Устройство для измерения вязкостижидкостей

 

Союз Советских

Соцкалксткческкх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i800826 (61) Донолнктельное к авт. свнд-ву (5 I ) M. Кл.

С, 01 и 11/14 (22)Заявлено07.03.79 (21) 2734223/18-25 с нрнсоедкненкем заявки М

Явудвустввавй комитет

СССР (23) Приоритет хе двщи взвбретеивв к Фтхрытв»

Опубликовано 30.01.81. Бюллетень J% 4

Дата опубликования описания 03.02.81 (53) УД (548.137 (088.8) (72) Авторы изобретения

И. П. Казанцев и В. С. Михайлин (Барнаульский филиал Опьггно-конструкторскоГо бю(зо"

-" "ч- . авт омат ик и (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ

ЖИДК ОСТЕ Й

Изобретение относится к устройствам для измерения вязкости жидкостей, в частности к ротационным вискознмеграм, и может бьггь использовано в производстве химических волокон или пленок.

Известен ротационный вискозиметр, содержащий взаимосвязанные силоизмеритель в виде преобразователя перемещения, привод и чувствительный элемент (1 .

Известен ротационный вискозиметр, содержащий корпус и расположенный внутри него вращаемый с постоянной скоростью ротор, пластину, жестко закрепленную на силоиэмерительном элементе и установленную. так, что зазор между поверхностью ротора и пластиной сужен в направлении вращения ротора 21

Устройство характеризуется погрешностью измерений, обусловленной влиянием динамического напора измеряемой среды иа чувствительный элемент, Известно также устройство для измерения вязкости растворов,, содержащее проточный корпус, вращаембгй с постоян2 ной скоростью конусный диск-ротор и чувствительный элемент в виде двух механически связанных секторов, охватывающих часть диска-ротора и соединенных посредсгвом рычага со схемой регистрации. Устройство позволяет непрерывно

I обновлять испытуемую среду, а также имеет сравнительно малое сопротивление чувствительного элемента (секторов) динамическому напору контролируемой среды, что дает воэможность использовать его в условиях переменного расхода жидкости (31 .

Однако это устройство характеризуется недостаточной надежностью в работе иэ-эа жесткой связи чувствительного элемента с пневмосиловым преобразователем, а также погрешностью измерения от проскальзывания ротора и деформации чувствительных секторов.

11ель изобретения — повышение надежности и точности измерения.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для измерения вязкости

3 5

1 3 4- 5 з 80082 жидкостей, содержащем проточный корпус, и расположенный в нем вращаемый с постоянной скоростью рото), чувствительный элемент в виде двух механически связанных пластин, жестко соединенных с рычагом, и схему регистрации, пластины чувствительного элемента выполнены в форме сегментов с другой окруж— ности с центром в точке поворота рычага, а ротор выполнен в виде кольца рабочие поверхности которого и поверхности чувствительного элемента снабжены р ифлен иями.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство содержит проточный корпус 1, ротор — кольцо 2, чувствительный элемент (сегменты) 3, рычаг 4; схему регистрации, включающую узел 5 сопло— заслонка, сильфон б обратной связи, пнев— мореле 7, входной 8 и выходной 9 штуцеры реле и пружину 10; а также метал— лическую мембрану 11 с центром поворота рычага.

Устройство работает,следующим образом.

Через корпус 1 непрерывно протекает измеряемая жидкость. При вращении ротора 2 боковая поверхность кольца за счет вязкостных сил увлекает в зазор между секторами жидкость, где вследствие сдвиговых напряжений измеряемой жидкости возникает усилие, действующее на чувствительный элемент 3. В результате рычаг 4 поворачивается относитель3$ но своего центра — металлической мембраны 11 — и действует через пружину 10 на пневмосиловой преобразователь, который изменяет свой сигнал на выходе пропорционально изменению вязкости жидкости растворов. Отсутствие жесткой связи чувствительного элемента с преобразо— вателем существенно повышает надежность и стабильность работы вискозиметра, так как чувствительный элемент и преобразо—

45 ватель не испытывают перенапряжений и уда poB

Известно, что усилие, действующее на чувствительный элемент вискозиметра, равно ние равнодействующей силы относительно центра поворота датчика;

Ф вЂ” вязкость измеряемой жидкости.

Из формулы видно, что линеаризация выходного сигнала Р =-f(% ) возможна лишь при условии постоянства коэффици-5

-1

Предлагаемое техническое решение обеспечивает постоянство указанных коэффициентов, вследствие чего выходной сигнал достаточно линеаризирован.

При смещении чувствительного элемента постоянство активной площади пластин рабочего зазора и направления равнодействующей силы обеспечивается тем, что чувствительный элемент выполняют в форме сегмента с дугой окруж— ности с центром в точке поворота рыча— га, при этом длина луги и стрела сегмента вьюираются с учетом допустимого углового перемещения чувствительного элемента.

Погрешность измерения, обусловленную деформацией чувствительных пластин (сегментов), уменьшают за счет уменьшения размеров сегментов, исходя из того,÷ão полезное усилие, действующее на чувствительный элемент вискозиметра, в основном расположено в диаметральной плоскости, ближе к краю диска, rae наиболее велика окружная (линейная) скс рость. В связи с этим диск вискозиметра выполняют в виде кольца с боковыми рабочими поверхностями а сегменты чувствительного элемента охватывают лишь ширину кольца лиска. Таким образом, сокращается площадь чувствитель— ных пластин при достаточном сохранении полезного усилия.

Известно также, что усилие, действующее на чувствительный элемент, возникает за счет сдвиговых напряжений измеряемой среды, однако при определенных условиях, например уменьшении вязкости измеряемой среды, возможно частичное проскальзывание лиска или кольца, что приводит к искажению сдвиговых напряжений, а следовательно, к ошибке измерения. Йля устранения этого недостатка рабочая поверхность кольца и сегментов снабжена рифлениями. где К вЂ” К вЂ” коэффициенты, учитываю1 5 щие активную площадь пластин, рабочий зазор, деформацию пластин, проскальзывание и направлеФормулаизобретения

1. Устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее проточный кор— пус и расположенный в нем вращаемый с постоянной скоростью ротор, чувствчтель10 3. Авторское свидетельство СССР

% 200310, G 01 и 11/14, 1967 (прсототип).

5 800& ный элемент в виде двух механически связанных пластин, жестко соединенных с рычагом, и схему регистрации, о т л и— ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности измерений, пластины чувствительного элемента выполнены в форме сегментов с дугой окружности с центром в точке поворота рычага, а ротор выполнен в виде кольца с боковыми рабочими поверхностями.

2; Устройство по п. 1, о т л и ч а— ю ш е е с я тем, что рабочие поверхнос26 6 ти кольца и сегментов снабжены рифлениями.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No 575546, кл. 5 01 1Ч 11/14, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Ха 380995, кл, Q 01 Я, 11/14, 1973.

Состав и тел ь В. Воша нк ин

Редактор И. Михеева Техред М,Коштура Корректор С. Шекмар

Заказ 10408/57 Тираж 918 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4