DE1598536C - - Google Patents

Description

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Eine wichtige Meßgröße bei chemischen Reaktionen trichterartig aufgebogen und die Sonde von einer ist die Viskosität, da z. B. die Viskosität von Poly- konischen, an den Stirnseiten konvex ausgebildeten . estern, Alkydharzen, Amino- oder Phenoplasten maß- Ummantelung umgeben, die mit dem sie einschließengebend für die gewünschten Eigenschaften dieser Kon- den Rohr einen Ringraum von praktisch gleichbleibendensations- und Polymerisationsprodukte ist. Infolge- 5 der Größe für den Durchfluß des Reaktionsgemisehes dessen muß die Viskosität bei der Herstellung dieser schafft.

Produkte in Rührwerkskesseln unter betriebsmäßigen Die am Ort der Zunge erwünschte laminare Strö-

Bedingungen fortlaufend gemessen werden, da sich die mung wird erreicht, wenn der lichte Durchmesser des

Viskosität bei der Umsetzung der Ausgangsprodukte Rohres an der Meßsonde durch die Reynoldsche Zahl

ständig ändert, und zwar mit der Reaktionsdauer an- io bestimmt ist. Bei glatten Rohren hat die Reynoldsche

steigt. Zahl bei laminarer Strömung erfahrungsgemäß einen

Für das kontinuierliche Messen und Registrieren unter 2500 liegenden Wert. Diese Zahl läßt sich aus der Viskosität von Reaktionsgemischen ist ein auf dem bekannten Meßwerten, wie Geschwindigkeit der Flüs-Prinzip der schwingenden Zunge arbeitendes Viskosi- sigkeit im durchströmten Rohr, Durchmesser des meter bekannt, dessen Meßsonde von einem Rohr mit 15 Rohres und der Viskosität der Meßfiüssigkeit, bekreisförmigem Querschnitt umgeben ist, welches mit rechnen. Die Reynoldsche Zahl wird kleiner bei geöffnungen zum Ein- und Austritt des Reaktions- ringerem Rohrdurchmesser und bei höherer Viskosität, gemisches versehen ist und die Meßsonde nach beiden Die Schmelzviskosität bei der Herstellung von Alkyld-Richtungen überragt. Bei diesem Viskosimeter befindet harzen und von Polyestern liegt bei den üblichen Reaksich am unteren Ende der Meßsonde eine Metallzunge, ao tionstemperaturen von 200 bis 250° C gegen Ende der deren eine Hälfte aus einer magnetostriktiven Legie- Umsetzung selten unter 30 cSt; sie kann zwischen 50 rung besteht und in eine in der Sonde angeordnete und 150 cSt liegen. Höhere Werte sind auch möglich. Spule hineinragt. Die andere, aus rost- und säure- Hieraus ergibt sich der Durchmesser des Rohres an beständigem Stahl bestehende Hälfte der Zunge liegt der Meßstelle. Zur Aufrechterhaltung einer laminaren außerhalb der Meßsonde und taucht in das Reaktions- 35 Strömung an der Meßzunge dienen folgende Abmesgemisch ein, dessen Viskosität ermittelt werden soll. sungen als Beispiele.

Die Metallzunge wird von einem Meßgerät mit Ultra- Bei einer Geschwindigkeit eines strömenden flüssi-

schallfrequenz erregt und in Schwingungen versetzt. gen Mediums in dem Rohr von 1,9 m/Sek., einer

Diese Schwingungen beanspruchen die Grenzschichten Viskosität dieses Mediums von 100 cSt und einem

der umgebenden Flüssigkeit auf Scherung, wodurch 30 Durchmesser des Rohres an der Meßzunge von 4 cm

eine Dämpfung der auf magnetostriktivem. Wege ist die Reynoldsche Zahl
erzeugten Schwingungen erfolgt. Der Grad der Dämp-

fung ist eine Funktion der Zähflüssigkeit der zu prü- R_e = ' ' ' — 76O .

fenden Flüssigkeit. Die mit der Dämpfung verbun- 100
denen Änderungen der elektrischen Größen im Erreger- 35

Stromkreis werden mit Hilfe des elektronischen Meß- Bei dieser Reynoldschen Zahl ist die Strömung völlig,

gerätes zur Anzeige gebracht. laminar und eine einfache Rechnung ergibt, daß erst

Schwierigkeiten haben sich bei der Anwendung des unterhalb 30 cSt bei dieser Rohrweite und Strömungsbekannten Viskosimeters bei der Messung der Visko- geschwindigkeit Turbulenz auftritt,
sität von Reaktionsgemischen ergeben, die durch ein 40 Die Abmessungen für die konische Ummantelung Rührwerk in eine turbulente Strömung versetzt werden. und das Rohr sind bei diesem Beispiel folgende:
In diesem Fall beobachtet man nämlich ein ruck- _{a) Konische} Ummantelung:

artiges Ausschlagen des Zeigers des Viskosimeters um Durchmesser am Anfang 5 cm

mehrereSkalenteile, wodurch die genaue Messung der Durchmesser am Ende 2 cm

Viskosität des Reaktionsgemisehes beeinträchtigt wird. 45

Vorliegender Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, b) Äußeres Rohr:

die bei der Anwendung des bekannten Viskosimeters Durchmesser am Eintritt der Flüssigkeit 7 cm

bei der Messung der Viskosität von Reaktionsgemi- Durchmesser am Ende der Ummantelung 4 cm

sehen in Rührwerkskesseln auftretenden Schwierig- Wenn die Viskosität der zu messenden Flüssigkeit

keiten zu überwinden. Zur Lösung dieser Aufgabe wird 50 weit unter 30 cSt liegt, muß das Rohr zur Meßzunge

die bekannte Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen hin noch weiter verengt werden. Beträgt der Durch-

der Viskosität von Reaktionsgemischen in Rührwerks- messer des Rohres hier nur noch 2,5 cm, so erhält

kesseln, bestehend im wesentlichen aus einem nach man bei einer Viskosität von 2OcSt für die Reynold-

dem Prinzip der schwingenden Zunge arbeitenden sehe Zahl der Wert 2380.

Viskosimeter mit einem die Meßsonde umgebenden 55 In der Zeichnung ist ein Beispiel einer erfindungs-

Rohr von kreisförmigem Querschnitt, welches mit gemäß ausgebildeten Vorrichtung dargestellt. Es zeigt

öffnungen zum Ein- und Austritt des Reaktionsge- F i g. 1 einen Längsschnitt und

misches versehen ist und die Meßsonde nach beiden F i g. 2 eine Ansicht der Sonde in Richtung des

Richtungen überragt, gemäß vorliegender Erfindung Pfeiles II der F i g. 1.

in der Weise ausgebildet, daß das Rohr beiderseitig 60 Aus dem hinteren Ende einer Meßsonde 1 ragt eine offen ist, sich in der Strömungsrichtung des in das Zunge 2 heraus. Die Meßsonde 1 ist von einer koni-Rohr eintretenden Reaktionsgemisehes bis zur Zunge sehen, an den Stirnseiten konvex ausgebildeten Umhin verjüngt und von dort bis zum Austritt zylinder- mantelung 3 umgeben. Die Meßsonde 1 befindet sich förmig verläuft und daß der Innendurchmesser des mit ihrer Ummantelung 3 in einem sie nach beiden Rohres am Ort der Zunge so gewählt ist, daß dort 65 Seiten überragenden Rohr 4 von kreisförmigem Quereine laminare Strömung herrscht. schnitt, das beiderseitig offen ist und sich in Strömungs-

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist richtung des eintretenden Reaktionsgemisehes bis zur

das Rohr an der Eintrittsstelle des Reaktionsgemisehes Zunge hin verjüngt und von dort bis zum Austritt

zylinderförmig verläuft. Die Ummantelung 3 bildet mit dem sie einschließenden Rohr 4 einen Ringraum 5 von praktisch gleichbleibender Größe. Zur Halterung der Sonde ί dient der Halter 6. An der Eintrittsstelle des Reaktionsgemisches ist das Rohr 4 trichterartig aufgebogen. Durch das sich konisch verjüngende Rohr 4 wird eine in turbulenter Strömung in das Rohr 4 eintretende Flüssigkeit, schon bevor diese die Zunge 2 erreicht, in eine laminare Strömung versetzt, wenn die Reynoldsche Zahl nicht überschritten wird.

Für eine aus V4A-Stahl bestehende Sonde mit einem Durchmesser von 36 mm werden gute Viskositätsmessungen erzielt, wenn das Rohr an der Eintrittsstelle des flüssigen Reaktionsgemisches.» ohne Berücksichtigung der trichterartigen Erweiterung, einen Durchmesser von 65 mm hat. Je nach Bauart hat die Sonde eine Länge von 210 bis 235 mm. Die konische Ummantelung hat bei diesen Abmessungen einen größten Durchmesser von etwa 40 bis 50 mm. Das zu prüfende Reaktionsgemisch durchströmt an der eng- ao sten Stelle zwischen der konischen Ummantelung und dem Rohr einen Ringraum, welcher an der engsten Stelle eine lichte Weite von 7,5 bis 12,5 mm hat.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Viskosität von Reaktionsgemischen in Rührwerkskesseln, bestehend im wesentlichen aus einem nach dem Prinzip der schwingenden Zunge arbeitenden Viskosimeter mit einem die Meßsonde umgebenden Rohr von kreisförmigem Querschnitt, welches mit öffnungen zum Ein- und Austritt des Reaktionsgemisches versehen ist und die Meßsonde nach beiden Richtungen überragt, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) beiderseitig offen ist, sich in der Strömungsrichtung des in das Rohr (4) eintretenden Reaktionsgemisches bis zur Zunge (2) hin verjüngt und von dort bis zum Austritt zylinderförmig verläuft und daß der Innendurchmesser des Rohres (4) am Ort der Zunge (2) so gewählt ist, daß dort eine laminare Strömung herrscht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (4) an der Eintrittsstelle des Reaktionsgemisches trichterartig aufgebogen ist.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) von einer konischen, an den Stirnseiten konvex ausgeausgebildeten Ummantelung (3) umgeben ist, die mit dem sie einschließenden Rohr (4) einen Ringraum (5) von praktisch gleichbleibender Größe für den Durchfluß des Reaktionsgemisches schafft.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen