Поточный вискозиметр

Полезная модель относится к контрольно-измерительной технике и предназначена для измерения динамической вязкости жидкостей в рабочих условиях.
Известно устройство для определения вязкости, содержащее камеру, встраиваемую в технологический трубопровод, первый диск вращения, соединенный с синхронным двигателем, второй диск вращения, размещенный на подшипнике в перегородке, установленной в камере, счетчики оборотов первого и второго дисков и электромеханический привод, позволяющий регулировать расстояние между вращающимися дисками, при этом электромеханический привод механически связан с первым диском вращения (RU 167934 U1, публ. 12.01.2017).
Недостатками данного вискозиметра является высокие погрешности при измерении динамической вязкости, связанные с пульсациями (изменениями) давления и скорости в потоке жидкости. При изменении скорости потока через вискозиметр могут нарушаться условия ламинарности течения жидкости в зазоре между вращающимися дисками, а также наблюдаться случаи проскальзывания жидкости между вращающимися дисками.
Задачей заявленной полезной модели является повышение точности измерения вязкости жидкостей за счет обеспечения возможности регулирования зазора между вращающимися дисками для сохранения ламинарности течения в нем при одновременном расширении функциональных возможностей устройства.
Технический результат достигается тем, что поточный вискозиметр, включающий основную камеру, размещенные в ней первый диск вращения, соединенный с синхронным двигателем, второй диск вращения, размещенный на подшипнике соосно с первым и закрепленный в перегородке, установленной внутри камеры, счетчики оборотов первого и второго дисков и электромеханический привод, механически связанный с первым диском вращения и позволяющий регулировать расстояние между вращающимися дисками, дополнительно включает дифференциальный преобразователь давления и контроллер, вход которого связан с дифференциальным преобразователем давления, а выход - с электромеханическим приводом, причем дифференциальный преобразователь связан с помощью трубок с входной и выходной полостями камеры вискозиметра.
Оснащение вискозиметра дифференциальным преобразователем давления, связанным с помощью трубок с входной и выходной полостями камеры вискозиметра, а также контроллером, вход которого связан с дифференциальным преобразователем давления, а выход - с электромеханическим приводом, позволяет осуществить управление работой электромеханического привода, управляемым контроллером на основе текущего расхода жидкости через вискозиметр, что изменяет величину зазора между дисками, обеспечивая ламинарный режим течения и отсутствие проскальзывания жидкости в зазоре между дисками. Кроме того, возможность определения расхода жидкости в технологическом трубопроводе, расширяет функциональные возможности вискозиметра.
На чертеже представлена схема поточного вискозиметра.
Устройство содержит камеру 1, встраиваемую в технологический трубопровод, первый диск вращения 2, соединенный с синхронным двигателем 3, второй диск вращения 4, размещенный на подшипнике 5 в перегородке 6, установленной в камере 1, счетчики оборотов первого и второго дисков 7 и 8, электромеханический привод 9, позволяющий регулировать расстояние d между вращающимися дисками 2 и 4. Электромеханический привод 9 механически связан с первым диском вращения 2. На камере 1 смонтированы дифференциальный преобразователь давления 10, связанный с входной и выходной полостями камеры 1, и контроллер 11, вход которого связан с дифференциальным преобразователем 10, а выход - с электромеханическим приводом 9.
Устройство работает следующим образом.
Камера 1 устройства встраивается в технологический трубопровод, что позволяет производить определение вязкости в рабочих условиях в процессе перекачки жидкостей. Первый диск 2 приводится в движение синхронным двигателем 3, при этом с помощью счетчика оборотов 7 определяется его частота вращения. Жидкость под давлением поступает в камеру 1 устройства и, огибая первый диск вращения 2, через щель между диском 2 и корпусом камеры 1 устремляется в пространство между дисками 2 и 4. В виду непрерывного вращения первого диска 2 и вязкости среды второй диск 4 ответно приводится в движение с меньшей частотой вращения, которая фиксируется вторым счетчиком 8 оборотов. Второй диск 4 вращается, опираясь на подшипник 5, закрепленный в перегородке 6, разделяющей камеру 1 устройства. По разности частот вращения проводится корреляция с вязкостью протекающей среды. Расстояние d между дисками задается электромеханическим приводом 9, механически связанным с первым диском вращения 2.
Камера 1 выполнена в форме сужающего устройства, что позволяет рассчитывать расход жидкости через вискозиметр по перепаду давления на входе в камеру 1 и выходе из нее. Перепад давления измеряется с помощью дифференциального преобразователя 10, соединенного с помощью трубок с входной и выходной полостями камеры 1. Сигнал с дифференциального преобразователя давления 10 поступает в контроллер 11, где рассчитывается значение расхода жидкости через вискозиметр, и вырабатывается управляющий сигнал на электромеханический привод 9, который меняет величину расстояния d между дисками в соответствии с изменениями расхода жидкости (скорости потока), чтобы обеспечить необходимые условия ламинарности течения и не допустить проскальзывания жидкости между вращающимися дисками 2 и 4.
Таким образом, определение расхода жидкости в технологическом трубопроводе, позволяет расширить функциональные возможности поточного вискозиметра, а также позволяет повысить точность измерения вязкости жидкостей, за счет управления электромеханического привода в зависимости от текущего расхода жидкости через вискозиметр.