DE2250547B2 - Device for the continuous measurement of the viscosity, the consistency or the solids concentration of a liquid - Google Patents

Device for the continuous measurement of the viscosity, the consistency or the solids concentration of a liquid

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DE2250547B2 DE19722250547 DE2250547A DE2250547B2 DE 2250547 B2 DE2250547 B2 DE 2250547B2 DE 19722250547 DE19722250547 DE 19722250547 DE 2250547 A DE2250547 A DE 2250547A DE 2250547 B2 DE2250547 B2 DE 2250547B2
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Description

darstellung eine zweite Ausführungsform des Meßrohrs undrepresentation of a second embodiment of the measuring tube and

Fig. 3 eine grafische Darstellung der Druckverhältnisse am Meßgeber.3 shows a graphic representation of the pressure conditions on the measuring transducer.

Gemäß Fig. 1 durchströmt die Flüssigkeit in Richtung des Pfeilesa zunächst das gerade Rohrstück 2 des im ganzen mit 1 bezeichneten Meßrohrs. An den mit A und B bezeichneten Stellen entsteht ein Differenzdruck, der von der Zähigkeit und der Geschwindigkeit der Flüssigkeit abhängig ist. Nach dem geraden Rohrstück 2 erweitert sich das Rohr konisch in einen Teil 3 und geht dann schließlich in einen wiederum geraden Teil 4 über. Nach dem Bernouillischen Gesetz entsteht in der Erweiterung 3 eine Druckzunahme, die dem Differenzdruck aus der Zähigkeit und Stoffgeschwindigkeit entgegenwirkt und an der Meßstelle C gemessen werden kann.According to FIG. 1, the liquid first flows through the straight pipe section 2 of the measuring pipe designated as a whole by 1 in the direction of the arrow aa. A differential pressure arises at the points marked A and B , which depends on the viscosity and the speed of the liquid. After the straight pipe section 2, the pipe widens conically into a part 3 and then finally merges into another straight part 4. According to Bernouill's law, an increase in pressure occurs in expansion 3, which counteracts the differential pressure from the viscosity and material velocity and which can be measured at measuring point C.

Gemäß F i g. 2 besteht das Meßrohr 5, das ebenfalls in Richtung des Pfeiles α von der Flüssigkeit durchströmt wird, aus einem sich konisch erweitern- ao den Rohr 6 mit im Abstand voneinander angeordneten Druckmeßstellen D und E. Die Druckverhältnisse an den Stellen D und E sind die gleichen wie in der F i g. 1 an den Stellen A und C.According to FIG. 2, the measuring tube 5, the α also in the direction of the arrow flows through the liquid from a conically erweitern- ao the tube 6 with spaced-apart pressure measuring points D and E. The pressure conditions at the points D and E are the same as in FIG. 1 at points A and C.

In der grafischen Darstellung gemäß F i g. 3 wird dargestellt, daß der Differenzdruck zwischen den Stellen A und C bzw. D und E für einen bestimmten Geschwindigkeitsbereich praktisch nur von der Zähigkeit und nicht von der Strömungsgeschwindigkeit abhängig ist und somit ein unmittelbares Maß für die angestrebte Messung darstellt.In the graphic representation according to FIG. 3 it is shown that the differential pressure between the points A and C or D and E for a certain speed range is practically dependent only on the viscosity and not on the flow velocity and thus represents a direct measure for the desired measurement.

Nach Biehl (1907, MHt. Forschungsarbeit, VDI, Heft 44, ZdVdI 1908, S. 1035; 1925, Techn. Mechanik, VDI-Verlag) ist die Widerstandsziffer eines Rohres mit glatter Wandung für beispielsweise eine Rohrleitung NW 100:According to Biehl (1907, MHt. Research work, VDI, Issue 44, ZdVdI 1908, p. 1035; 1925, Techn. Mechanik, VDI-Verlag) the resistance figure is one Pipe with a smooth wall, for example for a pipe NW 100:

λ = 0,0126 + 0,0047- .
ν
λ = 0.0126 + 0.0047-.
ν

Es bedeutetIt means

λ die Widerstandsziffer, λ is the resistance figure,

& die Zähigkeit, & the toughness,

ν die Strömungsgeschwindigkeit. ν is the flow velocity.

Die Größe des Differenzdruckes für ein gerades Rohrstück mit der Länge 1, welches mit einem Stoff der Zähigkeit χ durchströmt wird, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit zeigt die Kurve I.The size of the differential pressure for a straight piece of pipe with length 1, through which a substance of viscosity χ flows, as a function of the speed is shown by curve I.

Nach dem Bernouillischen Gesetz steigt der Druck an einer Erweiterung einer Rohrleitung nach der GleichungAccording to Bernouilli's law, the pressure increases at an expansion of a pipeline after the equation

Es bedeutetIt means

Δ Ρ der Differenzdruck,
ρ die spezifische Masse des Stoffes,
vo die Geschwindigkeit vor der Erweiterung,
V1 die Geschwindigkeit in der Erweiterung.
Δ Ρ is the differential pressure,
ρ is the specific mass of the substance,
v o the speed before expansion,
V 1 the speed in the expansion.

Die Größe des durch die Erweiterung entstehenden Differenzdruckes zeigt die Kurve II.Curve II shows the size of the differential pressure resulting from the expansion.

Die algebraische Summe aus Kurve I und Kurve II wird von Kurve III dargestellt. Man erkennt, daß der Differenzdruck in dem Geschwindigkeitsbereich MN für die Zähigkeit χ praktisch gleich bleibt.The algebraic sum of curve I and curve II is represented by curve III. It can be seen that the differential pressure in the speed range M - N remains practically the same for the viscosity χ.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

1 2 der Meßvorrichtung ausgebaut werden müssen, bevor Patentansprüche- man mit der Reinigungsarbeit beginnt. Anschließend müssen die ausgebauten Teile wieder montiert wer-1 2 of the measuring device have to be removed before the cleaning work begins. The removed parts must then be reassembled 1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung werden.1. Device for continuous measurement. der Viskosität, dir Konsistenz oder der Feststoff- 5 Aus der DT-AS 12 37 809 smd weiterhin Meßvorkonzentration einer Flüssigkeit, insbesondere richtungen für nicht-Newtonsche Flüssigkeiten beeiner Papierpulpe, mit einem von der Flüssigkeit kannt, bei denen deren Konsistenz kontinuierlich durchströmbaren, zumindest entlang eines TeU- gemessen wird. Hierzu durchströmt die Flüssigkeit bereicb.es in Strömungsrichtung sich erweiternden mit einem konstanten Flüssigkeitsdurchsatz eine Meßrohr, das zwei Druckmeßstellen aufweist, » Mehrzahl von parallel zueinander oder hintereinanvon denen die eine im Bereich des geringeren der angeordneten, turbulenzfrei durchströmten Lei- und die andere im Bereich des größeren Rohr- tungsabschnitten, die so gestaltet sind, daß sich in querschnittesliegt, dadurch gekennzeich- ihnen ein von Abschnitt zu Abschnitt unterschiednet, daß die Erweiterung des Meßrohrs (1;5) licher Verlauf des Strömungsgeschwindigkeitsso gewählt ist, daß der durch die innere Reibung »5 gradienten in einer senkrecht zur Stromungsrichtung der Flüssigkeit hervorgerufene Druckabfall zwi- liegenden Richtung ergibt. Diese Leitungsabschnitte sehen den beiden Meßstellen (A, C; D, E) durch können sowohl zylindrisch als auch konisch ausgeden gemäß der Bernoullischen-Gleichung ge- bildet sein. An die Flüssigkeitsableitungen, die sich gebenen Druckanstieg innerhalb eines bestimmten an diese Leitungsabschnitte anschließen, sowie an Geschwindigkeitsbereiches annähernd kompen- »o die Leitungsabschnitte selbst sind Meßvorrichtungen siert wird. zur Gewinnung von Meßzahlen für die Unterschiedethe viscosity, the consistency or the solids- 5 From DT-AS 12 37 809 smd furthermore measuring pre-concentration of a liquid, in particular directions for non-Newtonian liquids in paper pulp, with one of the liquid whose consistency can be continuously flowed through, at least along of a TeU- is measured. For this purpose, the liquid flows through a measuring tube which expands in the direction of flow with a constant flow rate and has two pressure measuring points, »a plurality of pressure measuring points parallel to one another or one behind the other, one in the area of the lesser of the arranged, turbulence-free flow lines and the other in the area of the larger pipe sections, which are designed in such a way that there is a cross-section, characterized by a distinction from section to section that the expansion of the measuring tube (1; 5) licher course of the flow velocity is chosen so that the internal friction » 5 gradients in a pressure drop between the direction caused perpendicular to the flow direction of the liquid. These line sections see through the two measuring points (A, C; D, E) can be designed both cylindrically and conically in accordance with Bernoulli's equation. The liquid discharge lines, which are connected to these line sections within a certain pressure increase, as well as to the speed range approximately compensated- »o the line sections themselves are measuring devices. to obtain measurement numbers for the differences 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- des Drucks bzw. der Strömungsgeschwindigkeit an kennzeichnet, daß das Meßrohr (1; 5) mehrere bzw. in den unterschiedlichen Leitungsabschnitten Druckmeßstellen (A, B, C) aufweist. angeschlossen. Derartige Meßeinrichtungen liefern2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pressure or flow rate indicates that the measuring tube (1; 5) has several or pressure measuring points (A, B, C) in the different line sections. connected. Such measuring devices provide 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- »5 jedoch, wenn sie mit unterschiedlichen Flüssigkeitsdurch gekennzeichnet, daß das Meßrohr (V, S) durchsätzen gefahren werden, keine vergleichbaren3. Apparatus according to claim 1 or 2, there »5, however, if they are characterized with different liquid through that the measuring tube (V, S) are driven through, no comparable als Teil eines Hauptstromrohres ausgebildet ist. Werte.is designed as part of a main flow pipe. Values. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,The invention is therefore based on the object eine möglichst einfache Meßvorrichtung zu schaffen,to create a measuring device that is as simple as possible, 30 die insbesondere keine beweglichen Teile innerhalb30 the particular no moving parts within der strömenden Flüssigkeit aufweist und darüber hinaus für unterschiedliche Flüssigkeitsdurchsätze geeignet ist.of the flowing liquid and also for different liquid throughputs suitable is. Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die ErfindungThe invention relates to a device for solving this problem, the invention proposes zur kontinuierlichen Messung der Viskosität, der 35 vor, daß die Erweiterung des Meßrohrs so gewählt Konsistenz oder der Feststoffkonzentration einer ist, daß der durch die innere Reibung der Flüssigkeit Flüssigkeit, insbesondere einer Papierpulpe, mit hervorgerufene Druckabfall zwischen den beiden einem von der Flüssigkeit durchströmbaren, zumin- Meßstellen durch den gemäß der Bernoullischendest entlang eines Teilbereiches in Strömungsrich- Gleichung gegebenen Druckanstieg innerhalb eines tung sich erweiternden Meßrohr, das zwei Druck- *° bestimmten Geschwindigkeitsbereiches annähernd meßstellen aufweist, von denen die eine im Bereich kompensiert wird. Dadurch wird lediglich der durch des geringeren und die andere im Bereich des die Rohrreibung bedingte Differenzdruck, der ungrößeren Rohrquerschnitts liegt, mittelbar eine Funktion der Viskosität darstellt, Solche Meßvorrichtungen sind bei der Herstellung wirksam. Somit stellt der Druckabfall zwischen den von Papier erforderlich, um über entsprechende, vor- « beiden Meßstellen ein direktes Maß für die Viskozugsweise selbsttätige Regelungseinrichtungen ein sität oder Konsistenz oder Stoffdichte der den Meßkonstantes Flächengewicht an der papiererzeugenden geber durchfließenden Flüssigkeit dar. Die Druck-Maschine zu gewährleisten, abfallmessung kann bequem mit einem handels-Es sind Meßvorrichtungen bekannt, die einen üblichen Differenzdrucktransmitter oder ähnlichen Fühler konstanter Geschwindigkeit im Papierstoff 5«> Geräten, wie sie beispielsweise bei der Durchflußbewegen und bei denen aus der rückwirkenden messung mit Blenden oder Venturis verwendet wer-Bremskraft, deren Größe durch die Konsistenz be- den, erfolgen.for continuous measurement of the viscosity, the 35 before that the extension of the measuring tube is chosen Consistency or solids concentration is one that is caused by the internal friction of the liquid Liquid, especially a paper pulp, with induced pressure drop between the two one through which the liquid can flow, at least measuring points through the according to the Bernoullischendest along a partial area in the flow direction equation given pressure increase within a tion widening measuring tube, the two pressure * ° certain speed range approximately has measuring points, one of which is compensated in the area. This just gets through the lower and the other in the area of the pipe friction caused differential pressure, the less Pipe cross-section is indirectly a function of viscosity, Such measuring devices are effective in manufacture. Thus, the pressure drop between the of paper is required to obtain a direct measurement for the viscous value via appropriate, in front of both measuring points automatic control devices a sity or consistency or consistency of the measurement constant Weight per unit area of the liquid flowing through the paper-producing encoder. The printing machine To ensure that waste measurement can be conveniently carried out using a commercial measuring device, measuring devices are known that use a conventional differential pressure transmitter or the like Constant speed sensor in the paper stock 5 «> Devices such as those used for moving through flow and those from the retroactive measurement with orifices or venturis who-braking force, the size of which depends on the consistency. stimmt wird, das Maß für die Stoffdichte abgeleitet Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorwird. Es ist ferner bekannt, eine konstante Menge gesehen, daß das Meßrohr mehrere Druckstellen auf-Papierstcll durch ein Gerinne fließen zu lassen und 55 weist. Dadurch ist es möglich, zur Anpassung an die das Maß für die Stoffdichte von der Höhe der Fließ- praktische Auslegung der Meßstrecke die wirksame linie des Stoffes im Gerinne abzuleiten. Weiterhin Länge des Meßgebers zu verändern, so daß mehrere werden Meßvorrichtungen verwendet, die an einem Meßbereiche möglich sind.is true, the measure for the consistency is derived. It is also known, seen a constant amount, that the measuring tube has several pressure points on paper stcll to flow through a channel and 55 points. This makes it possible to adapt to the the measure of the consistency of the level of the flow- practical design of the measuring section the effective one line of the substance in the channel. Continue to change the length of the encoder so that several measuring devices are used which are possible on a measuring range. Widerstandskörper im Inneren der Rohrleitung ein Es ist ferner vorteilhaft, daß das Meßrohr als TeilResistance body in the interior of the pipeline. It is also advantageous that the measuring tube as part Kraftmoment infolge der Strömungsgeschwindigkeit 6o eines Hauptstromrobrs ausgebildet ist. Diese Auseinwirken lassen, welches das Maß für die Viskosität führungsform hat den ganz erheblichen Vorteil, daß oder Konsistenz abgibt. für den Meßgeber keine Abzweigung vom Haupt-Moment of force is formed as a result of the flow velocity 6o of a main flow tube. Let this affect, which guide form the measure of the viscosity has the very significant advantage that or gives consistency. for the transducer no branching from the main Diese bekannten Meßvorrichtungen haben eine stromrohr erforderlich ist.These known measuring devices have a current pipe is required. Reihe von Nachteilen. Zunächst ist es erforderlich, In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweierNumber of disadvantages. First of all, it is necessary, in the drawing, the invention is illustrated by two bewegliche Teile oder Verengungen im Stoffstrom 6S Ausführungsbeispiele nähei" veranschaulicht. Es zeigt einzubauen, was bei faserhaltigen Stoffen, wie Papier- F i g. i in schematisch gehaltener Schnittdarstel-Moving parts or constrictions in the flow of material 6 S exemplary embodiments are illustrated. stoff, zur Verstopfung führen kann. Des weiteren lung eine erste Ausführungsform des Meßrohrs, sind Reinigungsarbeiten sehr umständlich, weil Teile F i g. 2 ebenfalls in schematisch gehaltener Schnitt-substance that can lead to constipation. Furthermore development a first embodiment of the measuring tube, cleaning work is very cumbersome because parts F i g. 2 also in a schematic sectional
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0482447A2 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 BASF Magnetics GmbH Method of determining the content of solid matter dissolved in a solution

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0482447A2 (en) * 1990-10-24 1992-04-29 BASF Magnetics GmbH Method of determining the content of solid matter dissolved in a solution
EP0482447A3 (en) * 1990-10-24 1993-09-15 Basf Magnetics Gmbh Measuring device for determining the content of solid matter dissolved in a solution

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