DE8709717U1

DE8709717U1 - Kontinuierliches Kompakt-Kapillarviskosimeter

Info

Publication number: DE8709717U1
Application number: DE8709717U
Authority: DE
Original assignee: Davy McKee AG
Current assignee: Davy McKee AG
Priority date: 1987-07-15
Filing date: 1987-07-15
Publication date: 1988-11-10

Description

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DaVy MöKee Aktiengesellsdhaft, D-6ÖD0 Frankfurt 60

Kontinuierliches Kompakt-Kapillarviskosimeter

Die Erfindung betrifft ein Kapillarviskosimeter zur kontinuierlichen Messung der Viskosität von unter variierenden Drücken stehenden Polymerschmelzen oder von anderen Substanzen.

Kontinuierliche Kapillarviskosimeter siit,i· seit Jahren bekannt. Das Messprinzip beruht auf der Ermittlung des Differenzdruckes zwischen Eingang und Ausgang einer zylindrischen Kapillare bei konstantem Produktstrom. Zur Dosierung des Produktstromes werden allgemein Zahnradpumpen verwendet, bei hochviskosen Produkten bevorzugt Zahnradspinnpumpen. Im Idealfall ist der Differenzdruck der Viskosität proportional; in der Praxis werden insbesondere wegen des nichtnewtonschen Verhaltens der Polymerschmelzen unter Betriebsbedingungen aufgenommene Eichkurven verwendet.

Bei Einsatz dieser Kapillarviskosimeter im Seitenstrom von unter variierenden Drücken betriebenen Reaktoren erwies sich der Differenzdruck - trotz konstanter Fördermenge - aber zusätzlich als vordruckabhängig. Zur Ausschaltung dieses Einflusses ist es erförderlich, der Kapillare eine zweite, die Mengenleistung der Eintragsmeßpumpe überschreitende Austragspumpe nachzuschalten, wodurch ein konstanter Austrittsdruck von Null erzielt wird. Derartige Geräte sind im Einsatz und serienmäßig gefertigt.

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Bedingt durch die Notwendigkeit von zwei Zahnradpumpen« einschließlich von zwei Antrieben, sind diese Geräte relativ groß. Eine über die gesamte Apparatur exakt gleiche Messtemperatur ist als Folge nur schwer und unter hohem Aufwand zu realisieren. Hinzu kommen erhöhter Platzbedarf, hohes Gewicht, vermehrte Toträume sowie Auf wendige Montags bzw;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend genannten Nachteile bei einem Kapillarviskosimeter der eingangs beschriebenen Art zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren und ein Gerät zu schaffen, welches zusätzlich leicht und preiswert zu fertigen, zu warten und zu reparieren ist.

Erreicht wird dieses Ziel dadurch, daß die Messpumpe eine Zahnradpumpe mit einem Antrieb, aber zwei, verschiedene Mengen fördernden Zahnradsätzen ist, und daß die Messkapillare in Strömungsrichtung zwischen beiden Zahnradsätzen eingesetzt ist, wobei der Zahnradsatz auf der Austrittsseite der Kapillare die höhere Förderleistung aufweist. Eine bevorzugte Ausführungsform ist durch die Ansprüche 2 bis 7 gekennzeichnet.

Zahnradpumpen, welche über einen Antrieb, aber über zwei Zahnradsätze zwei gleiche Produktströme dosieren, werden weltweit serienmäßig und daher preiswert hergestellt und insbesondere als Spinnpumpen eingesetzt. Diese Spinnpumpen sind aus mehreren, etwa 8 &khgr; 8 &khgr; 2 cm großen, plattenförmigen Elementen zusammengesetzt und können durch wenige Eingriffe in der erfindungsgemäßen Weise modifiziert werden. Selbstverständlich kommt auch eine gesonderte Anfertigung speziell für das vorliegende Kompakt-Viskosimeter in Betracht.

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Durch Verbreiterung des zweiten zahnradsatzes um 2 bis 20 %, bevorzugt um 5 bis 15 %, wird dieser auf eine höhere Mengenleistung gebracht. Das gleiche Ziel läßt sich auch durch Verändern der Zahnraddurchmesser und/oder der Zahngeometrien erzielen. Weiterhin wird durch Veränderung der produktführenäen Bohrungen bewirkt, daß nicht in zwei Produktströme aufgeteilt wird, sondern dem ersten Zahnradsatz der zweite Zahnradsatz nachgeschaltet wird. Zwischen den beiden Zahnradsätssen wird eine Bohrung zur Aufnahme einer auswechselbaren Messkapillare vorgesehen. Vor dieser wird ein Druck- und Temperaturfühler eingelassen. Da durch den voreilenden zweiten Zahnradsatz eine größere Menge gefördert wird, herrscht am Austritt der Kapillare kein Druck. Der gemessene Druck ist somit gleich dem Differenzdruck. Dieser kann wie üblich unter Einbeziehung der Kapillardimensionen in Viskosität umgerechnet werden.

Das erfindungsgemäße Kompakt-Kapillarviskosimeter ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, wobei 1 und 2 die beiden Zahnradsätze darstellen, PI den Druck- (und Temperatur-) Fühler, I den Produkt-Eintritt, II den Produktstrom zum Druckfühler, HIa den Produktstrom zur Kapillare, IHb die Mess-Kapillare und IV den Produkt-Austritt über die Pumpenwelle.

Wie aus dem Schema ersichtlich können Kapillare sowie Druck- und Temperaturfühler leicht in einem zusätzlichen plattenförmigen Element untergebracht werden. Bei einer Länge der Messkapillare von 5 bis 10 cm ergeben sich somit für das komplette Kompakt-Viskosimeter einschließlich Messfühler jedoch ohne elektronische Datenauswertung Abmessungen von lediglich etwa 8 &khgr; 8 &khgr; 15 cm. Eine solche kompakte Messvorrichtung läßt sich über einen Alublock und elektrische Heizmanschetten leicht

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und möntägeffeundüch beheizen. Auch höhere Mess-Temperatüren bis etwa 320 °c, wie sie zum Teil bei Polymerschmelzen Angewandt werden, lassen sich aurgruhd des geringen Cesamt-Volumens und Produkt-Volumens mit der erforderlichen femperaturkonstanz ohne Schwierigkeiten erzielen.

Durch Einsatz verschiedener Messkapillaren mit hinein Innen-Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 5 mm läßt sich dafc Viskosimeter den verschiedensten Aufgaben anpassen. Der erfassbare Bereich liegt bei 1 bis 40 000 g/cm.see.

Die Messung erfolgt kontinuierlich bevorzugt im Seitenstrom zu einem kontinuierlich oder diskontinuierlich betriebenen Reaktor. Auch ist der Einbau an anderen Apparaten (z. B. Spinnbalken oder Mischern) denkbar. Durch Einbau handelsüblicher Blattschieber läßt sich das Viskosimeter in einfacher Weise gegen die Hauptproduktleitung absperren, wodurch eine problemlose Demontage, z. B. zum Kapillarwechsel, während des Betriebes gewährleistet ist.

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Claims

Davy McKee Aktiengesellschaft, D-6000 Frankfurt 60

Kontinuierliches Kompakt-Kapillarviskcsimeter

Schutzansprüche

Kapillarvisfcos5.meter zur kontinuierlichen Messung der Viskosität von unter variierenden Drücken stehenden Polymerschmelzen oder von anderen Substanzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Messpumpe eine Zahnradpumpe mit einem Antrieb aber zwei, verschiedene Mengen fördernden Zahnradsätzen ist, und da3 die Messkapillare in Strömungsrichtung zwischen beiden Zahnradsätzen eingesetzt ist, wobei der Zahnradsatz auf der Austrittsseite der Kapillare die höhere Förderleistung aufweist.
2. Kapillarviskosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder des austrittseitigen Zahnradsatzes um 2 bis 20 % breiter sind als die des eintrittseitigen Zahnradsatzes.

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3. Kapillarviskosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zahnradsätze entsprechend der unterschiedlichen Fördermengen unterschiedliche Zahnraddurchmesser und/oder unterschiedliche Zahngeometrien aufweisen.
4. Kapillarviskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es nur auf der Eintrittsseite der Kapillare einen Druckmessfühler aufweist.
Kapillarviskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnradpumpe eine Spinnpumpe mit veränderten produktführenden Bohrungen ist
6. Kapillarviskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Viskosimeter gegen die Produktleitung durch Blattschieber absperrbar ist.
7. Kapillarviskosimeter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messkapillare auswechselbar eingesetzt ist und in Funktion der zu messenden Viskosität einen Innen-Durchmesser im Bereich von 0,1 bis 5 mm aufweist.

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