Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ - Патент РФ 2029284
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в автоматизации технологического контроля производственых процессов в химической и нефтехимической промышленности, в частности в способе определения вязкости жидкости. Сущность изобретения: способ предусматривает отбор пробы жидкости и погружение ее в ротационный вискозиметр - винтовой насос. В момент измерения закрывают выход насоса и измеряют разность давлений в кольцевом зазоре насоса при вращении шнека с известной скоростью. Вязкость жидкости рассчитывают с использованием измеренной величины разности давлений и скорости вращения шнека. 1 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2029284
Класс(ы) патента: G01N11/14
Номер заявки: 5049887/25
Дата подачи заявки: 29.06.1992
Дата публикации: 20.02.1995
Заявитель(и): Кобяков Анатолий Иванович; Арпишкин Игорь Михайлович
Автор(ы): Кобяков Анатолий Иванович; Арпишкин Игорь Михайлович
Патентообладатель(и): Кобяков Анатолий Иванович; Арпишкин Игорь Михайлович
Описание изобретения: Изобретение относится к автоматизации технологического контроля производственных процессов в химической и нефтехимической промышленности.
Известен способ измерения вязкости жидкости на капиллярном вискозиметре, включающем шестеренчатый насос с термостатируемым капилляром и дифманометр, основанный на измерении перепада давления на капилляре при постоянном объемном расходе через него контролируемой жидкости [1]. Как показывает опыт, эти вискозиметры не получили распространения в системах автоматического контроля технологических процессов. В реальных условиях эксплуатации, например в производстве полиэтилена, такие вискозиметры неработоспособны из-за забивки капилляра.
Наиболее близким техническим решением является способ измерения вязкости легкорасслаивающихся суспензий на ротационном вискозиметре путем создания циркуляции суспензии в рабочем зазоре между коаксиальными цилиндрами за счет перепада давлений по высоте зазора и поддержания этого перепада на расчетном значении [2] . Однако такие ротационные вискозиметры достаточно сложны по конструкции. Кроме того, необходимость регулирования перепада давления и поддержания его в расчетном интервале значений усложняет прототип, что в конечном счете ухудшает эксплуатационные характеристики таких вискозиметров, в частности надежность при измерении вязкости на потоке.
Целью изобретения является упрощение способа и повышение его надежности.
Цель достигается тем, что в способе измерения вязкости на винтовом насосе с запорным органом на выходе нагнетательной камеры создают перепад давления, связанный с вращением шнека насоса и циркуляцией потока в зазоре между шнеком и корпусом насоса, перекрывают на момент контроля выход насоса и в установившемся режиме измеряют разность давлений ΔР в нагнетательной и во всасывающей камерах насоса, скорость вращения n шнека насоса и определяют вязкость η по формуле η=А˙ ΔP/n, где А - постоянный коэффициент.
Способ контроля вязкости жидкости в технологическом потоке основан на таком режиме работы объемного насоса, параметры которого обеспечивают достоверное определение вязкости контролируемой жидкости. Такой режим создается при перекрытии нагнетательной камеры, то есть выхода насоса. В результате насос полностью теряет производительность и работает "на себя". В насосе возникает обратный циркуляционный поток, величина которого уравнивается прямым потоком. Расход этих потоков определяется по надежно измеряемым параметрам - скорости вращения шнека и напору, создаваемому насосом. В данном режиме в зоне измерения возникает наиболее интенсивный массообмен, что является необходимым условием для достоверного определения вязкости.
На чертеже приведено устройство, используемое для осуществления способа.
Устройство содержит термостат 1, привод 2 винтового насоса 3, запорный орган 4 с исполнительным механизмом, линии 5 и 6 соответственно подвода контролируемой жидкости к всасывающей камере и отвода жидкости на нагнетательной камере насоса, технологический объект 7 с контролируемой жидкостью; датчик 8 разности давлений в нагнетательной и во всасывающей камерах насоса, датчик 9 скорости вращения шнека 10 насоса 3, вычислительное устройство 11.
"Чувствительным элементом" данного устройства является винтовой насос 3 с приводом 2 и с запорным органом 4 на выходе насоса. Этот элемент помещают в термостат 1, которым обеспечивают изотермические условия контроля. Всасывающую и нагнетательную камеры насоса 3 с помощью трубопроводов 5 и 6 подключают по схеме байпаса к технологическому объекту 7 с контролируемой жидкостью.
Основной рабочей характеристикой насоса является зависимость между его производительностью и напором. Производительность Q винтового насоса определяют следующие потоки жидкости: прямой поток Qт под действием вращения шнека; обратный поток Qо (поток утечки в зазоре между корпусом насоса и гребнями нарезки шнека) под действием развиваемого напора Н. Зависимость величины Q от параметров такова:
Q= Qт - Qo= 4˙e˙D˙T˙n - aδ3˙l˙ρ˙g˙H˙T/(m˙h˙L), (1) где е - эксцентриситет (смещение оси червяка относительно оси канала корпуса насоса);
D - диаметр червяка;
Т - шаг винтовой поверхности корпуса насоса (Т = 2˙t, t - шаг червяка);
n - скорость вращения червяка;
а - безразмерный постоянный коэффициент;
δ, l - ширина и длина зазора по полосе замыкания поверхностей корпуса и червяка;
h - глубина канала;
L - длина канала (рабочей части винтового насоса);
ρ- плотность жидкости;
g - ускорение свободного падения.
Коэффициент а учитывает допущения, связанные с математическим описанием процесса утечки, т.е. циркуляционного потока, имеющего место в зазоре между корпусом насоса и червяком. Тем самым обеспечивается адекватность формулы (1) реальному процессу, а следовательно, и точность определения вязкости. Этот коэффициент определяют по опытным данным при калибровке конкретного насоса.
Из (1) по измеренным значениям режимных параметров Q, H и n рассчитывают вязкость η контролируемой жидкости. Однако измерение величины Q не просто. В то же время определение вязкости упрощается, если исключить расход жидкости по байпасу, сохранив при этом движение жидкости в корпусе насоса. Для этого перекрывают на время контроля выход напорной камеры; насос работает "на себя", т.е. его производительность нулевая -Q = 0. Физически это означает уравнивание прямого и обратного потоков - Qт = Qо. В данном режиме работы винтового насоса отпадает необходимость измерения величины Q и определение вязкости, согласно (1) и с учетом известного соотношения Н = ΔР/(o˙g), осуществляют по разности давлений ΔР в нагнетательной и во всасывающей камерах насоса и скорости n вращения червяка, то есть по формуле
η = A ˙ΔP/n, (2) где А = а˙ δ3˙ l/(4˙e˙ D ˙h ˙L) - константа.
При таком подходе точность определения искомой вязкости зависит от точности измерения величин ΔР и n.
Способ осуществляют следующим образом.
Включают привод 2, и насос 3 через открытый запорный орган 4 нагнетательной камеры перекачивает жидкость по байпасу. В некоторый момент времени перекрывают запорный орган 4. Спустя некоторый отрезок времени в вычислительном устройстве 1, на вход которого подают сигнал ΔР от датчика 8 и сигнал от датчика 9, по формуле (2) определяют искомое значение η вязкости жидкости.
Контроль вязкости выполняют в автоматическом режиме.
Формула изобретения: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ, включающий создание разности давлений при циркуляции жидкости в кольцевом зазоре ротационного вискозиметра, измерение разности давлений и скорости вращения ротора с последующим нахождением искомого параметра расчетным путем, отличающийся тем, что в качестве ротационного вискозиметра используют винтовой насос, причем в момент измерений перекрывают выход насоса, а вязкость η рассчитывают по формуле

где n - скорость вращения шнека насоса;
Δp - разность давлений;
A - постоянный коэффициент.