DE2819847A1

DE2819847A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen viskositaetsmessung

Info

Publication number: DE2819847A1
Application number: DE19782819847
Authority: DE
Inventors: Abel Boinet; Lucien Mondeil; Jean-Louis Montay
Original assignee: Elf Union
Current assignee: Elf Antar France
Priority date: 1977-05-04
Filing date: 1978-05-05
Publication date: 1978-11-09
Also published as: FR2389886A1; CH624486A5; US4165631A; DK186078A; FR2389886B1

Description

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ELF-UNION, Paris, Frankreich

Vorrichtung zur kontinuierlichen Viskositätsmessung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität von Bitumen- oder anderen Produkten hoher Viskosität oder Zähigkeit. Sie ist insbesondere jedesmal dann anwendbar, wenn die Qualität eines Bitumens überwacht, gesteuert oder geregelt werden soll, beispielsweise bei der Beladung von Lastkraftfahrzeugen oder während dessenHerstellung in Mischmaschinen.

Die Messung der Viskosität eines Produkts ermöglichende Vorrichtungen können abhängig von der Art des Produkts und dem Wert desssn Viskosität die verschiedenartigsten Verfahren durchführen. Wenn das Produkt ziemlich fluide ist, kann ein Verfahren verwendet werden, das darin besteht, daß es durch ein Kapillarrohr geführt wird und daß der Lastverlust in diesem Rohr gemessen wird. Wenn das Produkt sehr viskos ist,

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kann auf ein anderes Verfahren zurückgegriffen werden, das darin besteht, daß das Produkt durch eine Membran zwangsbewegt wird und daß der Druck gemessen wird, der stromauf der Membran erhalten wird. Für dazwischenliegende Produkte, insbesondere für heiße Bitumen oder schwere Öle, deren Viskosität in der Größenordnung von 1 bis 10 P liegt, kann vorzugsweise ;das sogenannte Brookfield-Verfahren verwendet" werden, das wie folgt durchgeführt wird:

Ein Zylinder ist in das Produkt eingetaucht, dessen Viskosität gemessen werden soll, und wird mit konstanter Drehzahl in Drehung versetzt. Es wird das Reaktions-Drehmoment infolge der tangentialen Reibung des Zylinders in Bitumen gemessen, wobei dieses Drehmoment proportional der zu messenden Viskosität ist. Im allgemeinen wird dieser Viskositätswert in ein elektrisches Signal umgesetzt, das in analoger Weise an einem Anzeigegerät dargestellt wird. Derartige Vorrichtungen sind als Viskosimeter mit der Handelsbezeichnung "CONTRAVES" erhältlich- .-"-.".

Der Nachteil dieser Meßinstrumente liegt darin, daß sie; nicht so ausgebildet sind, daß die Temperatur des Fluids, bei dem die Messung durchgeführt wird, gesteuert oder geregelt werden kann. Sie erzeugen daher einen Wert, der zwar korrekt ist, der jedoch sehr stark von der Temperatur abhängt. Es ist unter diesen Bedingungen nicht möglich, die Qualitäten von zwei Fluiden zu vergleichen, sobald sie unterschiedliche Temperaturen besitzen, und es ist ebenfalls nicht möglich, die Qualität eines bestimmten Bitumens in bezug auf Normen zu steuern oder zu regeln, die häufig für eine Temperatur von 25 ⁰C angegeben sind, weshalb unter diesen Bedingungen die Steuerung diskontinuierlich ist und zu spät

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erfolgt, um auf die Qualität Einfluß nehmen zu können.

Bekanntlich ist der größte Teil der internationalen Qualitätsnormen, die auf diesem Gebiet angegeben sind, in bezug auf eine Messung der sogenanntaiEindringung₃ die bei 25 ⁰C stattfinden soll. Es wurden schon Korrelationen oder Wechselbeziehungen aufgestellt, die zeigen, daß diese Anzeige der Eindringung mit der Messung der Viskosität bei 150 ⁰C in Verbindung gebracht werden kann unter der Bedingung, daß die Temperatur auf ί O₃I ⁰C stabilisiert ist und daß die Messung der Viskosität auf 1 % genau durchgeführt wird. Die Enge dieses Bereiches oder dieser Spanne zeigt deutlich, welche hohe Genauigkeit bei der Bestimmung dieses Parameters angewendet werden muß, wenn diese Messung einen Sinn haben soll. Sie läßt auch die Schwierigkeiten erahnen, die überwunden werden müssen, um die Temperatur eines Produkts wie Bitumen in diesem Temperaturbereich zu bringen, wobei dieses Produkt nicht nur viskos ist, sondern auch insbesondere eine sehr schlechte Wärmeleitfähigkeit besitzt .

Dabei ist weiter zu bemerken, daß das Bitumen sehr leicht am Ausgang einer Herstelleinrxchtung oder einer Fördereinrichtung eine von 150 ⁰C sehr weit entfernte Temperatur besitzen kann, beispielsweise I30 ⁰C oder I80 ⁰C, woraus folgt, daß ein herkömmliches Viskosimeter unzureichend ist.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, durch die die Viskosität (in solchen Fällen) meßbar ist und die gleichzeitig die anfangs genannte Funktion einer genauen Regelung der Temperatur des zu messenden Produkts erfüllen kann.

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Die Erfindung gibt eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität, insbesondere von Bitumen, an, die aufweist: ein Viskosimeter, das an das Produkt angepaßt ist, dessen Viskosität gemessen werden soll, und eine Förderpumpe oder Antriebspumpe, die das Produkt erhält und es zu einem Wärmetauscher führt, der durch eine von einem Kanal durchsetzte Wand gebildet ist, in den das Produkt strömt, wobei die Wand durch eine geeignete Einrichtung auf einer einstellbaren Temperatur gehalten ist, wobei der Austritt des Kanals mit dem Viskosimeter verbunden ist, wobei sich die Vorrichtung dadurch auszeichnet, daß die Förderpumpe einstellbaren oder regelbaren Durchsatz besitzt und daß weiter vorhanden sind:

eine Meßsonde der Temperatur des Produkts, wobei die Meßsonde im Viskosimeter dort angeordnet ist, wo die Messung der Viskosität erfolgt, und

eine Steuer- oder Regeleinrichtung der Temperatur auf einem Sollwert, der zwischen einer niedrigen Temperatur T. und einer hohen Temperatur T₂ liegt, wobei die Einrichtung auf den Durchsatz der Pumpe und auf Einrichtungen einwirkt, die die Temperatur der Wand des Wärmetauschers steuern.

Darüber hinaus werden durch die Erfindung herkömmliche Vorrichtungen dadurch verbessert, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um das Aufzeichnen des Meßergebnisses zu unterbrechen, wenn die Temperatur des Produkts nicht in dem gewünschten Temperaturbereich ist, d. h. in der Praxis für Bitumen im Bereich I50 ⁰C ± 0,1 ⁰C. Die Aufzeichnungseinrichtung ist vorzugsweise numerisch oder digital und nicht mehr analog wie bisher.

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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit Sicherheitseinrichtungen versehen, die auf Messungen der Temperatur und des Druckes beruhen und die dazu bestimmt sind, die Glieder des Viskosimeters,des Wärmetauschers oder der Vorrichtung zu schützen. Das ist insbesondere der Fall für die Lager des Viskosimeters, in denen die den Zylinder treibende Motorwelle sich dreht, wobei diese Lager im allgemeinen aus Werkstoffen wie Saphir bestehen, die sich schnell durch Wirkung sehr starker Temperaturänderungen zerstören können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erreicht über die genannten Vorteile hinaus denjenigen einer schnellen Erneuerung des Produktes. Dieser Vorteil ist unter dem Gesichtspunkt nicht zu vernachlässigen, daß die Qualität eines Bitumens nicht notwendigerweise gleich ist für jede Ladung derart, daß es erwünscht ist, mehrere Messungen durchführen zu können in sehr engen Intervallen während einer einzigen Ladung. Etwa zehn Messungen für eine Ladung, die etwa zwanzig Minuten dauern, scheinen eine annehmbare Anzahl zu sein. Mit den herkömmlichen Viskosimetern des Typs CONTRAVES besitzt die Meßzelle, in der sich der Zylinder dreht, ein Totvolumen in der Größenordnung eines halben Liters, was jedoch auszuschließen ist, wenn das zu messende Produkt schnell erneuert werden soll. Dieses Totvolumen wird bei der Erfindung auf etwa ein Achtel eines Liters verringert, wodurch eine sehr schnelle Erneuerung des Bitumens in der Meßzelle möglich ist.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert: Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

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Pig. 2 schematisch einen Meßkasten,

Pig. 3 in allgemeiner Ansicht den Wärmetauscher.

Fig.. 1 zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Diese enthält im wesentlichen einen Meßkasten 2, eine Heizungs-Regeleinriehtung 4, eine Kühleinrichtung 6₃ eine Durchfluß-Regeleinrichtung 8, eine Gültigkeitsschaltung der Messungj Anzeigegeräte 12 zur Anzeige des Meßergebnisses und schließlich eine Anordnung 14 von Sicherheitsgliedern., wobei alle diese Einrichtungen im folgenden ausführlich erläutert werden.

Der Meßkasten 2 besteht im wesentlichen aus einer Förderpumpe 16j die von einem Motor 18 gesteuert ist, einem Wärmetauscher 20 _a ' einem Viskosimeter 22, das eine Meßzelle 24 enthält, in der eine Temperaturmeßsonde 27- angeordnet ist, Dem Wärmetauscher 20 ist einer Einrichtung 28 zum Blasen von kalter Luft und einer Einrichtung 29 von Heizwiderständen zugeordnet.

Am Austritt des Wärmetauschers kann sich eine zweite Temperaturmeßsonde 26 befinden. Jedoch können bei einer Ausführungsform der Erfindung die Temperaturmeßsonden 26 und 27 durch eine einzige Temperaturmeßsonde gebildet sein.

Die Heizungs-Regeleinriehtung 4 für den Wärmetauscher 20 enthält im wesentlichen einen Regler 30, der über einen Anschluß 32 das von der Temperaturmeßsonde 26 abgegebene und von einem Verstärker 34 verstärkte Signal erhält und der an seinem Anschluß 36 eine Bezugsspannung erhält, die beispielsweise der mittleren Temperatur T des Bereichs entspricht, in dem die

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Messung der Viskosität durchgeführt werden soll. Der Ausgang des Reglers 30 ist mit einer Steuereinrichtung 37 verbunden zum Steuern der Versorgung der Heizwiderstände 29. Der Regler 30 weist üblichen Schaltungsaufbau auf und kann beispielsweise eine Proportional-, Integral- und/oder Differential-Regelung erreichen.

Die Kühleinrichtung 6 zum Absenken der Temperatur durch Kühlluft enthält einen Vergleicher 38, der an seinem Eingang 40 das Signal erhält, das von einer zweiten Temperaturmeßsonde 42 erhalten wird, die stromaufseitig der Pumpe 16 angeordnet ist und der an seinem Eingang 43 ein Bezugssignal erhält, das beispielsweise der oberen oder hohen Temperatur T„ des Meßbereiches entspricht, sowie ein mit einer Luft-Quelle 46 verbundenes Elektroventil.

Die Durchfluß.-Regeleinrichtung 8 enthält einen Regler 48, der an seinem Anschluß 50 das Signal erhält, das vom Verstärker 34 abgegeben ist und an seinem Anschluß 52 ein Bezugssignal erhält, das dem Sollwert T der Temperatur entspricht, der zwischen T^ und T_? liegt, sowie ein Drehzahländerungsglied 54, das auf den Motor 18 einwirkt.

Die Gültigkeitsschaltung 10 enthält Einrichtungen zur Bestimmung, ob die Temperatur zwischen einem oberen Wert und einem unteren Wert liegt oder nicht, sowie Glieder zum Verhindern einer Berücksichtigung der Messung, wenn die Temperatur nicht zwischen den beiden hohen und niedrigen Werten enthalten ist. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel enthält die GültigkeitsSchaltung 10 einen ersten Vergleicher 56, der an seinem Anschluß 58 das Signal erhält, das von einem Verstärker 35 abgegeben ist, der seinerseits das Signal er-

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hält, das von der Temperaturmßesonde 27 abgegeben ist, und der an s-einem Anschluß 60 ein Signal eriiäit, das die niedere Temperatur T. wiedergibt; einen zweiten Vergleieher 62, -der an seinem Eingang 64 das Signal erhält,, das vom Verstärker 35 abgegeben ist,und an seinem Eingang 66 ein Signal erhält, -das der obereji Temperatur T₂ entspricht; einen Oszillatorkreis oder Oszillator 68; ein UND-Glied 70, das mit den Vergleichern 56 und 62 und mit dem Oszillator 68 verbunden ist und eine Druckeinrichtung 76 steuert.

Selbstverständlich können auch analog wirkende Verknüpfungsglieder anstelle logischer Verknüpfungsglieder verwendet werden, wobei diese.dann mit dem Ausgang des Viskosimeters über eine Leitung 72 verbunden sind.

Die Einrichtungen 12 zur Anzeige des Meßergebnisses weisen ein Digitalvoltmeter 74, das mit dem Viskosimeter 22 über die Leitung 72 verbunden ist und die Druckeinrichtung 76 auf, die durch das UND-Glied 70 gesteuert ist.

Die Anordnung 14 der Sicherheitsglieder enthält im wesentlichen Vergleieher 80 und 82, deren einer Eingang das gegebenenfalls verstärkte Signal erhält, das von einer Temperaturmeßsonde 25 abgegeben ist, die wie die Temperaturmeßsonde 27 in der Meßzelle 24 angeordnet ist, und deren andere Eingänge Bezugssignale erhalten, die den oberen bzw. unteren TemperaturSchwellenwerten Τττ bzw. T_R entsprechen, wobei der Vergleieher 80 mit einem Sicherheitsrelais 84 und der Vergleieher 82 mit einem Sicherheitsrelais 86 verbunden sind. Weiter ist ein Druckaufnehmer 88 des Drucks des Bitumens am Ausgang der Pumpe l6 vorgesehen und mit einem Manometer 90 verbunden, das ein Sicherheitsrelais 92 steuert. Ein im Meß-

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kasten 2 enthaltener Luft-Aufnehmer 93 und damit der Meßkasten 2, der die Wirkungen der Einrichtungen 4, 8, IQ und 14 zusammenfaßtj ist mit einem Manometer 94 verbunden, das ein Relais 96 steuert. Eine allgemeine Pehleranzeigelampe 108, die im Anzeigegerät 12 vorgesehen ist, ist mit der Anordnung der Relais 84, 86, 92 und 96 verbunden.

Die Anordnung ist vervollständigt durch eine Wechselstromquelle 100 zur Versorgung des Viskosimeters 22, ein Versorgungsrelais 106 und eine Versorgungsquelle 102 des Meßsignal-Transmitters, wobei dieses Signal gegebenenfalls an einem Voltmeter 104 auftreten kann.

Die Wirkungsweise einer derartigen Vorrichtung ist folgende: Das Bitumen, dessen Viskosität gemessen werden soll, wird in die Meßkammer 2 mittels der Pumpe 16 eingeführt, die es in den Wärmetauscher 20 einspritzt, dessen Aufbau in Fig. 3 näher erläutert ist. Das Bitumen wird anschließend zum Viskosimeter 22 geführt, wo es in die Meßzelle 24 eintritt. Die Messung der Viskosität erfolgt in herkömmlicher Weise gemäß dem BrookfieId-Verfahren, und das Meßergebnis tritt über die Verbindung 92 in Form einer zur Viskosität proportionalen elektrischen Spannung auf.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Temperaturmeßsonde 26 am Ausgang des Wärmetauschers 20 vorgesehen. Diese Sonde gibt ein Signal ab, das die Steuerung der Wärmeregeleinrichtung ermöglicht, und zwar auf folgende Weise:

Das von der Temperaturmeßsonde 26 abgegebene Signal wird zunächst durch den Verstärker 34 verstärkt und dann den Regeleinrichtungen 4 und 8 zugeführt. Das am Regler 30 der Re-

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geleinrichtung 4 anliegende Signal ermöglicht die Bestimmung, ob die Temperatur des Bitumens kleiner oder größer ajs die mittlere Temperatur T ist. In der Praxis ist, wie weiter .oben ausgeführt, dieser Temperaturwert T 150 ⁰C. Wenn'die gemessene Temperatur kleiner als T ist, gibt der Regler 30 ein Signal ab, das auf die Steuereinrichtung 37 zur Steuerung der -..-Versorgung der Widerstände 29 einwirkt. In der Praxis ist diese Steuereinrichtung 37 durch ein Leistungsmodul mit Thyristoren gebildet. :

Das vom.-Verstärker 54 abgegebene Signal, das darüber hinaus am Eingang des Reglers 48 der Durchfluß-Regeleinrichtung 8 anliegt, ermöglicht die Bestimmung, ob die gemessene Temperatur -kleiner oder größer als ein Sollwert T ist, der(beispielsweise)'! 5"-0- ⁰C ist. Wenn die Temperatur des Bitumens kleiner als der Sollwert ist, gibt der Vergleicher 48 ein Signal ab, das auf die Drehzahländerungs-Einrichtung 54 einwirkt derart,, daß der Motor 18 verlangsamt wird und daß der Durchsatz der Pumpe 16 abnimmt derart, daß das Bitumen den Wärmetauscher 20 langsamer durchströmt und sich aus diesem Grunde stärker erwärmt. Umgekehrt- gibt, wenn die gemessene Temperatur größer als die Solltemperatur T ist, der Vergleicher 48 ein Signal umgekehrter Polarität ab, das die Erhöhung der Drehzahl des Motors 18 bewirkt und damit folglich eine Beschleunigung des Durchsatzes der Pumpe 16, was eine Verringerung der Durchsatzzeit oder Durchgangszeit des Bitumens im Wärmetauscher 20 nach sich zieht, wodurch ausgangsseitig dessen Temperatur verringert wird.

Die Einrichtung 6 zur Verringerung der Temperatur durch Kühlluft; wird in Betrieb gesetzt, sobald der Vergleicher 38 anzeigt, daß die Temperatur des in die Pumpe 16 eintretenden

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Bitumens auf einer Temperatur ist, die größer als der- Grenzwert Tp ist. Dazu gibt der Vergleicher 38 ein Signal ab, das das Elektroventxl 44 öffnet, was einen Durchtritt eines Luftstroms zur Folge hat, der über das Glied 28 der Wand des ebenen Wärmetauschers 20 zugeführt wird.

Die beiden Einrichtungen 4 und 6, die zur Äufheizung bzw. zur Abkühlung der Wand des Wärmetauschers 20 dienen, sind stets vorhanden, da sie ja zu entgegengesetzten Wirkungen führen. Jedoch muß die Durchfluß-Regeleinrichtung 8 nicht verwendet werden bei einfacher ausgebildeten Ausführungsformen. Jedoch wird diese besondere Regeleinrichtung 8 vorteilhaft verwendet in Kombination mit den beiden anderen Regeleinrichtungen 4 und 6. In diesem Fall hängt die Temperatur des Bitumens am Austritt des ebenen oder flachen Wärmetauschers 20 einerseits von der Temperatur der Wand und andererseits vom Durchsatz des Bitumens ab. Es wird daher zur Regelung der Temperatur auf zwei Parameter eingewirkt.

Bei bestimmten Ausführungsbexspxelen ist es möglich, eine kontinuierliche Durchflußregelung mit einer diskontinuierlichen Temperaturregelung zu kombinieren. Das heißt genauer ausgedrückt, daß es möglich ist, die Temperatur des Bitumens, der aus dem Wärmetauscher 20 in einem Bereich von etwa 30 ⁰C austritt, sich einzig ändern zu lassen durch den Veränderungsbereich des Durchsatzes. In diesem Fall ist es möglich, die Einrichtungen zum Heizen und die Einrichtungen zum Abkühlen zu steuern, um Temperatursprünge des Bitumens in der Größenordnung von 30 ⁰C zu steuern, wobei die Feinregelung anschließend durch die Durchflußregelung bewirkt werden kann.

Die Wirkungsweise der Gültigkeitsschaltung 10 ist fol-

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gende: Das Logik-Verknüpfungsglied oder UND-Glied 70 steuert die Aufzeichnung des Ergebnisses nur dann, wenn es Impulse von Seiten der Vergleicher 56 und 62 und vom Oszillator 68 erhält. Wenn die Bitumentemperatur in der Meßzelle 24 zwischen den Anschlußwerten T₁ und T₂ ist, wird ein Signal an die Druckeinrichtung 76 bei jedem Impuls des Oszillators 68 abgegeben. Die Druekeinriehtung 76 gibt daher nur dann die Viskositätswerte an, wenn die Temperatur des Bitumens zulässig oder geeignet ist. Das Digitalvoltmeter 74 empfängt ständig das Meßsignal und gibt das Meßergebnis an, selbst wenn die Temperatur außerhalb des richtigen Bereiches liegt.

Die Sicherheitsglieder-Anordnung 14 wirkt in üblicher Weise. Die verwendeten Relais können mit Lichtanzeigen verbunden sein, die zur Anzeige des Vorhandenseins eines Fehlers bestimmt sind.

Die Meßzelle 24 ist nicht ausführlich dargestellt, da sie herkömmlicher Art ist mit jedoch einem sehr geringen Totvolumen, um die Schnelligkeit der Messung zu erhöhen. Sie besitzt im allgemeinen die Form eines Kegelstumpfes, in dessen Innerem sich eine Scheibe dreht. Gemäß der Erfindung sind die Basen des Kegelstumpfes der Scheibe maximal angenähert.

Fig. 2 zeigt ausführlich den Meßkasten 2, in dem oder um den herum die bereits anhand der Fig.l erwähnten Einrichungen vorgesehen sind, nämlich die Pumpender Motor 18, der Wärmetauscher 20, die Meßzelle 24, das eigentliche Viskosimeter 22, der Bitumen-Druckaufnehmer 88 und der Luft-Druckaufnehmer 93· Fig· 2 zeigt darüber hinaus Einrichtungen zum Unterdrucksetzen und zum Thermostatisieren des Inneren des Meßkastens 2, die durch eine Leitung 122 zum Einspritzen oder

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Einführen von Druckluft und von Heizwiderständen 124 gebildet sind, die von einer Spannungsquelle 126 versorgt sind, die von einem Thermostat 120 gesteuert ist, der nähe der Meßzelle 24 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Temperatur des Gehäuses oder Behälters-gleich oder etwas niedriger als 150 ⁰C.

Weiter ist in Fig. 2 ein Ventil 128 dargestellt, bei dessen Öffnen das Bitumen in die Pumpe 16 rückgeführt werden kann im Fall eines Verstopfens des Kreises. Ein zweites Ventil 130 ermöglicht es, den Durchtritt durch den Wärmetauscher 20 und die Meßzelle 24 zu vermeiden. Weiter ist ein vorgespanntes Ventil 134 vorgesehen sowie Eintritts- und Austrittsleitungen l40, l42 des Bitumens und Eintritts- und Austrittsleitungen 144, 146 der Kühlluft.

Fig. 3 zeigt in allgemeiner Ansicht oder perspektivisch im Schnitt den vorzugsweise bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Wärmetauscher 20 bei einem Ausführungsbeispiel, das einem ebenen Aufbau entspricht. Der in Fig. 3 dargestellte Wärmetauscher 20 weist zwei Flansche I50, 152 mit ebenen Seiten auf, wobei der Flansch 152 eine Rille oder Nut 158 aufweist, die in seiner ebenen Seite gefertigt ist und die meanderförmig ausgebildet ist. Die Dicke bzw. Tiefe dieser Nut 158 liegt in der Größenordnung Millimeter. Für Körper wie Bitumen mit schlechter Wärmeleitfähigkeit ist es vorteilhaft, eine Nut I58 zu verwenden, deren Tiefe kleiner als 2 mm ist. Der Eintritt des Bitumens erfolgt über eine Leitung 160 und der Austritt über eine Leitung l62. Eine Dichtung ist zwischen den beiden Flanschen 150, 152 angeordnet.

Die durch die beiden Flansche 15O, 152 gebildete Wand ist vorteilhaft von zylindrischen Öffnungen I66 durchsetzt,

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in denen Heizwiderstände 168, beispielsweise in Stiftform., angeordnet sind. Weiter sind ein Eintritt 144 und ein Austritt 146" für 'Kühlluft -vorgesehen.» ·

Die durch die beiden Plansehe 150 > 152 gebildete Wand soll vorzugsweise geringe Wärmeträgheit besitzen. Zu diesem Zweck können die Plansche 150, 152 aus Metall,- insbe·^ sondere Aluminium, bestehen.

Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die Anwendung für Bitumen beschränkt; sie ist auch bei anderen Produkten verwendbar wie bei schweren Ölen, Brennstoffen (Heizöl) usw.

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Claims

Ansprüche

1.) Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Viskosität von insbesondere Bitumen mit einem Viskosimeter, das an das Produkt angepaßt ist, dessen Viskosität gemessen werden soll, und mit einer Förderpumpe, die das Produkt erhält und es zu einem Wärmetauscher führt, der durch eine Wand gebildet ist, die von einem Kanal durchsetzt ist, in dem das Produkt strömt, wobei die Wand durch geeignete Einrichtungen auf einer einstellbaren, steuerbaren oder regelbaren, Temperatur gehalten werden kann, wobei der Austritt des Kanals mit dem Viskosimeter verbunden ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Förderpumpe (16) einstellbaren, steuerbaren oder regelbaren, Durchsatz besitzt, und

daß weiter vorhanden sind:

eine Temperaturmeßsonde (27) zur Messung der Temperatur des Produkts, wobei diese Temperaturmeßsonde (27) im Viskosimeter (22) dort angeordnet ist, wo die Messung der Viskosität erfolgt, und

Einrichtungen (4, 6, 8; 18, 30 bis 5Ό zur Regelung der Temperatur auf einen Sollwert zwischen einer niedrigen Tempera-

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tür (T.) und einer hohen Temperatur (T₀), wobei diese Einrichtungen auf den Durchsatz, der Pumpe (l6) und auf Glieder (28, 29) einwirken, die die Temperatur der Wand des Wärmetauschers (20) steuern.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand des Wärmetauschers (20) mit Heizwiderständen (29, 124) versehen ist, die von einer Spannungsquelle (126) versorgt sind, daß die Einrichtung zur Regelung der Temperatur des Produkts einen ersten Regler (30) aufweist, der das Meßsignal erhält, das von einer der Temperaturmeßsonden (26, 27) abgegeben ist, sowie ein Bezugssignal (T), das der mittleren Temperatur (T) entspricht, die zwischen T. und T₀ liegt, wobei der Regler (30) einen Steuerbefehl an die Versorgung der Heizwiderstände (29, 124) abgibt, wenn das Meßsigrial sich vom Bezugssignal unterscheidet.

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (20) mit einem Glied (28) zum Blasen von kalter Luft auf die Wand versehen ist, daß eine zweite Meßsonde (42) vorgesehen ist, die stromauf der Pumpe (l6) vorgesehen ist, wobei die zweite Temperaturmeßsonde (42) ein Meßsignal abgibt, das einem Vergleicher (38) zugeführt wird, der darüber hinaus ein Bezugssignal erhält, das der oberen Temperatur (T_p) entspricht, und der ein Steuersignal zur Betätigung des Glieds (28) zum Blasen von Luft steuert, wenn das Meßsignal größer als das Bezugssignal ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da-

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durch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung der Temperatur des Produkts auf einen Sollwert darüber hinaus einen zweiten Kegler (^8) aufweist, der das von einer der Meßsonden (26, 27) dei' Temperatur abgegebene Signal empfängt sowie ein Bezugssignal, das dem Sollwert entspricht, wobei der Regler (48) ein Signal abgibt, das die Erhöhung oder die Verringerung des Durchsatzes der Förderpumpe (16) steuert abhängig davon, ob das Meßsignal größer oder kleiner als der Bezugswert ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Ausgang des Viskosimeters (22) eine Gültigkeitsschaltung (30) der Messung vorgesehen ist, die Einrichtungen (56 bis 66) aufweist zur Bestimmung, ob die Temperatur zwischen einem oberen Wert und einem unteren Wert ,liegt, sowie eine Einrichtung (68, 70), um das Berücksichtigen der Messung zu verhindern, wenn di3 Temperatur nicht zwischen dem oberen und dem unteren Wert liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Gültigkeitsschaltung (10) aufweist:

einen ersten Vergleicher (56), der einen ersten Bezugswert entsprechend der Temperatur (T.) erhält,

einen zweiten Vergleicher (62),. der einen zweiten Bezugswert entsprechend der Temperatur (T-) erhält, wobei die beiden Vergleicher (56, 62) jeweils ein Signal abgeben, wenn das Meßsignal zwischen den beiden Bezugswerten, liegt,

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einen Oszillator (68),

ein UND-Glied (7O)₃ das mit dem Ausgang der Vergleicher (56, 62) und dem Ausgang des Oszillators (68) verbunden ist,

eine Aufzeichnungs-Einrichtung (76), die vom UND-Glied (70) gesteuert ist und das vom Viskosimeter (22) abgegebene Signal erhält, das gegebenenfalls digitalisiert worden ist mittels eines Digitalvoltmeters (7¹O₃ wobei die Aufzeichnung des Meßergebnisses der Viskosität auf diese Weise verhindert ist, wenn die Temperatur des Körpers nicht im Bereich zwischen T. und Tp ist, und wobei die Aufzeichnung im anderen Fall zugelassen ist.

7- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (20) aus zwei Flanschen (150, 152) mit ebener Fläche oder Seite gebildet ist, wobei zumindest eine der ebenen Seiten eine Nut (I58) aufweist mit einer Tiefe zwischen einem Bruchteil eines Millimeters und mehreren Millimetern und in Form eines Meanders und die, wenn die beiden Flanschen (150, 152) über deren ebenen Seiten vereinigt sind, einen Strömungskanal oder Umwälzkanal für das Produkt bildet₃ dessen Viskosität gemessen werden soll.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7_a dadurch gekennzeichnet, daß die Flanschen (150, 152) von zylindrischen Öffnungen oder Löchern (I66) durchsetzt sind, in denen rohrförmige Heizwiderstände (I68) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekenn-

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zeichnet, daß die Planschen (150, 152) aus Metall, insbesondere Aluminium, bestehen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S₃ dadurch gekennzeichnet, daß eine im Viskosimeter (22) angeordnete Temperaturmeßsonde (25) Sicherheitsglieder (14; 80 bis

86) steuert, die betätigt werden, wenn die Temperatur unter eine vorgegebene untere Temperatur (T,-.) abfällt oder über eine vorgegebene obere Temperatur (T„) ansteigt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck-Meßglied (88) zur Messung des Drucks des Produkts am Ausgang der Pumpe (16) angeordnet ist und mit einem Sicherheitsglied (90, 92) verbunden ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßzelle (24) des Viskosimeters (22),der Wärmetauscher (20) und die Förderpumpe (16) in einem unter Druck stehenden Behälter angeordnet sind (Fig. 2), der auf einer Temperatur thermostatisiert ist, die gleich oder etwas kleiner ist als die Solltemperatur, bei der die Viskositätsmessung durchgeführt werden soll.

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