Вискозиметр
BHCKOSmiETP, содержащий стабилизатор расхода, капилляр переменной длины, выполненньй в виде трубки с соосно расположенным в ней с возможностью осевого перемещения стержнем, причем стержень связан с компенсационной схемой управления длиной капилляра, которая образована подпружиненным первым сильфоном, первый торец которого соединен со стержнем, отличающийся тем, что, с целью преобразования вязкости в интервал времени и повышения надежности измерений, в него дополнительно введен преобразователь перемещения стержня, выпол 1ер1ный в виде двух камер, сообщающихся меходу собой золотниковьм клапаном, золотник которого размещен на ттоке, выполненном в виде трубы, соединяющей внутреннюю полость первого сильфона и первую камеру преобразователя перемещения через пневматический дроссель причем эта камера совместно с вторым подпружиненным сильфоном, один торец которого жестко закреплен на стенке этой камеры, образуют внешнюю его полость, которая соединена с измерителем интервала времени и через другой дроссель с источником сжатого воздуха, при этом внутренняя полость второго сильфона и вторая камера лкшя преобразователя перемещения сообщены toBfa с атмосферой, а подвижный торец второго сильфона соединен посредством штока, проходящего через сальниковое уплотнение, с вторым торцом первого сильфона, помещенного в камеру, в коKnnij . торую через стабилизатор расхода по«Znx дается исследуемая среда и которая отдеяеиа от первой камеры цреобразоBa-r-ej/я перемещения сальниковым уплотнением и сообщена с капилляром.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК ((9) (! !) 4(5!) G 01 N 11/08
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3661461/18-25 (22) 09. 11. 83 (46) 15.02.85. Бюл. ¹ 6 (?2) В.С. Прохоров (7") Новомосковский филиал Московского ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени химико-технологического института им. Д.И. Менделеева (53) 532.137(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 763744, кл. С 01 И 11/08, 1978.
2. Авторское свидетельство СССР №- 914967, кл. G 01 N 11/08, 1980 (прототип). (54)(57) ВИСКОЗИ)ЕТР, содержащий стабилизатор расхода, капилляр переменной длины, выполненный в виде трубки с соосно расположенным в ней с возможностью осевого перемещения стержнем, причем стержень связан с компенсационной схемой управления длиной капилляра, которая образована подпружиненным первым сильфоном, первый торец которого соединен со стержнем, отличающийся тем, что, с целью преобразования вязкости в интервал времени и повышения надежности измерений, в него дополнительно введен преобразователь перемещения стержня, выполненный в виде двух камер, сообщающихся между собой золотниковым клапаном, золотник которого размещен на штоке, выполненнол» в виде трубы, соединяющей внутреннюю полость первого сильфона и первую камеру преобразователя перемещения через пневматический дроссель, причем эта камера совместно с вторым подпружиненным сильфоном, один торец которого жестко закреплен »а стенке этой камеры, образуют внешнюю его полость, которая соединена с измерителем интервала. времени и через друI гой дроссель с источником сжатого воздуха, при этом внутренняя полость второго сильфона и вторая камера преобразователя перемещения сообщены с атмосферой, а подвижный торец второго сильфона соединен посредством штока, проходящего через сальниковое уплотнение, с вторым торцом первого сильфона, помещенного з камеру, в которую через стаб».лизатор расхода по- дается исследуемая среда и которая отде !;=.на от первой камеры преобразователя перемещения сальниковым уплотнением и сообщена с капилляром.
1140005
Изобретение относится к иэмерите)тт— ной технике, в частности к устройствам для измерения вязкости технологических жидкостей, применяемых (в химической и нефтехимической Ilpo мышленности. разует вязкос гь исследуемой среды в аналогOohf!1 сттгилл, пропорциональный перемещеник стержня в трубке, и не
3G позволяет полу тать Вреттениой сигнал.
Кроме того, ок имеет низкую надежность и:з.терский из-за пер".I fe««k fx значений сил треттия, воэииклюц(их между с epif;kfåì и трубкой в результл— те неви»чите.п,иых о 1клоттеттитй трубки от вертикального положения ттрн производственных вибраииях и при поплдании твердых включении в элэор между трубкой и стерх(ием и т.п.
Цель изобретения — ттреобр»эовлкие вязкости в интервал времени и повьпцение иадежиост! f иэмереиий.
Поставлс.иная цел(.;iocтиглется
ГЕМ р ЧТО k3 ВПС1СО ЗИМЕ 1 Р > СОДOP)I( В(ОЭМO)!(IIОСТЫО О(ЕВ ОГО ПЕPЕМCktfÐНИЯ стержнем, причем стержень стзяэлн с компеислпиониой схемой управ:т ттия „ттЛИттой Кат)И (ЛЯРЯ КОТО)З»Я 06PЛЗОВЛ нл по;т тружинениым пертзым сил).фоком, ттервый торец IcOTnpo!.n coe7«I(ekf со гтержнем, дополните li. Ho k 13(.äå ll преобразователь l)eppvc if!pkfk;я стержня, выполне11иый в виде двух камер, сооб щтнощихся между собой эолотииковым 50 клапаном, золотник f OTopo1.o p»»kfp!I,Ckf Известен вискоэиметр, содержащий стабилизатор расхода, клпииляр переменной длины в виде винтового канала, образованного винтовой парой — цилиндром и плунжером, компенсационную схему управления длиной капилляра, выходной преобразователь с втори(тиым прибором !1) . ! la!*,более близок к изобретению вискоэиметр, содержащий стабилизатор расхода, т<лпилляр переменной длины, )зыполиеииый В г>иде трубки с СООС110 Раг ПОЛ())т(Екттт 1Л1 В НЕЙ С ВОЗМОж20 костью ocQ!30) Iipppi!F ттеиия стержнем, причем стержень свяэак с комп(знсациониой схемой управления длиной капилляра k oTop»k! Об )азов»ил п(здпру жииеиттым с)бать(()ОНОм Один ТО! ец кОтО 25 рого соединен со стержнем (?) . Однако даттный вискозттметр преобиа штоке, выполненном тз Виде трубы, соединяющей вттутренттт)ю ттолость ттервого сильс)она и первуто к»меру преобраэователя перемещения через пиевмаTkf eck(ifI дросселт., причем эта камера совместно со Втор:,тлт подпружиненным сильфоном, один торе), которого жестко закреплен ил теик - этой ка— меры, образуют ви:-шик)ю е -0 т;о.loсть, которая соединена с и:змерителе.. иитервалл времени и через друтой дроссель с источником воздуха, при этом внутренняя полость второ)o сильфо— на и вторая камера преобразователя перемещения сообщены с »тмосфер;.й, а подвижный торец 13TApoãî си;тьфоиа соединен посредстьзотт штока, проходящего через сальник оное уплотнение, со тзторым торцом первого с .H.7I. (I)nf!a, помещенного в камеру, тз котору:с через стабилизатор расхода подается исследуемая среда и котора) отделена от первой камеры преобразователя перемещения сальниковым уплотнением и сообщена с капилляром. На чертеже притзедеиа прикципиальиая схема вигкозиметт.а. ! Бискг эиметр состоит из каме()ы, разделенной на три пол сти 1. 2 и 3 Полости 2 и 3 рлэ;телек! I между с.обой г.альииковьтм уплотнением 4 через которое прохс)дит цfT»ê, в: k. oil!Iñ и)ишй 13 Виде трубки 5. !1О. foeò;! i и ? стле le иы друг от друга к;t»il»t;ok! 6 с эолотfIIik(o>1 7, закре )нсвт(ым kill вор);:(-м торце трубки 5 и о! новремP!! k!0 т ер. (-ти .— но закрывающим .)тот тот)етт трубкт.. Трубка 5 соедттнека с с)дним торцом с ил ьфо и и 8 и с подвижным To p! f0(l;; oäf l)KIfIIP k! II 0 0 CIIJlôOII » 9 . 0 7h()Ol 8 подпружииеи иружттнои 10, стяг *,вающей pro торцы. Полость 1 и в)(утренняя полость сильфс. иа 9 сооб.f,ài() T . я с а "Pìoñферой. Полость 2, обр».3yk(!g»); совмест— llO C сил ьфоьом 9 е I 0 131! (k! Ii<10 соединена с измерителе и kIIf! (=p=-ала времени 11 и черс дроссель 12 с линией сжатого гозду"(à, и также через пттетзлтаттт(тескттз"1 дроссе ., 13 устлновлеттньтй В трубке: ) — с г» )тр(313кей полостт,(о силь(k)off» 8. Сильгт)01! 8 совместно с. полосттто 3 образуют его внешнюю полость, куда терез стабилизатор расхода 14 подается исследуем » среда. К ттижиему торцу сильфока 8 присоединен стержень 1э k(OTOpый помещен в трубку 16 и образует с тей . кольцевой к,знал. т!ерсэ этот к(итал 40005 3 11 протекает исследуемая жидкость (среда) из полости 3. Этот канал образует капилляр переменной длины. Устройство работает следующим образом. Полость 2 через дроссель 12 заполняется сжатым воздухом, который через пневматический дроссель 13 в трубке 5 поступает во внутреннюю полость сильфона 8. При этом давление возду10 ха в полости 2 растет быстрее, чем во внутренней полости сильфона 8. Давление воздуха в сильфоне 8 растягивает пружину 10 и перемещает стержень 15 в трубке 16, увеличивая длину капилляра. Одновременно давление воздуха в полости 2 сжимает сильфон 9 и из-за этого перемещает трубку 5 вниз. Клапан б плотнее закрывается золотником 7. Давление сжатого возцуха продолжает расти в полости 2 и во внутренней полости сильфона 8. При этом контролируемая среда поступает из стабилизатора 14 расхода в полость 3, образующую совместно с сильфоном 8 его внешнюю полость. Контролируемая среда движется ста-. ционарно в кольцевом пространстве между трубой 16 и стержнем 15. Во внешней полости сильфона 8 развивается давление, »ропорциопальное вязкости среды и длине капилляра. При определенном давлении сжатого воздуха во внутренней полости сильфона 8 архимедова сила выталкивания и 35 сила от давления в полости 3, обусловленная вязкостным истечением контролируемой среды через капилляр, становится больше суммарного веса сильфона 8 с трубкой 5 и зо- С0 лотником 7, ющей со стороны сильфона 9. В этом случае трубка 5 начинает приподниматься. Это приводит к открытию кольцевого отверстия в клапане 6 45 золотником 7 и стравливанию воздуха из полости 2. При этом силл действующая со стороны сильфона 9, уменьшастся, что способствует еще большему открытию клапана 6 и уменьшению дав- 50 пения в полости 2. Воздух из внутренней полости сильфона 8 начинает стравливаться через пневматический дроссель 13 и клапан 6 в атмосферу, Сильфон 8 сжимается и стержень 15 55 в трубке 16 уменьшает длину капилляра. Вследствие этого уменьшается давление в полости 3 из-за уменьшения сил вязкостного трения, а также уменьшается архимедова сила выталки-1 вания сильфона 8 из-за уменьшения его объема. В определенный момент клапан 6 закрывается золотником 7 и- давление в полости 2 и во внутренней полости сильфона 9 начинает вновь возрастать. Таким образом, процесс увеличения давления в полости 2 повторяется. В установившемся режиме в полости 2 наблюдаются циклические изменения давления. Частота изменения этого давления пропорциональна вязкости контролируемой среды. При изменении вязкости контроли- руемой среды, например ее уменьшении, также уменьшается сила вязкостного трения в капилляре, образованном стержнем 15 и трубкой 16. Это привоцит к тому, что для достижения равновесия указанных вьппе сил стержню 15 необходимо переместиться в трубке 16 так, чтобы увеличилась длина капилляра, а следовательно, восстановилось прежнее заданное значепие силы вязкостного трения, При этом давление контролируемой среды в полости 3 принимает запанное значение, а давление сжатого воздуха во внутренней полости сильфона 8 увеличивается. Для достижения нового состояния равновесия время, в течение которого сильфон 8 заполняется через дроссель 13 сжатым воздухом, увеличивается. Уьеличивается также время истечения сжатого воздуха из сильфона 8 через дроссель 13 и клапан 6 в атмосферу. Поэтому частота изменения давления в полости 2 уменьшается пропорционально уменьшеt нию вязкости контролируемой среды. Измеритель 11 интервала времени меже г iз.;ерять либо длительность наблюцения максимального, либо минимального давления в полости 2, или частоту изменения,цавления в э гай полости, или время, в течение которого давление изменяется заданное число раз. Этот измеритель градуируется Ф в единицах вязкосги, Диапазон измерения вязкости и чувствительность определяются весом сильфона 8 и его начальн,м объемом. Начало шкалы прибора выставляется изменением жесткости сильфона 9, а конец шкалы — изменением жесткости 1140005 20 ФРЯЯФР МЬ +ggQp 3 а к а з Z 5 8 / 3 2 r и р а ж 8 9 7 с а.: Попцисн е Филиал ППН "Патент, г.Ужгород, ул.Проектная, пружины 10 сильфона 8 и изменением проводимости дросселя 13. В вискозиметре происходит преобразование вязкости г, интервал времени из-за построения его по схеме пневматического генератора, частота следования импульсов с которого пропорциональна вязкости контролируемой среды. Надежность измерений повышается из-за использования вынужденных перемещений стержня 15 относительно трубки 16 под действием сил давления сжатого воздуха от внешнего источника энергии во внешней полости сильфона 9 и внутренней полости сильфона 8. Эти силы элачительно больше сил трения H поэтому -изменение зна,.чений сил трения в процессе эксплуатации прибора пе влияет на его работоспособность. Работа вискозиметра происходит по принципу компенсации усилий, обеспечиваюшему при относи5 тельной простоте реалиэ; ции вискозиметра достаточно высок чч надежность и точность преобразования вязкости в интервал времен, . Предлагаемьй вискоэиметр имеет цифровой выход и может найти применение в цифровых системах контроля и управления, например в химической и нефте.имической промышленности, а также rr лабораторной практике, при этом повышается надежность, а вследствие этого — точность измерений в производственных условиях.
