RU2650855C1 - Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation - Google Patents
Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650855C1 RU2650855C1 RU2016145021A RU2016145021A RU2650855C1 RU 2650855 C1 RU2650855 C1 RU 2650855C1 RU 2016145021 A RU2016145021 A RU 2016145021A RU 2016145021 A RU2016145021 A RU 2016145021A RU 2650855 C1 RU2650855 C1 RU 2650855C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- viscosity
- reaction mass
- measuring
- continuous
- diaphragm
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L11/00—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00
- G01L11/04—Measuring steady or quasi-steady pressure of a fluid or a fluent solid material by means not provided for in group G01L7/00 or G01L9/00 by acoustic means
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение предназначено для непрерывного измерения вязкости жидкости в различных технологических процессах, в частности в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков и смол.The invention is intended for continuous measurement of fluid viscosity in various technological processes, in particular in the process of controlling the production of drying oil, pentaphthalic and glyphthalic varnishes and resins.
Вязкость является важнейшей качественной характеристикой жидких сред, так как она напрямую зависит от структуры вещества и показывает физико-химическое состояние материала и изменения, происходящие в технологии. Поэтому известно много способов для измерения вязкости жидкости.Viscosity is the most important qualitative characteristic of liquid media, since it directly depends on the structure of the substance and shows the physicochemical state of the material and the changes occurring in the technology. Therefore, many methods are known for measuring fluid viscosity.
В лакокрасочной промышленности наиболее часто применяют периодический способ измерения вязкости с помощью вискозиметра, который представляет собой коническую емкость объемом 100 мл, вершиной вниз, в нижней части емкости имеется калиброванное отверстие, через которое под действием силы тяжести истекает жидкость. Вязкость определяют в секундах, по времени истечения жидкости из емкости. Недостатком этого способа является то, что требуется длительное время для измерения, особенно при высокой вязкости жидкости. Кроме этого, необходимо все измерения проводить при определенной температуре, для достижения сопоставимости результатов.In the paint industry, the periodic method of measuring viscosity is most often used with a viscometer, which is a 100 ml conical container, with its top down, in the lower part of the container there is a calibrated hole through which fluid flows out under the action of gravity. Viscosity is determined in seconds, by the time the fluid flows from the tank. The disadvantage of this method is that it takes a long time to measure, especially at high viscosity of the liquid. In addition, it is necessary to carry out all measurements at a certain temperature, in order to achieve comparability of the results.
Известно измерение вязкости жидкости способом падающих шариков, согласно которому о вязкости жидкости судят по равномерной скорости погружения в ней шарового зонда известного радиуса и с известной плотностью материала. Недостатком такого способа является то, что необходимо обеспечить условия ламинарного обтекания движущегося шарика исследуемой жидкостью.It is known to measure the viscosity of a liquid by the method of falling balls, according to which the viscosity of a liquid is judged by the uniform speed of immersion in it of a ball probe of known radius and with a known density of material. The disadvantage of this method is that it is necessary to provide conditions for the laminar flow around the moving ball of the investigated fluid.
Известен способ определения вязкости, заключающийся в том, что чувствительный элемент в виде шарика, соединенного перекинутой через блок гибкой нитью с противовесом, помещают в измеряемую вязкую среду и регистрируют перемещение шарика, шарик и противовес уравновешивают между собой в воздухе путем выполнения их одинаковой массы, шарик погружают в жидкость на определенную глубину и разгоняют вверх в измеряемой вязкой среде под действием силы Архимеда. Таким образом, у поверхности жидкости шарик будет обладать кинетической энергией, которая при дальнейшем движении шарика в воздухе расходуется на работу по преодолению силы трения в блоке до его полной остановки, в результате чего в воздухе шарик подпрыгивает на определенную высоту над поверхностью жидкости. После этого измеряют высоту подпрыгивания шарика над поверхностью жидкости, по величине которой судят о вязкости, используя для этого проградуированную в единицах вязкости шкалу перемещений противовеса при подъеме шарика над поверхностью жидкости (пат. РФ №2295718).A known method for determining the viscosity is that the sensing element in the form of a ball connected by a flexible thread thrown through the block with a counterweight is placed in a measured viscous medium and the movement of the ball is recorded, the ball and counterbalance are balanced among themselves in the air by performing the same mass, the ball immersed in a liquid to a certain depth and accelerated upwards in a measured viscous medium under the action of Archimedes force. Thus, at the surface of the liquid, the ball will have kinetic energy, which, with the further movement of the ball in the air, is spent on overcoming the friction force in the block until it stops completely, as a result of which the ball bounces to a certain height above the surface of the liquid. After that, the height of the ball bouncing above the surface of the liquid is measured, the value of which is used to judge the viscosity using the scale of displacement of the counterweight calibrated in units of viscosity when lifting the ball above the surface of the liquid (US Pat. RF No. 2295718).
К недостаткам данного вискозиметра следует отнести низкую производительность, невозможность осуществления автоматического измерения вязкости, так как необходимо выполнять ряд операций вручную, а также производить перезаполнение его новой порцией исследуемой жидкости.The disadvantages of this viscometer include low productivity, the inability to automatically measure viscosity, since it is necessary to perform a number of operations manually, as well as to refill it with a new portion of the test fluid.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является изобретение, в котором для измерения вязкости жидкости используется капилляр, закрепленный в нижней части заборной емкости, содержащей поршень со штоком, два конечных выключателя, реверсивный электродвигатель постоянного тока, заборная емкость выполнена в виде цилиндра, дополнительно содержит подвижную платформу, прикрепленную к штоку поршня и посредством направляющих соединенную с неподвижной платформой, с закрепленными на ней датчиком усилия и шторкой, замыкающей контакты конечных выключателей, выполненных в виде герконов, при этом к неподвижной платформе прикреплен винт с пазом, удерживаемый от вращения с помощью втулок с направляющим шипом и связанный с реверсивным электродвигателем постоянного тока, управляемый блоком регулировки и стабилизации оборотов через гайку и систему зубчатых колес, при этом гайка расположена между коническими подшипниками скольжения, а на одном из зубчатых колес установлена оптопара, соединенная так же, как и два конечных выключателя, датчик усилия с универсальным блоком управления и обработки информации, который содержит блок регулировки и стабилизации оборотов, электронное табло индикации вязкости и источник питания (пат. РФ №2370751, G01N 11/04), принятый нами за прототип.The closest in technical essence and the achieved effect to the present invention is an invention in which a capillary is used to measure the viscosity of a liquid, mounted in the lower part of the intake tank containing a piston with a rod, two limit switches, a reversible DC motor, the intake tank is made in the form of a cylinder , further comprises a movable platform attached to the piston rod and by means of guides connected to a fixed platform, with dates fixed to it with a force indicator and a shutter that closes the contacts of the end switches made in the form of reed switches, while a screw with a groove is attached to the fixed platform, kept from rotation by bushings with a guide spike and connected to a reversible DC motor controlled by a speed adjustment and stabilization unit through a nut and a system of gears, while the nut is located between the tapered plain bearings, and an optocoupler is installed on one of the gears, connected in the same way as the two end la, the force sensor with a universal control unit and an information processing unit which comprises adjusting and stabilizing the speed electronic board viscosity display and a power source (US Pat. RF №2370751,
Измеряемым параметром в данном изобретении является усилие, которое возникает при проталкивании исследуемой жидкости через капилляр.The measured parameter in this invention is the force that occurs when the test fluid is pushed through the capillary.
Недостатками данного изобретения являются низкая производительность, сложность конструкции устройства для измерения вязкости, невозможность осуществления непрерывного автоматического измерения вязкости, так как необходимо производить очистку измерительного прибора и перезаполнение его новой порцией исследуемой жидкости.The disadvantages of this invention are low productivity, the complexity of the design of a device for measuring viscosity, the inability to perform continuous automatic measurement of viscosity, since it is necessary to clean the measuring device and refill it with a new portion of the test fluid.
Большие затруднения представляет измерение вязкости жидкости, находящейся при высокой температуре, в связи с тем, что практически все жидкости становятся маловязкими и трудно заметить ее изменение по ходу технологического процесса.Great difficulty is the measurement of the viscosity of a liquid at a high temperature, due to the fact that almost all liquids become low-viscosity and it is difficult to notice its change during the process.
Конкретным примером может служить «Технологический регламент производства алкидных полуфабрикатных лаков марок ПФ-060, ПФ-053, ГФ-046», ТУ 2311-018-73230535-2013, при производстве которых температура реакционной массы достигает 245-250°С, первую пробу берут через час, последующие пробы через каждые 0,5 часа от начала выдержки после достижения реакционной массой температуры 245-250°С. Затем пробы охлаждают до 20°С и анализируют по растворимости пробы в этиловом спирте. Отбор проб реакционной массы с такой температурой представляет собой опасность ожога, кроме этого, на охлаждение проб требуется довольно много времени, за которое может получиться брак.A concrete example is the "Technological regulations for the production of alkyd prefabricated varnishes of the grades PF-060, PF-053, GF-046", TU 2311-018-73230535-2013, during the production of which the temperature of the reaction mass reaches 245-250 ° C, the first sample is taken after an hour, subsequent samples every 0.5 hours from the beginning of exposure after reaching a reaction mass of 245-250 ° C. Then the samples are cooled to 20 ° C and analyzed by the solubility of the sample in ethanol. Sampling the reaction mass with such a temperature is a risk of burns, in addition, quite a lot of time is required to cool the samples, during which marriage can result.
Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании нового способа непрерывного измерения вязкости реакционной массы и устройства для его осуществления.The problem to which the invention is directed, is to create a new method for continuous measurement of the viscosity of the reaction mass and device for its implementation.
Решение поставленной задачи достигается тем, что устройство обеспечивает непрерывный отбор проб реакционной массы и подготовку ее к измерению вязкости перед подачей в измерительную камеру.The solution to this problem is achieved by the fact that the device provides continuous sampling of the reaction mass and its preparation for measuring viscosity before feeding into the measuring chamber.
Технический результат достигается за счет того, что поток отобранной реакционной массы охлаждается в теплообменнике до температуры, при которой вязкость становится ощутимой, для нашего процесса это 100°С. Для других рабочих масс могут быть другие температуры, их значение подбирается опытным путем.The technical result is achieved due to the fact that the flow of the selected reaction mass is cooled in the heat exchanger to a temperature at which the viscosity becomes noticeable, for our process it is 100 ° C. For other working masses, there may be other temperatures, their value is selected empirically.
Техническая задача решается с помощью устройства, содержащего реактор, теплообменник, датчик температуры, насос, измерительную камеру, в которую встроены: диафрагма с калиброванным отверстием, датчик давления и обратный клапан, блок управления и обработки информации, включающий в себя: блок управления частотно-регулируемым приводом насоса, блок регулировки температуры в теплообменнике, блок преобразования сигнала от датчика давления и вычисления вязкости, электронное табло.The technical problem is solved using a device containing a reactor, a heat exchanger, a temperature sensor, a pump, a measuring chamber, in which are integrated: a diaphragm with a calibrated hole, a pressure sensor and a non-return valve, a control and information processing unit, which includes: a frequency-controlled control unit a pump drive, a temperature control unit in the heat exchanger, a signal conversion unit from a pressure sensor and viscosity calculation, an electronic display.
На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации способа непрерывного измерения вязкости, где 1 - реактор, 2 - теплообменник, 3 - датчик температуры, 4 - блок управления и информации, 5 - насос, 6 - измерительная камера, 7 - диафрагма с калиброванным отверстием, 8 - датчик давления, 9 - обратный клапан, 10 - электронное табло, 11 - манометр.In FIG. 1 is a diagram of a device for implementing a continuous viscosity measurement method, where 1 is a reactor, 2 is a heat exchanger, 3 is a temperature sensor, 4 is a control and information unit, 5 is a pump, 6 is a measuring chamber, 7 is a diaphragm with a calibrated hole, 8 is pressure sensor, 9 - check valve, 10 - electronic display, 11 - pressure gauge.
Устройство для реализации способа непрерывного измерения вязкости реакционной массы работает следующим образом: рабочая жидкость, находящаяся в реакторе 1 при повышенной температуре (в нашем случае - 245-250°С), поступает из реактора 1 в теплообменник 2 в небольшом количестве (меньше 1% объема реактора), где ее температура стабилизируется до значений, задаваемых блоком регулировки температуры в теплообменнике (в нашем случае это 100°С), входящим составной частью в блок управления и информации 4. Значение температуры контролируется датчиком 3. Далее реакционная масса поступает в насос 5, который прокачивает ее через измерительную камеру 6. Стабильность потока реакционной массы через измерительную камеру 6 поддерживается за счет стабильного числа оборотов ротора насоса, задаваемого частотно-регулируемым приводом насоса 5, входящим составной частью в блок управления и информации 4. В измерительной камере 6 установлена диафрагма 7 с калиброванным отверстием, от величины диаметра которого зависит величина давления реакционной массы (для разных реакционных масс диаметр подбирается опытным путем), датчик давления 8 и обратный клапан 9. Реакционная масса тормозится перед диафрагмой 7 с калиброванным отверстием, за счет чего создается избыточное давление, фиксирующееся датчиком давления 8, затем проходит через калиброванное отверстие диафрагмы и возвращается в реактор 1. Сигнал от датчика давления 8 поступает в блок преобразования сигнала в величину, измеряемую в реальных единицах давления, входящий составной частью в блок управления и информации 4, затем производится вычисление вязкости исследуемой реакционной массы по полученным данным и вывод информации на электронное табло 10: текущая вязкость, температура реакционной массы после холодильника, число оборотов ротора насоса. Обратный клапан 9 препятствует вытеканию рабочей массы из измерительной камеры 6. Давление после диафрагмы 7 измерительной камеры 6 контролируется манометром 11.A device for implementing the method of continuous measurement of the viscosity of the reaction mass works as follows: the working fluid located in the reactor 1 at an elevated temperature (in our case, 245-250 ° C) comes from the reactor 1 to the
На фиг. 2 представлена функциональная схема блока управления и обработки информации устройства.In FIG. 2 is a functional diagram of a control unit and processing information of the device.
Управление работой устройства для непрерывного измерения вязкости и обработка информации, полученной от измерительных элементов устройства - датчика давления 9, датчика температуры 3, осуществляется блоком управления и обработки информации 4, включающим в себя блок управления частотно-регулируемым приводом насоса 5, который задает число оборотов ротора насоса, блок регулировки температуры в теплообменнике 2, блок преобразования сигнала от датчика давления 8 в величину, измеряемую в реальных единицах давления, вычисление вязкости исследуемой реакционной массы по полученным данным и вывод всей поступающей информации на электронное табло 10: текущие значения вязкости, температуры рабочей массы после теплообменника, число оборотов ротора насоса. Питание блока управления и обработки информации 4 и установки осуществляется переменным током.The operation of the device for continuous viscosity measurement and the processing of information received from the measuring elements of the device —
Устройство для непрерывного измерения вязкости реакционной массы необходимо настраивать для работы с конкретными массами: необходимо опытным путем подбирать размеры измерительной камеры, диаметр калиброванного отверстия диафрагмы, число оборотов ротора насоса. Достигаемый в результате применения способа измерения вязкости и устройства для его достижения положительный эффект заключается в следующем:A device for continuous measurement of the viscosity of the reaction mass must be configured to work with specific masses: it is necessary to experimentally select the dimensions of the measuring chamber, the diameter of the calibrated orifice plate, and the number of revolutions of the pump rotor. Achieved as a result of applying the method of measuring viscosity and a device to achieve it, the positive effect is as follows:
1. Обеспечивается возможность измерения вязкости непрерывным способом, что обеспечивает надежный контроль за ходом технологического процесса.1. It is possible to measure viscosity in a continuous way, which provides reliable control over the progress of the process.
2. Для проведения измерений требуется отбор минимального количества исследуемой реакционной массы (меньше 1% объема реактора), что не вносит помех в работу технологической установки.2. For measurements, the selection of the minimum amount of the studied reaction mass (less than 1% of the reactor volume) is required, which does not interfere with the operation of the technological unit.
3. Устройство - достаточно простое по конструкции, удобное в эксплуатации, легко перенастраиваемое на различные типы реакционных масс.3. The device is quite simple in design, convenient to operate, easily reconfigurable to various types of reaction masses.
4. При эксплуатации устройства температура исследуемой реакционной массы регулируется и доводится до оптимальной для данного типа массы, что позволяет измерять вязкость с высокой точностью и надежностью.4. During operation of the device, the temperature of the investigated reaction mass is regulated and brought to the optimum mass for this type of mass, which allows the viscosity to be measured with high accuracy and reliability.
Таким образом, задача, поставленная перед изобретением, решена.Thus, the problem posed to the invention is solved.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145021A RU2650855C1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145021A RU2650855C1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650855C1 true RU2650855C1 (en) | 2018-04-17 |
Family
ID=61976497
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145021A RU2650855C1 (en) | 2016-11-16 | 2016-11-16 | Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650855C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204602U1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-06-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Спецлак" (ООО "Спецлак") | DEVICE FOR SAFE MEASUREMENT OF ELECTROPHYSICAL PARAMETERS OF REACTION MASS |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5900539A (en) * | 1997-07-25 | 1999-05-04 | Alberta Research Council | Device and method for determining rheological quality of non-newtonian liquids |
RU52483U1 (en) * | 2005-10-03 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF VISCOSITY OF LIQUID IN THE FLOW |
RU2295718C2 (en) * | 2002-04-15 | 2007-03-20 | Муниципальное образовательное учреждение Лицей №11 | Method of determining viscosity |
RU2370751C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Viscosimetre for fluids |
-
2016
- 2016-11-16 RU RU2016145021A patent/RU2650855C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5900539A (en) * | 1997-07-25 | 1999-05-04 | Alberta Research Council | Device and method for determining rheological quality of non-newtonian liquids |
RU2295718C2 (en) * | 2002-04-15 | 2007-03-20 | Муниципальное образовательное учреждение Лицей №11 | Method of determining viscosity |
RU52483U1 (en) * | 2005-10-03 | 2006-03-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" | DEVICE FOR CONTINUOUS MEASUREMENT OF VISCOSITY OF LIQUID IN THE FLOW |
RU2370751C1 (en) * | 2008-04-22 | 2009-10-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" | Viscosimetre for fluids |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU204602U1 (en) * | 2020-10-05 | 2021-06-01 | Общество с ограниченной ответственностью "Спецлак" (ООО "Спецлак") | DEVICE FOR SAFE MEASUREMENT OF ELECTROPHYSICAL PARAMETERS OF REACTION MASS |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5327778A (en) | Apparatus and method for viscosity measurements using a controlled needle viscometer | |
US5365776A (en) | Process and device for determining the viscosity of liquids | |
US20090320568A1 (en) | Method and apparatus for measuring viscosity and surface tension | |
US7845212B1 (en) | High pressure high temperature sagging tester | |
CN108181205B (en) | Oil-soluble polymer turbulence drag reduction efficiency measuring device | |
WO2007099687A1 (en) | Fluid analysis method and fluid analysis device | |
RU2537524C1 (en) | Method of determining viscosity and density of liquid and apparatus therefor | |
WO2015191091A1 (en) | Method and apparatus for measuring drilling fluid properties | |
US4674322A (en) | On-line instrument for simultaneously measuring the viscosity, density, and surface tension of a fluid comprising a gas dissolved in a liquid | |
CN103983558A (en) | Determination apparatus and determination method for reinforcing steel bar corrosion rate | |
RU2650855C1 (en) | Method of the reaction mass viscosity continuous measurement and device for its implementation | |
RU2610343C1 (en) | Method of continuous measurement of viscosity of liquid and device for its realisation | |
CN111220502A (en) | Liquid viscosity measuring device and method | |
US20130019663A1 (en) | Measuring process of dynamic viscosity of heavy live crude from the reservoir pressure up to atmospheric pressure, including bubble point pressure, based on an electromagnetic viscometer | |
US2696734A (en) | Viscometer for semifluid substances | |
CN112924330B (en) | Oil viscosity detector | |
RU2695956C2 (en) | Vegetable oil oxidation control method in drying oil production | |
Cheong et al. | Development of a gravimetric system using a conical rotating double-wing diverter for low liquid flow rates | |
Darby | Transient and steady state rheological properties of very dilute drag reducing polymer solutions | |
RU2370751C1 (en) | Viscosimetre for fluids | |
Kim et al. | Viscometers–Laboratory | |
RU2716285C1 (en) | Device for measuring viscosity of concrete mixture | |
CN209640143U (en) | A kind of device detecting phenolic resin viscosity | |
GB2267577A (en) | Capillary viscosimeter. | |
RU2577797C1 (en) | Turbulent rheometer and method of determining efficiency of anti-turbulence additive (ata), implemented by turbulent rheometer |