[发明专利]转筒式流变仪循环系统

说明书

所属技术领域

本发明属于化学工程领域，具体涉及一种转筒式流变仪循环系统。

技术背景

在如图1所示的传统转筒式流变仪中，被测流体在转子(这里为内筒)与外筒(这里为 容器壁)之间的环形区域内旋转，藉测量内筒壁面处的流体剪切速率及转子加于流体的剪切 应力而通过相应的模型计算流变参数。

传统转筒式流变仪要求被测流体在环形测量空间内是均质的，即流体的密度、温度是均匀 的。显然，这种流变仪对于生产中常见的易沉降悬浮体系的流变特性是无能为力的。

发明内容

为了解决用转筒式流变仪测量易沉降悬浮液时，悬浮颗粒的沉降导致的测量空间内流体 非均质问题，本发明提供了一种转筒式流变仪循环系统。

本发明的技术方案是：转筒式流变仪循环系统，包括转子1、外筒2、蠕动泵3和循环管 4，转子1置于外筒2内，外筒2底部连接循环管4，循环管4与蠕动泵3相连，循环管4的 另一端置于转子1与外筒2之间。

转筒式流变仪循环系统流体循环参数需满足下述设定：

(a)流体的循环速度须大于悬浮液中最大颗粒的沉降速度，如此，既可保证所有颗粒 参与循环，又可满足测量空间内所有颗粒均匀悬浮的基本要求。至于测量空间内的被测流体 浓度与循环流体的浓度之间存在下述比例关系：

测定出循环流体的浓度后即可确定被测流体的浓度；

(b)采用蠕动泵输运流体，尽量避免流体循环过程中对颗粒结构物的破坏；

(c)理论上，流体在内外筒间隙内循环流动时，除轴向速度外，只要不引起径向及旋转 方向的速度分量，而且轴向速度在整个环形截面上均匀分布，则可确保流变仪能在流体循环 的条件下按照原来的原理工作，且不改变计算模型；

(d)对于实际操作而言，为方便起见，采用定点循环方式，测量结果的相对误差经推导 可定量估计为：

α=∂Vθ/∂r-Vθ/r∂uθ/∂r-uθ/r+∂Vθ/∂r-Vθ/r]]>

其中，V_θ为流体循环而导致的流体附加旋转速度；u_θ为流体在转子带动下的旋转速度； r为半径，该式与流体的流变特性以及流变仪转子的转速无关，而只与流体的循环方式有关， 因此实际操作中的校正方法是：分别用传统流变仪及带循环系统的流变仪对无沉降的均质流 体进行测量，两个测量结果的相对误差就是校正系数。

本发明的有益效果：使用本发明所设计的循环系统，并按照所要求的技术设定进行操作， 可有效测定易沉降固液悬浮体系的流变参数，而这是传统的转筒式流变仪所不能完成的。由 于循环而引起的误差与流体本身及转筒的转速无关，该误差可通过对普通非沉降流体的测量 予以标定。

附图说明

图1是转筒式流变仪工作示意图。

图2是具有外部循环系统的转筒式流变仪。

图中：1、转子，2、外筒，3、蠕动泵，4、循环管。