JPS5914753Y2

JPS5914753Y2 - 外筒回転式共軸二重円筒型粘度計

Info

Publication number: JPS5914753Y2
Application number: JP13926078U
Authority: JP
Inventors: 眞輔岩本
Original assignee: 株式会社岩本製作所
Priority date: 1978-10-11
Filing date: 1978-10-11
Publication date: 1984-05-01
Also published as: JPS5555743U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は外筒回転式共軸二重円筒型粘度計に関し、特に
高温、高圧下において流体又は流動体の粘度測定を可能
とする外筒回転式共軸二重円筒型粘度計に関する。

近来、高温高圧下で流動体の粘度を測定する必要性が高
まっている。

このための粘度計として、被測定流動体を受ける容器と
共軸的に配置された二重円筒を密封的に高圧ケーシング
で取囲んだ外筒回転式共軸二重円筒型粘度計は公知であ
る。

この外筒回転式共軸円筒型粘度計は検出部のトルクチュ
ーブ、内筒ならびに外筒の交換が容易であるため、測定
範囲が広くかつ測定精度が高いので、プロセス用実験用
として広く用いられている。

しかしながら従来の外筒回転式二重円筒型粘度計では、
外筒回転用の回転軸は、外筒を包囲する高圧ケーシング
より大気中に露出され、この回転軸の露出部に駆動装置
を結合して、回転軸を回転させる構成となっているため
、高圧ケーシングと回転軸の間に軸封装置を用いる必要
がある。

高温高圧下で流動体の粘度を測定する場合、軸封圧力を
大とし、さらに該当部分の熱膨張差を充分考慮する必要
がある。

軸封圧力を高めることにより、軸封材料の強度を高めな
ければならないためコスト高となること、ならびに摩擦
による発熱が大となることなどの欠点がある。

また軸封部の潤滑材が被測定流体と反応する恐れもある
。

さらには、上記摩擦を考慮して回転軸のトルクを高めな
ければならず、回転動力が高圧の測定に際しては、大気
圧下の測定の数十倍から数百倍のオーダとなる。

以上の理由から従来の外筒回転式共軸二重円筒型粘度計
では、その被測定流体の圧力が３０ｋｇ／ｃｍ”程度
して測定できないものであった。

さらに従来の外筒回転式共軸二重円筒型粘度計では軸封
部にグランドバッキングを使用しているため、高温状態
での測定も困難であった。

本考案は上記欠点を解消する外筒回転式共軸二重円筒型
粘度計を提供し、圧力が５００ｋｇ／（１Ｔｌ”の高
圧で温度が４００°Ｃ〜９００°Ｃの高温状態で流動体
の粘度を測定することを可能とするものである。

すなわち、本考案においては、高圧ケーシングから大気
圧ふんい気下に上記回転軸を露出する構成をとりやめて
軸封装置を不用となし、さらにマグネットによるトルク
伝達カップリング構成とし高温高圧下での流体の粘度測
定を比較的簡単な構成で行なえるようにしたことをその
特徴としている。

本考案による外筒回転式共軸二重円筒型粘度計は高圧ケ
ーシングと、高圧ケーシング以内に設けられた外筒と、
外筒内に共軸的に設けられた内筒と、該円筒に共軸的に
設けられたトルク検出装置まで延在するトルクシャフト
と、前記外筒に共軸的に設けられ前記高圧ケーシングか
ら突出する回転軸と、該回転軸を回転する駆動装置とを
有する外筒回転式共軸二重円筒型粘度計において、前記
高圧ケーシングに、前記回転軸を密封的に取囲むように
固定された固定シリンダと、該固定シリンダ以内におい
て、該回転軸に一体的に設けた内側マグネットと、該固
定シリンダの外周にそって該回転軸を中心に回転するよ
うに設けた外側マグネットとを有し、前記駆動装置が該
外側マグネットを回転するようになっていることを特徴
とするものである。

外側マグネットは駆動装置により一定速度で回転し、内
側マグネットはこれに同期して回転するようになるので
、内側マグネットと一体の回転軸および外筒が一定速度
で回動することが可能となる。

このために外筒と駆動シャフトとを直結した従来の装置
に不可避であった軸封装置を不用とすることができる。

本考案の外筒回転式共軸二重円筒型粘度計では高圧ケー
シングに回転軸を密封的に取囲む固定シリンダを設けて
あり、回転軸に１体的に設けた内側マグネットが固定シ
リンダ外側の外側マグネットの回転に従動する構成がと
られているため、軸封ログランドバッキングを使用する
ことなく、よって高温・高圧下での流体の粘度測定が可
能ならしめる特徴的作用効果が与えられるものである。

マグネットカップリングを用いた高圧下の測定に用いら
れる外筒回転式共軸二重円筒型粘度計においては、固定
シリンダの肉厚が厚くなり、充分な伝達力を内側マグネ
ットに伝達するためには、かなり大きなマグネットを使
用する必要がある。

しかしながら本考案の構成では機械的に駆動される外側
マグネットを大きなものとするだけで内側マグネットは
比較的小さいものとできるから、検出部側が質量大とな
らずよって慣性モーメントを小さくでき応答性の遅れが
生じないから、粘度測定が高精度で行うことができる。

本考案を添付図とともに実施例の形で説明する。

第１図は本考案の第１実施例を示し、参照番号１は内筒
、２はトルクチューブ、３はトルクシャフトで゛ある。

内筒１とトルクシャフト３とトルクチューブ２は１体に
されており、トルクチューブ２中にトルクシャフト３が
共軸的に延在している。

内筒底部とトルクシャフト３の上端はピボット軸５，４
で枢動可能に保持されており、トルクチューブ２はその
上端部において高圧ケーシング１０の蓋体８に固定され
ている。

内筒１の上方においてトルクチューブ２とトルクシャフ
ト３をそれぞれ結合したふれとめリング６が設けられ、
内筒１がふれるのを防止している。

このふれどめリング６は支持棒７で蓋体８より懸架され
ている。

蓋体８は締め付はボルト９により高圧ケーシング１０に
固定されている。

蓋体８と高圧ケーシング１０の間にガスケット１１が設
けられ、高圧ケーシング１０は密封される。

トルクシャフト３の上側に鉄心腕１２が固定されていて
、この鉄腕の先端に鉄心１３が固定されている。

この鉄心１３はコイル１４と共働し、全体として差動ト
ランス１５を構成している。

差動トランス１５の下方には差動トランス１５冷却用の
水冷却装置１６が配置されている。

内筒１を取囲みかつ内筒１と同軸的に配置された外筒１
７は軸受１８で支持された回転軸１９が一体的に固定さ
れている。

高圧ケーシング１０の底部に貫通孔が設けられ、該貫通
孔を通して回転軸１９が高圧ケーシング１０より突出す
る。

貫通孔の外方は内径が拡大され、環状凹所が形成されて
いる。

この環状凹所にはアダプタ３０がねじ係合によりはめ込
まれている。

アダプタ３０と高圧ケーシング１０との間には固定ガス
ケット３１が設けられているので互に密封的な係合とさ
れている。

アダプタ３０の両端には軸受１８がはめこまれ、この軸
受１８を介して回転軸１９がアダプタの内側において軸
支される。

このアダプタ３０にはさらに冷却フィン３２、水冷却溝
３３が設けられ、回転軸を冷却するようにされている。

回転軸１９の下端には延長部材２０を介して内側マグネ
ット２１が担持されている。

円柱状の内側マグネット２１の下部はさらにシャフト状
に細くされ、アダプタ３０にねじ係合された固定シリン
ダ２３の底蓋に保持された軸受１８ａにより、軸支さ
れている。

固定シリンダ２３と底蓋との間ならびに固定シリンダ２
３とアダプタ３０との間にそれぞれガスケット３１が゛
設けられているので個定シリンダ２３の内部は大気とは
遮断されうる状態とすることができる。

よって回転軸１９と内側マグネット２１もこのアダプタ
３０と固定シリンダ２３とによって密封的に取囲まれる
ことになる。

固定シリンダ２３の外周の上下端部に軸受２６がはめこ
まれこの軸受２６を介して回転胴２７が軸支されている
。

この回転胴２７の内周面に環状の外側マグネット２２が
はめこまれている。

固定シリンダ２３と外側マグネット２２との間ならびに
固定シリンダ２３と内側マグネット２１との間にはそれ
ぞれ間隙２４．２５が残されるようにされている。

回転胴２７の外周にベルト溝２８が設けられ、このベル
ト溝２８にベルト２９が係合されている。

モータ等の駆動装置（図示せず）がこの回転胴２７をベ
ルト２９を介して回転させるために設けられる。

以下に第１実施例の作動を説明する。

駆動装置（図示せず）によりベルト２９、ベルト溝２８
を介して回転胴２７が回転する。

よって外側マグネット２２が回転する。

外側マグネット２２の回転に従動して内側マグネット２
１は同期回転をする。

内側マグネット２１の回転によって回転軸１９とこれに
１体の外筒１−７が回転される。

高圧ケーシング１０内部には供給口３５より高圧高温流
動体３４が供給されており、外筒１７ならびに内筒１は
この流動体３４に浸漬されている。

外筒１７の回転により外筒１７の回転数と被測定流動体
３４の粘度との積に比例する回転トルクが流動体３４中
に発生し内筒１にあたえられる。

これによって内筒１はフランジ８に溶着されているトル
クチューブ２の底端をねじってトルクチューブ２に反抗
トルクを発生させる。

内筒１のねじり変位はトルクシャフト３、鉄心腕１２を
介して鉄心１３に変位を与え、コイル１４に電圧を誘起
する。

よってこの電圧信号を増巾しがつ変換を行なって粘度測
定するようにされる。

なお高温流体３４の熱が駆動部分に伝達されるのを防ぐ
ために冷却フィン３２が設けられているので、伝達熱は
この冷却フィンで大気に放散される。

さらに水冷却溝３３に冷却水を通すことによって伝熱は
完全に防止される。

粘度を測定した流体は排出口３６より排出される。

被測定流動体３４を加熱する必要があるときは加熱器３
７により加熱が可能であるし、圧力を高めるためには供
給口３５を圧力源に接続するようにすれば良い。

第２図は本考案の別の実施例すなわち第２実施例の構成
を示すものである。

本実施例では外筒１７の回転駆動部が高圧ケーシング１
０の上部に位置する構成がとられている。

ただしトルクチューブのわじれ角度検出部（差動トラン
ス部）は、第１実施例と同様の構成であるので第２図で
は省略している。

内筒１は、剛性のさる中間棒１′、１″と１体に構成さ
れており、内筒１よりのねじれ変位はトルクシャフト３
にまり差動変圧器に伝達される。

本実施例においては内側マグネット２１を同軸的にトル
クチューブ２とトルクシャフト３が貫通している。

以上の点を除けば、他の全ては第１実施例とほぼ同様で
ある。

本考案を実施例の形で説明したが、本考案はこれら実施
例に限定されるものでなく実用新案登録請求の範囲以内
で様々に変更可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を断面図で示す図、第２図
は本考案の第２実施例を同様に断面図で示す図。１・・・内筒、２・・件ルクチューブ、３・・・トルク
シャフト、４，５・・・ピボット軸、６・・・ふれとめ
リング、７・・・支持棒、８・・・蓋体、９・・・締め
付ボルト、１０・・・高圧ケーシング、１１・・・ガス
ケット、１２・・・鉄心腕、１３・・・鉄心、１４・・
・コイル、１５・・・差動トランス、１６・・・水冷却
部、１７・・・外筒、１８・・・軸受、１９・・・回転
軸、２０・・・延長部材、２１・・・内側マグネット、
２２・・・外側マグネット、２３・・・固定シリンダ、
２４．２５・・・間隙、２６・・・軸受、２７・・・回
転胴、２８・・・ベルト溝、２９・・・ベルト、３０・
・・アダプタ、３１・・・ガスケット、３２・・・冷却
フィン、３３・・・水冷却溝、３４・・・被測定流動体
、３５・・・供給口、３６・・・排出口。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

（１）高圧ケーシングと、該高圧ケーシング以内に設け
られた外筒と、該外筒内に共軸的に設けられた内筒と、
該内筒に共軸的に設けられトルク検出装置まで延在する
トルクシャフトと、前記外筒に共軸的に設けられた回転
軸と、該回転軸を回転する駆動装置とを有する外筒回転
式共軸二重円筒型粘度計において、前記高圧ケーシングに、前記回転軸を密封的に取囲むよ
うに固定した固定シリンダと、該固定シリンダ以内にお
いて、該回転軸に一体的に設けた内側マグネットと、該
固定シリンダの外周にそって該回転軸を中心に回転する
ように設けた外側マグネットとを有し、前記駆動装置が
該外側マグネットを回動するようになっていることを特
徴とする外筒回転式共軸二重円筒型粘度計。
（２）実用新案登録請求の範囲の第（１）項に記載の外
筒回転式共軸二重円筒型粘度計において、前記トルク検
出装置が前記回転軸と前記ケーシングに関して反対側に
設けられていることを特徴とする外筒回転式共軸二重円
筒型粘度計。
（３）実用新案登録請求の範囲の第（１）項記載の外筒
回転式共軸二重円筒型粘度計において、前記トルク検出
装置が前記回転軸と前記ケーシングに関して同じ側に設
けられていることを特徴とする外筒回転式共軸二重円筒
型粘度計。
（４）実用新案登録請求の範囲の第（１）項から第（３
）項のいずれか１項に記載の外筒回転式共軸二重円筒型
粘度計において、前記内側マグネットは円柱形であり、
前記外側マグネットは、該円柱形内側マグネットを取囲
む円筒状マグネットであることを特徴とする外筒回転式
共軸二重円筒型粘度計。
（５）実用新案登録請求の範囲の第（１）項から第（４
）項のいずれか１項に記載の外筒回転式共軸二重円筒型
粘度計において、前記高圧ケーシングに被測定流動体の
供給口および排出口が設けられていることを特徴とする
外筒回転式共軸二重円筒型粘度計。
（６）実用新案登録請求の範囲の第（１）項から第（５
）項のいずれか１項に記載の外筒回転式共軸二重円筒型
粘度計において、前記外側マグネットを囲む回転胴が設
けられ、さらに該回転胴にベルト溝が設けられ、該ベル
ト溝に駆動装置のベルトを係合させたことを特徴とする
外筒回転式共軸二重円筒型粘度計。