Вискозиметр для жидкостей и газов

1 опН АННЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВв тдЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Ресоублик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 42l, 7/01

Заявлено ОЗ.VI.1968 (№ 1244908/26-25) с присоединением заявки №

Приоритет 1ПК G 01п

УДК 532.137(088.8)

Номитет l10 делам изобретений и открытий ори Совете всинистров

СССР

Опубликовано ОЗ.XII.1969. Бюллетень № 1 за 1970

Дата опубликования описания 20.IV.1970

Авторы изобретения

С. Л. Ривкин, А. Я. Левин, Е. Ф. Рогачев и Л. Б. Израилевский

Всесоюзный теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф. Э. Дзержинского

Заявитель

ВИСКОЗИМЕТР ДЛЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ

Изобретение относится к приборам исследования свойств жидкостей и газов, например воды и водяного пара, в широком интервале давлений и температур.

Известен вискозиметр Тимрота, применяемый, например, для измерения вязкости воды и водяного пара при высоких давлениях итемпературах и содержащий помещенный в термостат измерительный участок с капилляром, устройство для измерения .перепада давлений на капилляре и насос с жидкометаллическим поршнем для прокачивания исследуемого вещества через капилляр.

Насос выполнен в виде частично заполненной ртутью дугообразной трубы, поворачивающейся в вертикальной плоскости .под действием груза. Измерительный участок с капилляром и термостат жестко соединены с трубой и поворачиваются вместе с ней; прибор устанавливают на призмах и тщательно балансируют.

В,предлагаемом вискозиметре с целью повышения точности измерений и упрощения обслуживания насос составлен из двух сосудов, соединенных гибкими трубопроводами один с другим и с измерительным участком,,причем один из сосудов связан с приводом.

Каждый сосуд выполнен из двух цилиндров, один из которых, тонкостенный, помещен внутри другого с зазором, Такое конструктивное решение встскозиметра позволяет закрепить рабочий участок неподвижно и поместить его в жидкостной термостат, а в качестве измерительных приборов

5 применять поршневой манометр для измерения рабочего давления и прецизионный дифференциальный манометр для определения с высокой точностью перепада давлений на капилляре. Разгрузка внутренних цилиндров сосу10 дов исключает поправку, связанную с изменением их размеров при росте давления.

На чертеже, представлена, принципиальная схема вискозиметра.

Измерительный участок 1 с капилляром 2

15 помещен в жидкостной термостат 8. Концы измерительного участка, выходящие из термостата, снабжены холодильниками 4. Насос вискозиметра составлен из двух цилиндрических сосудов, один б из которых соединен с приво20 дом, а другой б закреплен неподвижно. Сосуды соединены между собой гибким трубопроводом 7, а с измерительным участком— трубопроводом 8. До определенной высоты сосуды заполнены ртутью, играющей роль

25 жидкометаллического поршня; над ртутью находится исследуемое вещество.

Каждый сосуд насоса состоит из двух цилиндров — внутреннего тонкостенного 9 и наружного толстостенного 10. Имеющийся

30 между ними зазор обеспечивает разгрузку

258716 внутреннего цилиндра от перепада давлений и исключает поправку, связанную с изменением его диаметра при росте давления. Выполнение же внутреннего цилиндра тонкостенным исключает поправку на сжатие металла под действием высокого давления.

К гибкому трубопроводу 7, соединяющему сосуды насоса, присоединена разделительная емкость 11, заполненная ртутью, над которой находится масло. При помощи маслоп ровода разделительная емкость связана с поршчевым манометром (на чертеже не показан), измеряющим давление в вискозиметре.

Подвижный сосуд 5 жестко соединен с кареткой 12, смонтированной на колонке 18 при помощи опорного кольца 14 со стопорным винтом 15. Колонка 18 установлена в станине

1á и соединена с ходовым винтом 17, связан. ным с электродвигателем 18 через червячную передачу и редуктор. Винт тонкой настройки

19 служит для подъема и опускания каретки 12 вместе с подвижным сосудом 5 относительно колонки 18; величина перемещения каретки измеряется линейкой с нониусом 20.

Для быстрого выравнивания давления в обоих сосудах измерительный участок снабжен перепускным вентилем 21. Для заполнения установки и выпуска из нее исследуемого вещества предусмотрен вентиль 22.

Работа вискозиметра заключается в следующем.

При помощи ходового винта 17 равномерно поднимают колонку 18. Вместе с ней поднимается подвижный сосуд 5, ртуть из которого перетекает в неподвижный сосуд б, в результате чего исследуемое вещество перетекает из сосуда б через капилляр 2 в сосуд 5. При подходе к капилляру 2 исследуемая жидкость или газ,приобретает температуру термостата 8. По достижении равновесия после:перепада уровней ртути в сосудах 5 и б и перепада давлений на капилляре 2 при заданной скорости подъема колонки 18 .в замкнутом контуре устанавливается постоянный расход. Для предварительного ориентировочного определе5 ния величины перепада давления каретку 12 с подвижным сосудом 5,поднимают относительно движущейся колонки 18 вручную, а затем при помощи винта тонкой настройки 19.

В соответствии с законом Гагена-Пуазейля, 10 вязкость определяют по геометрическим характеристикам капилляра, расходу через капилляр и,перепаду давлений на нем. Перепад измеряется прецизионным дифференциальным манометром с подвижным коленом (на чер15 теже не показан), расход определяется по геометрическим размерам сосудов насоса, скорости подьема подвижного сосуда и удельному объему исследуемого вещества при параметрах опыта. Температура опыта определяется

20 платиновым термометром сопротивления, давление — поршневым манометром.

Предмет изобретения

1. Вискозиметр для жидкостей и газов, со25 держащий, помещенный в термостат измерительный участок с капилляром, устройство для измерения перепада давлений на капилляре и насос с жидкометаллическим поршнем для прокачивания исследуемого вещества через

ЗО капилляр, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений в широком диапазоне давлений и температур и упрощения обслуживания, насос выполнен в виде двух сосудов, соединенных гибкими трубопровода35 ми друг с другом и с измерительным участком, причем один из сосудов соединен с приводом.

2. Вискозиметр,по п. 1, отличающийся тем, что каждый сосуд выполнен из двух цилинд40 ров, один из которых, тонкостенный, помещен внутри другого с зазором.

258716 р !

Ф

Составитель В. Б. Гельман

Редактор Т. 3. Орловская Техред 3. Н. Тараненко Корректор О. И. Усова

Заказ 792/! Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва 5К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, д. 2