Устройство для измерения вязкости жидкостей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ, содержащее измерительный сосуд с капилляром и иглой, измеритель времени истечения в виде преобразователя силы, элементы сравнения с задатчиком давления, пневматический триггер, пневмореле, вторичный прибор, односторонний исполнительный механизм и импульсатор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности измере ния , устройство дрполнительно содержит две ячейки памяти, пятимембранный элемент сравнения, два задатчика, два нормально закрытых клапана, трехмембранный элемент сравнения и дополнительный импульсатор, включающий пневмореле и инерционное звено, состоящее из последовательно соединенных переменного дросселя и пневмоемкости ,.подключенныхк камере управления пневмореле, причемвыход триггера соединен с камерами управления ячеек памяти, выход первой ячейки соединен с положительной камерой пя тимембранного элемента сравнения и с положительной камерой трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с первым задатчиком, выход ко.торого сое-, динен с входами импульсатора и дополнительного импульсатора, выход которого соединен с управляющими камерами е клапанов,вход первого клапана соеданен с емкостью первой ячейки памяти, а выход - с атмосферой, вход второго клапана соединен с емкостью второй ячейки памяти, а выход - с атмосферой ,. выход второй ячейки памяти соединен с входом первой ячейки памяти, а вход - с выходом пятимембранного Jntuiek элемента сравнения, другая положительная камера которого соединена с вторым задатчиком, одна отрицательна Ксгмера соединена со своим выходом, СО а вторая отрицательная камера - с атмосферой.

„„SU„„1 73 24 А

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

М50 С 01 М 11 08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3535046/18-25 (22) 10.01.83 (46) 15-.02.84. Бюл. 9 6 (72) В.И.Бодров, N.М.Мордасов и .А.В.Трофимов (71) Тамбовский институт химического машиностроения (53) 539.137(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 600419, кл. С 01 Х 11/08, 1978..

2. Авторское свидетельство СССР

9 705309, кл. G 01 N 11/08, 1979 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЯЗKOCTH 7(ИДКОСТЕЙ, содержащее изме, рительный сосуд с капилляром и иглой, измеритель времени истечения в виде преобразователя силы, элементы сравнения с задатчиком давления, пневматический триггер, пневмореле, вторичный прибор, односторонний исполнительный механизм и импульсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности измерения, устройство дополнительно содержит две ячейки памяти, пятимембранный элемент сравнения, два задатчика, два нормально закрытых клапана, трехмембранный элемент сравнения и дополнительный импульсатор, в ключающий пневмореле и инерционное звено, состоящее из последовательно соединенных переменного дросселя и пневмоемкости,.подключенных к камере управления пневмореле, причем выход триггера соединен с камерами управления ячеек памяти, выход первой ячейки соединен с положительной камерой пятимембранного элемента сравнения и с положительной камерой трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с первым задатчиком, выход которого соединен с входами импульсатора и дополнительного импульсатора, выход которого соединен с управляющими камерами <и клапанов, вход первого клапана соединен с емкостью первой ячейки памяти Д а выход — с атмосферой, вход второго в клапана соединен с емкостью второй (, ячейки памяти, а выход — с атмосферой, выход второй ячейки памяти сое- ф динен с входом первой ячейки памяти, а вход — с выходом пятимембранного элемента сравнения, другая положительная камера которого соединена с вторым задатчиком, одна отрицательна камера соединена со сваям выходом, а вторая отрицательная камера — с р атмосферой.

1073624

Изобретение относится к устройствам для контроля физико-химических характеристик жидких сред, в частности к устройствам для измерения вязкости, и может найти применение в системах контроля и управления хими- 5 ческими процессами.

Известно устройство для определения вязкости жидкостей, содержащее измерительный сосуд с капилляром, (измеритель времени истечения, дозиру-10 ющее устройство, вторичный прибор, причем измеритель времени истечения выполнен в виде преобразователя силы, вход которого соединен посредством газопроводящей трубки с измери- )5 тельным сосудом, а выход подключен к соответствующим камерам элементов сравнения, в другие камеры которых подключены задатчики давления, при этом выходы элементов сравнения соединены с входами пневматического триггера, присоединенногО своим вы.ходом к входу вторичного прибора и к камере управления пневмореле, в сопла которого поданы давления различногд уровня, а выход реле соединен с газоподводяь--ей трубкой измерительного аосуда (1

Недостатком известного устройства . является снижение точности измерений ° 0 вязкости таких жидкостей, которые по .своим физико-химическим свойствам об-: ладают способностью полимеризоваться.

Устройство работает" ненадежно из-за наличия пленки измеряемой жидкости на выходе из капилляра, которая образуется между циклами замера вязкости и . мгновенно полимеризуется. При повтоРении цикла определения вязкости жидкости эта пленка делает устройство неработоспособным. 40

Наиболее близким к изобретению является устройство для измерения вязкости жидкостей, содержащее измерительный сосуд с капилляромр измери- 45 тель времени истечения, элементы сравнения с задатчиком давдения, пневматический триггер, пневмореле, вторичный прибор, причем внутри из1лернтельного сосуда размещена игла, соединенная с рабочим органом одностороннего и;полнктельного механизма, корпус которого связан с преобРазователем силы, а его рабочая камера — с выходом импульсатора, включающего пневмореле и инерционное

55 звено, состоящее иэ последовательно соединенных регулируемого дросселя и пневмоемкости, подключенных к камере управления пневмореле и ее нижней сопловой части (2) . 60

Недостатком данного устройства является необходимость периодически вручную подавать импульс для привода в действие иглы, которая при своем движении разрушает полимеризационйую пленку измеряемой жидкости, образующуюся в капилляре. Это снижает надежность измерения в условиях химического цеха, так как в этом случае надежность измерения зависит от субъективных действий оператора.

Целью изобретения является повышение надежности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее измерительный сосуд с капилляром и иглой, l измеритель времени истечения в вице преобразователя силы, элементы сравнения с задатчиком давления, пневматический триггер, пневмореле, вторичйый прибор, односторонний исполнительный ь.эханизм и импульсатор, дополнительно содержит две ячейки па1мяти, пятимембранный элемент сравнения, два задатчика, два .нормально закрытых клапана, трехмембранный элемент сравнения и дополнительный нмпульсатор, включающий пневмореле и инерционное .звено, состоящее из последовательно соединенных переменного дросселя и пневмоемкостн, подключенных к камере. управления пневмореле, причем выход триггера соединен с камерами управления ячеек памяти, выходной первой ячейки соединен с положительной камерой пятимембранного элемента сравнения и с положительной камерой .трехмембранного элемента сравнения, отрицательная камера которого соединена с первым задатчиком, выл которого соединен с входами импульсатора и дополнительного импульсатора, вйход которого соединен с управляющими камерами клапанов, вход первого клапана соединен с емкостью первой ячейки памяти, а выход — с атмосферой, вход второго клапана соединен с емкостью второй ячейки памяти, а выход — с атмосфе-рой, выход второй ячейки памяти соединен с входом первой ячейки памяти, а вход — с выходом пятимембранного элемента сравнения, другая положительная камера которого соединена с вторым эадатчиком, одна отрицательная камера соединена со своим выходом, а другая отрицательная камера — с атмосферой.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

На фиг.1 изображена схема устройства, на фиг.2 — принципиальная схема элементов пневмоавтоматики.

Устройство состоит из измерительного сосуда 1 с капилляром, иглы 2, исполнительного механизма 3, импульсатора 4, включающего переменный дроссель 5, пневмоемкость б и пневмореле, измерителя времени истечения в виде преобразователя 7 силы, задатчиков 8 и 9 давления, элементов 10 и 11 сравнения, пневматического триггера

1073624

12 и пневмореле 13, в сопловые каме- * ры которого подаются давления раэнаго уровня, узла 14 суммирования,включающего ячейки 15 и 16 памяти, пятимембранный элемент 17 сравнения и задатчик 18, узла 19 сравнения, включающего трехмембранный элемент 20, сравнения и задатчик 21, узла 22 сброса,- включающего дополнительный . 23 и два нормально закрытых клапана

24 и 25 °

Даполнительнйй импульсатор содержит переменный дроссель 26, пневмо емкость 27 и пневмореле .28.

В камеры трехмембранных реле 13, 28 и 29, ячеек 15 и 16 памяти, кла" 15 панов 24 и 25 подведено давление подпора.

Устройство работает следующим образом.

В начальный момент жидкости н полости измерительногО сосуда 1 отсутствует, На вход преобразователя 7 ноздействует минимальная сила; а следовательно, .на его выходе будет минимальное давление, которое поступает н отрицательную камеру элемента, 10 и в положительную камеру эле:мента 11 сравнения. Давление, устанавливаемое задатчиками 8 и 9, соответствует минимальному (максимальному) к весу измерительного сосуда

1. В начальный момент давление с выхода преобразователя 7 меньше давлений, устанавливаемых задатчиками

8 и 9. Поэтому на выходе элемента .35

10 сравнения появляется сигнал единичного уровня, а на выходе элемента 11 — нулевого. При таких входных сигналах триггер 12 имеет на своем выходе нулевой сигнал. Пневмареле 4g

13 под действием подпара занимает такое положение, при котором верхнее сопла закрыто, а нижнее сопла открыто. Через это сопла в полость измерительного сосуда 1 подается вакуум 45

Р, величина которого-постоянна.

Контролируемая жидкость под действием созданного перепада давления начинает натекать в измерительный сосуд 1. По иере натекания жидкости в сосуд 1 увеличивается сила, дей-. ствующая на преобразователь 7, а следовательно, и давление на его,выходе. Как только давление на выходе преобразователя 7 становится больше давления задатчика 9; на выходе элемента 11 сравнения появляется единичный сигнал, переводящий триггер в положение, при котором на его выходе будет сигнал единичного уровня. Этот оО сигнал, поступая на вход пневмореле

13, перемещает мембранный блок, закрывая нижнее сопла и открывая верх« нее сопла. В сосуд 1 поступает избыточное давление Р и под его действием начинается истечение жидкости через капилляр.

По мере вытеснения жидкости уменьшается сила, действующая на преобразователь 7, вследствие чего давление на ега выходе уменьшается.

Уменьшение давления происходит до тех пор, пока его значение на станет

I меньше давления, устанавливаемого эадатчиком 8. При этом на выходе элемента 10 сравнения появляется сигнал единичного уровня. Под действием этога сигнала триггер 12 занимает такое положение, при котором на его выходе будет нулевой сигнал.

Мембранный блок пненмареле 13"пад действием подпора перемещается вверх, соединяя при этом полость измерительного сосуда 1 с линией вакуума Р .

Вновь начинается процесс натекания жидкости в измерительный сосуд 1.

С выхода триггера 12 в процессе измерения наступают на вторичный прибор .импульсы прямоугольной формы, частота следования которых з ависит от вяз кости.

В. процессе измерения происходит образование пленки в капилляре. Практически для каждой исследуемой жидкости кожно оценить нремя, через которое целесообразно осуществить чистку капилляра (экспериментально определить). Узлы 14 и 19 суммирования и сравнения соответстнейно осу- ° ществляют управление автоматической чисткой капилляра.

В течение. интервала времени истечения жидкости через капилляр (интервал измерения) на выходе триггера 12 действует сигнал единичного уровня

Р« =1. Этот сигнал перемещает вверх мембранный блок ячейки 16 памяти и сигнал с выхода элемента 17, 11анный давлению Ро задатчика 18, поступает на выход ячейки памяти 16. При окончании измерения происходит процесс натекания жидкости в сосуд 1 (P, =О).

Мембранный блок ячейки 15 памятй пад действием падп поднимается вверх и сигнал Р с выхода ячейки 16 памяти поступает на выход ячейки 15 памяти. Тогда на выходе элемента 17 поянится сигнал 2РО . Вновь начинаетch процесс измерения (Р, =1). Сигнал

Р =1 переместит вниз (вверх1 мембранный блок в ячейке 15(16) памяти.

На выходе ячейки 16 памяти сигнал станет равным 2Р . После окончания измерения начинается процесс натекания жицкости н сосуд 1 (P =О). Под действием подпора мембранный блок ячейки 15 памяти поднимается вверх и сигнал 2Ра пройдет на выход этой ячейки памяти.

Таким образом, на выходе ячейки 15 памяти формируется давление Р, P, =N 1, где Л - число циклов измерений.

1073624

С помощью эадатчиков 18 и 21 э адается интервал времени разрушения полимеризационной пленки в капилляре с помощью иглы 2.

При превышении давления Р давле- 5 ния зацатчика 21 на выходе элемента

20 появляется сигнал единичного импульса (Р о =1). Сигнал Р =1, пройдя импульсатор 4, поступает в исполнительный механизм 3, который переме- 1О щает иглу 2, разрушающую пленку жидкости).одновременно сигнал Р =1 поступает через дроссель 26 в пневмоемкость 27 и положительную камеру пневмореле 28 импульсатора, который сдви-15 гает импульс Р =1. Единичный импульс с выхода пневмореле 28 (Р, =1) открывает клапаны 24 и 25.

Давления:в емкостях ячеек 15 и 16 памяти стравится в атмосферу. После окончания единичного импульса Р =1 . клапаны 24 и 25 закрываются. Вновь

° начинается процесс подсчета импульР1 =1 .

Использование устройства в промыш.ленности позволяет упростить процесс измерения вязкости жидких веществ, обладающих повышенной пожарои вэрывоопасностью и способностью образовывать полимеризационную пленку.

В процессе эксплуатации предлагаемого устройства в условиях химического цеха отпадает необходимость вручную подавать сигнал на разрушение пленки. Для каждой исследуемой жидкости возможно подобрать рациональные интервалы разрушения пленки.

Величины этого интервала выставляются задатчиками 18 и 21.

Техники-экономическая эффективность устройства состоит в воэможности работы внутри аппарата под давлением, надежной работе с жидкостями, которые по своим физико-химическим свойствам обладают способностью полимериэоваться.

1073б24

22 фиг.2

Составитель В.Вощанкин

Редактор М.Петрова Техред A.Áàáèíåö Корректор В Бутяга

С

Заказ 318/40 Тираж 823- Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 1 30 35 ° Москва, Ж- 35 у Раушская наб ., 4/5

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