Барботажный вискозиметр

Барботажный вискозиметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е „, г воов

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 25.02.75 (21) 2107954/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

G Oj М 11/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (43) Опубликовано15.08.76.Бюллетень № 30 (53) УДК

532.13(088.8) (45) Дата опубликования описания 05.11.76

B. И. Лаптев (72) Автор изобретения

Проектно-конструкторское бюро Гусевского филиала Государственного научно«исследовательского института стекла (71) Заявитель (54) БАРБОТАЖНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение относится к устройствам для контроля физико-химических свойств жидких сред, в частности к устройствам для измерения вязкости, и может бь:ть использовано в химической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известен вискозиметр flj состояший из U -образной трубки, в одно колено которой впаян капилляр Измерение вязкости основано на определении времени истечения щ через капилляр фиксированного объема жидкости.

Недостатком такого устройства является малый диапазон испытуемых материалов.

С помошью этого устройства затруднено определение вязкости расплавов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является барботажный вискозиметр (2), содержаший бар- о ботажную трубку, нижний и верхний датчики обнаружения пузырька газа, устройство для автоматического измерения времени движения пузырька газа, выполненное, например, в виде связанных между собой генератора и щ счетчика импульсов, управляемых от датчиков обнаружения пузырьков газа.

Недостатком указанного вискозиметра является низкая точность измерения, чу связано с влиянием различных трудно учитываемых факторов на образование и перемещение пузырька газа, изменяюшегося в объеме по мере подъема, особенно при измерении вязкости расплавов, неоднородных по температуре и плотности. Крометого, для высокотемпературных, непрозрачных расплавов в промышленных условиях измерение скорости подъема пузырьков газа с установкой датчиков на требуемой глубине бассейна осушествить сложно.

1Хелью изобретения является повышение точности измерения при контроле вязкости неоднородных жидких сред.

Это достигается тем, чтс предлагаемый вискозиметр снабжен дифманометром, подключенным к барботажной трубке, блоком умножения, вход которого соединен с выходами дифманометра и счетчика импул;ьсов, выполненного реверсивным.

525006

На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства. На фиг„2 — принципиальн "я схема включения устройства.

Нижний датчик обнаружения пузь рька газа в виде барботажной трубки 1 с электродом 2 погружен в исспедуемую жидкость, например расплав стекла с неизвестной вязкостью ф и плотностью /.

Трубка дпя образования на ее открытом конце пузырька "àçà 3 соединена с источни- 0 ком питания через клапан 4 и с дифманометром 5 через эпектроклапан 6. Над поверхностью стекломассы установлен электрод 7.

Электроды 7 и 2 соединены с электронными реле 8 и 9, управляющими подачей импуль- 1 сов с генератора 10 на реверсивный счетчик 11. Выходы счетчика и дифманометра

-repen соответствукшие преобразоватепи 12 и 13 подключены к блоку умножения 14.

Барбогажная трубка связана с эпектропри- у водом 15 подъема и опускания, который снабжен конечным выключателем 16, срабатывающим при перемещении трубки на фиксированную высоту. Включение устройства в работу осуществпяется с помощью 25 кнопок 17, 18, пускателей 19,20 н переключатепя позиций 21, Дпя индикации спужит лампа 22.

Устройство работает следующим Образом.

В исходном попожении конечнь и выкпю- ЗО чатепь 16 разомкнут, r енератор 10 включен, переключатепь позиций 21 находится в положении "1" /замкнуты KoHTBKIü 23 и

24/.

Огкрывается вентиль 4., и газ от источ- 35 ника поступает в барботажную трубку 1, На ее конце начинает расти пузырек газа 3.

Если поверхчость пузырька газа не касается электрода 2, что сигнализируется пампой 22, то нажимается кнопка 18. Поспе достижения заданного диаметра Cj пузырек газа отрывается от трубки и жидкость касается эпектрода 2, замь кая цепь реле 9. В результате через кнопки 18 реле 9 срабатывает пускатель 20 и через его к Онтакты включает- ся цепь подачи импульсов с генератора 10 через контакты 23 на счетчик 11. Когда пузырек газа выходит на поверхность, он касается электрода 7, замыкая тем самым цепь реле 8, которое своим размыкатсщим контактом снимает с самоблокировки пускатель 20 — подача импупьсов с генератора на счетчик прекращается. Дпя изменения позиции нижнего датчика обнаружения пузырька газа /трубки с эпектродом 2/ пере- 55 ключатель 21 переводится в положение "2"

/замкнуты контакты 25-27/, вентиль 4 закрывается и нажимается кнопка 17 — через пускатель 19 включается эпектропривод

15 на подъем барботажной трубки, Катушка пускателя 19 самоблокируется через контакт

17 и конечный выключатель 16, освобождаашийся от нажатия в начале подъема трубки. В новой позиции трубки /смещенной на высоту/ срабатывает конечный выключатель

16„разрывая цепь пускателя 19 — электропривод останавливается. Затем открывается вентиль 4, эпектрокпапан 6 при этом закрыт. В полостях дифманометра 5 устанавпивается разность давлений Р— P = УЯЬ.

2 с

После включения кнопки: 18 и отрыва от трубки сформировавшегося пузь.рька газа срабатывает пускатель 20 и с генератора через контакт переключатепя 21 подаются импульсы на другой вход реверсивного счетчика (производится вычитание импупь-сов). При выходе пузырька газа на поверхность срабатывает репе 8 - подача импупь*" сов с генератора на счетчик прекращается, а с выхода счетчика и дифманометра через соответствукнийе преобразователи 12 и 13 сигнапы подаются на входы блока умножения 14.

Таким образом, на блок умножения подается сигнап, пропорциональчый разности врег мени подъема пузырька газа . и 1

4 2. из двух точек, отстоящих на расстоянчи П и = К /Р— Р /, пропорциональный плотности, а с выхода снимается сигнал пр Орци Ональный вязк Ости /из ф Ормулы

Стокса/.

P-.-P

/И- — ----"-- - с1 P - Г ):-. К ) у ,),. с3 где Я= — постОянный коэффи>ж-N,K <8h"" ент при условии стабильности Й, т.е. образования пузырьков, например, когда с ггу=зырька не зависит от расхода газа. Перемещая барботажную трубку по высоте можне замерять вязкость на различных участках исследуемой среды. Аналогично может быть выполнен барботажный вискозиметр с неподвижным нижним датчиком, имеющим разнесенные по высоте позиции контроля положения пузырька газа, например трубку с двумя соппами, подключенными к разным полостям дифманометра и источнику испытания газом и снабженными электродами. Схема измерения . т (Р - Р; ь " L и вычисления вязкости вы2. полняется аналогично. Погрешность барботаж« ного вискозиметра определяется погрешностью счетчика (1, ) и дифманометра (Р; Р).

Эти погрешности при использовании разностного метода измерения сведены к минимуму. Погрешность измерения, связанная с откпонением диаметра пузырька газа от заданного на позициях нижнего датчика, устраняется путем соответствующего подбора ре525006

28

Риг. 1

Риг. 2

Составитель Н. Трофимов

Редактор И, Шубина Техред A. Демьянова Корректор С, Шекмар

Заказ 5110/561 Тираж 1029 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам и обретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4 жима барботирования на позициях датчика.

Вискозиметр может быть использован для промышленных измерений на действующих объектах, например стекловаренных печах, с достаточной для эксплуатации печей точностью измерения 4-5%.

Формула изобретения

Барботажный вискозиметр, содержащий барботажную трубку, нижний и верхний датчики обнаружения пузырька газа, связанные между собой генератор и счетчик импульсов, управляемые от датчиков обнаружения пузырька газа, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности измерения при контроле неоднородных жидких сред, он снабжен дифманометром, подключенным к барботажной трубке, блоком умножения, вход которОго соединен с выходами дифманометра и счетчика импульсов.

Источники информации принятые во вни7 мание при экспертизе:

1. Краткая химическая энциклопедия, т. 1 Издательство "Советская энциклопедия", М, 1961, с. 584.

2. Патент Великобритании № 1210804 кл. С 01 > 1 1/1 2 (прототип) .