контроля давления суспензии устанавливается с достаточно высокой точностью, необходимая по условиям эксперимента степень гаэонасыщения суспензии.

На чертеже схематически представлено устройство для осуществления предлагаемого способа.

Устройство содержит ротационный вискоэиметр 1 с двумя коаксиальными цилиндрами. Внешний цилиндр 2 вискозиметра неподвижен, а внутренний цилиндр 3 связан с приводом 4 вращения и снабжен системой

5 для измерения момента сопротивления вращению.

Устройство включает также систему 6 газонасыщения, связанную с неподвижным цилиндром 2, бассейн 7 для хранения исследуемой суспензии, присоединенный к нижней части бассейна насос 8 с системой

9 деаэрации перекачиваемой волокнистой массы, подводящий 10 и отводящий 11 трубопроводы с запорной арматурой 12 и контрольно-измерительными приборами 13.

Наружный цилиндр вискозиметра снабжен тангенциально расположенными входным

14 и выходным 15 патрубками, а также одним или несколькими штуцерами 16 для подачи газа, связанными с системой 6 газонасыщения исследуемой волокнистой массы.

Система 6 газонасыщения может быть выполнена, например, в виде редуктора 17 для регулирования давления воздуха, контрольно-измерительных приборов 13 для измерения расхода воздуха и запорной арматуры 12 и присоединена к пневмосети, Система 9 деазрации представляет собой сообщающийся с внутренней полостью насоса 8 вакуум-насос (не показан) и обратн ый клапан 18 с регулируемым усилием, предназначенный для регулирования вакуума в системе.

Устройство работает следующим образом.

Исследуемая суспензия из бассейна 7 насосом 8 по подводящему трубопроводу 10 через тангенциальный входной патрубок 14 непрерывно подается в зазор между наружным 2 и внутренним 3 цилиндрами ротационного вискозиметра 1. Через выходной патрубок 15 и отводящий трубопровод 11 поступающая в вискозиметр суспензия возвращается в бассейн 7, Наличие бассейна 7 с запасом суспензии позволяет исключить сложную систему термостатирования вискоэиметра, обеспечивает стабильность свойств исследуемой среды, что способствует повышению точности измерений и упрощению конструкции устройства. Кроме того, в бассейне 7 из суспензии выделяется избыток газа.

Деформирование суспенэии осуществляется за счет вращения внутреннего цилиндра 3, который связан с приводом 4 вращения и снабжен системой 5 для измерения крутящего момента. С помощью системы 6 гаэонасыщения через штуцеры

16 в зазор между цилиндрами 2 и 3 подается газ.

Имеющаяся на подводящем и отводящем трубопроводах запорная арматура 12 и контрольно-измерительные приборы 13 обеспечивают установление требуемого давления суспензии в зазоре между цилиндрами вискоэиметра, требуемого расхода

20 суспензии через вискозиметр и контроль этих параметров

В процессе подачи суспензии насосом

8 осуществляется ее деаэрация, Вакуум в системе 9 деаэрации насоса 8 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить практически полное удаление воздуха из подаваемой в вискозиметр 1 массы.

Деаэрация суспензии в процессе подачи обеспечивает равномерное заполне30

35 ние ею зазора между цилиндрами вискозиметра и стабильность давления.

Кроме того, после деаэрации суспензии путем установления заданного соотношения расходов суспенэии и газа, поступающих в вискозиметр, устанавливается требуемая степень газонасыщения исследуемой среды, что необходимо при изучении влияния содержания газа на ее реологические характеристики.

Таким образом, при работе устройства согласно предлагаемому способу, включаю40 щему заполнение исследуемой суспенэией дующего отвода, насыщение суспензии газом путем его подачи в зазор и деформирование суспензии за счет вращения внутреннего цилиндра вискозиметра с одновременным измерением момента сопротивления вращению, перед подачей суспензии в зазор осуществляют ее деаэрацию, а подачу газа осуществляют одновременно с подачей суспензии и непрерывно.

Изобретение позволяет расширить область применения способа и повысить точность измерений. Изучение реологии волокнистых суспенэий средней концентрации позволяет получить исходные данные

55 зазора между коаксиальными цилиндрами ротационного вискозиметра путем непре45 рывной ее подачи в зазор насосом и после1681198 для проектирования оборудования для обработки таких суспензий.

Составитель Л. Ульянов

Техред М.Моргентал Корректор М. Максимишинец

Редактор А. Огар

Заказ 3307 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

1. Способ определения реологических 5 характеристик волокнистых суспензий, включающий заполнение исследуемой волокнистой суспензией зазора между коаксиальными цилиндрами ротационного вискозиметра путем непрерывной ее под- 10 ачи в зазор насосом и последующего отвода

> насыщение суспенэии газом путем его подачи в зазор и деформирование суспензии за счет вращения внутреннего цилиндра вискозиметра с одновременным измерением момента сопротивления вращению, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения способа и повышения точности измерений, перед подачей суспензии в зазор осуществляют ее деаэрацию, а подачу газа осуществляют одновременно и непрерывно с подачей суспензии.