DE2049381C3 - Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität von Reaktionsgemischen in Rührwerkskesseln - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Viskosität von Reaktionsgemischen in Rührwerkskesseln, bestehend im wesentlichen aus einem nach dem Prinzip der schwingenden jo Zunge arbeitenden Viskosimeter mit einem die Meßsonde umgebenden Schutzrohr von kreisförmigen Querschnitt, welches mit öffnungen zum Ein- und Austritt des Reaktionsgemisches versehen ist, die Meßsonde nach beiden Richtungen überragt und dessen Innendurchmesser am Ort der Zunge so gewählt ist, daß dort eine laminare Strömung herrscht.

In der DT-PS 15 98 536 wird eine Vorrichtung der vorstehend gekennzeichneten Art beschrieben. Die mit der bekannten Meßvorrichtung erreichbare Meßgenauigkeit hängt stark von der innerhalb des Rührwerkskessels ab, die selbst wiederum von der Konstruktion des Rührwerkskessels bedingt wird, der Rührgeschwindigkcji, dem Vorhandensein von Kühl- oder Heizschlangen im Rührwerkskessel und von in der Nähe der Meßstelle befindlichen Strömungshindernissen wie Tauchrohre für Thermometer,Gaseinleitungsrohre für Inertgas usw.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile bei der bekannten Anordnung auszuschalten und eine verbesserte Meßvorrichtung zu schaffen, mit der eine von den Strömungsverhältnissen der Flüssigkeit innerhalb des Rührwerkskessels unabhängige laminare Strömung in der Nähe der schwingenden Zunge geschaffen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfin.dungsgemäß dadurch gelöst, daß am Austrittsende des Schutzrohres ein eine Verengung aufweisendes, vom Meßgut aufgrund der Rührwirkung durchströmtes Rohr angeordnet ist.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird dabei so vorgegangen, daß das Schutzrohr sich vom freien Ende der Zunge ab verengt und im Bereich der Verengung des Strömungsrohres mündet.

Durch diese Ausbildung wird im Bereich der eigentlichen Zunge ein Unterdruck erzeugt und zwar nach dem Bernoulli-Prinzip, so daß eine von den Strömungsverhältnissen der Flüssigkeit innerhalb des Rührwerkskessels unabhängige laminare Strömung in Nähe der Zunge geschaffen wird. Die erfindungsgemäße Anordnung hat weiterhin den Vorteil, daß eine gerade Meßsonde mit der Zunge in axialer Richtung im Rührwerkskessel angeordnet werden kann, obwohl die Strömung im Rührwerkskessel vorwiegend quer zur Achse des Kessels erfolgt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung in

p-,g. j einen Rührwerkskessel teilweise aufgebrochen mit einer stark vergrößert dargestellten Meßsonde in einem Behälter, und in

Fig. 2 und 3 Ausführungsbeispiele in größerem Maßstab.

Ein Rührwerkskessel 1 mit einem darauf angeordneten Motor 2, der eine Rührschaufel 3 im Innern des Rührwerkskesstis in Drehung versetzen kann. Von einer Heiz- oder Kühlschlange 4 ist nun ein Teil dargestellt. Ein Thermometer 5 ist seitlich an einer Kesselwund 6 in einem Tauchrohr befindlich. Eine Melisonde 7 ist im Rührwerkskessel 1 sichtbar. Das untere Ende der Meßsonde 7 steckt in einem zylindrischen Schutzrohr 8, das sich hinter dem freien Ende einer Zunge 9 der Meßsonde 7 trichterförmig verengt und an dessen Verengung 10 sich quer zur Achse der Meßsonde 7 ein beidseitig offenes Strömungsrohr 11 befindet.

Die Meßsonde ist durch die Wandung des Rührwcrkskessels 1 durch einen Anschlußstutzen 12 hindurchgeführt. Von einem nach außen sich erstrekkenden Ende führt eine elektrische Zuleitung zu einem Meßgerät 13 mit einer Anzeigeskala 14. Die eine Hälfte der Zunge 9 besteht aus einer magnetostriktiven Metallegierung und ist innerhalb der Meßsonde 7 in einer Spule 15 gelegen, und die zweite aus rost- und säurebeständigen Stahl bestehende Hälfte taucht in das zu messende Reaktionsgemisch ein. Die Zunge 9 wird vom Meßgerät 13 mittels Ultraschallfrequenz in Schwingungen versetzt, durch die die Grenzschichten des Reaktionsgemisches auf Scherung beansprucht werden. Die dadurch erfolgte Dämpfung der Zungenschwingung erzeugt eine Änderung der elektrischen Größen im Erregerstromkreis, die als Zeigerausschlag auf der Anzeigeskala 14 sichtbar gemacht wird. Selbstverständlich können die Meßwerte mittels einer nicht gezeichneten Schreibeinrichlung festgehalten werden.

In Fig. 2 ist die Ausführung der Meßsonde 7 in vergrößerter Darstellung gezeigt. Das Schutzrohr 8 ist im Schnitt dargestellt, so daß der Endteil der Meßsonde 7 mit der Zunge 9 sichtbar ist. Über der Zunge 9 ist die Spule 15 angedeutet, die normalerweise von der Meßsonde 7 selbst umschlossen ist. Das Schutzrohr 8 besitzt unter seinem Deckel 16 rings um seine Mantelfläche öffnungen 17 zum Eintritt des Reaktionsgemisches, wie mit Pfeilen 18 und 19 kenntlich gemacht. An dem verengten Teil 10 des Schutzrohres 8 schließt sich ein dünnes Zylinderrohr 20 an. das in einen eingeschnürten Teil 21 des Strömungsrohres U einmündet.

Durch die Einschnürung des Rohres 11 strömt das Reaktionsgemisch mit gegenüber dem normalen Rohrquerschnitt vergrößerter Geschwindigkeit. Nach dem IJernoullischen Prinzip entsteht im Schutzrohr S ein Unterdruck, so daß das Reaktionsgemisch durch die öffnungen 17 in das Schutzrohr 8, dessen Querschnitt unter Berücksichtigung der Reynoldschen Zahl so gewählt ist, daß im Innern eine laminare Strömung hervorgerufen wird, eintritt, an der Zunge 9 laminar

vorbeiströmt und dann durch die Verengung 21 und das Rohr It wieder abfließt. Die Strömung durch das Rohr It wird durch die Rührbewegung der Rührschaufel 3 erzeugt. Diese Strömung hat jedoch nur als Mittel zur Erzeugung des Unterdruckes Bedeutung, während die Strömung im Schutzrohr 8 laminar, konsta.it und weitgehend unabhängig von der Strömung im Rührwerkskess?! gehalten wird. Fremdteilchen und Dämpfe werden aus der Umgebung der Zunge 9 schnellstmöglich fortgesaugt, so daß die Zunge 9 in der Schwingung ₎₀ nicht behindert wird und genaue Meßergebnisse erhalten werden.

In Fig. 3 ist die Meßsonde 7 ebenfalls in Behälter 8 wie in F i g. 2 angeordnet, übereinstimmende Teile sind deshalb mit denselben Bezugszeichen versehen. Das Zylinderrohr 20 mündet in ein Rohr 22 von konstantem Durchmesser. Vor der Einmündungsstelle des Rohres 20 ist allerdings eine Verengung dadurch geschaffen, daß ein an einer Seite aufgeweiteter Rohrteil 23 mit geringem Durchmesser im Rohr 22 befestigt ist.

Durch diese Anordnung wird eine Verengung erzielt, durch die innerhalb des Schutzrohres 8 ein Unterdruck wie bei dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel erreicht wird.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

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 Schutzrohr von kreisförmigen Querschnitt, welches mit öffnungen zum Ein- und Austritt des Reaktionsgemisches versehen ist, die Meßsonde nach beiden Richtungen überragt und dessen Innendurchmesser am Ort der Zunge so gewählt ist, daß dort eine laminare Strömung herrscht, dadurch gekennzeichnet, daß am Austrittsende des Schutzrohres (8) ein eine Verengung aufweisendes, vom Meßgut aufgrund der Rührwirkung durchströmtes Strömungsrohr (11,22) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzrohr (8) sich vom freien Ende der Zunge (9) ab verengt und im Bereich der Verengung (21, 23) des Strömungsrohres (11, 22) mündet.