Вискозиметр

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения вязкостных свойств непрозрачных жидкостей, например буровых растворов. Цель изобретения - ускорение процесса анализа путем автоматизации процесса измерения вязкости жидкости в потоке. Констрзгкдия вискозиметра позволяет измерять , динамическую вязкость исследуемой жидкости непосредственно в производственных условиях на потоке за счет применения автоматического возврата рабочего тела в исходное положение и применения проточного датчика вискозиметра, а также конструктивного совершенствования рабочего тела и применения в нем утяжелякщей жидкости. 1 з.п.ф-лы, 5 ил i О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) (51)4 G 01 N 11/10 (54) ВИСКОЗИМЕТР

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4212233/24-25 (22) 19.03.87 (46) 23.09.88. Вюл, 1(35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.М.Монахов (53) 532.137 (088.8) (56) Патент ФРГ Я 2946453, кл, G 01 И 11/12, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1179152, -кл. G 01 N 11/10, 1984. (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь2 526 А1 зовано для измерения вязкостных свойств непрозрачных жидкостей, например буровых растворов. Цель изобретения — ускорение процесса анализа путем автоматизации процесса измерения вязкости жидкости в потоке. Конструкция вискозиметра позволяет измерять. динамическую вязкость исследуемой жидкости непосредственно в производственных условиях на потоке за счет применения автоматического возврата рабочего тела в исходное положение и применения проточного датчика вискозиметра, а также конструктивного совершенствования рабочего тела и применения в нем утяжелякицей жидкости, 1 з.п.ф-лы, 5 ил.

1425526

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исподьзовано для измерения влзкостных свойств непрозрачных жидкостей, например буровых растворов.

Целью изобретения является ускорение процесса ачализа путем автоматизации процесса измеренил вязкости жидкости в потоке. 10

На фиг.1 представлена принципиальнал технологическая схема вискозиметра на фиг.2 — рабочее тело вискозиметра, на фиг.3 — разрез А-А на фиг.2", на фиг.4 — временная диаграмма работы 1вискозиметра; на фиг.5 = схема логи-.ческого блока вискозиметря на базе релейных элементов.

Датчик 1 вискозиметра состоит из цилиндрическои емкости 2 и цидиндри= ческого:.òåðæíÿ 3 коаксияльно расположенного в емкости 2. В емкости 2 через запорный отсекаю11-,ий клапан 4 поступает исследуемая жидкость 5 из технологического трубопровода 6„ выходящая из емкости 2 cpåç кла-,,ан 7.

Для создания перепада давления А Р в трубопроводе 6 установлен дросседь 8.

Стержень 3 полностью заполнен Аервомагнитной жидкостью (ФМЖ) 9> в, которую помещена капля ртути 10, На стержне 3 расположено свободно перемещающееся раоочее тело il в форме шара с осевым каналом. Емкость 2

Обеих сторон зЯкрыта ды1лща1л1л 12р Я стержень 3 с обоих концов выполнен 3-" цельным (сплошным) 13 на высоту, равную половине высоты рабочего тела

В стержне 3 расположено четыре кон тактных группы: две крайыиe контактные группы К» и К< расп.зложены на .ос.— новании дельных участко: 13 стержня

3, две группь1 контактные группы К и К расположены в стержне 3 одна от

3 другой на расстоянии Н:; Ле менее десяти длин рабочего тела 1I от К» н 45

К соответстве1111о. Рабо = å тело 11 имеет два яруса постоянных м»1гнитов 14 и

15, расположенных B 11po :."1лвоположьш . концах рабочего тела 11, Между маг-нитами помещен магнитоизол1лрующ1п1 --0 материал 16, который их фиксирует в определенном положении,"íóòpè рабочего тела 11. Часть полос pàáoIeI o тела 11 заполнена утяжедяющей жидкостью 17, которая служит для смещения центра тяжести рабочего тела 11 книзу, Датчик,1 вискоэиметр<::. установлен ня врящякцихся Опорах .8g размещенных

IIo центру емкости 2. Одна из опор 18 механ1лчески связана с осью редуктора

19, приводимого во вращение реверсивным двигателем 20. Датчик 1 может о вращаться на 180 от верхнего упорамикровыключателя МКВ 21 до нижнего упора-микровыключателя МКВ 22 и наоборот. Упоры-микровыключатели 21 и

22 ограничивают вращение датчика и фиксируют его в вертикальном положении о

Вискозиметр включает в себя логический блок 23, таймер 24 и вторичный прибор 25, Датчик 1 вискозиметра связан гибкими шлангами 26 с нагнетающимии сбрасывающим патрубками и гибкими проводниками 27 с логическим блоком 23. Гибкие шланги 26 и проводники 27 позволяют датчику поворачио ватьсл на. 180 без нарушения гидравлической и электрической связи. Полость рабочего тела 11 разделена плоскостями 28 на гидроизолированные друг от друга кессоны, которые заполнены утлжедяющей жидкостью 17 до одинакового уровчя.

Виксозиметр работает следующим образом.

Датчик 1 вискозиметра находится в вертикальном положении до момента включения электропитания. При этом одна из крайних контактных групп К„ или К,» находится в замкнутом состоянии каплей ртут1л 10, Если в момент включения электропитания вискозиметра контактные группы, например, расположены сверху вниз в следующем порядке. К4Р Кур Ктр К»9 то замкнутой будет контактная группа К» и микровыключатели 21 и 22 находятся в следующем положении -- гервый нормально замкнут, а второй - разомкнут, реле

Р,,„, Р»,л включены, а также подключено и реле Р, которое сработает через время задержки t В этот момент кла пана 4 и 7 открыты (идет смена исследуемой жидкости в емкости 2). Через время 1:> включается реле Р, при этом клапана 4 и 7 =-,àêpûíàþòñÿ, включается реверсивный двигатель 20 (прямой ход) .

Двигатель 20 останавнтся, когда датчик 1, совершив поворот ня 180, вы" ключит NKB 2 1. При этом МКВ 22 включится ОднякО двьгатель не Ьудет эа питан, тяк как для обратного хода необходимо срабатывание реле Р„,. После

::: ереворота датчика 1 рабочее тело 11 начинает перемещаться и, Достигнув контакта К, включает реле Р«, при

5526

3 142 этом Р, Р„„и Р„„выключаются и включается таймер 24. Таймер 24 вьп<лючается при замыкании контакта К и срабатывании реле Р„ (нормально замкнутые контакты Р„ схемы питания таймера размыкаются).

При замыкании контактов K срабатывает реле Р, запитываются реле

Р ч и Р» с задержкой срабатывания по времени t открываются клапана 4 и

7, идет смена исследуемой жидкости в .емкости 2. Кроме того, при замыкании контактов К4 происходит функциональное переключение контактов К и К :

К вЂ” становится конечной, останавли вающей таймер 23, контактной группой, а К вЂ” начальной, пусковой контактной группой для таймера 24 (при замыкании К функции К > и К восстанав1 3 ливаются).

Через время t> включается реле Р клапана 4 и 7 закрываются, включается реверсивный электродвигатель 20 (обратный ход), который останавливается, когда датчик 1 после поворота на 180 выключит МКВ 22 и включит

МКВ 21. Рабочее тело 11, перемещаясь вдоль стержня 3, замыкает контакт К выключив реле Р, Р„,, Р«, а таймер

24 запускается. Таймер 24 останавливается при замыкании контактов К и включении реле Р„ (нормально замкнутые контакты Р „ размьпсаются). В дальнейшем описание работы вискозиметра повторяется.

30 на вторичном приборе 25 со встроенным решающим устройством рассчитывается и записывается значение динамической вязкости.

Исследуемая жидкость 5 поступает в емкость 2.благодаря перепаду давления лР, создаваемому дросселем 8 в технологическом трубопроводе 6.

При перевороте датчика 1 утяжелявщая жидкость 17 перетекает в полости рабочего тела 11 из одного крайнего положения в другое, тем самым смещая его центр тяжести книзу. А чтобы уровень утяжеляющей жидкости 17 на

"перекашивался" при перевороте датчика 1 и рабочее тело 11 быстро бы центрировалось при движении вдоль стержня 3 для этого полость рабочего тела

11 разделена на гидроизолированные один от другого кессоны плоскостями 28 °

Постоянные магниты 14 и 15 расположены вокруг сквозного канала в противоположных концах рабочего тела 11, причем расстояние между ними должно быть не менее трех диаметров отверстия в рабочем теле 1f. Это позволяет образовывать как бы две независимые зоны уплотнения ФМЖ9, между которыми находится эффективная зона с зажатой в ней коммутирующей каплей ртути 10.

Между постоянными. магнитами 14 и .

15, а также между ними и стенкой полости рабочего тела 1f расположен магнитоизоляционный материал 16, обФМК 9 в стержне 3 под действием нижнего постоянного магнита 14 (относительно положения рабочего тела 11 при движении его вниз от контактной группы К, и К ) своим магнитным полем создает уплотненную зону ФМЖ 9, удерживая каплю ртути 10, Капля ртути 10 в стержне 3 отслеживает движение рабочего тела 11 в исследуемой жидкости 5. При достижении контактной группы К, отстоящей от К на расстоянии кратном не менее десяти высот рабочего тела 11, оно станет двигаться равномерно (с постоянной скоростью) в соответствии с первым законом Ньютона.

После переворота датчика 1 на 180 постоянный магнит 15, ставший нижним, принимает функции создания уплотненной зоны в ФМЖ 9 и удерживания капли ртути 10 от "проскока".

При прохождении рабочим телом 11 строго фиксированного расстояния Н раэуя внутри полости единую гладкую цилиндрическую поверхность. Этим обеспечивается фиксация магнитов 14 и

15, а при переворотах датчика 1 утяжеляющая жидкость 17 беспрепятственно перетекает в противоположную часть полостеи кессонов.

Концы стержня 3 выполнены цельными (сплошными) 13 на высоту, равную половине высоты рабочего тела 11 для того, чтобы проскочившая капля ртути

10 при следующем ходе рабочего тела

11 была бы введена в его эффективную

Опытными данными установлено, что капля ртути 10 подцерживается уплотненным слоем ФМЖ 9 практически над плоскостью проходящей по верхнему срезу постоянного магнита 14 или 15 (фиг..3). Поэтому капля ртути 10 находится в эффективной зоне, свободно перемещаясь между двумя уплотненными

5 14 слоями ФИЖ 9 при перевороте датчика

I a указанное расстояние между маг интами позволяет иметь часть эффективной зоны со слабым магнитным полем.

В этой части эффективной зоны капля ртути 10 перемещается, не выходя за

1тределы зоны. Поэтому капля ртути 1О всегда находится внутри рабочего те. та 31, будет "задатвй" двумя уплотенными слоями ФМК 9. ормула изобретения

1. Вискозиметр, содержащий емкость я исследуемой среды с системой поорота на 180, рабочее тело в виде олого шара со сквозным осевым канаом, размещенное на диамагнитном поом стержне с ферромагнитной и элекропроводной коммутирующей жидкостя25526 ми н двумя контактными группами, с постоянным магнитом и утяжелителем, размещенными вокруг осевого канала, таймер, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса агализа путем автоматизации процесса измерения вязкости жидкости в потоке, он снабжен логическим блоком, дополнительно двумя контактными группами, установленными в противоположных концах стержня„ а рабочее тело снабжено вторым постоянным магнитом, размещенным симметрично первому, при этом магниты разделены слоем магнитоизоляционного материала, заполняксцая часть полости рабочего тела, а остальная часть полости разделена на кессоны, которые частично заполнены утяжеляю п щей жидкостью до одинакового уровня.

1425526

1425526

P@

ЮВГ1

incr num

П ск,к

nor дй

/и ВР

П сн, я ри 17iae

Ф

/(А(ия((д

Составитель В.Во@анкин

Редактор Г.Волкова Техред И.Дидык Корректор Г.Решетник

Заказ 47б1/40 Тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4