DE364235C

DE364235C - Methods and devices for measuring the viscosity of liquids

Info

Publication number: DE364235C
Application number: DED40765D
Authority: DE
Original assignee: RICHARD V DALLWITZ WEGNER DR
Current assignee: RICHARD V DALLWITZ WEGNER DR
Priority date: 1921-11-24
Filing date: 1921-11-24
Publication date: 1922-11-18

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Messung der Zähigkeit von Flüssigkeiten. Bei dem vorliegenden Verfahren zur Messung der Zähigkeit von Flüssigkeiten wird ein enges Rohr beweglich so aufgehängt, daß ihm die zu untersuchende Flüssigkeit -unter einem bestimmten Druck zufließt, damit zur Erinittlung der 7,ähigkeit der Flüssigkeit die Rückstoßkraft der aus dem engen Rohr austretenden Flüssigkeitsmenge gemessen werden kann. In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des neuen Zähigkeitsinessers schematisch veranschaulicht.Methods and devices for measuring the viscosity of liquids. In the present method for measuring the viscosity of liquids is a narrow tube suspended so that it can move the liquid to be examined - flows under a certain pressure, so that the 7, ability of the Liquid is the repulsive force of the amount of liquid emerging from the narrow tube can be measured. In the drawing are some embodiments of the new toughness sampler illustrated schematically.

In Abb. i deutet S ein festes Stativ an, auf dessen gabelartigem. Arm F ein Rohr B mit den Waagenschneiden D frei in der Ebene der Zeichnung schwingend aufgehängt ist. Das Rohr B ist im Längsschnitt dargestelIt. Nicht gezeichnet ist hierbei eine Vorrichtung, mit der die Schneiden D des Rohres B zur Schonung der Schneiden von den Auflagersteinen abgehoben werden, wenn das Instrument nicht gebraucht wird. Solche Vorrichtungen (Arretierungen) findet man aber bei jeder Wägevorrichtung, um die es sich hier auch, handelt. Unten trä"t (las Rohr B eine Kammer in der h das enge Rohr K seitlich eingeschraubt ist. Das enge Rohr K kann leicht ausgewechselt werden, man gebraucht zum Messen über einen großen Meßbereich Rohre von verschiedener Weite. In das Rohr B ragt von unten ein anderes engeres Rohr U' hinein. Seitlich in B befindet sich eine Öffnung, möglichst in cler Gegend der Schneiden D, in die das Zulaufrohr E von außen in das Innere von B hineinführt. Durch E wird die zu bestimmende Flüssigkeit in B eingefüllt, die dann baldB bis zur oberen Öffnung des überlaufrohres TT' anfüllt. Aus K tritt die Flüssigkeit in den Behälter 0, den die Flüssigkeit schließlich auch bis zum Überlauf U anfüllt. Man wird den Behälter 0 natürlich schon vorher bis U anfüllen,um den vorbereitenden Vorgang abzukürzen. Tritt beim Überlauf U reg111mäßig Flüssigkeit aus, und ist der Einlauf E so geregelt, daß die Flüssigkeit in B bis oben zur oberen öffnung von U' konstant stehenbleibt, so tritt nun weiterhin aus dem RohrK die Flüssigkeit unter dem konstanten Überdruck h in die Flüssigkeitsmenge des Behälters 0. Da von E etwas mehr Flüssigkeit in B gelangen wird, als bei K ausfließen kann, so wird etwas Flüssigkeit ständig durch das Überlaufrohr U' nach 0 'gelangen, mit der auch Luftblasen nach unten in die Flüssigkeitsmenge von 0 heruntergeführt werden. Damit diese Luftblasen nicht regellos im Behälter 0 aufsteigen und den Meßvorgang stören, sind die beiden Schirme H seitlich von der unteren Offnung von U' angebracht, die die Luftblasen sogleich nach oben geleiten. Der Behälter 0 befindet sich im Behälter W mit einer Heizflüssigkeit, wie z. B. auch beim Engler-Viskosimeter üblich. Durch W wird die Flüssigkeit in 0 auf eine bestimmte Temperatur gebracht, die mit dem Thermometer vor der Öffnung des Rohres K zu messen ist.In Fig. I , S indicates a fixed tripod, on its fork-like. Arm F a pipe B with the scales D is suspended swinging freely in the plane of the drawing. The pipe B is shown in a longitudinal section. What is not shown here is a device with which the cutting edges D of the tube B are lifted off the support stones to protect the cutting edges when the instrument is not in use. Such devices (locks) can be found in every weighing device, which is also the case here. Below Trä "t (las tube B a chamber the narrow tube K is in the h screwed laterally. The narrow tube K can be easily replaced, one used for measuring over a wide range tubes of different widths. In the tube B extends from the bottom Another narrower pipe U ' in. On the side of B there is an opening, if possible in the area of the cutting edges D, into which the inlet pipe E leads from the outside into the interior of B. Through E the liquid to be determined is poured into B, the then soon B fills up to the upper opening of the overflow pipe TT '. From K the liquid enters the container 0, which the liquid finally fills up to the overflow U. The container 0 will of course be filled up to U beforehand in order to shorten the preparatory process If liquid escapes regularly at the overflow U, and the inlet E is regulated in such a way that the liquid in B remains constant up to the top of the upper opening of U ' , the liquid now continues to flow out of the pipe K liquid under the constant overpressure h into the amount of liquid in the container 0. Since a little more liquid will get into B from E than can flow out at K, some liquid will constantly get through the overflow pipe U ' to 0 ', with which air bubbles will also get in down to the amount of liquid from 0 below. So that these air bubbles do not rise randomly in the container 0 and interfere with the measuring process, the two screens H are attached to the side of the lower opening of U ' , which immediately guide the air bubbles upwards. The container 0 is located in the container W with a heating liquid, such as. B. also common with the Engler viscometer. W brings the liquid in 0 to a certain temperature, which is to be measured with the thermometer in front of the opening of the tube K.

Aus dem Rohr K fließt also unter dem Oberdruckh ein Flüssigkeitsstrahl aus, und das Rohr erfährt dadurch einen Rückstoß M V Gramm, wenn 31 glsel, die 'Masse der austretenden Flüssigkeit und ViiiIsek ihre Geschwindigkeit ist. Durch den Rückstoß wird das RohrB unten nach links gedrängt, und der ZeigerZ hat sich oben auf der Skala nach rechts von der Nullstellung bewegt, wenn vorher der Zeiger durch die AusgleicheinrielitungR' auf die Nullstellung, einoleregelt war. Nun legt man auf den Waa-'genarm A des RohresB, z. B. die Reiter R, wie auf den Waagenarm einer Mohrschen oder Westphalsch21i Waage, zur Bestimmung des spezifischen Gewichts, bis der Zeiger Z wieder auf den Nullstrich einsteht. Die an A an-111 ängte Belastung kann dann ein Maß für die Viskosität der Flüssigkeit sein, wenn die Weite des Rohres K richtig gewählt ist. 'Man gelit dabei zweckmäßig so vor, daß man eine Anzahl von Rohren mit Flüssigkeiten bekannter Zähigkeit eicht und die Reitergewichte dann so b,-inißt, daß man aus der Größe tind der Stellung der Reiter am Arm A sogleich die Zähigkeit der zu bestimmenden Flüssigkeit ablesen kann, wie bei Wägungen init der Mohrscben Waage aus der Größe und Stellung der R.citer das spezifische Gewicht direkt abgelesen wird. Man kann aber natür-]ich an A auch eineWaagscbale anbringen und durch Auflegung gewöhnlicher Gewichte das Rohr B bzw. den Zeiger Z auf die Nullstelhing ausgleichen und nachher aus dem aufgel egten Gewicht die Zähigkeit bestimmen.A jet of liquid thus flows out of the tube K under the overpressure, and the tube experiences a recoil M V grams if 31 equals is the mass of the exiting liquid and Viii sec is its velocity. The recoil pushes the tube B down to the left, and the pointer Z has moved to the right of the zero position at the top of the scale, if the pointer was previously regulated to the zero position by the compensation device R '. Now you put on the Waa-'genarm A of the pipe B, z. B. the tab R, like on the balance arm of a Mohrschen or Westphalsch21i balance, to determine the specific weight until the pointer Z is back on the zero line. The load attached to A an-111 can then be a measure of the viscosity of the liquid if the width of the pipe K is chosen correctly. It is expedient to calibrate a number of tubes with liquids of known viscosity and then measure the rider weights in such a way that one can read off the viscosity of the liquid to be determined from the size and position of the rider on arm A. can, as with weighing with the Mohrscben scales, the specific weight can be read off directly from the size and position of the R.citer. But you can of course also attach a balance scale to A and, by placing ordinary weights, balance the tube B or the pointer Z on the zero position and then determine the toughness from the weight applied.

Man kann auch die Einrichtung so treffen, (laß die Zähigkeit automatisch angezeigt wird. Zu diesem Zweck kann man am Zeiger Z oder sonstwo einen Kontakthebel C anbringen. In der Zeichnung ist der Kontaktarm nach rechts anstatt nach links gezeichnet, wegen Platzniangel, der Kontaktarm soll also nach links vom Zeiger Z ausladen. Dann soll der Arm G bzw. eine Kontaktspitze eine Quecksilberoberfläche Q gerade berühren, wenn der Zeiger auf Null steht. Geht der Zeiger durch die Wirkung der aus K ausströmenden Flüssigkeit nach rechts, so entfernt sich die Kontaktspitze vom Quecksilberspiegel, wodurch ein elektrischer §t-rom unterbrochen wird. Am Arm A des Rohres B hängt nun, z. B. in einer der Kerben, eine Federwaage L, die ein Ge- fäß G trägt. Das Gefäß G ist leer, und der Zeiger der Federwaage steht auf einem Nullwert (der hier mit »unendlich« bezeichnet werden muß, wie sich gleich zeigen wird). Nun wird der Zulauf -zu einem Rohr N ge- öffnet, durch das eine Flüssigkeit, z. B. Quecksilber, in feinem Strahl in G einströmt. Dadurch wird der Waagenarrn A belastet, und der Zeiger Z nähert sich wieder der Nullstellung. Wenn der Zeiger Z schließlich auf Null einsteht, so schließt der Kontakt C einen elektrischen Strom, der den Elektromagneten M so betätigt, daß er den Zufluß des Quecksilbers zum Gefäß G unterbricht. Im Gefäß G befindet sich dann eine gewisse Menge Quecksilber, die gerade ausreicht, die Rückstoßkraft der aus K austretenden Flüssigkeit zu überwinden (wenn das Gewicht der Federwaage L samt Gefäß G vorher durch die Regelung R' ausgeglichen ist). Das Gewicht des Quecksilbers zeigt aber die Federwaage unmittelbar an, und man kann die Federwaage so eichen, daß deren Zeiger direkt das Maß der Zähigkeit der zu bestimmenden Flüssigkeit anzeigt. Da man verschieden enge Rohre K benutzt, so muß die Skala der Federwaage auch verschiedene Teilungen besitzen, oder man muß je nach dem verwendeten Rohre die Federwaage auf verschiedene Kerben des Waagen,arms A hängen. Die Fallenergie des aus dem Rohr N in das Gefäß G einfallenden Quecksilbers, die das in G befindliche Quecksilbergewicht während des Einfließens größer erscheinen läßt als im statischen Zustand, der für die Messung nicht in Betracht kommt, kann man dadurch berücksichtigen, daß man den Zeiger der Federwaage L einen Schleppzeiger vor sieh herschieben läßt, der dann irn statischen Zustand auf der tieferen, für die 'Messung maßgebenden Marke stehenbleibt. Man kann auch, da doch einmal ein elektrischer Strom Verwendung findet, das Gefäß G der Federwaage fortlassen und G 71-1 einem ke,-cligen Eisenkern ausbilden, der in ein darunter befindliches Solenoid (ähnlich IIII) -um so tiefer eingezogen wird, je stärker der das Solenoid durchfließende elek-Irische Strom ist. Man läßt nun durch das Solenoid zunächst einen sch-wachen Strom fließen, den man langsam verstärkt, wodurch der Zeiger der Federwaage nach unten wandert. Ist dann der Zeiger Z des Rohres B auf der Nullstellung angelangt, so wird durch den Kontakt C, Q ein Strom geschlossen, der den Solenoidstrom unterbricht. Der Schleppzeiger der Federwaage zeigt dann die Zähigkeit der zu messenden Flüssigkeit an.You can also make the device so, (let the toughness be displayed automatically. For this purpose a contact lever C can be attached to the pointer Z or elsewhere. In the drawing, the contact arm is drawn to the right instead of to the left, due to lack of space, the contact arm should So unload to the left of pointer Z. Then the arm G or a contact tip should just touch a mercury surface Q when the pointer is at zero levels of mercury, thereby an electric §T-rom interrupted. on the arm a of the pipe B now depends, for. example, in one of the notches, a spring scale L, which carries a vascular G. the vessel G is empty, and pointer of the spring balance is set to a null value (which must be called infinite "here", as will be shown the same). Now, the inflow -to a pipe N overall opening through which a liquid such. as mercury, flows into G in a fine jet. As a result, the balance arm A is burdened, and the pointer Z approaches the zero position again. When the pointer Z finally reaches zero, the contact C closes an electric current which actuates the electromagnet M in such a way that it interrupts the flow of mercury to the vessel G. In the container G there is then a certain amount of mercury which is just sufficient to overcome the recoil force of the liquid emerging from K (if the weight of the spring balance L including the container G is balanced beforehand by the control R '). The weight of the mercury, however, shows the spring balance directly, and the spring balance can be calibrated so that its pointer directly indicates the degree of viscosity of the liquid to be determined. Since tubes K of different narrow sizes are used, the scale of the spring balance must also have different divisions, or the spring balance must be hung on different notches in the balance arm A , depending on the tubes used. The fall energy of the mercury falling from the tube N into the vessel G , which makes the mercury weight in G appear greater during the flow than in the static state, which is not taken into account for the measurement, can be taken into account by turning the pointer of Spring balance L lets a drag pointer move in front of you, which then stops in a static state on the lower mark which is decisive for the measurement. It is also possible, given that once an electric current is used, the vessel G omit the spring scale and G 71-1 form a ke, -cligen iron core (similar IIII) in an underlying solenoid -um is drawn more deeply, depending stronger is the electrical current flowing through the solenoid. First a weak current is allowed to flow through the solenoid, which is slowly amplified, whereby the pointer of the spring balance moves downwards. If the pointer Z of the tube B has reached the zero position, a current is closed by the contact C, Q , which interrupts the solenoid current. The drag pointer of the spring balance then shows the viscosity of the liquid to be measured.

An Stelle des Zeigers Z des Rohres B kann auch eine Spiegelablesung treten. Der Kontakt C, Q spielt dann keine Rolle mehr, man vermehrt die Belastung von Hand oder elektrisch so lange, bis im Fernrohr für B die Nullstellung erreicht ist. Die Empfindlich-],zeit des Instruments bzw. die Größe des Ausschlags von Z hängt zwar wegen des Auftriehs der Flüssigkeit in 0 auf die Kammer bei K etwas vom spezifischen Gewicht der Flüssigkeit, also auch von der Meßtemperatur ab, in der Nullstellung des Zeigers Z fällt dieser wechselnde Eilifluß aus dem Meßergebnis aber vollständig heraus.Instead of the pointer Z of the tube B, a mirror reading can also be used. The contact C, Q then no longer plays a role; the load is increased manually or electrically until the zero position for B is reached in the telescope. The sensitivity -], time of the instrument or the size of the deflection of Z depends somewhat on the specific gravity of the liquid, i.e. also on the measuring temperature, in the zero position of the pointer Z because of the impingement of the liquid in 0 on the chamber at K however, this changing egg flow is completely eliminated from the measurement result.

Eine andere Art der Auswägung zeigt bei einer anderen Ausführungsform des Zähigkeitsmessers Abb. 2. Das Rohr B ist hier um eine senkrechte Achse drehbar, und das Rohr K will mit seinem Flüssigkeitsrückstoß das Rohr B um diese Achse verdrehen, wie etwa die Austrittsdüsen das Segnersche Wasserrad drehen. Ohne den Rückstoß der Flüssigkeit bei K steht das Rohr B auf einer gewissen Nullstellung, die durch den Zeiger Z' angezeigt wird. Tritt aus dem Rohr K die Flüssigkeit unter dem 'Überdruck h aus, so dreht sich B, wobei die Spiralfeder T gespannt wird. Durch Drehung des Knopfes V kann die Feder weiter gespannt werden, wodurch-, B und der Zeiger Z' wieder auf Null zurückgebracht werden. Das Maß der Verdrehung von V wird durch den Zeiger Z sichtbar. Der Zeiger Z bewegt sich über einer Skala, die in Zähigkeitsmaß geeicht sein kann, so daß aus der Stellung von Z direkt. die Zähigkeit der zu bestimmenden Flüssigkeit ablesbar ist. Eine ähnliche Torsionswaage ist auch bei der Ausführungsform nach Abb. i verwendbar. Man kann B in Abb. --, auch an einem Draht oder Difilar aufhängen.Another way of weighing is shown in another embodiment of the viscometer, Fig. 2. The tube B can be rotated about a vertical axis, and the tube K wants to rotate the tube B about this axis with its liquid recoil, like the outlet nozzles on Segner's waterwheel turn. Without the recoil of the liquid at K, the tube B is at a certain zero position, which is indicated by the pointer Z '. If the liquid emerges from the pipe K under the excess pressure h, B rotates, whereby the spiral spring T is tensioned. By turning the button V, the spring can be tensioned further, whereby-, B and the pointer Z 'are brought back to zero. The amount of rotation of V is indicated by the pointer Z. The pointer Z moves over a scale that can be calibrated in toughness, so that from the position of Z directly. the viscosity of the liquid to be determined can be read off. A similar torsion balance can also be used in the embodiment according to FIG. B in Fig. - can also be hung on a wire or a difilar.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for measuring the count. liquidity, characterized in that the liquid to be examined under a certain Pressure movably suspended narrow measuring tubes flows through and the recoil force of the Liquid flowing out of the pipes to determine the viscosity of the liquid is measured.

2. Device for, #, - Lisführun, -, the method according to claim i, characterized in that the outflow pipe (K) is attached to a pipe (B, Fig. I), which is in a vertical plane around scales (D) sch -wings, is kept filled up to a certain height (h) by an inlet (E) and is brought back from the recoil position to the zero position by weights (R) that can be suspended from a balance beam (A). 3. Apparatus for carrying out the method according to claim i, characterized in that the narrow measuring tube (K, Fig. 2) is attached to a tube (B, Fig. - »which is rotatable about a vertical axis and by a spring (T) is brought back from the recoil position to the zero position. 4. Device according to claims 1, 2 and 3, characterized in that a spring balance (L) is provided to compensate for the impact force, which with a drag pointer on the values 5. Device according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the spring balance (L ) carries a vessel (G) into which a liquid flows through a pipe (N) to compensate for the load The inflow is automatically interrupted by the pipe (B) when the zero position of the pipe (B) is reached with the closure of contacts (C, Q) . 6. Device according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the Spring balance (L) is electrically loaded by means of an electromagnet (M) whose Excitation current through contacts (C, Q ) is interrupted when the zero position of the tube (B) is reached. 7. Device according to claims i to 6, characterized in that the liquid running off at the lower overflow is raised again and again to the upper inlet (E) by means of a small motorized cup or pump mechanism.