Вискозиметр непрерывного действия

 

G и И С А Н И Е ц8280)9

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.06.79 (21) 2777127/18-25 (51) и. К..

G 01N 11/10 с присоединением заявки №

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (53) УДК 532.137 (088.8) (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (72) Автор изобретения В. С. Диденко (71) Заявитель Государственный институт по проектированию и исследовательским работам в нефтяной промышленности (54) ВИСКОЗИМЕТР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Устройство относится к измерительной технике, а именно к вискозиметрам для измерения вязкости жидкостей в потоке, например нефтепродуктов, в условиях трубопроводного транспорта или технологического процесса.

Известны поплавковые вискозиметры, в которых твердое тело с удельным весом большим, чем у жидкости, удерживается потоком жидкости во взвешенном состоянии. При этом вязкость определяется или по положению поплавка при постоянном расходе жидкости через камеру вискозиметра или по расходу жидкости при постоянном положении поплавка относительно 5 камеры вискозиметра. Они дают непрерывную информацию о вязкостных свойствах контролируемого продукта и могут быть легко автоматизированы (1).

В вискозиметрах периодического и не- 20 прерывного действия камера вискозиметра, как правило, представляет собой цилиндрическую или коническую трубку, а в качестве рабочего тела (падающего тела или поплавка) используются преимущественно 25 плохо обтекаемые тела, обтекание которых происходит с отрывом пограничного слоя.

Прп этом сопротивление давлений может оказаться во много раз больше сопротивления трения и составлять основную часть „0 профильного сопротивления. Например, для сферы эта величина составляет 0,1 и ниже.

Иногда с целью создания ламинарного потока используют профилированное твердое дело. Это позволяет увеличить долю сопротивления трения в профильном сопротивлении и тем самым повысить чувствительность и точность прибора.

Однако для толстых обтекаемых тел сопротивление давлений не исключается, а диапазон скоростей и чисел Рейнольдса безотрывного течения относительно узок.

При использовании же тонких профилированных обтекаемых тел поверхность трения значительно уменьшается, а следовательно, снижается чувствительность и точность измерения приборов.

Известен также вискознметр, в котором поплавок помещен в вертикально направленном потоке контролируемой жидкости (2).

Вискозиметр позволяет осуществлять непрерывный контроль за вязкостью жидкости.

Непрерывность обеспечивается регулированием производительности насоса. При измерении вязкости поплавок находится во взвешенном состоянии, а вязкость жидкости определяется по величине тока в цепи двигателя насоса. Недостатком этого виско828019 зиметра является то, что поплавок выполнен в виде цилиндрического плохо обтекаемого тела, что снижает точность и чувствительность измерений прибора и осуществляет измерение вязкости в узком диапазоне.

Цель предлагаемого изобретения — повышение чувствительности и точности измерений вискозиметра.

Это достигается тем, что в вискозиметре, имеющем камеру, поплавок, стабилизатор, систему подачи жидкости и индикатор вязкости, поплавок выполнен в виде полого тонкостенного концентрично расположенного в камере вискозиметра цилиндра с отношением радиуса поплавка к внутреннему радиусу камеры вискозиметра 0,58.

Использование в качестве рабочего тела в вискозиметре тонкостенной трубки обуславливается следующими предпосылками.

Известно, что тонкая гладкая пластина обтекается без срывов пограничного слоя при нулевом угле атаки при максимальных рейнольдсовых числах по сравнению с другими телами.

Тонкостенная же трубка представляет собой замкнутую пластину. При этом поверхность вязкостного трения почти удваивается по сравнению со сплошным цилиндром, а профильное сопротивление практически сводится к сопротивлению трения, обусловленного только вязкостью. Это значительно повышает чувствительность и точность измерений вискозиметра.

Другим важным условием для повышения чувствительности и точности измерений прибора является то, что отношение радиуса трубки к внутреннему радиусу камеры вискозиметра составляет вполне определенную величину, а именно 0,58, при которой во время течения жидкости через камеру вискозиметра суммарное сопротивление трения на внутренней и внешней стенках поплавка составляет максимальную величину.

Соблюдение полученного соотношения является очень важным фактором в повышении чувствительности и точности измерений прибора. Так, при увеличении отношения радиуса рабочего тела к внутреннему радиусу камеры вискозиметра с 0,58 до

0,90 сопротивление трения, действующее на стенках рабочего тела, уменьшается в

2,3 раза.

Для стабилизации потока перед поплавком и после него могут быть использованы стабилизирующие устройства, которые представляют собой полые цилиндры, равные по диаметру рабочему телу.

На чертеже приведен общий вид устройства.

Вискозиметр состоит из вертикально расположенной цилиндрической камеры 1, поплавка 2, представляющего тонкостенную трубку, стабилизаторов 3 потока, насосного блока 4, датчика 5, блока управления электродвигателем насоса 6, расходомера 7, вторичного прибора 8, проградуировапного в единицах вязкости, и соединительных каналов 9. Прибор подсоединяют к трубопроводу (или емкости) 10 с контролируемой жидкостью через запорную арматуру 11.

Вискозиметр работает следующим образом.

Контролируемая жидкость из трубы (емкости) 10 через запорную арматуру 11 с помощью насосного блока 4 подается в вертикально расположенную камеру вискозиметра 1. Проходя стабилизатор 3, поток стабилизируется и, обтекая поплавок 2, 15 удерживает его во взвешенном состоянии за счет сил вязкостного трения. Регулирование расхода для поддержания поплавка во взвешенном состоянии осуществляется с помощью системы подачи жидкости, вклю20 чающую в данном случае датчик 5, блок управления электродвигателем 6 и насосный блок 4. Количество жидкости, проходящей через камеру вискозиметра, определяется по расходомеру 7. К расходомеру мо2 жет быть подключен вторичный прибор 8, гроградуированный в единицах вязкости и при необходимости сблокированный с самописцем.

Предложенная конструкция вискозиметра зо обладает высокой чувствительностью, точностью и может быть использована для непрерывного измерения вязкости в широком диапазоне. Приоор позволяет измерять вязкость жидкостей на потоке в усло35 виях трубопроводного транспорта или технологического процесса, например, прп перекачке нефтей и нефтепродуктов по магистральным и промысловым нефтепроводам и продуктопроводам, при смешении нефтей, 40 при термообработке высокозастывающих нефтей и т. д.

Формула изобретения

Вискозиметр непрерывного действия, состоящий из проточной камеры, поплавка, системы подачи жидкости и измерителя положения поплавка, отличающийся тем, 50 что, с целью повышения чувствительности и точности измерения устройства, поплавок выполнен в виде тонкостенной, концентрично расположенной в проточной камере трубки с отношением радиуса трубки к

55 внутреннему радиусу камеры 0,58.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Сато С. Поплавковые вискозиметры

«Отомэсен», 1967, т. 12, с. 32 — 34, 2. Лвторское свидетельство СССР № 158143, кл. G 01N 11/10, 1962 (прото65 тип) .

828019

Составитель В. Филатова

Техред А. Камышникова Корректор О. Силуянова

Редактор T. Глазова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 727/1 Изд. № 302 Тираж 915 Подписное

НПО «Поиск> Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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