Ротационный вискозиметр

 

Г

ОП ИСАНИЕ „„87ЗОЗ4

ИЗОВРЕТЕЙ ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С еюз Советсинн

Сецналнстнчесинк

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5l )NL. Кл; (22)Заивлено 22.05.78 (21) 2621771/18-25 с присоеаинеииен заявки М (23 ) П риори тет

1 01N. 11/08

Эаударстеенный комитет

СССР

Опубликовано 15 10 81, Бюллетень ка 38

Дата опубликования описания 18, 10.81 аа делан нзабретеннй н открытий (5З) УЙК 532 ° 137 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. М, Яговкин, В. А. Юдина и Т. И. Абдулхакимова (71) Заявитель (54)РОТАЦИОННЫЙ ВИСКОЗИ1ЕТР

Вискозиметр для определения вязкости жидкостей предназначен преимущественно для использования в нефте-.

/ перерабатывающей и нефтехимической промышленности и может найти применение в производстве синтетического каучука как датчик измерения вязкоСти или концентрации полимерных растворов.

Известны ротационные вискозиметры для измерения вязкости жидкостей, содержащие чувствительный элементе not0 гружаемый в измеряемую жидкость, двигатель для вращения чувствительного элемента, показывающий прибор, В этих вискозиметрах используются

15 чувствительные элементы различных конфигураций (цилиндр, диск и т.п.)Гк1, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является вискозиметр, содержащий двигатель, вращающийся чувствительный элемент (цилиндр, диск), укрепленный на валу двигателя и погружаемый в исследуемую жидкость, прибор для измерения чисда оборотов диска, отградуированный в единицах концентрации полимера (21..

Недостатки этих вискозиметровнизкая точность при измерении малых концентраций полимера, вследствие вращения жидкости вместе с вращающимся диском, снижающего тормозящий момент, по которому судят о вязкости.

Вращение жидкости вместе с вращающимся диском приводит также к подъему жидкости относительно неподвижного цилиндра, зависящему от скорости вращения диска. Изменение величины контакта жидкости с; поверхностью наружного цилиндра приводит к изменению величины тормозящего момента, а„ следовательно, и скорости вращения диска, по которой судят о вязкости.

Кроме того, эти вискозиметры имеют точную чувствительность и большую погрешность измерения малоустойчивых систем при больших скоростях враще-. ния, поскольку при этом происходит быстрое разделение исследуемой систе873034 мы на фазы под действием центробежных и гравитационных сил. Вследствие этого на боковых стенках и дне наружного цилиндра образуется осадок нерастворенных частиц .полимера, что приводит к получению недостоверных результатов, Цель изобретения - увеличение точности в широком диапазоне измерений с помощью вискозиметрического датчика в промьппленных условиях при упрощенной его конструкции, обеспечивающей экспрессность измерений.

Указанная цель достигается тем,что вращающийся диск снабжается цилиндрической неподвижной камерой с центральными отверстиями сверху и снизу и двумя дугообразными лопастями по обе стороны диска, На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг, 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — то же, вид сбоку, Вискозиметр состоит из закрепленного на валу двигателя диска 1, который вращается внутри неподвижно прикрепленной к корпусу двигателя камеры 2 с центральными отверстиями сверху и снизу. К внутренней стороне камеры припаяны дугообразные лопасти

3, вогнутая сторона которых обращена навстречу направлению вращения диска.

При проведении эксперимента камеру с вращающимся в ней диском опускают в исследуемую жидкость. Жидкость увле35 кается диском 1, а затем лопастями 3 поворачивается в обратную сторону.

Таким образом, осуществляется интенсивный обмен между смежными слоями

40 жидкости, за счет чего устраняется быстрое разделение исследуемой системы на фазы, имеющее место в отсутст. вие лопастей. Кроме того, за счет наличия лопастей увеличивается поверхность контакта жидкости с неподвижной 4 камерой, а это, как известно, увеличивает тормозящее действие камеры на жидкость, а, следовательно, и на диск.

Таким образом, появляется возможность измерения концентрации полимера в маловязких средах. Устраняется также возникновение вороночного эффекта, так как это состояние жидкости можно считать неподвижным по отношению к вращению диска. Вследствие этого показание прибора не зависит ни от глубины, ни от угла, ни от места погружения диска в исследуемую,жидкость, 4

Этим достигается возможность использования вискозиметрическогo датчика как в лабораторных, так и в промышленных условиях для точного измерения вязкости жидкостей в широком диапазоне измерений, Предлагаемый вискозиметр используется для определения концентрации полимера в гексане, применяемом в качестве растворителя при промывке полимеризаторов производства бутилкаучука. По результатам анализа (содержанию полимера в растворителе) судят о степени очистки полимеризаторов.

Поэтому показывающий прибор отградуирован в единицах концентрации(вес.X) полимера в гексане путем измерения вязкости растворов с известной концентрацией полимера, Пример 1. Градуировка показывающего прибора вискозиметра.

В стакан с гексаном (вязкостью

0,32 спз при 20 С) опускают камеру с о вращающимся чувствительным диском. !

Число оборотов вращающегося диска за счет сопротивления жидкости уменьшается, а во время равенства силы торможения жидкости и момента силы на валу двигателя оно становится постоянным.

Отмечают положение стрелки показывающего прибора на шкале, соответствующее концентрации полимера, равной О.

Извлекают камеру из стакана с гексаном и погружают ее последовательно в стаканы со стандартными растворами с содержанием полимера в гексане, вес.7:

0,2-1;1 — 4; 4-10, каждый раз отмечая на шкале положение стрелки, соответствующее числу оборотов диска в лпщкости, обратно пропорциональному концентрации полимера в гексане. Перед опусканием камеры в очередной раствор, ее ополаскивают гексаном.

Калибровку вискозиметра в указанных пределах проводят с соответствующим переключением диапазонов измерения.

Пример 2. Проведение сравнительных анализов.

Анализируют гексан с концентрацией полимера 0,5 вес,Е, найденной как средняя величина многократных весовых определений полимера в гексане после промывки полимеризаторов. Определение проводят с использованием предлагаемого вискозиметра, откалиброванного по стандартным растворам полимера, выделенного из проб гексана от промывки полимеризаторов, Формула изобретения

5 8730

Определено содержание полимера в гексане вискоэиметрически и составило

0,5 вес.7.

Пример 3, Осуществляется контроль процесса ополаскивания полимеризатора (подготовка аппарата к процессу полимеризации)

В процессе получения бутилкаучука на внутреннюю поверхность полимеризатора и трубопроводов налипает низко» 10 молекулярный полимер, что приводит к значительному ухудшению теплообмена (средний рабочий цикл полимеризаторов составляет 10-15 ч). Полимеризаторы периодически останавливают и промывают от налипшего полимера циркуляцией подогретого растворителя в течение 3-6 ч, Длительность промывки зависит от количества налипшего полимера, определяемого по содержанию полимера в циркулирующем растворителе.

Подготовка к процессу полимеризацин зависит и от своевременности контроля промывки, в свою очередь, зависящей от продолжительности и чувствительности способа определения концентрации полимера в растворителе.

Предлагаемый вискозиметр применяется для определения концентрации полимера в промывном растворителе.

После циркуляции гексана в течение

2-х ч определена концентрация полимера весовым способом 0 9 и 0,6 sec.X . и на вискозиметре 0,4 и 0 45 вес.Ж в пробе. Продолжительность анализов

35 составила 2 ч и 2 мин, соответственно, Полимеризатор считают готовым к работе, если концентрация полимера в промывном .гексане не более 0,5 вес.Ж, По результату весового анализа, приводимого с параллельными определениями, полимеризатор готов к работе лишь через 4 ч с начала проведения анализа. Результат анализа с использованием известного вискозиметра.сос34 б тавил бы величину порядка 1-1,5 вес,X из-за малой чувствительности вискоэиметра. Результат анализа с использованием предлагаемого вискозиметра

0,425 вес.Ж в среднем, выданный через 2 мин„ говорит о готовности аппарата к процессу полимеризации.

Высокая:,чувствительность,1 вес,7 при норме остаточного полимера

0,5 вес.71воспроизводимость,быстрота анализа, достигаемые применением предлагаемого вискоэиметра, позволяют в 3 раза сократить время и улучшить качествб подготовки аппаратов к работе, увеличивать производитель ность аппаратов, Ротационный вискоэиметр для определения вязкости жидкостей н концентрации полимера в растворах, содержащий двигатель, вращающийся диск, прибор для измерения числа оборотов диска, отградуированный в единицах вязкости или концентрации полимера, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения точности в широком диапазоне измерений, вращающийся диск снабжен неподвижной цилиндрической камерой, имеющей центральные отверстия на нижнем и верхнем основании и два ряда вертикальных дугообразных лопастей, расположенных над и под диском

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ваня Я. Анализаторы . газов и жидкостей N.,энергия",1970, с.105117.

2. Ваня Я,, Анализаторы газов и жидкостей М.,"Энергия 1970, с.115 прототип3..

873034

Составитель Е. Устрванин

Редактор И. Касарда Техред С.Мигунова Корректор А. Ференц, Заказ 9018/65 Тираж 910 Подпйсное

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