Ротационный вискозиметр

 

Изобретение откосится к устройствам , предназначенным для измерения реологических характеристик буровых растворов. Цель изобретения - повьшение точности и надежности. С этой целью в корпусе 1, в котором расположены два коаксиальных цилиндра 2 и 3, один из которых связан с приводом вращения, а другой - с системой измерения крутящего момента, включающей торсион 7, состоящий из двух

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

11% lj 311

3265 А1 (gg4 С О1 И ll/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4217375/24-25 (22) 30.03.87 (46) 30.11.88. Бюп. Н 44 (71) Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" (72) В.А.Николаев, Н.И.Ворсин и В.В.Разуваевский (53) 538,137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 1213381, кл. G 01 И 11/!4, 1983.

Патент США 11 4175425, кл. 73-59, 1979. (54) РОТАЦИОНН1 1И ВИСКОЗКИЕТР (57) Изобретение относится к устройствам, предназначенным для измерения реологических характеристик буровых растворов. Цель изобретения — повышение точности и надежности. С этой целью в корпусе 1, в котором расположены два коаксиальных цилиндра 2 и 3, один из которых связан с приводом вращения, а другой — с системой измерения крутящего момента, включающей торсион 7, состоящий из двух взаимно

1441265 перпендикулярных пластин, датчик 8 положения, связанный с электромагнитом 9, торсион 7 размещен с гарантированным зазором во втулке 10, один конец которой жестко связан с измерительным цилиндром 3, а на другом установлены два рычага 11 и 12, взаимодействующие один с электромагнитом 9, а другой с датчиком 8 положения ° Датчик 8 положения выполнен в виде излучателя 13 и фотоприемника 14 световой поток между которыми изменяется выступом 15 на рычаге 12. Датчик 8 положения отрегулирован таким образом, что при отсутствии нагрузки на

Изобретение относится к приборам для определения вязкости, предельно- . го напряжения сдвига и других реологических характеристик вязкопластических жидкостей, например промывоч- 5 ных и цементных растворов, применяемых в нефтяной и газовой промышленности при бурении скважин.

Целью изобретения является повышение точности измерений и надежности работы вискозиметра.

На фиг.l изображен вискозиметр, поперечный разрез; на фиг.2 — разрез

А-А на фиг.l; на фиг.3 — торсион, размещенный с гарантированным зазором во втулке; на фиг,4 — торсион и втулка, поперечный разрез.

Ротационный вискозиметр (фиг.l) содержит корпус ), в котором располо-20 жены два коаксиальных цилиндра 2 и 3.

Приводной цилиндр 2 установлен в подшипниках 4 и связан с приводом вращения (электродвигателем) 5 ременной передачей 6. Измерительный цилиндр 3 подвешен на торсионе 7. В корпусе 1 также расположены датчик 8 положения и электромагнит 9.

Торсион 7 размещен с гарантированным зазором во втулке 10 один конец которой жестко связан с измерительным цилиндром 3, а на другом установлены два рычага ll и 12, взаимодействующие один с электромагнитом 9, а другой с датчиком 8 положения. 35 измерительный цилиндр 3 выступ 15 перекрывает половину отверстия в корпусе датчика и сигнал рассогласования отсутствует. Конструкция, торсиона, состоящего из двух взаимно перпендикулярных пластин, расположенных во втулке, обеспечивает большую жесткость системы подвески иэмерительного цилиндра при изгибе и позволяет обойтись без подшипников, при этом сохраняется малая жесткость системы при кручении. Однако это не сокращает диапазона измерений, так как крутящий момент через втулку 10 воспринимается электромагнитом. 4 ил.

Датчик 8 положения выполнен в виде излучателя 13 и фотоприемника 14, оветовой поток между которыми изменяется выступом 15 на рычаге 12. Датчик 8 положения отрегулирован так, что при отсутствии нагрузки на измерительный цилиндр 3 выступ 15 перекрывает половину отверстия 16 в корпусе датчика (фиг.2) и сигнал рассогласования отсутствует.

При перемещении выступа 15 изменяется световой поток, попадающий в фотоприемник 14. Появляется сигнал рассогласования в фотоэлектрическом мосте во вторичном приборе !7. Находящийся там же усилитель усиливает этот сигнал.и подает напряжение на катушку электромагнита 9.

Электромагнит 9 (фиг.2) состоит из постоянного магнита 18, сердечника 19 и катушки 20.

Торсион 7 (фиг.3 и 4) выполнен в виде двух взаимно перпендикулярных пластин 21 и двух зацепов 22 и 23 °

Верхним зацепом 22 торсион 7 закреплен на корпусе 1, а нижним зацепом к измерительному цилиндру 3 ° К зацепу 23 прикреплена втулка 10.

Конструкция торсиона 7, состоящего из двух взаимно перпендикулярных пластин, расположенных во втулке, обеспечивает большую жесткость системы подвески измерительного цилиндра при изгибе и позволяет обойтись беэ подшипников, при этом сохраняется

1441 малая жесткость системы при кручении. Однако это не сокращает диапазона измерений, так как крутящий момент через втулку 10 воспринимается электромагнитом 9.

Вискозиметр работает следующим образом.

Коаксиальные цилиндры 2 и 3 погружают в исследуемую жидкость до уровня выше верхнего торца измерительного цилиндра 3. Приводной цилиндр 2 . через ременную передачу 6 приводят во вращение приводным электродвигателем 5. Исследуемая жидкость при 15 этом находится в условиях тангенциального сдвига в однородном поле напряжений в узком зазоре между цилиндрами 2 и 3.

Измерительный цилиндр 3 под дейст- 20 вием крутящего момента от сил трения поворачивается на некоторый угол. На этот же угол поворачивается втулка

10 и закрепленный на ней рычаг 12.

Выступ 15 рычага 12 приоткрывает отверстие 16, в результате чего увеличивается световой поток, попадаемый в фотоприемник 14. Появляется сигнал рассогласования в фотоэлектрическом мосте во вторичном приборе 17. Здесь 30 же сигнал преобразуется, усиливается и подается напряжение на катушку 20 электромагнита. Под действием электромагнитных сил перемещается рычаг

11, который возвращает втулку 10 и измерительный цилиндр 3 в исходное положение. В исходное положение возвращается рычаг 12 с выступом 15, который перекрывает половину отверстия 16. Сигнал рассогласования исчезает.

Зная величину напряжения на катушке электромагнита при различных скоростях вращения электродвигателя, по известным зависимостям определяют реологические характеристики исследуемой жидкости. формулаизобретения

Ротационный вискозиметр, содержащий корпус, в котором расположены два коаксиальных цилиндра, один из которых связан с приводом вращения, а другой, измерительный, — с системой измерения крутящего момента, включающей торсион, состоящий из двух взаимно перпендикулярных пластин, и блок отрицательной обратной связи, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности и надежности работы вискозиметра, торсион размещен с зазором во втулке, один конец которой жестко связан с измерительным цилиндром, а другой — с рычагами блока отрицательной обратной связи.

Составитель Б.Вошанкнн техред Ы,днцьг-". Корректор С.Шекиар

1 pдакт, с-; 7,,Г, -: от.;: и,;о

p / /

Подписное.;ак =Б «"-Р::; ь. .: " .: -,тлар — —.„;:, o v ко, итет

-To,3 tõ: -",.:.- -! о бр ч -"-нн .f E(о:Гк рутин ) -,; а сок.ва ж. $ Pg iд ., д Nj да о g

Пронввоцс. .вегно пслиграфн .еское предприятие г. Ужгород ул. Проектная, 4