Капиллярный вискозиметр
ЗООЗ 13
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советских
Социалистических
Республик
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №
Заявлено 08.1Х.1969 (М 1359710/26-25) с присоединением заявки №
Приоритет
Опубликовано 071т/.1971. Бюллетень № 13
Дата опубликования описания 4.VI.1971
МПК 6 Oln 11/08
Комитет бо ДЕЛаМ изобретений и открытий ори Совете Министров
СССР
УДК 532.137(088.8) Авторы изобретения
С. Л. Ривкин, А. Я. Левин, Л. Б, Израилевский, Е. Ф. Рогачев и О. А. Кумалагов
Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского
Заявитель
КАП ИЛЛЯРНЬ!Й ВИСКОЗИМЕ1 Р
Изобретение относится к приборам для исследования свойств жидкостей и газов, например воды и водяного пара в широком интервале давлений и температур.
Известны капиллярные вискозиметры, применяемые для измерения вязкости воды и водяного пара при высоиих давлениях и температурах и содержащие плунжерный насос, помещенный в термостат, капиллярный канал, образующий с насосом рабочий контур, трубопроводы для отбора и подвода давления и устройство для измерения перепада давлений на концах капилляра.
Исследуемое вещество в дифманометре, цилиндрах насоса и нетермостатированных частях рабочего контура имеет температуру, отличную от температуры этого вещества в капилляре. Поэтому при определении вязкости необходимо знать плотность исследуемого вещества.
В предлагаемом вискозиметре с целью повышения точности измерений в широком диапазоне давлений и температур, насос снабжен двухфазным металлическим уплотнением и помещен в термостат, трубопроводы для отбора и подвода давления заполнены жидтоим металлом, устройство для измерения перепада давлений выполнено в виде дифманометра с подвижным коленом, подключенного к трубопроводам для отбора давления через термостатированные емкости, заполненные промежуточной средой, например водой.
Принципиальная схема вискозиметра представлена на чертеже. о Плунжеры 1 закреплены на раме 2, снабженной винтом 8, взаимодействующим с гайкой 4, насаженной на вал редуктора 5, который соединен с электродвигателем б. Плун. жеры введены в цилиндры 7 насоса, содер10 жащие холодильники 8, и уплотнены посредством втулок 9 из легкоплавкого металла с высокой температурой кипения (например, из сплава Вуда, олова и т. д.), промежуточных втулок 10 и нажимных гаек 11. Внут15 ренине полости цилиндров разделены на камеры уплотнения 12, камеры 18 отбора давления на манометр и камеры 14 отбора давления на дифманометр.
Камеры каждого цилиндра сообщены через
20 каналы, расположенные в верхней части перегородок. Цилиндры 7 соединены между собой толстостенной трубкой 15, в которой установлен разгруженный от внутреннего давления капилляр 1б. Цилиндры 7 помеще25 ны в термостат 17 и снабжены трубопроводами 18 с вентилями 19 для впуска и выпуска исследуемого вещества.
Дно камер 18 и 14 отбора давления в цилиндрах залито жидким металлом. Камеры
30 со стороны дна соединены с емкостями 20, ко300813 торые вместе с подводящими трубопроводами термостатированы при температуре, несколько большей точки плавления заполняющего их металла. Над уровнем металла в емкостях 20 находится жидкость с известной плотностью (например, вода, спирт и т. д.).
Со стороны этой жидкости емкости соединены с дифманометром 21, имеющим подвижное измерительное колено, и с тройником отбора абсолютного давления 22 в установке, который примерно до половины заполнен ртутью и термостатирован при комнатной температуре.
Вискоэиметр работает следующим образом.
Когда в цилиндрах 7 установятся заданные давления, вентили 19 закрывают, и включают электродвигатель 6, который через редуктор 6 приводит во вращение гайку 4, взаимодействующую с винтом 8. При этом рама 2 с плунжерами 1 перемещается относительно неподвижных цилиндров 7. В результате из одного цилиндра в другой через капилляр 16 в единицу времени вытесняется строго постоянный объем исследуемого вещества. Измерение перепада давлений достигается подъемом или опусканием подвижного колена дифманометра 21 на высоту, соответствующую перепаду, поэтому уровень жидкого легкоплавкого металла в камерах 14 цилиндров 7 и в малых камерах емкостей 20 остается строго:постоянным в течение всего опыта, выполняя роль жидкостных дифференциальных мембран, а дифманометром 21 измеряется абсолютный перепад давлений на концах капилляра при известном расходе через него.
Для уплотнения плунжеров 1 цилиндры 7 нагревают в термостате 17, одновременно подавая воду в холодильники 8 на тех концах цилиндров, которые расположены вне термостата. Когда температура в камерах уплотнения 12 достигает точки плавления металла, из которого изготовлены втулки 9, последние
5 расплавляются. После этого при помощи гаек
11 и промежуточных втулок 10 в камере уплотнения 12 поднимается уровень жидкого металла (см. штриховые линии). В этих условиях исследуемое вещество не может прой10 ти через уплотнение, так как избыточное давление вещества в цилиндрах будет продавливать жидкий металл, который, застывая у втулки 10, самоуплотняется.
Материалы капилляра 16 и плунжеров 1
15 подобраны таким образом, чтобы коэффициенты их линейного расширения были равны. Это позволяет не вводить поправки на изменение линейных размеров капилляра с повышением температуры.
Предмет изобретения
Капилля рный вискозиметр, содержащий плунжерный насос, помещенный в термостат, капилляр, образующий с насосом рабочий
25 контур, трубопроводы для отбора и подвода давления и устройство для измерения перепада давлений на концах капилляра, отличаюш,ийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне дав30 лений и температур, насос снабжен двухфазным металлическим уплотнением и помещен в термостат, трубопроводы для отбора и подвода давления заполнены жидким металлом, а устройство для измерения перепада давле35 ний выполнено в виде дифманометра с подвижным коленом, подключенного к трубопроводам для отбора давления через термостатированные емкости, заполненные промежуточной средой, например водой.
11 10 8 7 121У 10 17 2
Составитель В. Б. Гельман
Редактор Т. 3. Орловская Техред Л. Я, Левина Корректор Л. А. Царькова
Заказ 1787/7 Изд . № 723 Тираж 473 Подписное
ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4, 5
Типография, пр. Сапунова, 2
