Колебательный вискозиметр

ОП ИСАНИЕ

Социалистическкл

Республик

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельсгва ¹â€”

Заявлено 26Х.1970 (№ 1434129/26-25) МПК G Оlп 11/14 с присоединением заявки №вЂ”

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Прио ри тет—

Опубликовано 07.1Х.1971. Бюллетень ¹ 27

Дата опубликования описания 6.XII.1971

УДК 532.! 37(088.8) Авторы изобретения

О. Г. Галата, А. П. Дзюба, Н. П. Зорин, А. Л. Колойденко, В, Н. Крутин, 3. С. Мешалкина, А. И. Пыхтеев, Л. А. Ушаков и В. Г. Шаталов

Заявитель

КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ВИСКОЗИМЕТР

Изобретение предназначено для непрерывного автоматического измерения вязкости ньютоновских и неньютоновских жидкостей или других .парамепров, связанных с вязкостью, в химической, нефтеперерабатывающей, горнообогатительной, пищевой и друлих отраслях промышленности.

Известен вибра ционный вискозиметр, состоящий из чувствительного элемента, выполненного в виде тонкой пластинки, жестко закрепленной на стержне, вибратора и виброизмерителя.

Чувствительный элемиент подвергается вынужденным колебаниям при помощи двух закрепленных на стержне неуравновешенных турбин, которые питаются от линии сжатого воздуха через сопла. Колебания стержня передаются, пластинке, помещенной в контролируемую среду. В зависимости от вязкости среды на пластинку действует тормозящая сила, которая изменяет амплитуду колебаний стержня.

На конце этого стержня установлен винт, который упирается в заслонку. При изменении амплитуды колебаний стержня заслонка, все время вибрируя, меняет свое положение относительно сопла,,изменяя давление сжатого воздуха в линии сопла. Выходной сигнал передается оильфонами обратной, связи с разными площадями, суммарный момент которых уравновешивается с измеряемой силой.

Известный вискозиметр отличается сравнительно невысокой точностью измерения и чувствительностью, что обусловлено, малой разрешающей способностью виброизмерителя. Висй козиметр не может работать при избыточном давлении, так как для выполнения условия

Q (/з (пде Q — добротность зонда) мембрана, на кото рой подвешен зонд, должна быть тонкой. При увеличении толщины мембраны при10 веденное выше неравенство не соблюдается.

Цель предлагаемого изобретения — ловышение точности измерения и чувствительности, а также обеспечение работоспособности вискозиметра при избыточном давлении.

Поставленная цель достигается тем, что выход стабилизатора расхода воздуха, выполненного на базе повторителя, расходная камера которого соединена через дроссель, а глухая—

20 непосредственно с линиями двух заданных давлений, связан через нормально замкнутый контакт с регулируемой емкостью и одним .из входов элемента сравнения, выход и второй вход которого соединены с управляющим входом

25 упомянутого контакта,и каналом третьего заданного давления соответственно, а линия питания элемента сравнения подключена к выходу блокирующего реле релаксационного генератора, причем гибкая мембрана выполнена

30 в виде сильфона с несколькими упругими эле314118

З5

60 б5 ментами, соединенными соответственно с дном сильфона и корпусом датчика. .На фиг. 1,показана принципиальная схема колебательного вискозиметр а; на фиг. 2 — ци клопрамма работы релаксационного генератора.

Колебательный вискозиметр состоит,из схем воз буж дающей .1 .и измерительной 2. Возбуждающая схема .1 .представляет собой,релаксационный пневматический генератор, состоящий из собственно релаксационного генератора 3 и его хронирующего (времязадающего) элемента, в качестве которого использован колебательный датчик 4 вязкости. Датчик вязкости содержит колебательный зонд 5 с добротностью Q (/, годвешснный на гибкой мембране, выполненной в виде сильфона 6 и двух упругих элементов 7. Последние представляют собой металлические полоски, концы которых жестко соединены соответственно с корпусом 8 датчика и дном силь|фона 9. Датчи:к,имеет:рабочие сильфоны 10 и 11, соединенные с колебательным зон дом 5 с помощью:штоков 12 и

l3, а также переключающие сопла 14 и 15.

Собственно релаксационный генератор 3 состоит:из пневматических:реле 16 — 20. Реле 16, 18 и 20 выполняют логические функции отрицания, реле 19 —:функции повторения, а реле 17 — блокировки.

Выходы генератора 3,подключены к рабочим сильфонам 10 и 11, а входы — к .переключающим соплам 14 и 15.

Измерительная схема 2 состоит из повторителя 21, выполняющего вместе с дросселем 22 функцию стабилизатора расхода воздуха, контакта 23, емкости 24 и элемента 25 оравнения, образующих узел утопленного нуля, емкости 26, служащей для преобразования расхода воздуха в давление, задержки на такт 27 и контакта 28, предназначенных для формирования выходного сигнала Р,, и установки начальных условий. Глухая камера повто рителя 21 непосредственно, а расходная камера через дроссель 22 соединены с линиями двух заданных давлений P i и Рз, на элемент сравнения 25 подается также заданное давление Р-„з.

Колебательный вискозиметр работает следующим образом.

В любой момент времени пневматические реле,19 и 20 подают в рабочие сильфоны 10 и

11 соответственно сигналы Pig=0 и Р,— — Р, или Р,9=Р,. и P o=0. Усилие, создаваемое одним из рабочих сильфонов 10 и 11, передается через штоки 12 и,13 колебательному зонду 5, за счет чего верхний конец зонда двигается к одному из переключающих сопл 14 или 15.

Нижняя часть зонда 5, отделенная сильфоном 6, двигается в контролируемой среде в противоположную сторону..Применение сильфона 6 в сочетании с упругими элементами 7 в качестве гибкой мембраны одновременно обеспечивает работоспособность колебательного датчика 4 вязкости при,избыточном давлении, так как упругие элементы 7 не дают возможности силвфону 6 сжиматься, а добротность зонда 5 Q (1/, поэтому зонд совершает апериодические колебания.

Как только приирывается выход воздуха в атмосферу, давление.в линии сопла (14 или 15) поднимается,и переключает одно из пневматических реле 16 или 18, управляющих работой блокирующего реле 17. При этом меняется полярность сигнала P„.и, следовательно, переключаются также, пневматические реле 19,и

20. Теперь усилие для движения колебательного зонда 5.создаепся другим сильфоном и направление движения зо:нда реверси руется. При отходе колебательного зонда 5 от переключающего сопла (14 или 15) давление в линии сопла падает,,вновь переключая соответствующие пневматические реле 16 или 18, но реле 17 сохраняет на своем выходе полярность сигнала до момента прикрытия противоположного сопла. Таким образом поддерживается релаксационное движение зонда. Циклограмма работы релаксационного генератора (см. фиг. 2) показывает, что колебательный датчик 4 вязкости является хронирующим (времязадающим) элементом релаксационного генератора, поэтому его частота (или период колебаний) однозначно зависит от вязкости контролируемой среды.

Измерительная схема 2 управляется сигналом Р;7. При Р 7=0 контакты 23 и 28 открыты, и воздух от стабилизатора расхода свободно уходит через контакт 28 в атмосферу. Когда

Pi> — — 1, контакт 28 закрывается, и давление в емкостях 24 и 26 повышается линейно во времени, так как расход воздуха стабилизирован.

При достижении давления, равного условному значению утопленного нуля Рзз, срабатывает элемент сравнения 2б и его выходной сигнал закрывает контакт 23. После этого скорость набора в емкости 26 резко увеличивается, благодаря чему достигается требуемая точность и чувствительность, измерительной схемы. Задержка на такт 27 запоминает значение выходного сигнала Р, пропорциональное вязкости контролируемой среды,,полученное в предыдущем такте вычисления (при Р,-,=О).

Предмет изобретения

Колебательный вискозиметр, содержащий корпус, возбуждающую схему, выполненную в виде пневматического релаксационного генератора, выходы которого подключены к сильфонам, соединенным с помощью штоков с зондом, подвешенным на гибкой мембране, а входы — к переключающим соплам, и измерительную схему, состоящую из стабилизатора расхода воздуха, выполненного на базе повторителя, трех линий заданного давления дросселя, емкостей, контактов, элементов сравнения и задержки на такт, отличающийся тем, по, с целью повышения чувствительности прибора и точности измерения выход стабилизатора расхода воздуха связан через нормально замкнутый контакт с регулируемой емкостью

", oëíèì из входов элемента сравнения, выход

314118 нератора, причем гибкая мембрана выполнена в виде сильфона с несколькими упругими элементами, соединенными соответственно с дном сильфона и корпусом датчика.

5!!

Л!

I !

Фиг и второй вход которого соединены с управляющим входом контакта и .каналом третьего заданного давления соответственно, а линия питания элемента сравнения подключена к выходу блокирующего .реле;релаксационного ге»»» Ю @ И °

Г ! ! 1

I !

l ! ! ! ! !!

r ! ! ! ! ! ! ! I ! ! (ф, (! ! !! !!

I ! !

J ! ! ! ! !

314118

P,g г8

CUE.3

Составитель Л. А. Маловичко

Редактор Ю. Д. Полякова Техред Л. В. Куклина Корректоры Т. А. Гревцоьа и Т. А. Китаева

Заказ 6488 Изд. № 1225 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати