[发明专利]一种高温高压液体粘度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种高温高压液体粘度测量装置，其包括高温高压系统以及测量系统，所述高温高压系统，用于为液体提供高温高压环境，其特征在于：

所述的测量系统，包括驱动电机、扭矩传感器、驱动磁筒、感应磁筒、转轴及搅拌桨；

所述驱动电机，用于为所述扭矩传感器提供驱动力；

所述扭矩传感器，一端与所述驱动电机连接，另一端与所述驱动磁筒连接；

所述驱动磁筒，随所述扭矩传感器转动；

所述感应磁筒，位于所述驱动磁筒内部，在磁力作用下随所述驱动磁筒转动；

所述转轴，一端与所述感应磁筒远离所述扭矩传感器的一端连接，另一端与所述搅拌桨连接，所述转轴部分位于所述高温高压系统内；

所述搅拌桨，位于所述高温高压系统内，所述搅拌桨包括多片环绕所述转轴对称设置的桨叶；

其中，所述搅拌桨还包括两个固定圆盘，所述的两个固定圆盘上、下相对设置，所述转轴依次穿过所述两个固定圆盘的圆心并与所述的两个固定圆盘固定连接；所述固定圆盘上预设嵌入插口；

所述的桨叶，其上部通过一所述固定圆盘固定，其下部通过另一所述固定圆盘固定，所述桨叶嵌入所述固定圆盘上的插口内以与所述固定圆盘固定连接，所述桨叶上部远离所述转轴的一端为30-50°倒角，所述桨叶下部从远离所述转轴的一端至靠近所述转轴的一端逐渐向下扩张，形成弧线形结构。

2.根据权利要求1所述的高温高压液体粘度测量装置，其特征在于，所述测量系统，还包括：

支架，用于固定所述驱动电机及所述扭矩传感器。

3.根据权利要求1所述的高温高压液体粘度测量装置，其特征在于：

所述的高温高压系统包括密封的反应釜及加热装置；

所述的反应釜，包括：

釜体，其一端为开口端，所述开口端一侧设有进气管，与所述进气管相背的一侧设有出气管；以及

釜盖，与所述开口端密闭连接，所述釜盖上设有安装孔，用于与所述转轴转动连接；

所述加热装置，用于为所述釜体加热。

4.根据权利要求3所述的高温高压液体粘度测量装置，其特征在于，所述的高温高压系统还包括：

数显压力传感器，用于测定所述釜体内的压力；

热电偶，位于所述釜体内，所述热电偶远离触点的一端与所述釜盖连接，触点所在端位于所述搅拌桨上方且距所述搅拌桨2-5mm。

5.根据权利要求3所述的高温高压液体粘度测量装置，其特征在于，所述测量系统还包括：

冷却装置，套设在所述转轴外部与所述转轴转动连接，并且所述冷却装置一端与所述驱动磁筒转动连接，另一端与所述安装孔固定连接。

6.根据权利要求5所述的高温高压液体粘度测量装置，其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括第一数据采集模块、第一控制模块、第二数据采集模块、第二控制模块及第三控制模块：

所述第一控制模块，用于控制所述加热装置为所述反应釜加热，同时控制所述测量系统开始工作；

所述第一数据采集模块，用于采集所述高温高压系统的温度值并将其传给所述第二控制模块；

所述第二控制模块，用于将所述温度值与预设值进行比较，当所述温度值达到所述预设值时，控制所述第二数据采集模块开启；

所述第二数据采集模块，用于采集所述扭矩传感器的扭矩值并将其发送给所述第三控制模块；

所述第三控制模块，用于根据预设的所述高温高压液体粘度测量装置的功率曲线将所述扭矩值换算成相应的粘度值。

7.一种高温高压液体粘度测量方法，其特征在于，使用权利要求1-6任一项提供的高温高压液体粘度测量装置进行测量，所述测量方法包括：

首先，将液体加入到所述高温高压系统中，使其没过所述搅拌桨；

然后，将所述高温高压系统的压力调节至预设压力值；

之后，给所述高温高压系统的升温，升温的同时开启所述测量系统，使所述搅拌桨的转速为300-1000rpm/min；

最后，当温度升至预设温度值时，采集所述扭矩传感器的扭矩值，根据所述高温高压液体粘度测量装置的功率曲线，将所述扭矩值转换成高温高压液体的粘度值。

8.根据权利要求7所述的高温高压液体粘度测量方法，其特征在于：所述液体为粘度为0-3000mPa.s的油煤浆。

9.根据权利要求8所述的高温高压液体粘度测量方法，其特征在于，所述功率曲线通过以下方法获得：

选取几种已知密度及粘度的液体，按照下列公式绘制功率曲线：

其中：

为功率准数Po；

为搅拌的雷诺准数Re；

为搅拌的佛鲁德准数Fr；

K为常数：系统几何构形的总形状因数；

D为搅拌桨直径，n为转速，ρ为流体密度，μ为流体粘度，g为重力加速度，N为功率。