CH672372A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die Erfindung betrifft ein Rotationsviskosimeter, wie es zur kontinuierlichen Bestimmung der Viskosität fliessfähiger Medien in Rohrleitungen und Behältern innerhalb von Produktionsprozessen und in Pilotanlagen Anwendung findet. The invention relates to a rotary viscometer, such as is used for the continuous determination of the viscosity of flowable media in pipelines and containers within production processes and in pilot plants.

Im «Fachlexikon für Messtechnik», Autorenkollektiv, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1984, S. 526/527, ist ein Rotationsviskosimeter beschrieben, das als Messfühler einen rotierenden Zylinder besitzt, der von einem dazu koaxialen ortsfesten Aussenzylinder (Searle-Typ) umgeben ist. Das zu prüfende Medium befindet sich im Ringspalt zwischen den beiden Zylindern. Bei einer weiteren Ausführung (Couette-Typ) rotiert der Aussenzylinder, wobei der Innenzylinder ortsfest ist. Es ist auch eine Ausführung (Searle-Couette) mit zwei ortsfesten Zylindern bekannt, so dass ein Doppelringspalt entsteht. Die Übertragung des Drehmomentes und der Drehbewegung aus dem drucklosen Raum in den Druckraum erfolgt durch eine Dauermagnet-Stirndrehkupplung bei rotierendem Innenzylinder und Dauermagnet-Zen-traldreh-Kupplungen bei Hohlzylindern. Dieses Viskosi-meter hat den Nachteil, dass die Lagerung des rotierenden Messzylinders und des Dauermagneten (-systems) bedingt durch axial wirkende Kupplungskraft grosse Axialkräfte aufnehmen müssen. Die unerwünscht hohen Lagerreibungsmomente gehen als Fehler in das Messergebnis ein. In the "Fachlexikon für Messtechnik", author collective, VEB Fachbuchverlag Leipzig 1984, pp. 526/527, a rotary viscometer is described, which has a rotating cylinder as a sensor, which is surrounded by a coaxial, stationary outer cylinder (Searle type). The medium to be tested is located in the annular gap between the two cylinders. In another version (Couette type), the outer cylinder rotates, the inner cylinder being stationary. A version (Searle-Couette) with two stationary cylinders is also known, so that a double ring gap is created. The torque and the rotary movement are transmitted from the unpressurized space to the pressure space by means of a permanent-magnet face rotary coupling with a rotating inner cylinder and permanent-magnet central rotary couplings for hollow cylinders. This viscometer has the disadvantage that the bearings of the rotating measuring cylinder and the permanent magnet (system) have to absorb large axial forces due to the axially acting coupling force. The undesirable high bearing friction moments are included as errors in the measurement result.

Es sind Viskosimeter bekannt (DE-AS 1673 190, G Ol N, 11/14), die mit einem rotierenden Aussenzylinder und einem drehmomentmessenden Innenzylinder ausgestattet sind. Diese erfordern zwei Permanentmagnetkupplungen. Viscometers are known (DE-AS 1673 190, G Ol N, 11/14), which are equipped with a rotating outer cylinder and a torque-measuring inner cylinder. These require two permanent magnet clutches.

Rotationsviskosimeter mit Permanentmagnet-Zentral-kupplungen, die bekannterweise den Magnetfluss des axialgerichteten Dauermagneten über Weicheiseneinbettungen des Rotors zurückführen, besitzen den Nachteil, dass der Innenringspalt nur relativ geringe Abmesssungen aufweisen kann, damit ausreichende Kupplungsmomente bei grossen Massenträgheitsmomenten des rotierenden Zylinders möglich sind. Ein zu geringer Innenringspalt kann zum Verklemmen durch die in der Messsubstanz vorkommenden Partikel führen und erlauben nur kleine Messbereiche. Nachteilig ist ferner der ungenügende Messsubstanzaustausch, der dann auftritt, wenn infolge eines zu grossen Innenringspaltes der Schlupf zwischen Aussenzylinder und Innenzylinder die vertretbare Grösse überschreitet. Rotation viscometers with permanent magnet central clutches, which are known to reduce the magnetic flux of the axially directed permanent magnet via soft iron embedding of the rotor, have the disadvantage that the inner ring gap can only have relatively small dimensions, so that sufficient coupling moments with large moments of inertia of the rotating cylinder are possible. If the inner ring gap is too small, it can cause jamming due to the particles present in the measuring substance and only allow small measuring ranges. Another disadvantage is the inadequate exchange of measuring substance, which occurs when the slip between the outer cylinder and the inner cylinder exceeds the acceptable size due to an excessively large inner ring gap.

Die Erfindung hat das Ziel, ein Rotationsviskosimeter so zu gestalten, dass fehlerhafte Messergebnisse ausgeschlossen und die Leistungsparameter verbessert werden. The aim of the invention is to design a rotary viscometer in such a way that incorrect measurement results are excluded and the performance parameters are improved.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Rotationsviskosimeter zu entwickeln, bei dem die Lagerreibungsmomente relativ gering sind, das einen ausreichenden Messsubstanzaustausch gewährleistet, bei dem Betriebsstörungen durch Verklemmen von Partikeln vermieden und der Schlupf gering gehalten werden. The invention was based on the object of developing a rotational viscometer in which the bearing friction moments are relatively low, which ensures a sufficient exchange of measuring substance, in which operational disturbances due to jamming of particles are avoided and the slippage is kept low.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe gelöst worden, indem zwei erste diametral magnetisierte Permanentmagnete am äusseren Umfang eines zentrisch und drehbar in einem Messbehälter gelagerten Rotors angeordnet sind und dass ein weiterer, mit einer Antriebswelle verbundener diametral magnetisierter Permanentmagnet in einem ortsfesten, koaxial zum Rotor angeordneten, zwischen die Permanentmagnete eintauchenden und zwischen den Permanentmagneten und dem weiteren einzelnen Permanentmagneten eine Trennwand bildenden nichtmagnetischen Innenzylinder hineinragt, wobei der Rotor entweder als Hohlzylinder oder als Flügelrotor ausgebildet ist. According to the invention, the object has been achieved in that two first diametrically magnetized permanent magnets are arranged on the outer circumference of a rotor which is mounted centrally and rotatably in a measuring container, and in that a further diametrically magnetized permanent magnet connected to a drive shaft is arranged in a stationary, coaxial to the rotor, between the Immersing permanent magnets and protruding between the permanent magnets and the further individual permanent magnet forming a partition non-magnetic inner cylinder, wherein the rotor is designed either as a hollow cylinder or as a vane rotor.

Mit dieser Lösung werden unverfälschte Messergebnisse, grosse Übertragungsmomente und geringe Massenträgheitsmomente, Unempfindlichkeit gegen Verschmutzung und die Senkung des Wartungsaufwandes gewährleistet. Ausserdem ist es möglich, die erfindungsgemässe Messzelle in einer vergleichsweise geringen Baugrösse zu gestalten und messtechnisch toten Raum zu vermeiden. With this solution, unadulterated measurement results, large transmission moments and low mass moments of inertia, insensitivity to contamination and the reduction of maintenance are guaranteed. In addition, it is possible to design the measuring cell according to the invention in a comparatively small size and to avoid dead space in terms of measurement technology.

Mit einem Ausführungsbeispiel soll anhand einer Zeichnung die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen : With one embodiment, the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Show it :

Fig. 1 die Messzelle des Rotationsviskosimeters im Schnitt Fig. 1 shows the measuring cell of the rotary viscometer in section

Fig. 2 Schnitt A-A zu Fig. 1 mit Hohlzylinderrotor Fig. 2 section A-A to Fig. 1 with a hollow cylinder rotor

Fig. 3 horizontaler Schnitt einer Messzelle mit Flügelrotor. Fig. 3 horizontal section of a measuring cell with vane rotor.

Wie in Figur 1 dargestellt, ist in dem als Messbehälter ausgebildeten vom Flansch 1 verschlossenen ortsfesten Aussenzylinder 2 der Rotor 3 zentrisch gelagert. Der Rotor 3 besitzt am äusseren Umfang zwei erste diametral magnetisierte zylinderförmige Permanentmagnete 4. Gelagert ist der Rotor 3 mit seinem unteren Wellenende 5 im Boden 6 des Aussen-zylinders 2, mit seinem oberen Wellenende 7 im Boden 8 des mit dem Flansch 1 ein Teil bildenden ebenfalls ortsfesten Innenzylinder 9. Der Innenzylinder 9 erstreckt sich koaxial zur Rotorwelle 10 und nimmt einen weiteren, diametral magnetisierten zylindrisch ausgebildeten Permanentmagnet 11 auf, der über die Antriebswelle 12 von einem nicht dargestellten Elektromotor angetrieben wird. Der Rotor 3 ist als Hohlzylinder ausgebildet. Der den weiteren Permanentmagnet 11 aufnehmende Innenzylinder 9 bildet zugleich die Trennwand 13 zwischen dem Permanentmagnet 11 und den beiden ersten Permanentmagneten 4. Der von der Innenwand 14 des Aussenzylinders 2 und der Aussenwand 15 des Innenzylinders 9 sowie dem Boden 6 und den Flansch 1 begrenzte Messraum 16 wird durch den Rotor 3 und die darauf sitzenden ersten Permanentmagnete 4 in die beiden Ringspalte 17a, 17b geteilt. Die Zufuhr der Messsubstanz in den Messbehälter 2 erfolgt durch den Zulaufschlitz 18, der Ablauf durch den Ablaufschlitz 19. As shown in FIG. 1, the rotor 3 is mounted centrally in the stationary outer cylinder 2, which is designed as a measuring container and is closed by the flange 1. The rotor 3 has on the outer circumference two first diametrically magnetized cylindrical permanent magnets 4. The rotor 3 is supported with its lower shaft end 5 in the base 6 of the outer cylinder 2, with its upper shaft end 7 in the base 8 of the part which forms a part with the flange 1 likewise stationary inner cylinder 9. The inner cylinder 9 extends coaxially to the rotor shaft 10 and receives a further, diametrically magnetized cylindrical permanent magnet 11, which is driven by the drive shaft 12 by an electric motor, not shown. The rotor 3 is designed as a hollow cylinder. The inner cylinder 9 receiving the further permanent magnet 11 also forms the partition wall 13 between the permanent magnet 11 and the first two permanent magnets 4. The measuring space 16 delimited by the inner wall 14 of the outer cylinder 2 and the outer wall 15 of the inner cylinder 9 as well as the base 6 and the flange 1 is divided into two annular gaps 17a, 17b by the rotor 3 and the first permanent magnets 4 seated thereon. The measuring substance is fed into the measuring container 2 through the inlet slot 18, and the outlet through the outlet slot 19.

Das Rotationsviskosimeter arbeitet wie folgt. Nachdem die Messsubstanz über den Zulaufschlitz 18 in den Messbehälter 2 gelangt ist und diesen aufgefüllt hat, wird der nicht dargestellte Elektromotor eingeschaltet und der Permanentmagnet 11 im Innenzylinder 3 über die Antriebswelle 12 in eine konstante Winkelgeschwindigkeit versetzt. Dabei erzeugt der Permanentmagnet 11 ein grosses magnetisches Drehfeld, das auf die am Rotor 3 angeordneten ersten Permanentmagnete 4 einwirkt und den Rotor 3 dadurch in Drehung versetzt. Der Drehbewegung entgegen wirkt das durch das Medium und die Gerätedimensionierung bedingte Messmoment. Das Messmoment wird in einem nicht dargestellten Torsionsdy- The rotary viscometer works as follows. After the measuring substance has entered and filled the measuring container 2 via the inlet slot 18, the electric motor (not shown) is switched on and the permanent magnet 11 in the inner cylinder 3 is set at a constant angular velocity via the drive shaft 12. The permanent magnet 11 generates a large magnetic rotating field which acts on the first permanent magnets 4 arranged on the rotor 3 and thereby sets the rotor 3 in rotation. The rotational moment is counteracted by the measuring torque caused by the medium and the device dimensions. The measuring torque is measured in a torsion

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

namometer erfasst und als ohmsches bzw. kapazitives oder induktives Signal dem Wandler zur Bildung des Einheitssignales, z. B. 4...20 mA zugeführt, welches Rechner bzw. Namometer detected and as an ohmic or capacitive or inductive signal to the converter to form the standard signal, z. B. 4 ... 20 mA, which computer or

3 672 372 3,672,372

Reglersysteme verarbeiten. Der kontinuierliche Mediumaustausch erfolgt über die dem Gerät eigenen Zu- und Ablaufschlitze 18,19 und der Drehbewegung des Rotors 3. Process controller systems. The continuous medium exchange takes place via the device's own inlet and outlet slots 18, 19 and the rotary movement of the rotor 3.

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims (3)

672372 PATENTANSPRÜCHE672372 PATENT CLAIMS 1. Rotationsviskosimeter, dadurch gekennzeichnet, dass zwei erste diametral magnetisierte Permanentmagnete (4) am äusseren Umfang eines zentrisch und drehbar in einem Messbehälter (2) gelagerten Rotors (3) angeordnet sind und dass ein weiterer, mit einer Antriebswelle (12) verbundener diametral magnetisierter weiterer Permanentmagnet (11) in einem ortsfesten, koaxial zum Rotor (3) angeordneten, zwischen die ersten Permanentmagnete (4) eintauchenden und zwischen den Permanentmagneten (4) und dem weiteren Permanentmagnet (11) eine Trennwand (13) bildenden nichtmagnetischen Innenzylinder (9) hineinragt. 1. Rotational viscometer, characterized in that two first diametrically magnetized permanent magnets (4) are arranged on the outer circumference of a rotor (3) mounted centrically and rotatably in a measuring container (2), and in that a further diametrically magnetized magnet connected to a drive shaft (12) further permanent magnet (11) in a fixed, coaxial to the rotor (3), immersed between the first permanent magnets (4) and between the permanent magnets (4) and the further permanent magnet (11) forming a partition (13) non-magnetic inner cylinder (9) protrudes. 2. Rotationsviskosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) als Hohlzylinder ausgebildet ist. 2. Rotational viscometer according to claim 1, characterized in that the rotor (3) is designed as a hollow cylinder. 3. Rotationsviskosimeter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (3) als Flügelrotor ausgebildet ist. 3. Rotational viscometer according to claim 1, characterized in that the rotor (3) is designed as a vane rotor.