DE3611218A1 - Schlamm-viskosimeter - Google Patents

Schlamm-viskosimeter

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Description

PATENTANWÄLTE : : : : . dr.-'.i?g.»mnz vuesthoff
WUESTHOFF-v. PECHMANN - BEHRENS -GOETZ :
DIPL.-ING. GERHARD PULS
EUROPEANPATENTATTORNEYS (^
DR.-ING. DIETER BEHRENS DIPL.-ING. DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERT GOETZ DIPL.-PHYS. DR. AXEL VON HELLFELD
1A~60 internationale Research MaatschappijBV. D-8000 MÜNCHEN
SCHWEIGERSTRASSE
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TELEX: J 24 070
TELEFAX: (089) 663936 (ill)
Beschreibung
Schlanm-Viskosimeter
Die Erfindung betrifft ein Schlamm-Viskosimeter und ein Verfahren zur Bestimmung der Viskositäten von Schlämmen oder Aufschlämmungen.
Man erhält unter Normalbedingungen auf die verschiedenste Weise stabile viskose Schlämme. Wird beispielsweise ein Feststoff gemahlen und kann er ausreichend lang in einer relativ gleichmäßigen Suspension gehalten werden, eignet sich für die Bestimmung der Viskositäten beispielsweise ein Kapillar-Viskosimeter oder ein sogenannter Couette-Viskosimeter. Sind andererseits die Teilchen so schwer, daß es während des Meßvorgangs zu einem Absetzen käme,oder sind sie relativ groß gegenüber dem Durchmesser des Kapillarrohres oder des Zwischenraums zwischen dem Stator und Rotor des Couette-Viskosimeters, sind derartige Meßgeräte nicht geeignet. In solchen Fällen können aufwendige Rohrschleifen-Systeme konstruiert werden und die Viskositäten von Newton'sehen oder nicht-Newton1sehen Schlämmen werden aus dem Druckabfall abgeleitet.
Sollen verschiedene Feststoffe, Träger-Flüssigkeiten, Konzentrations- und Teilchengrößen-Verteilungen geprüft werden, kann der Zeit- und Arbeitsaufwand beträchtlich werden.
Zur Ermittlung von Viskositäten problematischer Gemische, wie Aufschlämmungen von Kohle in flüssigem Kohlendioxid, kommt es zu Schwierigkeiten. Keines der genormten üblicherweise angewandten Geräte eignet sich für solche Zwecke. Wie oben angedeutet, ist der einzige gangbare Weg, entsprechende Werte aus dem Druckabfall herzuleiten. Wird als Träger-Flüssigkeit flüssiges Kohlendioxid verwendet, so ist dies nur mit Hilfe einer kostspieligen Kreisleitung für unter hohem Druck stehender Strömung möglich.
Anfänglich schienen übliche Schwingstab-Sensoren für die Viskositäts-Bestimmung von problematischen Schlämmen dieser Art Erfolg zu versprechen. Im allgemeinen werden derartige Sensoren angewandt zur Überwachung von Viskositäten fließfähiger Systeme am Einsatzort. Während der Schwingstab-Sensor gewisse vorteilhafte Merkmale aufweist, die die Überwindung der meisten Nachteile gestattet, die den Einsatz anderer Viskosimeter für die in Rede stehenden Messungen
unmöglich erscheinen lassen, ist es nichts desto trotz erforderlich, eine spezielle Vorrichtung, die im folgenden noch näher beschrieben wird, einzusetzen, die von den besonderen Merkmalen dieses Sensors Gebrauch macht, um Viskositätsdaten von Schlämmen zu erhalten, bei denen eine Flüssigkeit mit hohem Dampfdruck, wie Kohlendioxid, vorliegt.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und eine Meßmethode zur Bestimmung der scheinbaren Viskositäten von problemlosen und problematischen
Aufschlämmungen oder Schlämmen zu bringen, insbesondere von Schlämmen, bei denen überkritisches flüssiges Kohlendioxid oder ähnliche Flüssigkeiten mit hohem Dampfdruck, wie verflüssigtes Erdgas und ähnliche Kohlenwasserstoffe, als Trägermedium für die Feststoffe wie Kohle zur Anwendung gelangen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung für die Bestimmung der Schlamm-Viskosität umfaßt ein Gefäß, welches einen geschlossenen Strömungskreislauf einschließt j sowie Mittel zur gleichzeitigen Bildung und Umwälzung des Schlamms durch den geschlossenen Strömungskreislauf und zur Ermittlung der Viskosität des in dem Kreislauf strömenden Schlamms.
Zweckmäßigerweise wird der innere geschlossene Strömungskreis durch eine Kammer innerhalb des Gefässes gebildet, welche von einer Decke, einem Boden und Seitenflächen begrenzt ist, wobei Decke und Boden zumindest teilweise offen sind und die Seitenwände zumindest teilweise im Abstand von dem Gefäß sich befinden. Für die Mischung der Komponenten zu dem Schlamm und zum Umwälzen des Schlamms kann zumindest ein Propeller oder Flügelrührer innerhalb der Kammer dienen. Zweckmäßigerweise werden jedoch zwei oder mehrere Flügelrührer angewandt, von denen einige sich innerhalb der Kammer und zumindest einer außerhalb der Kammer an einer Stelle befinden, wo die Strömung in das Gefäß eintritt. Ganz besonders vorteilhaft ist die Bestimmung der Viskosität des Schlamms mit einem Schwingstab-Viskositätssensor.
Die Bestimmung der Schlamm-Viskosität nach der Erfindung geschieht auf folgende Weise: Der Schlamm durchströmt einen geschlossenen Kreislauf; die Viskosität des Schlamms während seines Durchströmens
des Kreislaufs wird bestimmt. Vorteilhafterweise strömt der Schlamm durch eine Kammer innerhalb eines Gefässes, und zwar zwischen Kammer und Gefäß. Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn ein Schwingstab-Sensor in den strömenden Schlamm getaucht wird und die Viskosität des Schlamms mit der Schwingungs-Amplitude des Stabs in Beziehung gebracht wird. Vorteilhafterweise strömt der Schlamm mit Hilfe zumindest eines Flügelrührers innerhalb der Kammer und insbesondere mit zwei oder mehreren Flügelrührern innerhalb der Kammer, wobei zumindest einer der Flügelrührer sich außerhalb der Kammer an einer Stelle befindet, wo der Schlammstrom in das Gefäß eintritt.
Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Viskositäts-Bestimmung mit Hilfe eines Schwingstab-Sensors;
Fig. 2A und 2B zeigen andere Gestalten der Kammer.die nach dem gleichen Prinzip arbeiten;
Fig. 3 zeigt eine Aufgabe-Vorrichtung und die
Fig. 4A und 4B den Deckel bzw. Boden der Vorrichtung nach Fig. 1.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt ein Druckgefäß, in welchem der gewünschte Schlamm unter Druck gebildet und in relativ gleichmäßiger Suspension erhalten wird. Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung berücksichtigt das Gefäß die Gestalt und die optimalen Arbeitsbedingungen eines Schwingstab-Viskositätasensors.
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Das Druckgefäß (1) weist an seinen Enden Flanschen (2) und (3) auf. In jedem Flansch kann eine Nut (4) bzw. (5) für einen Dichtungsring vorgesehen sein. Mit Hilfe des Dichtungsrings ist die gewünschte Druckabdichtung des Deckels (6) und des Bodens (7) (Fig. 4A bzw. 4B) festgeschraubt an den Flanschen (2) bzw. (3) mit - nicht gezeigten Schraubenbolzen durch die Bohrungen (8) bzw. (9). Der Boden (7) enthält eine Flüssigkeits-Zuleitung (10), z.B. für Kohlendioxid/sowie eine Öffnung (11) zum Durchtritt der Antriebswelle (12) mit Lager (13) und Dichtung (14). Dieses Viskosimeter ermöglicht die Aufrechterhaltung eines Drucks innerhalb des Gefässes (1), während gleichzeitig die Antriebswelle (12) den Flügelrührern (15) innerhalb des Gefässes (1) die erforderliche Drehung versetzt. Drei "Misch- und Umwälz-"-FlügeIrührer können angewandt werden* wenn gewünscht, können es aber auch mehrere oder weniger sein.. Die Antriebswelle (12) kann außerhalb des Gefässes über eine starre Kupplung (16) mit einem hinsichtlich der Geschwindigkeit regelbaren Motor (17) verbunden sein, welch letzterer mit einem - nicht gezeigten - Präzisions-Potentiometer zur Festlegung der Geschwindigkeit verbunden ist. Der Deckel (6) weist Zu- und Ableitungen (19) für die Zuleitung bzw. Ableitung von Flüssigkeit - z.B. Kohlendioxid und dergleichen auf sowie eine Bohrung (20) für einen Thermofühler und eine Bohrung (21) für einen Druck-Transduktor, welche mit einem Sicherheitsventil oder Entlastungsventil (21a) versehen ist. Alle vier Bohrungen können zur Einführung von Feststoffen - wie Kohle - in das Gefäß dienen. An der unteren Fläche des Deckels (6) innerhalb einer Außnehmung (23) ist ein Zylinder (22), der die Innenkammer bildet, starr fixiert. Der Zylinder (22) hängt konzentrisch innerhalb des Druckgefässes (1) und endet oberhalb des Bodens (7)
in einem Abstand von mehr oder weniger als 25,4 mm. Zwei der Rührer befinden sich innerhalb des Zylinders (22), während der dritte Rührer sich möglichst nahe an dem Boden des Gefässes (1) befindet. Im oberen Teil des Zylinders (22) befinden sich Durchtritts-Öffnungen (24), z.B. sechs mit jeweils einer Fläche von etwa 6,25 cm2.
Demnach umfaßt das innere Mischsystem die drei Flügelrührer (15) und den Zylinder (22) mit den Durchtritts-Öffnungen (24). Durch die Bewegung der Rührer (15) wird der Schlamm gemischt und gleichzeitig der Kreisstrom in Bewegung gesetzt, welcher den Schlamm in dem Zylinder (22) nach oben bewegt. Der Schlamm tritt durch die Durchtritts-Öffnungen (24) aus und fließt im Ringraum zwischen dem Zylinder (22) und dem Gefäß (1) nach unten, wie dies durch die Pfeile (25) angedeutet ist. Der Kreisstrom ist geschlossen, wenn der Schlamm wieder in den Zylinder (22) in unmittelbarer Nähe des Bodens des Gefässes (1) eintritt. Die Strömungsrichtung kann durch Änderung der Drehrichtung der Flügelrührer umgekehrt werden. Der abgerundete Einsatz (26) am Boden des Gefässes (1) und der unterste Rührer verhindern ein Absetzen von Feststoffen in sogenannten toten Ecken. Das Gefäß (1) kann auf einem starren, jedoch bewegbaren Tisch oder dergleichen montiert sein, dessen schwere obere Platte (18) das Lager (13) enthalten kann und auf welcher - in nicht gezeigter Weise - der Motor (17) befestigt sein kann.
Der in Fig. 1 an Ort und Stelle gezeigte Schwingstab-Sensor umfaßt einen Regelteil (27) und ein Sensorelement (28) in Form eines Rohrstücks - z.B. aus korrosionsbeständigem Stahl -, welches dem
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herrschenden Flüssigkeitsdruck zu widerstehen vermag. Die Schwingungs-Amplitude des Sensorelements oder Rohrs (28) hängt ab von der Viskosität des Schlamms. Ist die Viskosität des Schlamms hoch, so ist der Widerstand gegenüber der Scherwirkung des schwingenden Rohrs ebenfalls hoch und demzufolge die Schwingungs-Amplitude klein. Umgekehrt wird die Schwingungs-Amplitude hoch, wenn die Viskosität des Schlamms gering ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird in zweifacher Weise geeicht. Zuerst erfolgt eine statische Eichung, wobei die Vorrichtung in einen vibrationsfreien massiven Behälter getaucht wird, der eine der verschiedenen Eichflüssigkeiten enthält. Die Flüssigkeit wird während des Versuchs ruhig gehalten. Die dynamische Eichung erfolgt an Ort und Stelle mit der Vorrichtung unter normalen Arbeitsbedingungen.
Die Auswahl der Abdichtung und die Gestalt der Dichtungsmittel (13/ 14) ist für die erfindungsgemäße Vorrichtung kritisch. Es werden hohe Anforderungen an Dichtungsmaterial und Konstruktion einschließlich geringer Größe und Toleranz, Widerstandsfähigkeit gegenüber erhöhten Temperaturen bei relativ hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten der Rührerwelle und Dichtigkeit gegenüber hohem Druck innerhalb des Gefässes (1 ) gestellt. Darüberhinaus muß die Dichtung funktionsfähig bleiben bei Berührung mit Schlämmen wie hoch-korrosiven und scheuernden Gemischen von Kohle und flüssigem Kohlendioxid. Eine Randdichtung, die von flüssigem Kohlendioxid nicht angegriffen wird und einen guten Wärmedurchgang besitzt, kann angewendet werden. Hohe Lineargeschwindigkeiten bei der Rotation
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erzeugen übermäßige Reibungswärme. Erhöhte Temperaturen führen bei verschiedenen Dichtungsmaterialien auf der Basis von Kunststoff zu einem Erhärten. Dieses Erhärten ist mit einem Verlust der Dichtungsfähigkeit sowie einer beträchtlichen Beschädigung der einsatzgehärteten Stahl-Antriebswelle verbunden.
Ein zweiter kritischer Punkt ist eine ungenügende Ausrichtung oder Zentrierung der Antriebswelle. Ein Radial- und ein Achslager wird für die Ausrichtung angewandt und um Achslast infolge des Innendrucks aufzunehmen. Zur Verbesserung der Ausrichtung oder Zentrierung kann eine Kragstütze (15a) für das obere Ende der Welle vorgesehen sein. Jeder kleinste Fehler in der Zentrierung der Welle würde von den Flügelrührern (15) verstärkt werden. Übermäßige Schwingungen würden den Kontaktdruck zwischen Welle und Dichtung herabsetzen, wodurch Kohleteilchen in diesen Raum festgeklemmt werden können; dies führt regelmäßig zu einem Ausfall der Dichtung. Daher muß auf jeden Fall eine ungenügende Zentrierung des Endes der Antriebswelle minimal gehalten werden.
Andere Ausgestaltungsformen des Gefässes (1), jedoch mit dem gleichen Arbeitsprinzip, sind in den Fig. 2A und 2B gezeigt. Ein Druckgefäß (31) (Fig. 2A) enthält eine Reihe von Leitorganen (32 bis 37), vorzugsweise zylindrische, die zu einer durch die Pfeile angegebene Strömungsrichtung unter der Wirkung der Flügelrührer (38 bis 40) führen. Der Schwingstab-Sensor (41) ist ähnlich ausgestaltet wie der in der Fig. 1 gezeigte.
Die Fig. 2B zeigt eine weitere Ausgestaltung und zwar mit einem Rohrsystem (42) für einen geschlossenen
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Al
Strömungskreis und zwei Flügelrührem(43 und 44). Der Schwingstab-Sensor (45) ist wie bei den obigen Ausführungsformen so eingesetzt, daß die Strömung im wesentlichen parallel zum Sensor stattfindet. Das Rohrsystem (42) kann in einer stationären Position angewandt werden oder es kann um die gezeigte Achse gedreht werden, um den Anfang des Mischens zu unterstützen. Die Ausführungsformen, wie sie in den Fig. 1 und 2A gezeigt sind, können auch umgekehrt werden, so daß der Anfang des Mischens durch die Schwerkraft begünstigt wird; sie können auch senkrecht zu der Antriebswelle gedreht werden, was ebenfalls zu einer Verbesserung des Mischens führen kann.
Die Prüfung erfolgte um
1) die Fähigkeit der "Misch- und Umlauf-"-Vorrichtung zur Aufrechterhaltung eines bereits gebildeten Schlamms zu bestimmen und andererseits,
2) ob oder ob nicht es möglich ist, den Schlamm innerhalb des Gefässes (1) zu bilden, wenn eine Menge an gemahlener Kohle zuerst in das Gefäß eingeführt und dann die entsprechende Flüssigkeitsmenge von oben zugesetzt wird. Es wurde ein Plexiglas-Modell der entsprechenden Größe -jedoch mit nur einem Flügelrührer-gebaut, um die Arbeitsweise des Systems zu zeigen.
Es wurden drei Kohle-Aufschlämmungen mit einer Kohle-Konzentration von 30, 40 bzw. 50 Vol-% hergestellt. Jede dieser Proben wurde in das Gefäß eingeführt, welches unter Normalbedingungen arbeitet Der Schlamm blieb relativ homogen, während der Rührer in Tätigkeit
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war. Bei Abstellen des Rührers setzte sich die Kohle schnell ab. Eine Rührgeschwindigkeit von 400 bis 900 UpM erschien ausreichend. Bei einem weiteren Versuch wurde gemahlene Kohle in das Gefäß aufgegeben und anschließend eine bestimmte Menge Naphtha. Diese Menge entsprach für die Bildung eines Kohlenschiamms mit einer Konzentration von 60 vol-%. Naphtha wurde gewählt im Hinblick auf seine bessere Benetzungsfähigkeit gegenüber Wasser. Es wurde zuerst mit geringer Geschwindigkeit gerührt und dann die Geschwindigkeit erhöht und dabei der Mischvorgang beobachtet.
Es dauerte etwa 20 min zur Fluidisierung der 60 Vol-%-igen Kohle-Aufschlämmung im Naphtha, bis das Umströmen einsetzen konnte. Die Rührgeschwindigkeit wird im Hinblick auf die Begünstigung des Mischvorgangs beeinflußt. Indem zuerst mit geringerer und dann mit höherer Geschwindigkeit gerührt wurde und man dann wieder auf geringere Geschwindigkeit zurück ging, erreichte man die angestrebte Suspension. Mehrere Versuche zeigten, daß ein dauerndes Arbeiten bei relativ hohen Geschwindigkeiten nachteilig ist. Der Rührer bildete einen örtlichen Wirbel aus und es kam nicht zu einer guten Durchmischung. Wird der Rührer mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von etwa 800 UpM betrieben, kommt es möglicherweise zu einer Durchmischung, jedoch dauert dies langer als wenn man die Geschwindigkeit zwischen einem niederen und einem hohen Wert ändert. Bei all diesen Versuchen wurde der Viskositäts-Sensor kontinuierlich überwacht. Die Beendigung des Mischvorgangs war erreicht, wenn der Sensor sich auf einen stabilisierten Ausgang eingestellt hatte.
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Kohleproben wurden über dünne biegsame Standrohre (Fig. 3) in das abgedichtete Gefäß eingetragen. Ein dünnwandiges Rohr (30) war mit einem kleinen Glaszylinder (31) verbunden und bildete so die Standleitung.
Flüssiges Kohlendioxid wurde in das Gefäß mit Hilfe einer Hochdruck-Membranpumpe eingespeist. Die Pumpen-Eintrittsseite war mit einer Kohlendioxid-Flasche verbunden und mit ihrer Hilfe wurde Kohlendioxid mit hohem Druck durch die Armaturen am Boden des Gefässes (Fig. 4) zur Unterstützung der Fluidisierung der abgesetzten Kohle eingeleitet.
Die Kohle wurde zuerst gebrochen und dann in einer Hammermühle mit Schlitzsieb gemahlen. Um die genauen Mengen der für jede Schlamm-Konzentration benötigten Kohle zu bestimmen, muß das Fassungsvermögen des Druckgefässes bekannt sein. Dieses erhielt man durch Bestimmung des Flüssigkeitsvolumens, welches zur vollständigen Füllung des Gefässes mit allen Teilen und Komponenten an Ort und Stelle nötig ist.
Zur Erreichung eines Meßpunkts ist wie folgt vorzugehen:
Nach dem Reinigen und Zusammenbau war das System bereit zur Bestimmung der scheinbaren Viskosität einer Auf schlaitunungsprobe von Kohle in flüssigem Kohlendioxid bei bestimmter Volumen-Konzentration. Eine Kohlenmenge entsprechend der Volumen-Konzentration wurde in das Druckgefäß eingebracht und zwar derart, daß sich die Kohle möglichst gleichmäßig in dem Gefäß verteilte. Dafür dienten die vier Öffnungen im Deckel der Vorrichtung (Fig. 4A), während eine kleine Kohlemenge über das biegsame Standrohr (29) und den Trichter (30) (Fig. 3) eingeführt wird, folgend auf
AS
jede Zuführung. Es ist darauf zu achten, während des Füllens keine Kohle zu verlieren, um die vorbestimmte Volumen-Konzentration für den in Aussicht genommen Versuch zu gewährleisten. Nach der Aufgabe der Kohle wurden die Bohrungen am Deckel verbunden mit:
1. einem Druck/Dehnungs-Wandler direkt auf einer Bohrung;
2. einem Thermo-Element, eingesetzt in eine zweite Bohrung und druckdicht fixiert;
3. in der dritten Bohrung wurde eine Entspannungsventil vorgesehen und
4. die letzte Bohrung wurde mit der Hochdruck-Kohlendioxidpumpe mit entsprechender Leitung, Ventil und Abblas-Nebenkreis versehen .
Der Kohlendioxid-Eintritt am Boden (7) war mit der Pumpe in ähnlicher Weise verbunden. Das Gefäß wurde über den Boden mit Kohlendioxid gefüllt und über den Deckel abgelassen. Zwei Spezialventile wurden an diesen Kohlendioxid-Leitungen montiert, und zwar möglichst dicht am Gefäß, um das Gefäß während des eigentlichen Versuchs vom Rest des Systems abzuschließen.
Der nächste Schritt war die Kohlendioxid-Füllung einzubringen. Für jeden Versuch wurde eine neue Kohlendioxid-Flasche verwendet. Sie wurde kopfunten auf einer Waage montiert und über einen biegsamen Hochdruck-Schlauch mit der Aufnahmeseite der Kohlendioxid-Pumpe verbunden. Das Druckgefäß wurde zuerst geöffnet und die Kohlendioxid-Flasche vollständig aufgedreht, damit sich das Rohrsystem mit Kohlendioxid füllen konnte.
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Das Gewicht der Kohlendioxid-Flasche wurde aufgezeichnet und dann das Eintrittsventil auf dem Boden geöffnet, so daß Kohlendioxid das Gefäß füllen konnte, und zwar auf Flaschendruck. Weiteres Kohlendioxid wurde in das Gefäß gempumpt, bis der angestrebte Druck erreicht war; dann wurde die Pumpe abgestellt, das Gefäß verschlossen und die Kohlendioxid-Flasche neuerlich gewogen. Die Differenz zwischen diesen beiden Wiegungen ergibt die in das Druckgefäß eingebrachte Kohlendioxidmenge. Nun konnte angenommen werden, daß das Druckgefäß mit den entsprechenden Mengen an Kohle und flüssigem Kohlendioxid gefüllt war und der Mischvorgang beginnen konnte.
Wenn der Schlamm gebildet war, wurden die Spannungen abgelesen, die sich an den Ausgängen des Viskositäts-Sensors, des Druckwandlers und des Thermofühlers ergaben. Auch wurde die Laufgeschwindigkeit des Rührers festgestellt. Die Ausgangsspannungen des Viskosität-Sensors und des Druckwandlers wurden kontinuierliche als Bezug auf einer Karte aufgezeichnet.
Die Erfindung bringt somit eine Vorrichtung und damit eine Methode zur schnellen Viskositäts-Bestimnung von problemlosen und problematischen Aufschlämmungen ohne großem Aufwand. Das System eignet sich für orientierende Versuche, um Schlamm-Viskositäten unterschiedlicher Feststoffe, Träger-Flüssigkeiten und bei unterschiedlichen Konzentrationen und Korngrößen-Verteilungen zu erreichen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Schlamm in situ gebildet, dynamisch in Suspension gehalten und gemischt.
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Claims (12)

Ansprüche
1. Vorrichtung zur Bestimmung von Schlamm-Viskositäten mit einem Gefäß, welches einen geschlossenen Strömungs-Kreislauf begrenzt; Mittel zur gleichzeitigen Bildung und Umleitung des Schlamms durch den Kreislauf und Mittel zur Bestimmung der Viskosität des Schlamms innerhalb des Kreislaufes.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der geschlossene Strömungs-Kreislauf von zumindest einer Kammer in dem Gefäß gebildet wird, die Kammer einen Deckel, einen Boden und Seitenwände besitzt und Deckel und Boden zumindest teilweise offen sind, während die Seitenwände sich zumindest teilweise im Abstand von dem Gefäß befinden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kammer im Deckel Öffnungen für den Kreislauf besitzt und der Boden offen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß sich innerhalb der Kammer zumindest ein Flügelrührer befindet.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet ,
daß sich innerhalb der Kammer mehrere Flügelrührer und zumindest ein Flügelrührer außerhalb der Kammer befinden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet ,
daß zur Bestimmung der Viskosität ein Schwingstab-Sensor vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet ,
daß der geschlossene Strömungs-Kreislauf durch eine Reihe von Leitorganen gebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, / dadurch gekennzeichnet ,
daß der geschlossene Strömungs-Kreislauf ein Rohrsystem ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet ,
daß das Rohrsystem um eine Achse drehbar ist.
10. Verfahren zur Bestimmung der Viskosität eines Schlamms aus einer Träger-Flüssigkeit und festen Teilchen, wobei die Träger-Flüssigkeit unter Normalbedingungen eine Flüssigkeit ist oder verflüssigtes Gas unter erhöhtem Druck, sich das feste Material nicht auflöst in der Träger-Flüssigkeit und eine entsprechende Korngrößen-Verteilung besitzt und man den daraus gebildeten Schlamm durch einen geschlossenen Strömungs-Kreislauf führt und in diesem
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die Viskosität des Schlamms ermittelt, indem man den Schlamm durch die Kammer innerhalb des Gefässes und durch den Ringraum zwischen Kammer und Gefäß leitet.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß man einen Schwingstab-Sensor in den strömenden Schlamm einbringt und die Schwingungs-Amplitude des Stabs zur Viskosität des Schlamms in Beziehung bringt.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß man den Schlamm mit Hilfe von mehreren Rührern, von denen zumindest einer sich außerhalb der Kammer befindet, in Bewegung bringt.
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Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4862384A (en) * 1987-08-03 1989-08-29 Rockwell International Corporation Method of measuring the dynamic viscosity of a viscous fluid utilizing acoustic transducer
US4829811A (en) * 1988-04-08 1989-05-16 Halliburton Company Fluid testing apparatus and method
SE8903136L (sv) * 1989-09-25 1991-03-26 Roland Aspervall Koncentrationsgivare foer massasuspensioner
GB2250601B (en) * 1990-12-04 1994-04-06 Schlumberger Services Petrol Rheometer
US5604300A (en) * 1995-08-15 1997-02-18 Halliburton Company Crosslink test method
US6412337B1 (en) 2000-01-28 2002-07-02 Polyvalor S.E.C. Apparatus and method for measuring the rheological properties of a power law fluid
CA2334437A1 (en) 2000-02-08 2001-08-08 Phillip C. Harris Testing device and method for viscosified fluid containing particulate material
DE10052548B4 (de) * 2000-10-23 2008-09-18 3M Espe Ag Vorrichtung, deren Verwendung und Verfahren zur Bestimmung des Endes der Verarbeitungszeit von härtbaren Massen
US6874353B2 (en) * 2003-01-30 2005-04-05 Halliburton Energy Services, Inc. Yield point adaptation for rotating viscometers
US7344299B2 (en) * 2003-10-21 2008-03-18 Mp Equipment Company Mixing system and process
JP4095994B2 (ja) 2005-03-30 2008-06-04 株式会社東芝 濃度計測装置
US7992427B2 (en) * 2008-07-02 2011-08-09 Halliburton Energy Services Inc., Device and method for testing friction reduction efficiency and suspension systems
US8024962B2 (en) * 2008-07-28 2011-09-27 Halliburton Energy Services Inc. Flow-through apparatus for testing particle laden fluids and methods of making and using same
DE102008038046A1 (de) 2008-08-16 2010-02-18 Ksb Ag Rheologische Einrichtung
GB2474859A (en) * 2009-10-28 2011-05-04 Haemair Ltd Rheometer
US9274038B2 (en) 2012-02-23 2016-03-01 Halliburton Energy Services, Inc. Apparatus and method for constant shear rate and oscillatory rheology measurements
RU2632603C2 (ru) 2013-03-12 2017-10-06 3М Инновейтив Пропертиз Компани Окрашивающий раствор, придающий флуоресценцию, для стоматологической керамики
US9726589B2 (en) * 2013-03-14 2017-08-08 M-I L.L.C. Apparatus and method to measure a property of wellbore fluid
DE102015225277B4 (de) 2015-12-15 2018-03-01 Kniele Gmbh Werkzeug zur Rheologiemessung
JP6623921B2 (ja) * 2016-04-27 2019-12-25 住友金属鉱山株式会社 粘度測定装置および粘度測定方法
CN106124741B (zh) * 2016-06-29 2018-04-20 西南石油大学 水泥浆高温沉降稳定性测试装置
KR101976266B1 (ko) * 2017-08-07 2019-05-07 명지대학교 산학협력단 가압 하 점성 슬러리류의 유동특성 변화 측정 실험장치 및 실험방법
US20200378815A1 (en) * 2019-05-30 2020-12-03 Baker Hughes Oilfield Operations Llc Solid level measurement with vibrating rod sensors
AU2019467888A1 (en) 2019-09-24 2021-11-18 Halliburton Energy Services, Inc. Fragile and normal viscoelastic components of drilling fluid gels

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU557297A1 (ru) * 1976-02-24 1977-05-05 Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Способ измерени в зкости
DE2622375A1 (de) * 1976-05-19 1977-12-01 Engelbert Riedl Messeinrichtung zur erfassung der konsistenvon suspensionen
US4184364A (en) * 1978-09-22 1980-01-22 International Telephone And Telegraph Corporation Viscosimeter

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB272251A (en) * 1926-06-07 1927-09-29 Vickers Electrical Co Ltd Improvements in meter devices for indicating the viscosity of fluids
GB657696A (en) * 1948-07-24 1951-09-26 Postans Ltd An improved means for continuously ascertaining and/or determining the viscosity of fluids
GB711851A (en) * 1950-03-22 1954-07-14 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in and relating to apparatus for measuring viscosity of fluids
GB842710A (en) * 1956-08-20 1960-07-27 Fischer & Porter Co Viscosity meter
US3017767A (en) * 1956-12-06 1962-01-23 Calor & Sjogren Ab Automatic control of the concentration in suspensions such as cellulose, paper pulp, and the like
US3016734A (en) * 1957-02-23 1962-01-16 Sucker Gmbh Geb Viscosity sensing or measuring apparatus
US3163172A (en) * 1962-02-01 1964-12-29 Fischer & Porter Co Consistency measuring and control method and apparatus
BE672822A (de) * 1965-11-25 1966-05-25
DE2049672C3 (de) * 1970-10-09 1973-10-04 Deutsche Texaco Ag, 2000 Hamburg Vorrichtung zur kontinuierlichen Viskos itatsmessung
BE780626A (fr) * 1972-03-13 1972-09-13 Parke Davis & Co Viscosimetre.
US3903731A (en) * 1974-02-27 1975-09-09 Canadian Patents Dev Apparatus for determining physical properties
JPS5255677A (en) * 1975-10-31 1977-05-07 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Rotary viscometer
US4151744A (en) * 1977-01-17 1979-05-01 M.D. Research Company Pty. Limited Method and apparatus for the measurement and control of viscosity of slurries
GB1561323A (en) * 1977-04-26 1980-02-20 De Beers Ind Diamond Viscometer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU557297A1 (ru) * 1976-02-24 1977-05-05 Калининский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Способ измерени в зкости
DE2622375A1 (de) * 1976-05-19 1977-12-01 Engelbert Riedl Messeinrichtung zur erfassung der konsistenvon suspensionen
US4184364A (en) * 1978-09-22 1980-01-22 International Telephone And Telegraph Corporation Viscosimeter

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0621850B2 (ja) 1994-03-23
CA1284431C (en) 1991-05-28
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DE3611218C2 (de) 1997-06-19
GB2173600B (en) 1989-06-28
GB2173600A (en) 1986-10-15
US4612800A (en) 1986-09-23
GB8608300D0 (en) 1986-05-08

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