DE2006119B2 - Betriebsviskosimeter - Google Patents
BetriebsviskosimeterInfo
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
Description
Balgkrümmung. Damit wirken nur noch geringe Kräfte auf den Balg ein. Sein Durchmesser braucht nur wenig
über dem der Welle zu liegen. Somit entfallen alle sich aus einer großen Oberfläche des Balges ergebenden
Schwierigkeiten und Meßfehler. Sowohl bei hohen Drücken als auch mit auskrustcnden und sich ablagernden
Substanzen kann gemessen weiden.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung sind auf dem im Meßraum liegenden Abschnitt der Welle angeordnete
und den Balg abstützende Gleit- oder Kugellager vorgesehen. Diese sind wegen der sich auf konzentrischen
Bahnen ablaufenden Bewegung von Welle: und Balg möglich. Bei Arbeiten bei hohem Druck auf den
Balg einwirkende Seitenkräfte werden von diesen Lagern aufgenommen. Der Balg kann nicht wegknicken
und wird vor einem Aufreißen geschützt. Die Lager verhindern auch, daß sich der Balg unmittelbar auf die
Welle auflegt. Infolge der Relativdrehung zwischen Balg und Welle würde dies zu einem Verschleiß des Balges
führen.
Als vorteilhaft hat sich die Verwendung eines Metallbalges herausgestellt.
Eine weitere Ausgestaltung sieht schließlich noch vor, daß der im Meßraum liegende Abschnitt der Welle
teilweise von einem sich an den Balg anschließenden Rohr umschlossen ist und Lager zur Abstützung des
Rohres zwischen diesem und der Welle sitzen. Der Meßkörper ist am Ende des Rohres befestigt. Die Lager
übertragen die Kräfte von der Welle auf den Meßkörper. Die Außendurchmesser der Lager können
größer als der Innendurchmesser des Balges sein.
Am Beispiel der in der Zeichnung gezeigten beiden Ausführungsformen wird die Erfindung nun weiter
beschrieben. In der Zeichnung ist
Fig. 1 eine schematische Darstellung, teilweise im Schnitt, einer Ausführungsform mit einem als Kugel
ausgebildeten Meßkörper und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten
Ausführungsform, bei der der Meßkörper als Fläche ausgebildet ist und das sich an den Balg anschließende
Rohr auf Lagern läuft.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform ist das Betriebsviskosimeter in einen Meßraum eingesetzt. An
der Wand 1 des Meßraumes ist es mit seiner Grundplatte 2 befestigt. Die in den Meßraum hineinragende
Welle 3 des Betriebsviskosimeiers ist in diesem gekrümmt. Im gezeigten Beispiel ist die Welle 3 einmal
gekrümmt. Im Meßraum wird die Welle 3 von dem druckdichten Balg 4 umschlossen. Dieser ist druckdicht
und starr mit der Grundplatte 2 verbunden. Gleitlager aus Teflon oder Kugellager 5 führen den Balg 4. Bei der
Drehung walzen sie sich auf der Welle 3 ab. An den Balg 4 ist ein Rohr 6 angesetzt. Dieses trägt den als Kugel
ausgebildeten Meßkörper 7. Die Welle 3 wird über die Drehmomentmeßvorrichtung 8 von einem Getriebemotor
9 angetrieben. Der Meßkörper 7 beschreibt dann in der zu messenden Substanz eine Kreisbahn. Deren
Mittelpunkt wird durch die strichpunktierte Linie 10 dargestellt. Der Balg 4 führt zwei um 90" phasenverschobene
Hin- und Herbewegungen durch. Die Blindreibung des Viskosimeters resultiert im Betrieb im
wesentlichen aus der Reibung der Gleit- oder Kugellager 5 auf der Welle 3. Diese Reibung ist sehr
klein. Das von der Drehmomentmeßvorrichtung 8 gemessene Drehmoment ist der Viskosität der Substanz
proportional. Als Grundlage für den rechnerischen Zusammenhang von Drehmoment und Viskosität kann
das Stokes'sche Gesetz dienen.
Bei der in F i g. 2 gezeigten Ausführungsform trägt die Welle 3 zwei als Kugellager ausgebildete Lager U. Auf
deren Außenringen sitzt das Rohr 6 auf. Der Meßkörper ist als eine gekrümmte Platte 12 ausgebildet. Ihr
Krümmungsmittelpunkt ist der Schnittpunkt 15 ihrer Normalen mit der strichpunktierten Mittellinie 10. Die
Platte beschreibt eine Drehbewegung um diese Mittellinie. Im geringen Abstand zu dem als Platte
ausgebildeten Meßkörper 12 ist eine weitere gekrümmte Platte 13 starr angeordnet. Sie weist Löcher 14 auf.
Die zwischen den beiden Platten eingeschlossene Substanz unterliegt bei der Drehung der Welle 3 einer
Scherströmung, die auch bei strukturviskosen Substanzen eine genaue Berechnung gestattet. Das mit der
Drehmomentmeßvorrichtung 8 gemessene Drehmoment ist der Viskosität der Substanz proportional.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (4)
1. Betriebsviskosimeter mit einem Meßraum, mit einer teilweise in- und teilweise außerhalb des
Meüraumes liegenden Welle, mit einem Meßkörper am Ende des im Meßraum liegenden Abschnittes der
Welle und mit einem Antrieb mit einer Drehmomentmelivorrichtung
an dem außerhalb des Meßraumes liegenden Abschnitt der Welle, wobei dem
Meßkörper eine Drehbewegung um eine körperfremde Achse (Taumelbewegung) erteilt wird, und
mit einem die Welle umgebenden und an der Meßraumwand befestigten Balg, dadurch gekennzeichnet,
daß die Welle (3) innerhalb des Meßraumes ein- oder mehrfach gekrümmt ist und sich relativ zum Balg (4) dreht.
2. Betriebsviskoisimeter nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch auf dem im Meßraum liegenden Abschnitt der Welle (3) angeordnete und den Balg
(4) abstützende Gleit- oder Kugellager (5).
3. Betriebsviskosimeter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Balg (4) ein
Metallbalg ist.
4. Betriebsviskosimeter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der im Meßraum
liegende Abschnitt der Welle (3) teilweise von einem sich an den Balg anschließenden Rohr (6) umschlossen
ist und Lager (11) zur Abstützung des Rohres (6) zwischen diesem und der Welle (3) siitzen.
Die Erfindung betrifft ein Betriebsviskosimeter mit einem Meßraum, mit einer teilweise in- und teilweise
außerhalb des Meßraumes liegenden Welle, mit einem Meßkörper am Ende des im Meßraum liegenden
Abschnittes der Welle und mit einem Antrieb mit einer Drehmomentrneßvorrichtung an dem außerhalb des
Meßraumes liegenden Abschnitt der Welle, wobei dem Meßkörper eine Drehbewegung um eine körperfremde
Achse (Taumelbewegung) erteilt wird, und mit einem die Welle umgebenden und an der Meßraumwand
befestigten Balg.
Ein solches Betriebsviskosimeter wird z. B. in Rohrleitungen oder Reaktionsgefäße eingebaut. Der
viskose Fließwiderstand der in der Leitung oder dem Gefäß enthaltenen Substanz wird dann im wesentlichen
in Form eines Drehmomentes gemessen, das von der Substanz auf den rotierenden Meßkörper ausgeübt so
wird. Das zum Antrieb dieses Meßkörpers aufzubringende Drehmoment ist der Viskosität der Substanz
proportional und wird mit der Drehmomentmeßvorrichtung gemessen. Die Blindreibung des Betriebsviskosimeters
ist im wesentlichen durch die innere Reibung des Balges gegeben. Sie ist sehr gering und läßt sich
meßtechnisch berücksichtigen.
Bei einem bekannten Betriebsviskosimeter (US-PS 26 83 984) wird die Welle an ihrem außerhalb des
Meßraumes liegenden Abschnitt über eine Exzenterscheibe angetrieben und ist über ein Pendelkugellager in
den Meßraum hineingeführt. Um dieses Pendelkugellager als Dreh- und Mittelpunkt führt der Meßkörper eine
sich aus zwei räumlich gegeneinander versetzten linearen Komponenten zusammensetzende Bewegung
um eine körperfremde Achse, d. h. eine Taumelbewegung, durch. Diese Bewegung führt jedoch nicht nur der
MeßkörDer, sondern die gesamte Welle durch. Die Durchtriitsstelle der Welle mit dem Pendelkugellager
w"rd durch den Balg abgedichtet. Mit seinem einen Ende
Lt dieser Balg an dem im Meßraum hegenden
Abschnitt der Welle und mit seinem anderen Ende an einer Wand des Meßraumes an. Das an der Welle
,„liegende Ende des Balges führt die Taumelbewegung
ebenfalls aus. Diese Bewegung setzt sich aus quer und nllel zur Längsachse des Balges verlaufenden
Komponenten zusammen. Beide Komponenten muß der BaI? innerhalb seiner Elastizitätsgrenzen auffangen.
Zur Aufnahme der Querkomponente hat er m dem bekannten Betriebsviskosimeter einen verhältnismäßig
Großen Durchmesser. Diese Querkomponente greift von der Welle ausgehend unmittelbar an der an ihr
anliegenden Rippe des Balges an Diese Rippe muß
dieseWrkomponente und die ihr ebenfalls aufgezwungene
Längskomponente der Wellenbewegung ohne Überbeanspruchung aer zwischen ihr und der Meßkammerwand
liegenden weiteren Rippen des Balges auf diese übertragen. Damit diese n.cht überbeansprucht
und nur innerhalb ihrer Elastizitätsgrenze belastet werden enthält der Balg bei der bekannten Vorrichtung
zahlreiche Rippen. Diese führen zu einer hohen Länge des Balges Die hohe Länge bedingt aber einen hohen
Durchmesser des Balges, da dieser ja den Durchmesser des von der Welle bei deren Bewegung umschriebenen
Raumes übertreffen muß. Damit ergibt sich ein Balg mit
insgesamt großen Abmessungen. Im praktischen Betrieb wird bei wesentlich über Atmosphärendruck
liegenden Drücken gemessen. Dieser Druck wirkt auf den großen und damit eine große Oberfläche aufweisenden
Balg ein. Hierdurch kann er seitlich wegknicken. Damit wird er undicht und das Viskosimeter unbrauchbar.
Folglich kann man mit dem bekannten Viskosimeter nur bei geringen Drücken messen.
Große auf den Balg einwirkende Kräfte werden von diesem auch auf die Welle übertragen. Diese Kräfte
enthalten Axialkräfte, die ihrerseits auf das Pendelkugellager einwirken. Ein Pendelkugellager kann aber
größere Axialkräfte nicht aufnehmen. Somit läßt auch dieses Konstruktionsmerkmal nur Messungen bei
geringen Drücken zu.
Die hohe Rippenzahl und die große Oberflache des
Balges führt noch zu einem weiteren Nachteil. Auskrustende und Ablagerungen bildende Substanzen
setzen sich auf den Balgrippen ab. Sie beeinträchtigen die Elastizität des Balges. Damit ergeben sich
Meßfehler Substanzen dieser Art können daher mit dem bekannten Viskosimeter nicht gemessen werden.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsviskosimeter so
auszubilden, daß auch bei hohen Drücken mit minimalem Fehler gemessen werden kann. Die Losung
für diese Aufgabe ergibt sich mit den im Kennzeichen des neuen Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen.
Die dem Meßkörper mitzuteilende Taumelbewegung wird hier durch die ein- oder mehrfache Krümmung der
Welle im Meßraum erzeugt. Die Durchtrittsstelle der Welle in den Meßraum und diese selbst wird von dem
Balg umschlossen. Das auf der Welle aufsitzende Balgende folgt wieder deren Bewegung. Beim erfindungsgemäßen
Viskosimeter ist die Bewegung, die von diesem Balgende auf die weiteren Balgrippen übertragen
wird, gleich der Bewegung der Welle selbst. Jeder Wellenabschnitt und der ihn umgebende Balgabschnitt
bewegen sich auf zueinander konzentrischen Bahnen um einen gemeinsamen Mittelpunkt. Die Wellenkrümmung
approximiert also in erster Näherung die freie
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19702006119 DE2006119C3 (de) | 1970-02-11 | 1970-02-11 | Betriebsviskosimeter |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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DE2006119A1 DE2006119A1 (de) | 1971-08-19 |
DE2006119B2 true DE2006119B2 (de) | 1977-10-27 |
DE2006119C3 DE2006119C3 (de) | 1978-06-22 |
Family
ID=5761946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19702006119 Expired DE2006119C3 (de) | 1970-02-11 | 1970-02-11 | Betriebsviskosimeter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2006119C3 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996016322A1 (en) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Btg Källe Inventing Ab | Improvements in or relating to a consistency transmitter |
DE102008049376B4 (de) * | 2008-09-27 | 2013-08-08 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Viskosimeter zur Messung plastischer dichter und/oder poröser Massen, vorzugsweise Porenbetone, und dazugehöriges Messverfahren |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2632076C3 (de) * | 1976-07-16 | 1981-08-13 | Heinz, Werner, Dipl.-Phys., 5000 Köln | Betriebsviskosimeter |
DE19829956C1 (de) * | 1998-07-04 | 2000-01-05 | Werner Heinz | Betriebsviskosimeter für erhöhte Mediumsdrücke |
DE10361139B4 (de) * | 2003-12-16 | 2007-01-04 | Worm, Günter | Prozeßviskosimeter |
-
1970
- 1970-02-11 DE DE19702006119 patent/DE2006119C3/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996016322A1 (en) * | 1994-11-23 | 1996-05-30 | Btg Källe Inventing Ab | Improvements in or relating to a consistency transmitter |
DE102008049376B4 (de) * | 2008-09-27 | 2013-08-08 | Technische Universität Bergakademie Freiberg | Viskosimeter zur Messung plastischer dichter und/oder poröser Massen, vorzugsweise Porenbetone, und dazugehöriges Messverfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2006119C3 (de) | 1978-06-22 |
DE2006119A1 (de) | 1971-08-19 |
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