СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАЧАЛЬНОГО СДВИГА ЖИДКОСТИ В ТРУБОПРОВОДЕ МАЛОГО ДИАМЕТРА
METHOD AND DEVICE FOR MEASUREMENT OF INITIAL SHIFT OF LIQUID IN SMALL DIAMETER PIPELINE

Изобретение относится к области технологии и устройств для измерения напряжения начального сдвига (пластичности) жидкостей в трубопроводе, к примеру молока в шлангах доильного аппарата.
Назначение способа и устройства: контроль образования воздушно-молочной пробки в молочных шлангах доильных аппаратов и разработка мер по их предотвращению.
Известен способ измерения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, использующий дифференциальный датчик давления, один вход которого подсоединяют непосредственно к трубопроводу, а второй вход подсоединяют через управляемый клапан к трубопроводу в том же сечении, запоминают давление на момент включения управляемого клапана и измеряют изменение давления по отношению к запомненному значению давления в трубопроводе.
Известно устройство для измерения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости, содержащее один вход датчика, являющийся контролирующим, который подключен непосредственно к трубопроводу в контролируемом сечении, а второй вход подключен к тому же сечению трубопровода через управляемый клапан для запоминания давления в трубопроводе до его измерения (прототип RU 2426080 C1, 30/04/2010, G01L 13/02).
Сущность изобретения
Изобретение направлено на решение вопроса осуществления контроля и регулирования процесса с целью исключения возможности образования воздушно-молочных пробок в молочных шлангах, препятствующих току молока при доении коров.
В качестве прототипа заявлен способ для измерения изменения давления в трубопроводе при транспортировке жидкости и устройство для его осуществления, заключающееся в использовании дифференциального датчика.
Недостатком вышеуказанного прототипа является невозможность измерения времени движения жидкости и определения напряжения начального сдвига. Кроме того, предел измерения изменения давления отличается сложностью и высокими затратами труда.
Задачей представленного способа и устройства является снижение затрат труда при измерении, а также упрощение и достижение высокой точности процесса при измерении напряжения начального сдвига молока в шлангах в процессе дойки для исключения фактора торможения при его движении.
Технический результат способа и устройства заключается в исключении противодействия при дойке вследствие необходимости проведения учащенных профилактических работ для удаления вязких воздушно-молочных пробок.
Этот технический результат достигается тем, что в предложенном способе базовым является движение столбика молока в горизонтально расположенном капилляре под действием создаваемого постоянного давления и измерение времени движения, а предлагаемое устройство состоит из стеклянной емкости с отверстиями в пробке для присоединения трубопроводов от нагнетателя и капилляра для создания определенного давления в емкости, дифференциального водяного манометра и капилляра.
Описываемое устройство поясняется чертежом (фиг.1).
Устройство включает нагнетатель 2, связанный системой трубопроводов с дифференциальным водяным манометром 3 и стеклянной емкостью 1 с пробкой 7 с двумя отверстиями под трубопроводы.
С этой же емкостью связан горизонтально расположенный капилляр 5 и нагнетатель 6 для установки столбика жидкости в капилляре 5. Трубопровод от емкости 1 к капилляру 5 и нагнетателю 6 перекрывается зажимом 4. В указанный комплект включен секундомер 8.
Устройство работает следующим образом.
1
2
С помощью нагнетателя 2 в стеклянной емкости 1 создается давление h=20…25 мм; h=20…30 мм водяного столба, измеряемое дифференциальным водяным манометром 3. Зажим 4 перекрывает трубопровод к капилляру 5.
0
С помощью нагнетателя 6 вводим всасыванием порцию молока в капилляр 5 и устанавливаем его в горизонтальном положении. Введенный объем молока в капилляре должен составлять столбик жидкости длиной l=1…2 см.
1
1
2
2
Раздвигаем зажим 4. В результате под действием давления h в емкости 1, столбик молока в капилляре сдвигается, продолжительность его движения t фиксируемся секундомером 8. Затем измеряют время t сдвига столбика молока под действием другого давления h, продолжительность его движения фиксируется.
Начальное напряжение сдвига в паскалях оценивают по формуле
0
0
1
2
1
1
2
2
τ=9.8(D/4l)(t-t)(t/h-t/h),
где D - диаметр капилляра, мм.
Это напряжение сдвига оказывается равным десятым долям паскаля, но его величина вносит значительный вклад в определение величины вакуумного давления в молочных трубопроводах доильных аппаратов.