專(zhuān)利名稱(chēng)：一種加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置及其測(cè)量方法，特別是指一種加壓液化氣體(與液體混合)燃料的粘度測(cè)量裝置及其測(cè)量方法。
背景技術(shù)：
石油資源日益枯竭，為此，人們都在尋找柴油的替代燃料。經(jīng)過(guò)研究試驗(yàn)，公認(rèn)煤制天然氣、液化石油氣、二甲醚等氣體燃料是替代柴油的清潔燃料。這些替代柴油清潔燃料，在發(fā)動(dòng)機(jī)上燃用時(shí)，需要將這些燃料液化，這些氣體液化燃料的粘度值直接影響其在發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。常溫常壓下液態(tài)物質(zhì)的粘度測(cè)量裝置較多，主要有毛細(xì)管法測(cè)量裝置、振動(dòng)弦法測(cè)量裝置、旋轉(zhuǎn)法測(cè)量裝置、落體法測(cè)量裝置、振動(dòng)法測(cè)量裝置、平板法測(cè)量裝置以及聲頻共振法測(cè)量裝置等。如品式毛細(xì)管測(cè)量裝置，讓待測(cè)液體樣品充滿(mǎn)毛細(xì)管中，處于恒溫浴內(nèi)，在重力的作用下流向受液器，同時(shí)開(kāi)始計(jì)算時(shí)間，到樣品液面達(dá)到刻度線為止，這段時(shí)間直接反映出樣品的粘度。振動(dòng)式超聲波粘度計(jì)，其探測(cè)器內(nèi)有一個(gè)彈片，在受脈沖電流激勵(lì)時(shí)，彈片產(chǎn)生超聲波范圍的機(jī)械振動(dòng)，當(dāng)彈片浸在被測(cè)樣品中時(shí)，彈片的振幅與樣品的粘度和密度有關(guān)，在已知密度的情況下，可從測(cè)出的振幅數(shù)據(jù)求得粘度數(shù)值。但氣體加壓液化燃料的粘度測(cè)量裝置還沒(méi)有一種方便的測(cè)量裝置。目前在科研機(jī)構(gòu)，加壓液化氣體(與液體混合)燃料粘度的測(cè)量使用專(zhuān)用的毛細(xì)管粘度測(cè)量裝置，不同燃料需要設(shè)計(jì)不同形狀的毛細(xì)管以及密封材料，使得燃料粘度的測(cè)量周期長(zhǎng)，不易操作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有加壓液化氣體(與液體混合)燃料粘度測(cè)量周期長(zhǎng)，沒(méi)有統(tǒng)一的儀器測(cè)量的不足，本發(fā)明提供一種加壓液化氣體(與液體混合)燃料粘度測(cè)量裝置，在國(guó)標(biāo) GB256-83的基礎(chǔ)上，對(duì)品式毛細(xì)管改良，設(shè)計(jì)了密封容器。本粘度測(cè)量裝置可以測(cè)量液化氣體燃料和氣液混合燃料的運(yùn)動(dòng)粘度以及液體狀態(tài)下的密度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，而且測(cè)量不同的燃料只需一套設(shè)備即可滿(mǎn)足。本發(fā)明解決上述問(wèn)題所采用的措施是一種加壓液化氣體(與液體混合)燃料粘度測(cè)量裝置，包括燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置本體兩部分。粘度測(cè)量裝置本體由底座，調(diào)節(jié)螺母，密封耐油橡膠，雙頭長(zhǎng)螺桿，改良品式毛細(xì)管，耐壓玻璃圓筒，密封蓋，鎖緊螺母，高壓油管，壓力表，快換式管接頭和開(kāi)關(guān)閥構(gòu)成。其特征在于，粘度測(cè)量裝置本體底座上部槽內(nèi)設(shè)置有外徑與槽內(nèi)徑吻合的密封耐油橡膠，密封件上設(shè)置有耐壓玻璃，底座上凸臺(tái)外圓周對(duì)稱(chēng)的開(kāi)有6個(gè)螺紋孔，雙頭長(zhǎng)螺桿的一端旋入螺紋孔中，擰緊調(diào)節(jié)螺母，改良品式毛細(xì)管垂直置入容器中，密封上蓋槽內(nèi)設(shè)有密封耐油橡膠，用鎖緊螺母將上蓋鎖緊密封，壓力表位于燃料液體進(jìn)口端。燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置本體通過(guò)快接式管接頭連接，其上端的各有一進(jìn)口公用。燃料液化裝置的其它結(jié)構(gòu)與粘度測(cè)量裝置相同。所述的改良品式毛細(xì)管的輔助泡為液體燃料進(jìn)口部分，內(nèi)徑和外徑與品式毛細(xì)管輔助泡最大直徑處相同，進(jìn)口為廣口。改良品式毛細(xì)管一組有毛細(xì)管內(nèi)徑不同的12支，用于測(cè)量不同燃料的粘度。所述的燃料液化裝置的密封容器標(biāo)有刻度，可以測(cè)量液體的體積。所述燃料液化裝置的放置，其底座下端高于粘度測(cè)量裝置本體的上蓋上端面。本發(fā)明測(cè)量裝置是在國(guó)標(biāo)GB256-83的基礎(chǔ)上，對(duì)品式毛細(xì)管進(jìn)行改進(jìn)，保留了品式粘度測(cè)量裝置的基本特征，從原理上保證了有效性。本粘度測(cè)量裝置可以測(cè)量液化氣體燃料和氣液混合燃料的運(yùn)動(dòng)粘度以及液體狀態(tài)下的密度，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易操作，可以測(cè)量不同的燃料僅需一套設(shè)備即可。


圖1是本發(fā)明測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1 粘度計(jì)底座；2 調(diào)節(jié)螺母；3 底座密封墊；4 鎖緊桿；5 毛細(xì)管；6 粘度測(cè)量裝置透明筒體；7 密封蓋；8 鎖緊螺母；9 高壓油管；10 壓力表；11 管接頭；12 閥門(mén)；13 密封蓋墊；14 輔助泡；15 燃料液化裝置底座；16 燃料液化管路；17 密封容器； 18 氮?dú)膺M(jìn)口管；19 氣體燃料進(jìn)口閥門(mén)。
具體實(shí)施例方式下面進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明如圖1，實(shí)施一種加壓液化氣體(與液體混合)燃料粘度測(cè)量裝置，它包括燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置本體兩部分。粘度測(cè)量裝置本體由底座1，調(diào)節(jié)螺母2，密封耐油橡膠3，雙頭長(zhǎng)螺桿4，改良品式毛細(xì)管5，耐壓玻璃圓筒6，密封蓋7，鎖緊螺母8，高壓油管9， 壓力表10，快換式管接頭11，開(kāi)關(guān)閥12組成。燃料液化裝置內(nèi)沒(méi)有毛細(xì)管，下端有兩個(gè)管路16，其余結(jié)構(gòu)和粘度測(cè)量裝置本體相同。其特征在于，粘度測(cè)量裝置本體底座1上部槽內(nèi)放置外徑與槽內(nèi)徑吻合的密封耐油橡膠3，密封墊3上放置耐壓玻璃6，底座1上凸臺(tái)外圓周對(duì)稱(chēng)的開(kāi)有6個(gè)螺紋孔，雙頭長(zhǎng)螺桿4的一端旋進(jìn)螺紋孔中，擰緊調(diào)節(jié)螺母2，改良品式毛細(xì)管5垂直放入容器中，密封上蓋7槽內(nèi)仍放有密封耐油橡膠13，用鎖緊螺母8將上蓋7鎖緊密封，壓力表10位于燃料液體進(jìn)口端。燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置本體通過(guò)快換式管接頭11連接，其上端的各有一進(jìn)口 18公用。氣體燃料和加壓氣體通過(guò)高壓油管12輸送。所述的改良品式毛細(xì)管5的輔助泡14為液體燃料進(jìn)口部分，內(nèi)徑和外徑與品式毛細(xì)管輔助泡最大直徑處相同，進(jìn)口為廣口。改良品式毛細(xì)管一組有毛細(xì)管內(nèi)徑不同的12 支，用于測(cè)量不同粘度的燃料。所述的燃料液化裝置的密封容器17標(biāo)有刻度，可以測(cè)量液體的體積，利用稱(chēng)重儀器得到液化燃料的質(zhì)量，從而計(jì)算得到加壓液化氣體(與液體混合)燃料的密度，間接得到液化燃料的動(dòng)力粘度。所述燃料液化裝置放置，其底座15下端高于粘度測(cè)量裝置本體的上蓋7上端面， 使得加壓液化氣體(與液體混合)燃料在重力的作用下流到毛細(xì)管中。使用時(shí)，自備恒溫浴槽和秒表，先將各器件擦拭干凈，可參照國(guó)標(biāo)GB256-83，石油產(chǎn)品運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定法和動(dòng)力粘度測(cè)量裝置算法，按照?qǐng)D示位置將毛細(xì)管5和管路接好，調(diào)節(jié)密封蓋7使之水平，從而保證毛細(xì)管5垂直。
將氣體燃料加壓液化。燃料液化裝置底座管路16關(guān)閉，通過(guò)液化裝置上蓋燃料進(jìn)口輸送氣體燃料，將容器加至壓力表讀數(shù)不在變化為止，關(guān)閉進(jìn)口閥門(mén)19，同時(shí)向粘度測(cè)量裝置本體和液化裝置容器內(nèi)輸送高壓穩(wěn)定氣體(如氮?dú)?使之氣體燃料液化，同時(shí)保證粘度測(cè)量裝置本體和液化裝置容器內(nèi)的壓力相等。測(cè)量加壓液化氣體(與液體混合)燃料的運(yùn)動(dòng)粘度，測(cè)量液體流過(guò)毛細(xì)管計(jì)時(shí)泡的時(shí)間，多次測(cè)量減少誤差，根據(jù)粘度系數(shù)計(jì)算運(yùn)動(dòng)粘度。具體實(shí)施例11.儀器(1)加壓液化氣體粘度測(cè)量裝置一個(gè)，含有改良品氏毛細(xì)管一組。此組粘度測(cè)量裝置共12支，每支具有三處擴(kuò)張部分。各件的毛細(xì)管內(nèi)徑分別為0. 4，0. 6，0. 8，1. 0，1. 2，1. 5， 2. 0,2. 5,3. 0,4. 0,5. 0和6. 0毫米，每支粘度測(cè)量裝置都有粘度測(cè)量裝置常數(shù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)溫度選用適當(dāng)?shù)恼扯葴y(cè)量裝置。(2)帶有透明壁或裝有觀察孔的恒溫器，其高度應(yīng)高于粘度測(cè)量裝置容積中毛細(xì)管的計(jì)時(shí)泡的高度，容積不少于5升，并附有自動(dòng)攪拌裝置和一種能夠準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)溫度的電熱裝置。(3)玻璃水銀溫度計(jì)，分度為0. 1°C。(4)秒表，分格為0. Is。(5)溶劑油，航空汽油或乙醚(分析純)。(6)恒溫浴液體，透明礦物油，甘油或25%硝酸銨水溶液(此浴液表面要浮著一層透明礦物油。也可以用水代之)。2.測(cè)定過(guò)程(1)測(cè)定前，粘度測(cè)量裝置須用溶劑油洗滌，如有污垢，就用鉻酸洗液，蒸餾水或精制乙醇仔細(xì)洗滌，然后放入烘箱中烘干或用通過(guò)棉花的熱空氣吹干。試樣含有水或機(jī)械雜質(zhì)時(shí)，在試驗(yàn)前必須經(jīng)過(guò)脫水處理，用濾紙過(guò)濾除去機(jī)械雜質(zhì)。(2)氣體燃料加壓液化。燃料液化裝置底座管路16關(guān)閉，通過(guò)液化裝置上蓋燃料進(jìn)口輸送氣體燃料，將容器加至壓力表讀數(shù)不在變化為止，關(guān)閉進(jìn)口閥門(mén)19，同時(shí)向粘度測(cè)量裝置本體和液化裝置容器內(nèi)輸送高壓穩(wěn)定氣體(如氮?dú)?使之氣體燃料液化，從而保證粘度測(cè)量裝置本體和液化裝置容器內(nèi)的壓力相等。C3)調(diào)節(jié)密封蓋7使之水平，從而保證毛細(xì)管5垂直。溫度計(jì)要利用一只夾子固定， 務(wù)必使水銀球的位置接近容器中央點(diǎn)的水平面，并使溫度計(jì)上要測(cè)溫的刻度位于恒溫浴的液面上IOmm處。將粘度本體浸入事先妥當(dāng)?shù)暮銣卦≈?，必須使粘度測(cè)量裝置本體容器五分之四以上部分在恒溫浴中。保持20分鐘，溫度較高時(shí)，可適當(dāng)延長(zhǎng)時(shí)間。(4)打開(kāi)粘度測(cè)量裝置本體和液化裝置之間的閥門(mén)，使試樣緩緩的流入到毛細(xì)管中，當(dāng)試樣液面進(jìn)入到毛細(xì)管另一端擴(kuò)張?zhí)幍酌鏁r(shí)關(guān)閉所有閥門(mén)。( 測(cè)定時(shí)，不要讓毛細(xì)管和擴(kuò)張部分的液體產(chǎn)生氣泡和裂隙。此時(shí)觀察試樣在管身流動(dòng)情況。液面正好達(dá)到標(biāo)線a (計(jì)時(shí)泡上端)時(shí)，開(kāi)動(dòng)秒表，液面正好流到標(biāo)線b (計(jì)時(shí)泡下端)時(shí)，停住秒表。注意，當(dāng)試樣的液面在擴(kuò)張部分流動(dòng)時(shí)，恒溫器中正在攪拌的液體要保持恒定溫度，而且擴(kuò)張部分中不應(yīng)出現(xiàn)氣泡。(6)用秒表記錄下來(lái)的流動(dòng)時(shí)間，應(yīng)重復(fù)測(cè)定至少四次，其中各次流動(dòng)時(shí)間其算術(shù)
5平均值的差數(shù)不應(yīng)超過(guò)算術(shù)平均值的0. 5%，取不少于三次的流動(dòng)時(shí)間所得的算術(shù)平均值作為試樣的平均流動(dòng)時(shí)間。3.計(jì)算(1)運(yùn)動(dòng)粘度的計(jì)算，在溫度t時(shí)，試樣的運(yùn)動(dòng)粘度Vt按照式Vt = c · Tt計(jì)算。式中c—粘度測(cè)量裝置常數(shù)，mm2/s2 ；Tt——試樣的平均流動(dòng)時(shí)間，s。例測(cè)量二甲醚在40°C下的粘度值。選取粘度測(cè)量裝置的常數(shù)為0. OlmmVs2的毛細(xì)管，測(cè)得試樣在40°C時(shí)的流動(dòng)時(shí)間為19. 9s，19. 8s，20. Os和19. 3s，因此流動(dòng)時(shí)間的算術(shù)平均值為T(mén)40 = (19. 9+19. 8+19. 8+19. 6)/4 = 19. 775s各次流動(dòng)時(shí)間與平均流動(dòng)時(shí)間的允許誤差為(19. 775X0. 8)/100 = 0. 1582s因?yàn)?9. 6s與平均流動(dòng)時(shí)間之差已超過(guò)0. 1582s，所以這個(gè)讀數(shù)應(yīng)棄去。計(jì)算平均流動(dòng)時(shí)間時(shí)，只采用前三個(gè)讀數(shù)，他們與算術(shù)平均值，都沒(méi)有超過(guò)0. 1582s。于是平均流動(dòng)時(shí)間為T(mén)40 = (19. 9+19. 8+19. 8)/3 = 19. 83s試樣運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定結(jié)果為vt = c · T40 = 0. OlX 19. 83 = 0. 198mm2/s(2)動(dòng)力粘度的計(jì)算，在溫度t時(shí)，試樣的動(dòng)力粘度μ t按照式μ t = Vt · P t計(jì)算。 式中vt—在溫度t時(shí)，試樣的運(yùn)動(dòng)粘度，mm2/s ； P t——在溫度t時(shí)，試樣的密度，kg/m3。例二甲醚在40°C時(shí)的密度為66mig/m3，可算得其動(dòng)力粘度為 μ t = V40 · P 40 = 0. 198 X 1(Γ6 X 668 = 0· 132 X KT3Pa · S = 0. 132cP
權(quán)利要求
1.一種加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置，包括燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置，粘度測(cè)量裝置含有底座，調(diào)節(jié)螺母，底座密封墊，鎖緊螺桿，毛細(xì)管，透明筒體，密封蓋，鎖緊螺母， 高壓油管，壓力表，管接頭和閥門(mén)，其特征在于粘度測(cè)量裝置的透明筒體(6)上下兩端由粘度計(jì)底座(1)和密封上蓋(7)通過(guò)粘度計(jì)底座(1)上設(shè)置的螺孔、調(diào)節(jié)螺母O)、鎖緊桿(4)和鎖緊螺母(8)調(diào)節(jié)固定；在透明筒體 (6)內(nèi)通過(guò)密封上蓋(7)固定設(shè)置有U型毛細(xì)管( 連通有壓力表(10)，在密封上蓋(7) 上連通有氮?dú)膺M(jìn)口管(18)及其閥門(mén)(1 和管接頭(11)；燃料液化裝置與粘度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)相同，其燃料液化裝置的氮?dú)膺M(jìn)口管(18)通過(guò)管接頭(11)與粘度測(cè)量裝置相連通；其燃料液化裝置的高壓油管(9)上設(shè)置有閥門(mén)(12) 和管接頭(11)，并連通壓力表(10)、U型毛細(xì)管( 和燃料液化管路(16)，燃料液化管路 (16)連通燃料液化裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置，其特征在于毛細(xì)管(5)的輔助泡(14)是液體燃料進(jìn)口，輔助泡(14)的內(nèi)徑和外徑與品式毛細(xì)管輔助泡最大直徑處相同，進(jìn)口為廣口 ；品式毛細(xì)管一組設(shè)有毛細(xì)管內(nèi)徑不同的12支，用于測(cè)量不同燃料的粘度。
3.如權(quán)利要求1所述的加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置，其特征在于燃料液化裝置的密封容器(17)上標(biāo)有刻度。
4.如權(quán)利要求1所述的加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置，其特征在于燃料液化裝置的底座(1 下端面高于粘度測(cè)量裝置的密封蓋(7)的上端面。
全文摘要
一種加壓液化氣體燃料粘度測(cè)量裝置包括燃料液化裝置和粘度測(cè)量裝置，其粘度測(cè)量裝置是透明筒體上下兩端的底座和密封蓋通過(guò)底座上設(shè)置的螺孔、調(diào)節(jié)螺母、鎖緊桿和鎖緊螺母調(diào)節(jié)固定；在透明筒體內(nèi)通過(guò)密封上蓋固定設(shè)置有U型毛細(xì)管連通有壓力表，在密封上蓋上還連通有氮?dú)膺M(jìn)口管及其閥門(mén)和管接頭；燃料液化裝置與粘度測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)相同，其燃料液化裝置的氮?dú)膺M(jìn)口管通過(guò)管接頭與粘度測(cè)量裝置相連通；其燃料液化裝置的油管上設(shè)置有閥門(mén)和管接頭，并連通壓力表、U型毛細(xì)管和燃料液化管，燃料液化管連通有燃料液化裝置。本發(fā)明可以測(cè)量液化氣體燃料和氣液混合燃料的運(yùn)動(dòng)粘度以及液體狀態(tài)下的密度，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易操作，測(cè)量不同的燃料僅需要一套設(shè)備。
文檔編號(hào)G01N11/06GK102175574SQ20101062062
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者朱建軍, 王鐵, 雷思敏 申請(qǐng)人:太原理工大學(xué)