DD264350A3 - Apparatus for the continuous measurement of rheological values of non-Newtonian fluids - Google Patents
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Abstract
Der Messwertaufnehmer ist in Verbindung mit der dargestellten Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen rheologischer Stoffwerte nichtnewtonscher Fluessigkeiten, insbesondere fuer die Prozessmessung in den Betrieben der Suesswarenindustrie, aber auch der Fluessiggummiverarbeitung und der Lack- und Farbenherstellung vorgesehen. Ziel der Erfindung ist es, einen Messwertaufnehmer zu schaffen, der integriert in eine kontinuierliche rheologische Messvorrichtung genau und schnell misst sowie zur Rohstoff- und Arbeitszeiteinsparung beitraegt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Messwertaufnehmer fuer eine kontinuierliche rheologische Messvorrichtung mit Mehrfachpunktmessung zu schaffen. Ein Getriebemotor treibt mit konstanter Drehzahl zwei Schaufelraeder an, die mit jeweils fuenf Quadern bestueckt sind. Jeder Quader erzeugt beim Eintauchen in das Messgut ein direktes oder indirektes Drehmoment, das entsprechende Messeinrichtungen erfassen. Die sukzessiv gewonnenen drehmomentproportionalen elektrischen Signale werden von der elektronischen Auswerteeinheit verarbeitet. Sie fuehrt die Berechnung der Viskositaet und Fliessgrenze durch, die von Messgeraeten angezeigt und/oder registriert werden.The sensor is intended in connection with the illustrated apparatus for the continuous measurement of rheological properties of non-Newtonian fluids, in particular for process measurement in the enterprises of the confectionery industry, but also the processing of liquid rubber and paint and paint production. The aim of the invention is to provide a transducer that measures integrated into a continuous rheological measuring device accurately and quickly and contributes to raw material and working time savings. The invention has for its object to provide a transducer for a continuous rheological measuring device with multi-point measurement. A gear motor drives two blade wheels at constant speed, each with five parallelepipeds. Each cuboid generates a direct or indirect torque when immersed in the material to be measured, which detect corresponding measuring devices. The successively obtained torque-proportional electrical signals are processed by the electronic evaluation unit. It carries out the calculation of the viscosity and flow limit, which are displayed and / or registered by measuring instruments.
Description
Anwendungsgebiet der Erfindung IField of application of the invention I
Die Erfindung dient dem kontinuierlichen Messen der Theologischen Größen Viskosität und Fließgrenze von flüssigen und iThe invention serves for the continuous measurement of the rheological variables viscosity and yield point of liquid and i
pastösen nicht-newtonschen Flüssigkeiten, insbesonderer heller und dunkler Schokoladenmassen. Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer ist in Verbindung mit der Theologischen Vorrichtung für die Prozeßmessung in den Betrieben der Süßwarenindustrie, aber auch der Flüssiggummiverarbeitung und ci?r Lack- und Farbenherstellung vorgesehen. !pasty non-Newtonian liquids, in particular light and dark chocolate masses. The transducer according to the invention is provided in connection with the Theological device for process measurement in the factories of the confectionery industry, but also the liquid rubber processing and ci? R paint and paint production. !
Aus der DE-PS 290987 ist eine diskontinuierlich arbeitende rheologische Meßvorrichtung bekannt. Ein auswechselbarerFrom DE-PS 290987 a discontinuous rheological measuring device is known. A replaceable
Meßkörper wird motorisch mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben und einmal durch das Meßmedium bewegt. Der als ' The measuring body is driven by a motor at constant speed and once moved through the measuring medium. The as '
Kugel ausgebildete Meßkörper ist über einen Schaft mit der Kraftmeßeinrichtung verbunden. Das Drohmoment oder die LängeBall trained measuring body is connected via a shaft with the force measuring device. The threat or the length
der am Meßkörper haftenden Meßgutfahne ist ein Maß für die Fließeigenschaften. > the Meßgutfahne adhering to the measuring body is a measure of the flow properties. >
Diese Vorrichtung weist den Mangel auf, daß sich nur ein einzelner Meßkörper auf einer nichtgeschlossenen Kreisbahn bewegt.This device has the defect that only a single measuring body moves on a non-closed circular path.
Sie ist nur für die Bestimmung der Fließeigenschaften von newtonschen Medien einsetzbar, dient der orientierenden ' It can only be used for the determination of the flow properties of Newtonian media, serves the orienting '
Viskositätsmessung bei geringer Meßgenauigkeit im Labormaßstab und laßt keine kontinuierliche Meßwerterfassung zu.Viscosity measurement with low accuracy on a laboratory scale and does not allow continuous data acquisition.
Die Vorrichtung erlaubt nur Einzelpunktmessungen in großem zeitlichen Abstand. Für den Einsatz zur Prozeßregelung ist sieThe device allows only single-point measurements at a long time interval. It is for use in process control
ungeeignet. Der Herstellungsprozeß von nicht-newtonschen Medien ist meßtechnisch nicht absicherbar. Dies führt zu . not suitable. The manufacturing process of non-Newtonian media can not be hedged by measurement. This leads to .
Produktionsverlusten, nicht optimalem Rohstoffeinsatz teurer Importrohstoffe, der Nichteinhaltung der iProduction losses, not optimal use of raw materials expensive import raw materials, the non-compliance of the i
Materialverbrauchsnormen und einer Verschleißerhöhung oer Verarbeitungsmaschinen.Material consumption standards and a wear increase oer processing machines.
Ziel der Erfindung 'Object of the invention
Ziel der Erfindung ist es, einen Meßwertaufnehmer zu schaffen, der in Verbindung mit weiteren Vorrichtungselementen ein genaues Messen der Fließeigenschaften, insbesondere von nicht-nowtonschen Flüssigkeiten, gestattet, wodurch eine RegelungThe aim of the invention is to provide a transducer which, in conjunction with other device elements, permits accurate measurement of the flow characteristics, especially of non-Newtonian fluids, thereby providing control
derVfarbeitungsmaschinen bei optimiertem Rohstoffeinsatz ermöglicht wird. 'processing machines with optimized use of raw materials. '
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Meßwertaufnehmer für eine kontinuierlich arbeitende rheologische Meßvorrichtung mit Mehrfachpunktmessung zu schaffen. !The invention has for its object to provide a transducer for a continuously operating rheological measuring device with multi-point measurement. !
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, d»R die Vorrichtung einen Meßwertaufnehmer aufweist, der vorzugsweise jAccording to the invention the object is achieved in that the device has a transducer, which preferably j
als Schaufelradanordnung ausgebildet und mit einem Anti ieb direkt oder indirekt gekoppelt ist. Der Meßwertaufnehmer besteht jformed as a paddle wheel assembly and with a anti ieb directly or indirectly coupled. The transducer is j
aus einem oder jwei odar mehreren Schaufelrädern. Jedes Schaufelrad ist mit vom Meßgut abhängiger Anzahl, symmetrisch 'from one or two odar several paddle wheels. Each paddle wheel is 'symmetrically' dependent on the material to be measured
versetzter, nicnt biegsamer, das Meßgut verdrängender, vorzugsweise Quadern, von unterschiedlicher Verdrängungsfläche jstaggered, not more flexible, the Meßgut displacing, preferably cuboids, of different displacement surface j
bestückt. Die Schaufelräder besitzen die gleiche Anzahl, aber in der Größe untarschiedliche Verdrängungskörper. D!" !stocked. The paddle wheels have the same number but different sizes of displacement bodies in size. D ! "!
Schaufelräder sind so auf einer gemeinsamen Achse versetzt angeordnet, daß ein gleichzeitiges Eintauchen der Verdrängungskörper ausgeschlossen ist.Paddle wheels are arranged offset on a common axis, that a simultaneous immersion of the displacement body is excluded.
Weiterhin besteht die Vorrichtung aus einer direkten oder indirekten Drehmomentmeßeinrichtung, elektrischem Signalwandler, jFurthermore, the device consists of a direct or indirect torque measuring device, electrical signal converter, j
A/D-Wandler, Temperaturmeßeinrichtung und Mikrorechner. iA / D converter, temperature measuring device and microcomputer. i
Ein Motor, vorzugsweise ein Synchrongetriebemotor, treibt mit vom Meßgut abhängiger, aber konstanter Drehzahl, einen !A motor, preferably a synchronous geared motor, drives with dependent on the Meßgut, but constant speed!
drehbaren Meßwertaufnehmer, der vorzugsweise als Schaufelradanordnung ausgebildet ist und dessen Drehachse parallel zur jrotatable transducer, which is preferably designed as Schaufelradanordnung and whose axis of rotation parallel to j
Meßgutoberfläche liegt, an. Jeder auf dem Schaufelrad befestigte Verdrängungskörper, vorzugsweise Quader, erzeugt beim jMeßgutoberfläche is, on. Each mounted on the impeller displacement body, preferably cuboid, generated at j
Eintauchen in das Meßgut ein direktes oder indirektes Drehmoment, das entsprechende elektronische Meßeinrichtungen erfassen und in ein drehmomentproportionales alektrisches Signal umwandeln. Ein A/D-Wandler bereitet dieses für den Mikrorechner auf. Dieser übernimmt die Auswertung der Einzelmeßwerte nach den bekannten Berechnungsformeln für die ιImmersion in the material under test a direct or indirect torque, the corresponding electronic measuring devices detect and convert it into a torque proportional alektricsignal. An A / D converter prepares this for the microcomputer. This takes over the evaluation of Einzelmeßwerte according to the known calculation formulas for the ι
Viskosität und Fließgrenze.Viscosity and yield point.
-2- 284 350 I-2- 284 350 I
Ausführungsbeispiele jExemplary embodiments j
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigenThe invention will be explained in more detail with reference to drawings. Show it
Figur 1: Schematische Darstellung der Meßvorrichtunp nach dem Prinzip der direkten DrehmomentmessungFigure 1: Schematic representation of the Meßvorrichtunp on the principle of direct torque measurement
Figur 2: Schematische Darstellung der Meßvorrichtung nach dem Prinzip der indirekten Drehmomentmessung !Figure 2: Schematic representation of the measuring device according to the principle of indirect torque measurement!
(Messung der Stromaufnahme des Antriebselementes) {(Measurement of the current consumption of the drive element) {
Figur3: Darstellung eines Schaufelrades {Figure 3: Representation of a paddle wheel {
Figur 4: abgerollte Manteloberfläche eines Schaufelrades {FIG. 4: unrolled mantle surface of a paddle wheel {
Gemäß Figur 1 ist der Synchrongetriehemotor 1 mit der Torsionsmeßeinrichtung 2 und diese mit dem Schaufelrad 3 verbunden. ;According to FIG. 1, the synchronous torque motor 1 is connected to the torsion measuring device 2 and this to the paddle wheel 3. ;
Die Meßvorrichtung ist um das Schaufelrad 4 erweiterbar, welches nach dem Schaufelrad 3 angeordnet Ist. Schaufelrad 3 ist ,. ιThe measuring device can be extended around the paddle wheel 4, which is arranged downstream of the paddle wheel 3. Paddle wheel 3 is,. ι
gemäß Figur 3 mit den Quadern 5 bis 9 und Schaufelrad 4 mit den Quadern 10 bis 14 bestückt. Alle Quader sind symmetrisch jaccording to Figure 3 with the cuboids 5 to 9 and paddle wheel 4 equipped with the cuboids 10 to 14. All cuboids are symmetrical j
untereinander versetzt und unterschiedlich in ihrer Verdrängungsfläche. Die Funktionselemente 1 bis 4 sind gemeinsam auf der Platte montiert. Die Meßvorrichtung besteht weiterhin aus den A/D-Wandlern 15,21, der Temperaturmeßeinrichtung 20 und dem Mikrorechner 16. Der Synchrongetriebemotor 1 treibt mit konstanter Drehzahl etwa 0,1 see"1, über die imutually offset and different in their displacement. The functional elements 1 to 4 are mounted together on the plate. The measuring device further consists of the A / D converters 15,21, the temperature measuring device 20 and the microcomputer 16. The synchronous geared motor 1 drives at a constant speed about 0.1 see " 1 , on the i
Torsionsmeßeinrichtung 2 die auf einer gemeinsamen Drehachse befindlichen Schaufelräder 3 und 4 an. Jeder der zehn Quader 5 bis 14 erzeugt beim Eintauchen in das Meßgut 19 ein Drehmoment, das die Torsionsmeßeinrichtung 2 erfaßt und in die drehmomentproportionalen Spannungssignale a6 bis a14 umwandelt. Oer A/D-Wandler 15 bereitet diese für den Mikrorechner 16 !Torsionsmeßeinrichtung 2 located on a common axis of rotation paddle wheels 3 and 4 at. Each of the ten cuboids 5 to 14 generated when immersed in the Meßgut 19 a torque that detects the Torsionsmeßeinrichtung 2 and converts it into the torque-proportional voltage signals a 6 to a 14 . Oer A / D converter 15 prepares this for the microcomputer 16!
auf. Dieser berechnet die Viskosität c und die Fließgrenze d, deren Wert durch bekannten periphere Geräte angezeigt und/oder !on. This calculates the viscosity c and the yield value d, whose value is displayed by known peripheral devices and / or!
registriert werden.be registered.
Gemäß Figur 2 ist der Synchrongetriebemotor 1 direkt mit dem Schaufelrad 3 und dem Schaufelrad 4 verbunden. Alle dreiAccording to FIG. 2, the synchronous geared motor 1 is connected directly to the paddle wheel 3 and the paddle wheel 4. All three
Vorrichtungselemente sind auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet und auf der Platte 20 montiert. Die Schaufelräder 3,4 jDevice elements are arranged on a common axis of rotation and mounted on the plate 20. The paddle wheels 3,4 j
sind ebenfalls mit den zehn Quadern 5 bi<? 9 bzw. 10 bis 14 entsprechend Figur 3, bestückt. Die Größe und Anordnung der Quader ist analog dem Ausführungsbeispiel 1.De Meßvorrichtung besteht aus dem Strommesser 17,1/U-Wandler 18, A/D-Wandler 15 und 21, Temperaturmeßeinrichtung 20 und Mikrorechner 16.are also with the ten cuboids 5 bi <? 9 or 10 to 14 corresponding to Figure 3, equipped. The size and arrangement of the cuboid is analogous to the embodiment 1.De measuring device consists of the current meter 17,1 / U converter 18, A / D converter 15 and 21, temperature measuring device 20 and microcomputer 16.
Der Synchrongetriebemotor 1 treibt mit konstanter Drehzahl etwa 0,1 see"1 direkt das Schaufelrad 3 und 4 an. Jeder der zehn Quader 5 bis 14 verursacht beim Eintauchen in das Meßgut 19 aufgrund der verschiedenen Verdrängungsflächen eine unterschiedliche Stromaufnahme des Antriebselementes 1 im Vergleich zum Leerlauf betr" )b. Der Strommesser 17 ermittelt den zu jedem Quader gehörenden Stromwert b6 bis b,4. Diese drehmomentproportionalen St.omsignale b5 bis bu wandelt der I/U-Wandler 18 in die drehmomentproportionaien Spannungen bsbisb|4um. die wie im Ausführungsbeispiel 1 weiter verarbeitet, die Signale c und d angezeigt und/oder registriert werden.The synchronous geared motor 1 directly drives the paddlewheel 3 and 4 at a constant speed of about 0.1 sec.sup.1 Each of the ten parallelepipeds 5 to 14 causes a different current consumption of the drive element 1 when immersed in the test object 19 due to the different displacement surfaces compared to idling on ") b. The current meter 17 determines the current value b 6 to b 4 belonging to each cuboid. These torque-proportional St.omsignals b 5 to bu converts the I / U converter 18 into the torque-proportional voltages b s to b | 4 um. the further processed as in the embodiment 1, the signals c and d displayed and / or registered.
Der erfindungsgemäße Meßwertaufnehmer gestattet es, in Verbindung mit den weiteren Vorrichtungselementen, die Theologischen Stoffwerte Viskosität und Fließgrenze von nicht-newtonschen Medien, nach dem Prinzip der Mehrfachpunktmessung mit hoher Genauigkeit zu messen. Eine derartige Theologische Meßvorrichtung ist für Prozeß- und Labormessung geeignet. Mit ihr können klein- und grobHicpersive Meßgüter gemessen werden. Die kleinen Meßzeiten gestatten das Erfassen kurzzeitiger Viskositäts- und Fließgrenzenänderungen von nicht-newtonschen Flüssigkeiten. Eine mit diesem Meßwertaufnehmer ausgerüstete Meßvorrichtung ist für den Einsatz zur Rezepturoptimierung in der schokoladenmassenherstollenden Industrie einsetzbar.The transducer according to the invention makes it possible, in conjunction with the other device elements, to measure the rheological properties viscosity and yield value of non-Newtonian media according to the principle of multipoint measurement with high accuracy. Such a theological measuring device is suitable for process and laboratory measurement. With it, small and coarse Hic persive measured goods can be measured. The short measurement times allow the detection of short term viscosity and yield point changes of non-Newtonian fluids. A equipped with this transducer measuring device can be used for use for formulation optimization in the chocolate mass sourcing industry.
Die Meßbarkeit der Viskosität und der Fließgtenze ist eine wesentliche Voraussetzung für die Entwicklung einer vollautomatisierten Schokoladenmassenherstellungsanlage. Beide Theologischen Parameter sind entscheidende Regelgrößen im automatisierten Herstellungsverfahren. Die Einsparung hochwertiger Impoftrohstoffe (z.B. Kakaobohne und Kakaobutter), Verschleißminderungen an den Verarbeitungsmaschinen, Energieeinsparung und Produktionssteigerung wäre die positive ökonomische Bilanz.The measurability of the viscosity and the flow rate is an essential prerequisite for the development of a fully automated chocolate mass production plant. Both theological parameters are decisive parameters in the automated manufacturing process. Saving high-quality impoft raw materials (such as cocoa beans and cocoa butter), reducing wear on processing machines, saving energy and increasing production would be the positive economic balance.
Claims (1)
Flüssigkeiten mit einer mikrorechnergestützten elektronischen Auswerteinheit, wobei ein
drehzahlkonstanter Motor divekt oder indirekt über eineTorsionsmeßeinrichtung mit einem drehbaren
Meßsystem, dessen Drehachse parallel zur Meßgutoberfläche liegt, gekoppelt ist, dadurch
gekennzeichnet, daß das drehbare Meßsystem als Schaufelradanordnung (3,4) ausgebildet ist, die
aus einem oder mehreren Schaufelrädern besteht, und daß jedes Schaufelrad mit mindestens zwei
nicht biegsamen, das Meßgut verdrängende Körper unterschiedlicher Verdrängungsfläche bestückt
ist, wobei die Anzahl der Verdrängungskörper von der Art des Meßgutes abhängt und diese
untereinander symmetrisch versetzt und angeordnet sind.Transducer for continuous measurement of theological values of non-Newtonian
Liquids with a microcomputer-based electronic evaluation unit, wherein a
constant-speed motor either indirectly or indirectly via a torsion measuring device with a rotatable
Measuring system whose axis of rotation is parallel to Meßgutoberfläche coupled, thereby
characterized in that the rotatable measuring system is designed as a Schaufelradanordnung (3,4), the
consists of one or more paddle wheels, and that each paddle wheel with at least two
not flexible, the Meßgut displacing body equipped different displacement surface
is, wherein the number of displacement body depends on the type of the measured material and this
symmetrically offset and arranged one below the other.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DD27897985A DD264350A3 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Apparatus for the continuous measurement of rheological values of non-Newtonian fluids |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD27897985A DD264350A3 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Apparatus for the continuous measurement of rheological values of non-Newtonian fluids |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DD264350A3 true DD264350A3 (en) | 1989-02-01 |
Family
ID=279465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DD27897985A DD264350A3 (en) | 1985-07-26 | 1985-07-26 | Apparatus for the continuous measurement of rheological values of non-Newtonian fluids |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DD (1) | DD264350A3 (en) |
-
1985
- 1985-07-26 DD DD27897985A patent/DD264350A3/en unknown
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
IF04 | In force in the year 2004 |
Expiry date: 20050727 |