Шариковый вискозиметр

 

Сстюз Советских

С Оциалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >748189

Ф(б1) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 060678 (21) 2625398/18-25 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Опубликовано 150780 Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 1507.80

<51)М. Кл.2

G01 М 11/08

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и откр ыти и (1З) УДК 532.137 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.Н. Пирогов, В.А. Арет, Г.В. Полякова и Л.П. Шокальская (71) Заявитель

Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (54) ШАРИКОВЫИ ВИСКОЭИМЕТР

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения вязкости различных жидких сред.

Известен шариковый вискозиметр для э жидких сред, содержащий стальной шар, помещенный в вертикальную трубу из немагнитного материала, на наружной поверхности которой установлены индукционные катушки-датчики, соленоид со стальным сердечником, служащий для подъема шара в верхнее исходное положение, электрическую схему (1).

В известном вискозиметре диаметр шара незначительно отличается от диа-15 метра измерительной трубы, что ведет к погрешности показаний прибора эа счет тормозящего влияния стенок измерительной трубы на шар.Измерение времени падения шара в этом приборе начи- О нается с момента трогания шара с мес-. та, а это вызовет погрешности, так как определенное время необходимо на разгон шара до достижения им постоянной скорости. 25

Наиболее близким техническим решением к изобретению является шариковый вискоэиметр, содержащий стальной шар, помещенный в немагнитную трубу, два .датчика, установленные на этой трубе gp для регистрации времени прохождения шаром измерительного участка, дополнительный трубопровод для транспортирования шара из нижнего положения в исходное верхнее, схему измерения и вторичный прибор (21.

Для исключения влияния стенок трубы на результаты измерения последняя имеет большой диаметр. В таких вискозиметрах при свободном падении возможны колебания шара, при которых центр его смещается с оси трубы, путь его удлиняется, а, следовательно, изменяется и время прохождения им измерительного участка. Применение трубы большого диаметра конструктивно удаляет датчики от шара и тем самым требует повышения чувствительности измерительной схемы, а это ведет к усложнению и удорожанию ее.

В известной конструкции, предназначенной для непрерывного измерения вязкости, быстрая смена исследуемой жидкости в измерительной трубе затруднена иэ-за больших входовых эффектов и большого объема жидкости, находящейся в измерительной трубе.

Кроме того, при измерении вязкости целого ряда жидкостей заведомо практически невозможно определить, постоян748189 на ли скорость шара на измерительном участке, что может существенно исказить результаты измерений.

Цель изобретения — повышение точности измерений, улучшений эксплуатаци онных характеристик шарикового вискоэиметра, получение дополнительных сведений о исследуемой жидкости.

Цель достигается тем, что в известном шариковом вискозиметре шар, выполненный из немагнитного материала, имеет внутри мощный постоянный магнит и с помощью специального водила, накинутого на струну, натянутую эксцентрично и параллельно продольной оси трубы, ориентирован так, что полюса встроенного магнита при движении шара остаются перпендикулярными к продольной оси трубы, которую вдоль образующих в плоскости полюсов магнита охватывает рамкамагнитопровод, набранная из электротехнической стали и имеющ я на каждом из участков, расположенных параллельно образующей, намотанные виток к витку обмотки, соединенные последовательно.

Этот индуктивный датчик позволяет регистрировать не только время прохождения шаром измерительного участка, но также и отклонения скорости его на этом участке.

Для обеспечения постоянства пути шара в измерительной трубе, последняя наклонена под углом 10О к вертикали таким образом, что водило и внутренняя образующая измерительной трубы направляют шар и серповидный зазор между шаром и трубой остается постоянным, что скажется положительh > на точности измерения вязкости.

Кроме того, измерительная труба на входе внизу имеет переключающий клапан, а в верхней части трубопровод сброса, подключенный к магистрали с исследуемой жидкостью. Это позволяет запирать трубу, тем самым прекращая циркуляцию жидкости во время измерения, и позволяет полностью заменять жидкость в измерительной трубе пооле каждого цикла измерений.

На фиг. 1 показан общий вид шарикового вискозиметра в разрезе; на фиг. 2 - разрез вискозиметра А-А> на фиг. 3 — осциллограммы скорости шара в трубе, наполненной различными жидкостями.

Шариковый вискозиметр содержит калиброванную трубу 1 из немагнитногЬ материала, наклоненную под углом

10ч к вертикали, внутри которой находится шар 2 из немагнитного материала с встроенным в него мощным постоянным магнитом 3 цилиндрической формы, продольная ось которого проходит через его центр тяжести. Шар с помощью специального водила 4, накинутого на стальную струну 5, натяную эксцентрично и параллельно продольной оси трубы 1, ориентирован так, что полюса постоянного магнита при движении шара остаются перпендикулярными к продольной оси трубы.

Измерительную трубу 1 в средней. части по ее длине в плоскости движения полюсов постоянного магнита охватывает рамка-магнитопровод б, набранная из электротехнической стали и имеющая на участках, параллельных образующим этой трубы, обмотки, намотанные виток к витку(на чертеже условно не показаны) Для ограничения хода шара предусмотрены упоры 7 и 8.

Верхняя часть измерительной трубы

1 имеет трубопровод 9 для сброса ис15 следованной жидкости в магнистраль

10. А нижняя ее часть присоединена к переключающему клапану, который включает в себя коромысло 11, установленное на валу исполнительного механиз26 ма на чертеже не показан), имеющее на концах ролики 12 и 13, контактирующие с эластичными трубками 14 и

15, присоединенными к измерительной трубе 1 и к магистрали 10. Для обес25 печения надежности запирания трубопроводов предусмотрены опорные площадки 16, к которым ролики прижимают эластичные трубки " 4 и 15 при переключении потока жидкости. устройство работает следующим образом.

Для осуществления цикла измерения включают программное реле времени.

При этом замыкаются контакты и от блока питания подается напряжение на исполнительный механизм, управляющий переключающим клапаном. При этом коромысло 11 занимает положение, показанное на фиг. 1, пунктирными линиями. При этом ролик 13 пережмет

40 трубку 15, а ролик 12 одновременно освободит трубку 14 и жидкость поступит в измерительную трубу 1. Потоком жидкости шар 2 перемещается вверх до упора 7 и удерживается. Излишки жидкости при этом постоянно сбрасываются в магистраль 10 через трубопровод сброса 9. После заданной выдержки времени, необходимой для полной замены жидкости в трубе 1, реле времени снова замкнет контакты исполнительного механизма переключающего клапана и коромысло 11 займет положение, показанное на чертеже основными линиями, т.е. порция жидкости будет заперта в измерительной трубе

1, а весь поток будет направлен в магистраль 10. При этом шар под воздействием собственного веса начнет движение вниз. При приближении шара к индуктивному датчику б в последнем возникает сигнал, который затем усиливается и запускает схему измерения времени движения шара в контролируемой жидкости. Одновременно этот же сигнал подается на интегрирующий блок (например, в ABM типа MH-7). Так.как

748189 величина сигнала в индуктивном датчике 6 будет пропорциональна скорости шара, то, подан этот предварительно усиленный сигнал на ординату самописца, получим запись изменения скорости движения шара по длине -измери- 5 тельного участка.

При дальнейшем движении шара в конце измерительного участка останавливается упором 8. Сигнал в индуктивном датчике б мгновенно исчезает и схема измерения времени отключается, зафиксировав вязкость исследуемой жидкости в абсолютных единицах на показывающем приборе, а на самопишущем потенциометре будет зафиксирована зависимость: скорость шара — длина измерительного участка. Цикл измерения закончен. Через заданное время контакты реле замыкаются вновь и цикл

Ьудет повторен.

Градуировка прибора осуществляется по жидкости с известной вязкостью.

Применение в предлагаемой конструкции ьискозиметра индуктивного датчика специальной конструкции позволит расширить эксплуатационные характеристи- 25 ки прибора, а именно: кроме значения вязкости исследуемой жидкости получить также характер изменения скорости движения шара по длине измерительного участка. На фиг. 3 для примера 30 представлена осциллограмма изменения скорости шара в трубе с тиксотропной структурированной жидкостью — эмалевым шликером (кривая 17) . Для сравнения также представлена осциллог- Я5 рамма шара в трубе с глицерином (кривая 18) .

Применение трубопроводного сбро-са позволяет практически полностью заменить жидкость в измерительной трубе после каждого цикла измерений, а наличие переключающего клапана в нижней ее части исключает циркуляцию жидкости в ней в процессе измерения. Все это положительно скажется на точности и достоверности получаемых результатов. Этому способствует также то, что в отличие от конструкции прототипа измерительный участок взят в средней части по длине трубы, где будет исключен участок разгона шара с момента трогания его с места, а также тормозящее влияние нижнего торца трубы.

Применение предлагаемого вискозиметра с программным реле времени позволит использовать его для непрерывного автоматического контроля.

Формула изобретения

Шариковый вискозиметр для жидких сред, содержащий шар, помещенный в наклонную трубу иэ немагнитного материала, упоры, трубопровод сброса, переключающий клапан, и электрическую измерительную схему, о т л и ч аю шийся .тем, чтс, с целью повышения точности измерений, шар, выполненный иэ немагнитного материала, внутри снабжен постоянным магнитом цилиндрической форэм, продольная ось которого проходит через центр тяжести шара, к которому прикреплено водило, соединенное со стальной струной, натянутой эксцентрично и параллельно продольной оси измерительной трубы, вокруг которой расположена рамка-магнитопровод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 252722, кл. G 01 М 11/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 151103, кл. G 01 И 11/12, 1961 (прототип).

748189

Составитель Л. Свешникова

Техред q Бирчак Корректор И. Муска

Редактор Н. Горват филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4350/9 Тираж 1019 Подписное цЧИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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