Способ и устройство для измерения начального сдвига жидкости в трубопроводе малого диаметра

Способ и устройство для измерения начального сдвига жидкости в трубопроводе малого диаметра

Реферат

Изобретение относится к области технологии и устройств для измерения напряжения начального сдвига (пластичности) жидкостей в трубопроводе, к примеру молока в шлангах доильного аппарата.

Назначение способа и устройства: контроль образования воздушно-молочной пробки в молочных шлангах доильных аппаратов и разработка мер по их предотвращению.

Известен способ измерения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, использующий дифференциальный датчик давления, один вход которого подсоединяют непосредственно к трубопроводу, а второй вход подсоединяют через управляемый клапан к трубопроводу в том же сечении, запоминают давление на момент включения управляемого клапана и измеряют изменение давления по отношению к запомненному значению давления в трубопроводе.

Известно устройство для измерения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, содержащее один вход датчика, являющийся контролирующим, который подключен непосредственно к трубопроводу в контролируемом сечении, а второй вход подключен к тому же сечению трубопровода через управляемый клапан для запоминания давления в трубопроводе до его измерения (прототип RU 2426080 C1, 30/04/2010, G01L 13/02).

Сущность изобретения

Изобретение направлено на решение вопроса осуществления контроля и регулирования процесса с целью исключения возможности образования воздушно-молочных пробок в молочных шлангах, препятствующих току молока при доении коров.

В качестве прототипа заявлен способ для измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости и устройство для его осуществления, заключающееся в использовании дифференциального датчика.

Недостатком вышеуказанного прототипа является невозможность измерения времени движения жидкости и определения напряжения начального сдвига. Кроме того, предел измерения изменения давления отличается сложностью и высокими затратами труда.

Задачей представленного способа и устройства является снижение затрат труда при измерении, а также упрощение и достижение высокой точности процесса при измерении напряжения начального сдвига молока в шлангах в процессе дойки для исключения фактора торможения при его движении.

Технический результат способа и устройства заключается в исключении противодействия при дойке вследствие необходимости проведения учащенных профилактических работ для удаления вязких воздушно-молочных пробок.

Этот технический результат достигается тем, что в предложенном способе базовым является движение столбика молока в горизонтально расположенном капилляре под действием создаваемого постоянного давления и измерение времени движения, а предлагаемое устройство состоит из стеклянной емкости с отверстиями в пробке для присоединения трубопроводов от нагнетателя и капилляра для создания определенного давления в емкости, дифференциального водяного манометра и капилляра.

Описываемое устройство поясняется чертежом (фиг.1).

Устройство включает нагнетатель 2, связанный системой трубопроводов с дифференциальным водяным манометром 3 и стеклянной емкостью 1 с пробкой 7 с двумя отверстиями под трубопроводы.

С этой же емкостью связан горизонтально расположенный капилляр 5 и нагнетатель 6 для установки столбика жидкости в капилляре 5. Трубопровод от емкости 1 к капилляру 5 и нагнетателю 6 перекрывается зажимом 4. В указанный комплект включен секундомер 8.

Устройство работает следующим образом.

С помощью нагнетателя 2 в стеклянной емкости 1 создается давление h₁=20…25 мм; h₂=20…30 мм водяного столба, измеряемое дифференциальным водяным манометром 3. Зажим 4 перекрывает трубопровод к капилляру 5.

С помощью нагнетателя 6 вводим всасыванием порцию молока в капилляр 5 и устанавливаем его в горизонтальном положении. Введенный объем молока в капилляре должен составлять столбик жидкости длиной l₀=1…2 см.

Раздвигаем зажим 4. В результате под действием давления h₁ в емкости 1, столбик молока в капилляре сдвигается, продолжительность его движения t₁ фиксируемся секундомером 8. Затем измеряют время t₂ сдвига столбика молока под действием другого давления h₂, продолжительность его движения фиксируется.

Начальное напряжение сдвига в паскалях оценивают по формуле

τ₀=9.8(D/4l₀)(t₁-t₂)(t₁/h₁-t₂/h₂),

где D - диаметр капилляра, мм.

Это напряжение сдвига оказывается равным десятым долям паскаля, но его величина вносит значительный вклад в определение величины вакуумного давления в молочных трубопроводах доильных аппаратов.

1. Способ измерения напряжения сдвига столбика молока, отличающийся тем, что предварительно устанавливается с помощью одного нагнетателя давление h₁ = 20 … 25 мм водяного столба в стеклянной емкости, связанной трубопроводами с дифференциальным водяным манометром и капилляром, а трубопровод капилляра перекрыт зажимом, и с помощью второго нагнетателя всасывается в капилляр порция молока на длину столбика l₀ = 1 … 2 см, после чего трубопровод перекрывается зажимом, устанавливается h₂ = 25 … 30 мм водяного столба, зажим раздвигается, при этом измеряют время сдвига столбика молока t₁ под действием давления h₁, фиксируемого секундомером, и время сдвига столбика молока t₂ под действием давления h₂, фиксируемого секундомером, а напряжение начального сдвига t₀ определяется по формуле t₀=9.8(D/4l₀)(t₁-t₂)(t₁/h₁-t₂/h₂), где D - диаметр капилляра, мм.

2. Устройство для измерения напряжения сдвига столбика молока, отличающееся тем, что содержит нагнетатель, связанный с системой трубопроводов с дифференциальным водяным манометром и стеклянной емкостью, с которой связан горизонтально расположенный капилляр и второй нагнетатель, причем трубопровод от емкости к капилляру и второму нагнетателю выполнен с возможностью перекрытия зажимом.