10.01.2015
216.013.17d0

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ И ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002537524
Дата охранного документа
10.01.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение предназначено для непрерывного определения вязкости и плотности жидкости в трубопроводах технологических линий, в частности, в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков. Способ заключается в непрерывном измерении вязкости жидкости в процессе ее перемещения. Вязкость и плотность жидкости измеряют в потоке жидкости, перемещающейся с заданной постоянной объемной скоростью через измерительную трубу. Вязкость жидкости измеряют путем передачи через герметичную мембрану 5 давления жидкости на датчик давления. Способ реализуется при помощи устройства, содержащего встроенную в технологическую схему измерительную трубу 1 с фланцем 4 для размещения датчика давления 2. В трубе установлен двуплечий рычаг 3 с разной длиной плеч, закрепленный на оси с возможностью ограниченного вращения в вертикальной плоскости, при этом длинное плечо рычага размещено внутри трубы с возможностью контакта с упором 8, установленным на внутренней поверхности трубы, для ограничения его вращения. Короткое его плечо упирается в герметичную мембрану 5, размещенную на фланце трубы, и через нее контактирует с упругим элементом 6 датчика давления 2. В качестве датчика давления 2 используют тензорезисторный датчик. От датчика давления 2 сигнал передается на вторичный преобразователь сигнала 7. Размер трубы перед датчиком составляет не менее l=10, a после датчика l=5. Техническим результатом является обеспечение возможности непрерывного измерения вязкости жидкости по ходу протекания технологического процесса на всем его протяжении, непосредственно на установке, для жидкостей, вязкость которых изменяется во времени в широком диапазоне, в том числе и высоковязких. 2 н. и 3 з.п. ф-лы., 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение предназначено для определения вязкости и плотности жидкости в трубопроводах технологических линий, в частности, в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков.

Вязкость - свойство текучих тел (жидкостей и газов) оказывать сопротивление перемещению одной их части относительно другой, т.е. эта величина соответствует силе трения, возникающей при движении газа или жидкости.

Вязкость является важнейшей физико-химической характеристикой многих жидких и газообразных сред. Вязкость является качественной характеристикой полупродуктов и готовых продуктов различных производств, так как она напрямую зависит от структуры вещества и показывает физико-химическое состояние материала и изменения, происходящие в технологии.

Для определения вязкости применяют измерительное устройство - вискозиметр.

В лакокрасочной промышленности наиболее часто применяют вискозиметр, представляющий собой коническую емкость, вершиной вниз, объемом 100 мл, в нижней части в емкости имеется калиброванное отверстие, через которое истекает жидкость. Вязкость определяют по времени истечения жидкости под действием силы тяжести в секундах. Поскольку вязкость материала зависит от температуры, то с повышением ее вязкость уменьшается. В связи с этим необходимо все пробы выдерживать при определенной температуре для усреднения измерений по всему объему.

Недостатком этого способа является то, что требуется длительное время для выдерживания пробы с целью достижения заданной температуры измерения (охлаждения или нагревания). Кроме этого само измерение тоже требует длительных затрат времени, особенно при высокой вязкости материала.

Известно измерение вязкости жидкости способом «падающих шариков», согласно которому о вязкости жидкой среды судят по равномерной скорости погружения в ней шарового зонда известного радиуса и с известной плотностью материала. Одним из недостатков такого способа является то, что для измерения вязкости жидкости методом «падающих шариков» с приемлемой точностью необходимо обеспечить условия ламинарного обтекания исследуемой жидкостью движущегося шарика.

Известен способ одновременного определения плотности и вязкости жидкостей (патент РФ №2196973, МПК G01N 9/12), заключающийся в том, что тело массой m и объемом V приводят в движение в жидкости вертикально вверх силой F1 и непрерывно измеряют скорость его движения v1 вплоть до конечной v01 на расстоянии Н, а затем осуществляют движение этого тела вниз под действием силы тяжести и удерживающей силы F2 и непрерывно измеряют скорость его движения v2 вплоть до конечной v02 на том же расстоянии, после чего плотность p и вязкость ŋ жидкости определяют расчетным путем.

В способе по патенту РФ №2082153, МПК G01N 11/12 используют шаровой зонд радиусом R и плотностью р3, погруженный в жидкость, вычислительный блок, узел разгона зонда, измеритель вертикальной составляющей скорости движения зонда и узел разгона зонда, измеритель вертикальной составляющей скорости движения зонда и узел возврата зонда в исходное положение, причем вход и выход вычислительного блока соединены с выходом вертикальной составляющей скорости движения зонда и входом узла разгона зонда соответственно, а шаровой зонд взаимодействует кинематически с узлом разгона в начале измерения и с узлом возврата зонда в исходное положение в конце движения при измерении соответственно.

Недостатком данного способа является сложное аппаратурное оформление, требующее точного измерения скорости и времени, от которых зависит точность конечного результата, а также необходимость относительно сложных и затратных по времени расчетов.

Известно устройство по патенту Германии №19529722, содержащее измерительный цилиндр с торцевыми отверстиями. Внутри измерительного цилиндра располагается чувствительный элемент, выполненный в виде шарика. В нижней части измерительного цилиндра находится датчик температуры, а по его высоте установлены датчики положения. Датчики положения и температуры подключены на выходы программно-вычислительного блока, выход которого подключен к блоку индикации. Торцевые отверстия измерительного цилиндра соединены байпасным измерительным трубопроводом, в котором установлен электрогидроклапан.

Недостатком этого технического решения является зависимость результатов измерения от соотношения удельных весов шарика и измеряемой среды, необходимость для разных по удельному весу жидкостей подбирать различные шарики, учитывать изменение удельного веса жидкости от температуры и времени наработки.

Ротационные способы измерения вязкости обладают более широкими возможностями. Их можно применять как для периодических, так и для непрерывных измерений.

Наиболее близким техническим решением (прототипом) заявляемому является ротационный способ определения кинематической вязкости жидкости (патент РФ №2244285, опубл. 10.01.2005 г; МПК G01N 11/00).

Сущность способа заключается в помещении жидкости в замкнутый полый цилиндр и приведении его во вращение, причем вращают его в течение времени, пока угловая скорость исследуемой жидкости в цилиндре не станет постоянной, мгновенно останавливают вращение цилиндра, измеряют время переходного процесса tnn между первым состоянием, в котором поверхность жидкости имеет вид параболоида вращения, а его параметры определяются угловой скоростью жидкости ω1, и вторым состоянием, в котором параметры параболоида вращения определяются угловой скоростью жидкости ωпор, время tnn принятия жидкостью второго состояния (ω=ωпор) является мерой вязкости и определяется расчетным путем по ω формулам гидродинамики (см. Лойцянский Л.Г. Механика жидкостей и газов. - М; Наука; 1970 г.).

Недостатками прототипа является то, что при осуществлении способа требуются значительные затраты времени на термостатирование температуры жидкости, приведение температуры к определенному значению, для возможности воспроизводимости результатов. Способ применим к мало- и средневязким жидкостям, а также требует применения сложной аппаратуры для фиксации времени с помощью датчика на основе цилиндрического объемного резонатора и СВЧ генератора, перестраивамого по частоте. Данная конструкция измерительного устройства предназначена для периодического измерения вязкости жидкости.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение возможности непрерывного измерения вязкости жидкости по ходу протекания технологического процесса на всем его протяжении, непосредственно на установке для жидкостей, вязкость которых изменяется во времени в широком диапазоне, в том числе и высоковязких.

Поставленная задача решается за счет того, что вязкость и плотность жидкости измеряют непрерывно, пропуская ее потоком с заданной постоянной объемной скоростью через устройство. Вязкость движущейся по трубопроводу жидкости непрерывно определяют по ходу рабочего процесса на всем протяжении рабочего цикла путем фиксации воздействия потока жидкости на датчик давления в ограниченном пространстве.

Сущность изобретения заключается в том, что рабочая жидкость сама протекает через устройство и создает давление на элемент устройства, который преобразует его в электрический сигнал и затем выводит на экран показывающего прибора. Если по ходу протекания технологического процесса вязкость увеличивается, то давление жидкости на элемент устройства тоже увеличивается, что отражается на экране показывающего прибора. Конструкция предлагаемого устройства исключает недостатки, присущие вышеописанным способам и устройствам, а именно: погрешности измерения времени, влияние температуры на показания измерения, большие затраты времени на единичное измерение вязкости, каждый способ и конструкция устройства имеет ограниченный диапазон измерения вязкости.

Устройство для реализации предлагаемого способа непрерывного измерения вязкости жидкости иллюстрируется графическими материалами. На рисунке представлено схематическое изображение устройства для измерения вязкости жидкости.

Устройство содержит встроенную в технологическую схему трубу определенного диаметра 1 с отверстием для размещения датчика давления 2. Внутри трубы на оси установлен, с возможностью ограниченного вращения, двуплечий рычаг 3. По краю отверстия трубы 1 выполнен фланец 4, на котором закреплена мембрана 5, на которой, в свою очередь, установлен датчик давления 2. Между мембраной 5 и датчиком давления 2 размещен упругий элемент тензорезистора 6. Датчик давления 2, представляющий собой тензорезисторный датчик, электрически связан с вторичным преобразователем сигнала 7. Двуплечий рычаг 3 имеет плечи разной длины. Короткое плечо двуплечего рычага упирается в мембрану 5, а длинное его плечо контактирует с упором 8, закрепленным на внутренней поверхности трубы 1 для ограничения его вращения. В зависимости от степени вязкости жидкости производят предварительную настройку рычага 3 путем изменения величины его длинного плеча. Чем больше вязкость жидкости, тем меньше величина длинного плеча рычага. Длина трубы l должна составлять не менее l1=10d перед датчиком и не менее l2=5d после датчика для того, чтобы жидкость двигалась ламинарным потоком без турбулентных флуктуации, которые могут искажать показания.

Заявляемый способ осуществляется при помощи предлагаемого устройства и реализуется следующим образом.

Через трубу определенного диаметра d, встроенную в технологическую схему, протекает жидкость с постоянной заданной скоростью. Жидкость оказывает давление на длинное плечо рычага 3. Под действием давления жидкости короткое плечо рычага через герметичную мембрану 5 нажимает на упругий элемент 6 датчика давления (тензорезистора) 2. Тензорезистор преобразует усилие давления в электрический сигнал. Возникающий сигнал от тензорезистора передается вторичному преобразователю сигнала 7, который тарирован на показания вязкости или плотности. Чем больше вязкость и плотность жидкости, тем большее значение будет иметь выходной сигнал. Технологический процесс контролируют по изменению выходного сигнала.

При достижении заданной величины сигнала процесс прекращается.

Давление короткого плеча двуплечего рычага 3 на упругий элемент 6 тензорезистора можно регулировать изменением величины его длинного плеча h.

Предлагаемый способ позволяет производить измерения вязкости жидкости непрерывно, на протяжении всего технологического процесса и, таким образом, контролировать процесс при помощи устройства, простого по конструкции, удобного в использовании и надежного для определения вязкости различных жидкостей как средневязких, так и жидкостей с высокой степенью вязкости.

Таким образом, задача, стоящая перед изобретением, решена.


СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ И ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-8 из 8.
13.01.2017
№217.015.8193

Способ контроля протекания реакции переэтерификации в процессе производства алкидных лаков

Изобретение относится к области измерения электропроводности жидких сред и может применяться в химической и лакокрасочной промышленности. Способ включает нагрев рабочей смеси до температуры 240-245°С, причем контроль за ходом реакции осуществляется посредством непрерывного измерения текущих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601916
Дата охранного документа: 10.11.2016
25.08.2017
№217.015.9d3c

Способ непрерывного измерения вязкости жидкости и устройство для его реализации

Изобретение предназначено для непрерывного измерения вязкости жидкости в различных технологических процессах, в частности в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков. В предложенном способе измерения вязкости в измерительную камеру, в которую встроена диафрагма с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610343
Дата охранного документа: 09.02.2017
19.01.2018
№218.016.0b8a

Способ определения газонасыщения жидкости и устройство для его реализации

Группа изобретений может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре. Способ определения газонасыщения жидкости может быть использован для контроля гетерогенно-каталитических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632440
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0bad

Способ окисления растительного масла

Изобретение относится к способу получения окисленных растительных масел, которые используются в лакокрасочной, полиграфической, связующего в строительной промышленности, легкой и других отраслях промышленности. Описан способ окисления растительного масла в окислительной колонне, состоящий в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632438
Дата охранного документа: 04.10.2017
13.02.2018
№218.016.26dc

Способ производства пентафталевых алкидных смол

Изобретение относится к способу производства пентафталевых алкидных смол, являющихся основой для производства полуфабрикатных алкидных лаков, используемых в производстве пигментных красок, эмалей, грунтовок и др. Способ представляет собой двухстадийный способ, используемый при работе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644165
Дата охранного документа: 08.02.2018
17.02.2018
№218.016.2d21

Способ контроля протекания стадии поликонденсации в процессе производства алкидных лаков

Использование: для осуществления контроля протекания стадии поликонденсации в процессе производства алкидных лаков. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает нагрев рабочей смеси до температуры 240-245°С, контроль протекания стадии поликонденсации осуществляется посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643704
Дата охранного документа: 05.02.2018
17.02.2018
№218.016.2e58

Способ и устройство для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков

Изобретение относится к автоматизированным средствам регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков и может быть использовано в химической и лакокрасочной промышленности для проведения различных технологических процессов. Способ автоматического регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643916
Дата охранного документа: 06.02.2018
27.04.2019
№219.017.3db2

Способ управления процессом поликонденсации в производстве алкидных смол и устройство для его реализации

Изобретение относится к производству алкидных смол, в частности к способу автоматического управления процессом поликонденсации. Способ управления процессом поликонденсации в производстве алкидных смол, состоит в том, что в процессе синтеза образующаяся реакционная вода, удаляется из зоны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686380
Дата охранного документа: 25.04.2019
Показаны записи 1-10 из 14.
13.01.2017
№217.015.8193

Способ контроля протекания реакции переэтерификации в процессе производства алкидных лаков

Изобретение относится к области измерения электропроводности жидких сред и может применяться в химической и лакокрасочной промышленности. Способ включает нагрев рабочей смеси до температуры 240-245°С, причем контроль за ходом реакции осуществляется посредством непрерывного измерения текущих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002601916
Дата охранного документа: 10.11.2016
25.08.2017
№217.015.9d3c

Способ непрерывного измерения вязкости жидкости и устройство для его реализации

Изобретение предназначено для непрерывного измерения вязкости жидкости в различных технологических процессах, в частности в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков. В предложенном способе измерения вязкости в измерительную камеру, в которую встроена диафрагма с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002610343
Дата охранного документа: 09.02.2017
19.01.2018
№218.016.0b8a

Способ определения газонасыщения жидкости и устройство для его реализации

Группа изобретений может быть использована в химической, нефтехимической, пищевой и других отраслях промышленности, в которых процесс протекает при высоком давлении и высокой температуре. Способ определения газонасыщения жидкости может быть использован для контроля гетерогенно-каталитических...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632440
Дата охранного документа: 04.10.2017
19.01.2018
№218.016.0bad

Способ окисления растительного масла

Изобретение относится к способу получения окисленных растительных масел, которые используются в лакокрасочной, полиграфической, связующего в строительной промышленности, легкой и других отраслях промышленности. Описан способ окисления растительного масла в окислительной колонне, состоящий в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002632438
Дата охранного документа: 04.10.2017
13.02.2018
№218.016.26dc

Способ производства пентафталевых алкидных смол

Изобретение относится к способу производства пентафталевых алкидных смол, являющихся основой для производства полуфабрикатных алкидных лаков, используемых в производстве пигментных красок, эмалей, грунтовок и др. Способ представляет собой двухстадийный способ, используемый при работе с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002644165
Дата охранного документа: 08.02.2018
17.02.2018
№218.016.2d21

Способ контроля протекания стадии поликонденсации в процессе производства алкидных лаков

Использование: для осуществления контроля протекания стадии поликонденсации в процессе производства алкидных лаков. Сущность изобретения заключается в том, что способ включает нагрев рабочей смеси до температуры 240-245°С, контроль протекания стадии поликонденсации осуществляется посредством...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643704
Дата охранного документа: 05.02.2018
17.02.2018
№218.016.2e58

Способ и устройство для реализации способа автоматического регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков

Изобретение относится к автоматизированным средствам регулирования температурного режима процесса производства пентафталевых лаков и может быть использовано в химической и лакокрасочной промышленности для проведения различных технологических процессов. Способ автоматического регулирования...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643916
Дата охранного документа: 06.02.2018
10.05.2018
№218.016.4752

Способ непрерывного измерения вязкости реакционной массы и устройство для его реализации

Изобретение предназначено для непрерывного измерения вязкости жидкости в различных технологических процессах, в частности в процессе контроля производства олифы, пентафталевых и глифталевых лаков и смол. Заявленная группа изобретений включает способ непрерывного измерения вязкости реакционной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650855
Дата охранного документа: 17.04.2018
03.10.2018
№218.016.8d2a

Способ контроля стадии переэтерификации в производстве алкидных лаков

Изобретение относится к области контроля хода технологических процессов путём исследования свойств органических и неорганических веществ и жидкостей электрофизическими методами, в частности к оперативным методам контроля и регулирования стадии переэтерификации в процессе производства алкидных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668365
Дата охранного документа: 28.09.2018
27.04.2019
№219.017.3db2

Способ управления процессом поликонденсации в производстве алкидных смол и устройство для его реализации

Изобретение относится к производству алкидных смол, в частности к способу автоматического управления процессом поликонденсации. Способ управления процессом поликонденсации в производстве алкидных смол, состоит в том, что в процессе синтеза образующаяся реакционная вода, удаляется из зоны...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686380
Дата охранного документа: 25.04.2019

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД