[发明专利]一种可同时实现分压和分质注入的装置及其实验方法

权利要求书

1.一种可同时实现分压和分质注入的装置，其特征在于：这种可同时实现分压和分质注入的装置包括外筒(1)、套管(2)、多组扇叶(3)、转轴(4)、压力传感器(6)、转速显示器(7)、数显粘度计(10)、DSP控制模块(11)，外筒(1)、套管(2)、转轴(4)同心共轴设置，多组扇叶(3)通过相应的支撑支架(5)依次等间距安装在转轴(4)上，每组扇叶(3)由三个扇叶与扇叶固定套转动连接构成，三个扇叶均匀分布在扇叶固定套周围，每个支撑支架(5)由支架固定套(14)及与其转动连接的三根可伸缩杆构成，扇叶固定套、两个支架固定套(14)均嵌套固定在转轴(4)上，每组扇叶与两个支撑支架(5)连接，扇叶固定套位于两个支架固定套(14)之间，每个扇叶的一侧均转动连接一根所述的可伸缩杆，多组扇叶(3)靠近外筒(1)出口端设置，套管(2)从外筒(1)出口端插套在多组扇叶外；外筒(1)出口端装有压力传感器(6)和数显粘度计(10)，压力传感器(6)和数显粘度计(10)通过传输线(13)与感应板(12)连接，感应板(12)上设置微处理转换器和接收发射器，感应板(12)与其下面的DSP控制模块(11)相连接；

在初始状态时，套管(2)嵌套在所有组扇叶的周围，套管(2)内壁与扇叶边缘相贴附，扇叶在套管(2)压力的作用下，处于未展开的状态，通过调整套管(2)与转轴(4)上固定的所有组扇叶的重合程度，控制各组扇叶(3)是处于闭合状态或是处于展开状态，改变注入的溶液通过各组扇叶(3)所在截面时的过流面积，从而改变注入的溶液的压力；处于展开状态的扇叶组数越多、转速越快，最终从外筒(1)出口端流出的聚合物分子量越小；

所述的转轴(4)与电动机(8)相连，电动机(8)通过调速器(9)依据转速显示器(7)的数值进行转速的调节。

2.根据权利要求1所述的可同时实现分压和分质注入的装置，其特征在于：所述的可伸缩杆由三节伸缩筒滑动连接构成，由上到下分别为第一节伸缩筒(15)、第二节伸缩筒(16)、第三节伸缩筒(17)，弹簧(18)设置于第三节伸缩筒(17)内，第一节伸缩筒(15)具有外凸的圆球，第二节伸缩筒(16)的筒壁有凹槽。

3.根据权利要求2所述的可同时实现分压和分质注入的装置，其特征在于：所述的扇叶(3)有五组。

4.一种权利要求3所述的可同时实现分压和分质注入的装置的实验方法，其特征在于：

步骤一：注入溶液前，根据预期的外筒(1)出口端与外筒(1)入口端的节流压差确定所需要展开的扇叶的组数，并使所有组扇叶均位于套管(2)内；

步骤二：向外筒(1)内注入溶液；

步骤三：改变套管(2)内扇叶组数，控制处于闭合状态的扇叶变为展开状态的扇叶组数逐渐增多，当处于展开状态的扇叶组数发生变化时，注入的溶液通过展开状态扇叶所在截面的过流面积发生变化，且处于展开状态的扇叶组数越多，外筒出口端与外筒入口端的节流压差越大；

步骤四：根据最终要得到的聚合物的分子量确定展开的扇叶的转速；

步骤五：通过调速器(9)对电动机(8)进行调节，调节转轴(4)转动的快慢，转速范围为0—2000rpm，直至转速显示器(7)上显示的转速与预期相符合；当处于展开状态的扇叶转速发生变化时，注入的溶液通过展开状态扇叶所在截面时受到机械剪切作用，聚合物的分子量发生改变，且处于展开状态的扇叶组数越多、转速越快，最终从外筒出口端流出的聚合物分子量越小；

步骤六：建立聚合物溶液特性粘数与聚合物溶液粘度间的关系；

特性粘数值[η]其定义为粘数或对数粘数在无限稀释时的外推值，采用“一点法”计算得聚合物溶液特性粘数，在一个浓度下测定增比粘度η_sp，直接计算出特性粘数[η]值；“一点法”求[η]的方程：c为聚合物溶液的浓度；其中η_r为粘度比，η₀为纯溶剂的粘度，η为同温度下聚合物溶液的粘度；

步骤七：建立聚合物分子量与聚合物溶液特性粘数的关系，最终在计算机上实时显示聚合物分子量的大小。