(54) ВИСКОЗИМЕТР(54) VISKOSIMETER
Изобретение относитс к технике измерени в зкости и может быть использовано в химической, нефтехимиче кой и других отрасл х промышленности . . Известен вискозиметр.Е.Хелмеса, содержащий регулируемый приводной электродвигатель со скорост ми, изме н ющими в соотношение 1:2:4:8:16,. и измерительную чейку, включающую мерное тело (цилиндр), соединенное с корем электродвигател , и непо.ЕГвижный наружный цилиндр, Обмотки ко р электродвигател включены в самобалансирующую мостовую схему. Вращаю щий момент,пропорциональный в зкости среды, измер етс по величине тока потребл емого электродвигателем. Величина тока фиксируетс электроизме1 ительным приборс 1. Однако конструкци данного вискоз метра не позвол ет производить контроль в зкости непосредственно в трубопроводах , область его применени значительно сужена. Известен также вискозиметр предназначенный дл контрол в зкости в ходе технологического процесса. Вис козиметр содержит приводной механизм в качестве которого примен етс синх ронный электродвигатель с редуктором, измеритель вращающего момента и изме-рительную чейкуГ В зоне измерительной чейки нижний конец вала приводного механизма изогнут под некоторым углом к основной еЬо части и изолирован от контролируемой среды сильфоном . Вал и сильфоны представл ют собой ротор, на нижнем конце которого закреплено мерное тело.. Вращаииций момент, возникающий при ёращении мерного тела в среде и пропорциональный в зкости среды, фиксируетс измерителем момента. Однако на работу вискозиметра оказывает вли ние избыточное давление на величину трени в подшипниках, а тем самым и на показани вискозиметра , вследствие чего необходимо шкалы дл кажкорректировать дого йойкретнбго давлени . Указанный недостаток устранен в промышленном вискозиметре фирмы Контравес. Приводной механизм вискозиметра (синхронный электродвигатель с редуктором) подйеаген на проволоке , работающей на кручениб. Мерное тело установлено в измерительной чейке с помощью опорных подшипников и соединено с приводным механизмомThe invention relates to a technique for measuring viscosity and can be used in the chemical, petrochemical, and other industries. . Known viscometer. E. Helmes, containing an adjustable drive motor with speeds that change in the ratio of 1: 2: 4: 8: 16 ,. and a measuring cell that includes a measuring body (cylinder) connected to the motor core and a non-movable one. The movable outer cylinder, the windings of the motor core are included in the self-balancing bridge circuit. The torque, proportional to the viscosity of the medium, is measured by the magnitude of the current consumed by the electric motor. The magnitude of the current is recorded by the electromechanical instrument 1. However, the design of this viscose meter does not allow viscosity control directly in pipelines, its scope is significantly narrowed. A viscometer is also known to control viscosity during a process. The viscometer contains a drive mechanism which uses a synchronous electric motor with a gearbox, a torque meter and a measuring cell. In the area of the measuring cell, the lower end of the drive shaft is bent at an angle to the main eBo part and insulated from the monitored medium by a bellow. The shaft and the bellows represent a rotor, on the lower end of which a measuring body is fixed. The rotational moment that occurs when a measured body grows in a medium and is proportional to the viscosity of the medium is recorded by a torque meter. However, the operation of the viscometer is influenced by excessive pressure on the amount of friction in the bearings, and thus on the readings of the viscometer, as a result of which it is necessary to scale for each correction of the specific pressure. This disadvantage is eliminated in the contraves industrial viscometer. The drive mechanism of the viscometer (synchronous electric motor with a reducer) is under pressure on a wire operating on a twist-turn. The measuring body is installed in the measuring cell with the help of support bearings and connected to the driving mechanism
8 при помощи магнитной муфты. При вращении мерного,тела приводной механизм проворачиваетс на некоторый угол, пропорциональный в зкости сре:ы . С юмощью встроенного линейного потенциометра это отклонение преобра зуетс в электрический сигнал. В соответствии с требуемым диапазоном измерений приводнрй механизм вискозиметра снабжаетс одно-или тре ступенчатым редуктором. Дл проведени измерений в высоков зких средах приводной механизм необходимо дополн ть редуктором, позвол ющим снизить скорости вращени в 10 или 100 раз. Данный вискозиметр не позвол ет охватить широкий диапазон в зкостей без замены редуктора приводного механизма . Кроме того, измерение враЩсйощего момента по углу 3aKpy4Hjaни проволоки обуславливает низкую рабочую температуру (не более ) измерител вращающего момента, что вызывает необходимость установки охлаждающей рубашки дл подачи воды и усложнение конструкции устройства Цель предлагаемого изобретени расширение диапазона измерений путем применени приводного механизма, позвол ющего получить широкий диапа зон скоростей без замены каких-либо его узлов и увеличени максимальных рабочих температур механизма вискозиметра , а также упрощение конструк ции . Она достигаетс тем, что в виско зиметре, содержащем приводной механизм , измерительную чейку с мерным телом,с:о.едйненнь1мТс npHB oHriSfMeханизмом при помощи магнитной муфты и регистрирующее устройство, привод ной механизм вискозиметра выполнен в виде устройства, содержащего П-образные электромагнитные возбуждающие преобразователи, цилиндр и немагнитного материала, установлейг ный (Эм вжлу е ведуЩйггсэЛёМёнтом магнитной муфты между полюсными наконечниками возбуждающих nlpeобразователей , и одну или несколько плоских треугольных пластин из маг11ит6мй к6тб матГерйала, свернутых в кольцо и укрепленных на боковой поверхности этого цилиндра. На фиг.1 схематически изображен предлагаемый вискозиметр; на фиг.2 вид сверху на приводной механизм вискозиметра. Вискозиметр содержит герметичный корпус 1. и измерительную чейку 2. В корпусе 1 расположен приводной механизм и регистрирующее устройств вискозиметра. Приводной механизм включает П-образные электромагнитны во збуждающие преобразователи , состо щие из П-образного сердечника 3 (см. фиг. 2) магииТоМ гкого йатвриала с размещенными на нем обмотками 4,8 with a magnetic coupling. As the body rotates, the drive mechanism rotates through a certain angle, which is proportional to the viscosity of the medium. With the help of an integrated linear potentiometer, this deviation is converted into an electrical signal. In accordance with the required measurement range, the viscometer's drive mechanism is supplied with a single or three-stage gearbox. To make measurements in highly viscous media, the drive mechanism must be supplemented with a gearbox, which makes it possible to reduce rotation speeds by a factor of 10 or 100. This viscometer does not allow to cover a wide range of viscosities without replacing the gearbox of the drive mechanism. In addition, measuring the torque by the angle of the 3aKpy4Hja wire causes a low operating temperature (not more) of the torque meter, which necessitates the installation of a cooling jacket for water supply and complicates the design of the device. The purpose of the present invention is to extend the measurement range by using a drive mechanism that allows to obtain a wide velocity ranges without replacing any of its components and increasing the maximum operating temperatures of the viscometer mechanism, as well as simplifying the instructions. It is achieved by the fact that in the viscometer, which contains a drive mechanism, a measuring cell with a measuring body, with: optin ntc npHB oHriSfMe mechanism with the help of a magnetic coupling and a recording device, the driving mechanism of the viscometer is made in the form of a device containing U-shaped electromagnetic exciters , a cylinder and a non-magnetic material that is installed (EM is inserted by the leading magnetic coupling of the magnetic tips between the pole tips of the exciter nl transducers, and one or more flat triangular layers 1 of the magial of the Geryal rolled into a ring and mounted on the side surface of this cylinder. Figure 1 shows a schematic of the proposed viscometer; figure 2 is a top view of the drive mechanism of the viscometer. The viscometer contains a sealed case 1. and a measuring cell 2. In the case The drive mechanism and the recording device of the viscometer are located in Fig. 1. The drive mechanism includes U-shaped electromagnetic stimulating converters consisting of a U-shaped core 3 (see FIG. 2) the magic of the GTA yatvrial with the windings 4 placed on it,
4 цилиндрИЗ немагнитного материала 5, укрепленный на валу б, установленном в подшипниках 7 между полюсньпии наконечниками возбуждающих преобразователей . На боковой поверхности цилиндра 5 жестко укреплена свернута в кольцо цлоска треугольна пластина 8из магнитом гкого материала. На валу б укреплены также ведущий элемент 9магнитной муфты и коромысло 10 регистрирующего устройства. Регистрирующие элементы 11 установлены на . корпусе вискозиметра под углом относительно друг друга. Обмотки 4 возбуждающих преобразователей подключены к регулируемому источнику.12 питани . Измерительна чейка 2 содержит мерное тело 13, установленное в подшипниках 14 соосно с валом б, и посто нный магнит 15, вл ющийс ведомым элементом магнитной муфты, запасованны .й в мерное тело 13. Пpeдлaгae 5ый вискозиметр работает следующим образом. Пусть в Начальный момент времени цилиндр 5 находитс в положении, показанном на фиг.1.Коромысло 10 в этом случае будет находитьс у левого регистрирующего элемента 11. Под действием его сигнала напр жение источника 12 питани будет подаватьс на левый возбуждающий преобразователь. Вследствие большого количества материала пластины 8 со стороны север-, ного полюса (фиг.2) возникает касательное усилие, за тавл ющее вал б вращатьс против часовой стрелки.При пБвороте на 180 коромысло 10 оказываетс у правого регистрирующего элемента 11. При этом напр жение источника 12 питани отключаетс от левого и подключаетс к правому возбуждающему преобразователю. Вращение вала 6 продолжаетс . При подходе коромысла 10 к левому регистрирующему элементу источник питани снова подключаетс к левому возбуждающему преобразователю, после чего процесс повтор етс . При неизменном по величине питающем найр жёнШ, aV следб1ватёльно, и посто нном усилии, скорость вращени однозначно зависит от в зкости контролируемой среды. Врем перемещени коромысла 10 от левого к праввому регистрирующему элементу вл етс мерой в зкости среды. Так как в качестве источника питани вискозиметра примен етс регулируемый источник, дл приведени скорости вращени мерного тела в соответствии с требуемым диапазоном измерени достаточно увеличить или уменьшить напр жение питани не прибега к замене каких-либо узлов или деталей привода. Вследствие того, что скорость вращени пропорциональна напр ению питани , которое может регулироватьс в широких пределах, данна конструкци привода позвол ет измен ть скорость вращени в пределах от О,05 до 200 об/мин.4 cylinders of non-magnetic material 5, mounted on the shaft b, mounted in bearings 7 between the pole tips of the exciting transducers. On the side surface of the cylinder 5, the plate 8 is rigidly fixed in a ring and the triangular plate 8 of a magnet of soft material is triangular. On the shaft b, the leading element of the 9 magnetic coupling and the rocker arm 10 of the recording device are also fixed. The recording elements 11 are set to. viscometer housing at an angle relative to each other. The windings 4 of the excitation transducers are connected to a controlled power source. 12 power supply. Measuring cell 2 contains a measuring body 13 mounted in bearings 14 coaxially with the shaft b, and a permanent magnet 15, which is a follower element of the magnetic coupling, stored in the measuring body 13. The 5th viscometer operates as follows. At the initial moment of time, the cylinder 5 is in the position shown in Fig. 1. The gearbox 10 in this case will be located at the left recording element 11. Under the influence of its signal, the voltage of the power supply 12 will be supplied to the left driving converter. Due to the large amount of material from the plate 8 on the north-pole side (Fig. 2), a tangential force arises, the pressing shaft b is rotated counterclockwise. At the turn of 180, the rocker arm 10 is at the right recording element 11. At the same time, the source voltage 12, the power is disconnected from the left and connected to the right exciter converter. The rotation of the shaft 6 continues. When the rocker arm 10 approaches the left recording element, the power source is again connected to the left excitation converter, after which the process is repeated. With an unchanged feeding rate for women, aV following, and a constant force, the rotational speed uniquely depends on the viscosity of the controlled medium. The travel time of the rocker arms 10 from the left to the right registration element is a measure of the viscosity of the medium. Since an adjustable source is used as the power source of the viscometer, to adjust the rotational speed of the measuring body in accordance with the required measurement range, it is sufficient to increase or decrease the supply voltage without having to replace any drive components or parts. Due to the fact that the rotational speed is proportional to the feed voltage, which can be regulated within wide limits, this drive design allows the rotational speed to vary from 0.05 to 200 rpm.