一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型是關(guān)于一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，所述的測(cè)量裝置包括高溫高壓系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)，所述的測(cè)量系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、扭矩傳感器、驅(qū)動(dòng)磁筒、感應(yīng)磁筒、轉(zhuǎn)軸及攪拌槳；所述扭矩傳感器，一端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒連接；所述驅(qū)動(dòng)磁筒，隨所述扭矩傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)；所述感應(yīng)磁筒，位于所述驅(qū)動(dòng)磁筒內(nèi)部，在磁力作用下隨所述驅(qū)動(dòng)磁筒轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)軸，一端與所述感應(yīng)磁筒遠(yuǎn)離所述扭矩傳感器的一端連接，另一端與所述攪拌槳連接，所述轉(zhuǎn)軸部分位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)；所述攪拌槳，位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)，所述攪拌槳包括多片環(huán)繞所述轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置的槳葉。本實(shí)用新型的測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫高壓條件下液體粘度的精確測(cè)量。
【專利說(shuō)明】一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，屬于高溫高壓液體流動(dòng)性測(cè)定領(lǐng)域，特別是涉及一種適用于不穩(wěn)態(tài)的非牛頓流體尤其是油煤漿的粘度測(cè)量裝置及測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002]中國(guó)是一個(gè)富煤貧油的國(guó)家，近年來(lái)，由于世界油價(jià)急劇上升以及國(guó)內(nèi)油資源的不斷消耗，中國(guó)每年有一半以上的石油需要進(jìn)口，對(duì)外的依存度較高，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)還是戰(zhàn)略角度來(lái)看，都需要尋找一種能夠部分取代石油燃料的替代品。
[0003]褐煤或年輕的煙煤在高溫高壓下，在催化劑和供氫溶劑油的輔助下，在反應(yīng)器中進(jìn)行裂解加氫可以轉(zhuǎn)變成液體燃料和其他化學(xué)品，此種技術(shù)被稱為煤炭直接液化技術(shù)。褐煤或年輕的煙煤煤粉及供氫溶劑共同形成的油煤漿，在煤炭直接液化工藝中，油煤漿的流變性能是十分重要的工藝性問(wèn)題。在煤炭直接液化工藝過(guò)程中，高濃度的油煤漿經(jīng)過(guò)預(yù)熱器后，其溫度會(huì)升高至400°C左右，此時(shí)，煤結(jié)構(gòu)單元之間的一些橋鍵已經(jīng)發(fā)生斷裂，從而產(chǎn)生自由基，自由基很不穩(wěn)定，如果沒(méi)有高壓氫氣環(huán)境以及溶劑分子的分隔，自由基會(huì)重新縮合成大分子，從而導(dǎo)致油煤漿的流變特性發(fā)生明顯改變，嚴(yán)重時(shí)會(huì)產(chǎn)生突變結(jié)焦從而堵塞輸送管線，使整個(gè)系統(tǒng)阻力增加，傳熱和傳質(zhì)工況惡化，進(jìn)而影響整個(gè)煤液化工藝系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，了解油煤漿的流變性能對(duì)煤直接液化工藝的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)是十分必要的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]一方面，本實(shí)用新型提供了一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其包括高溫高壓系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)，所述高溫高壓系統(tǒng)，用于為液體提供高溫高壓環(huán)境，所述的測(cè)量系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、扭矩傳感器、驅(qū)動(dòng)磁筒、感應(yīng)磁筒、轉(zhuǎn)軸及攪拌槳；所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于為所述扭矩傳感器提供驅(qū)動(dòng)力；所述扭矩傳感器，一端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒連接；所述驅(qū)動(dòng)磁筒，隨所述扭矩傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)；所述感應(yīng)磁筒，位于所述驅(qū)動(dòng)磁筒內(nèi)部，在磁力作用下隨所述驅(qū)動(dòng)磁筒轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)軸，一端與所述感應(yīng)磁筒遠(yuǎn)離所述扭矩傳感器的一端連接，另一端與所述攪拌槳連接，所述轉(zhuǎn)軸部分位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)；所述攪拌槳，位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)，所述攪拌槳包括多片環(huán)繞所述轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置的槳葉。
[0005]較佳的，所述測(cè)量系統(tǒng)，還包括:支架，用于固定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所述扭矩傳感器。
[0006]較佳的，所述的高溫高壓系統(tǒng)包括密封的反應(yīng)釜及加熱裝置；所述的反應(yīng)釜，包括:釜體，其一端為開(kāi)口端，所述開(kāi)口端一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣管，與所述進(jìn)氣管相背的一側(cè)設(shè)有出氣管；以及釜蓋，與所述開(kāi)口端密閉連接，所述釜蓋上設(shè)有安裝孔，用于與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述加熱裝置，用于為所述釜體加熱。
[0007]較佳的，所述的高溫高壓系統(tǒng)還包括:數(shù)顯壓力傳感器，用于測(cè)定所述釜體內(nèi)的壓力；熱電偶，位于所述釜體內(nèi)，所述熱電偶遠(yuǎn)離觸點(diǎn)的一端與所述釜蓋連接，觸點(diǎn)所在端位于所述攪拌槳上方且距所述攪拌槳2-5mm。[0008]較佳的，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括:冷卻裝置，套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸外部與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且所述冷卻裝置一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述安裝孔固定連接。
[0009]較佳的，所述攪拌槳還包括兩個(gè)固定圓盤(pán)，所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)上、下相對(duì)設(shè)置，所述轉(zhuǎn)軸依次穿過(guò)所述兩個(gè)固定圓盤(pán)的圓心并與所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)固定連接；所述的槳葉，其上部通過(guò)一所述固定圓盤(pán)固定，其下部通過(guò)另一所述固定圓盤(pán)固定，所述槳葉上部遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端為30-50°倒角，所述槳葉下部從遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端至靠近所述轉(zhuǎn)軸的一端逐漸向下擴(kuò)張，形成、弧線形結(jié)構(gòu)。
[0010]較佳的，所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一控制模塊、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二控制模塊及第三控制模塊:所述第一控制模塊，用于控制所述加熱裝置為所述反應(yīng)釜加熱，同時(shí)控制所述測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始工作；所述第一數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述高溫高壓系統(tǒng)的溫度值并將其傳給所述第二控制模塊；所述第二控制模塊，用于將所述溫度值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)所述溫度值達(dá)到所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述第二數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)啟；所述第二數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述扭矩傳感器的扭矩值并將其發(fā)送給所述第三控制模塊；所述第三控制模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的所述高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置的功率曲線將所述扭矩值換算成相應(yīng)的粘度值。
[0011]較佳的，所述液體為粘度為0-3000mPa.s的油煤漿。
[0012]借由上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置至少具有下列優(yōu)點(diǎn):
[0013]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫高壓條件下液體粘度的測(cè)量，操作方便、精確度高、重現(xiàn)性好；整個(gè)裝置采用磁力攪拌，有利于提高系統(tǒng)密封性；該結(jié)構(gòu)的攪拌槳，可以防止含固相的漿狀液體，尤其是油煤漿中固相的沉積，使高溫高壓系統(tǒng)中氣、液、固三相充分混合，保證了流體的均一性。
[0014]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說(shuō)明如后。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的攪拌槳側(cè)視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例1提供的攪拌槳俯視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例2中Re > 300時(shí)測(cè)量裝置的功率曲線圖；
[0019]圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例2中Re < 300時(shí)測(cè)量裝置的功率曲線圖；
【具體實(shí)施方式】
[0020]為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本實(shí)用新型提出的齒輪拔出結(jié)構(gòu)及齒輪拔出方法其【具體實(shí)施方式】、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。在下述說(shuō)明中，不同的“一實(shí)施例”或“實(shí)施例”指的不一定是同一實(shí)施例。此外，一或多個(gè)實(shí)施例中的特定特征、結(jié)構(gòu)、或特點(diǎn)可由任何合適形式組合。[0021]實(shí)施例1
[0022]如圖1所示，本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例提出的一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其包括高溫高壓系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)，所述高溫高壓系統(tǒng)用于容納液體并為液體提供高溫高壓的環(huán)境，其可以為具有升溫加壓功能的密閉的高溫高壓反應(yīng)釜；所述的測(cè)量系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)1、扭矩傳感器2、驅(qū)動(dòng)磁筒3、感應(yīng)磁筒12、轉(zhuǎn)軸21及攪拌槳20 ;所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I與所述扭矩傳感器2的上端連接，用于為所述扭矩傳感器2提供驅(qū)動(dòng)力，從而使其帶動(dòng)連接在其下端組件轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)用新型實(shí)施例中選用便于攜帶的微型電機(jī)；所述扭矩傳感器2下端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒3的上端連接；所述驅(qū)動(dòng)磁筒3隨所述扭矩傳感器2轉(zhuǎn)動(dòng)，所述驅(qū)動(dòng)磁筒3下端直接或間接與所述高溫高壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述感應(yīng)磁筒12位于所述驅(qū)動(dòng)磁筒3內(nèi)部，在磁力作用下與所述驅(qū)動(dòng)磁筒3之間保持一定間隙，并且能夠隨所述驅(qū)動(dòng)磁筒3轉(zhuǎn)動(dòng)；所述轉(zhuǎn)軸21上端與所述感應(yīng)磁筒12的下端連接，所述轉(zhuǎn)軸21的下端與所述攪拌槳20連接，所述轉(zhuǎn)軸21部分位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)，并與所述高溫高壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)密閉連接，整個(gè)所述測(cè)量系統(tǒng)與外接隔離；所述攪拌槳20，位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)，所述攪拌槳20包括多片槳葉201，所述的多片槳葉201彼此之間相隔一定間距，環(huán)繞所述轉(zhuǎn)軸21且對(duì)稱設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸21的下端。
[0023]使用本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置測(cè)量液體在高溫高壓下的粘度時(shí)，先將高溫高壓系統(tǒng)的壓力設(shè)置到預(yù)設(shè)壓力值；然后將液體倒入高溫高壓系統(tǒng)中，使其沒(méi)過(guò)攪拌槳20 ；為高溫高壓系統(tǒng)升溫，升溫的同時(shí)開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)I，驅(qū)動(dòng)電機(jī)I帶動(dòng)扭矩傳感器2轉(zhuǎn)動(dòng)，扭矩傳感器2的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)與其連接的驅(qū)動(dòng)磁筒3轉(zhuǎn)動(dòng)，位于驅(qū)動(dòng)磁筒3內(nèi)部的感應(yīng)磁筒12在驅(qū)動(dòng)磁筒3的帶動(dòng)下也進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其下端連接的轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸21帶動(dòng)攪拌槳20攪動(dòng)高溫高壓系統(tǒng)中的所述液體，由于攪拌槳20由多片圍繞轉(zhuǎn)軸21對(duì)稱設(shè)置的槳葉形成，其在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，形成類似筒狀的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡，該轉(zhuǎn)動(dòng)形式受力面積大，受力均勻，有利于提高測(cè)量精確度，該攪拌槳20攪動(dòng)所述液體時(shí)產(chǎn)生一定的扭矩，該扭矩值與液體的粘度有關(guān)，其通過(guò)扭矩傳感器2獲取，根據(jù)一定環(huán)境下扭矩與粘度的關(guān)系公式，可以通過(guò)攪拌槳20攪拌液體產(chǎn)生的扭矩值來(lái)推導(dǎo)出液體在該溫度、壓力下的粘度值。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)了對(duì)高溫高壓條件下液體粘度的測(cè)量，操作方便、精確度高、重現(xiàn)性好；整個(gè)裝置采用磁力攪拌，有利于提高系統(tǒng)密封性；該結(jié)構(gòu)的攪拌槳，可以防止含固相的漿狀液體，尤其是油煤漿中固相的沉積，使高溫高壓系統(tǒng)中氣、液、固三相充分混合，保證了流體的均一性。
[0025]較佳的，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括支架11，所述支架11用于固定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)I及所述扭矩傳感器2。
[0026]較佳的，所述的高溫高壓系統(tǒng)包括密封的反應(yīng)釜及加熱裝置9 ;所述的反應(yīng)釜包括釜體10和釜蓋6 ;所述釜體10 —端為開(kāi)口端，所述開(kāi)口端一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣管7，所述進(jìn)氣管7與外接氣源連接，通過(guò)在所述進(jìn)氣管7設(shè)置進(jìn)氣開(kāi)關(guān)閥門(mén)8，控制所述進(jìn)氣管7的開(kāi)關(guān)及氣體的進(jìn)入量，所述釜體10開(kāi)口端的與所述進(jìn)氣管相背的一側(cè)，設(shè)有出氣管17，所述出氣管17與氣體回收系統(tǒng)連接，通過(guò)所述出氣管將氣體排出，所述出氣管上設(shè)有出氣開(kāi)關(guān)閥門(mén)18，用于控制所述出氣管17的開(kāi)關(guān)及出氣量大小，所述釜體10的體積優(yōu)選200-1000ml ;所述釜蓋6與所述開(kāi)口端密閉連接，本實(shí)施例中，通過(guò)在所述釜蓋6與所述釜體10之間設(shè)置密封圈16，實(shí)現(xiàn)所述釜體10與所述釜蓋6的密閉連接，所述釜蓋6上設(shè)有安裝孔，直接或間接用于安裝所述轉(zhuǎn)軸21，所述釜蓋6與所述轉(zhuǎn)軸21之間為轉(zhuǎn)動(dòng)連接；所述加熱裝置9用于為所述釜體10加熱，使所述釜體10達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值并保持在該溫度，本實(shí)施例中，所述加熱裝置優(yōu)選電加熱裝置，所述加熱裝置能夠滿足程序升溫要求，有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
[0027]較佳的，所述的高溫高壓系統(tǒng)還包括數(shù)顯壓力傳感器和熱電偶，所述的數(shù)顯壓力傳感器，用于測(cè)定所述釜體10內(nèi)的壓力；所述熱電偶位于所述釜體10內(nèi)，其上端通過(guò)預(yù)設(shè)在所述釜蓋6上的熱電偶插槽19與所述釜蓋6連接，其觸點(diǎn)位于其下端，觸點(diǎn)所在端位于所述攪拌槳20上方且距所述攪拌槳202-5mm。通過(guò)設(shè)置數(shù)顯壓力傳感器及熱電偶，有利于隨時(shí)觀察高溫高壓系統(tǒng)的溫度及壓力值，并且有利于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制。
[0028]較佳的，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括冷卻裝置，所述冷卻裝置一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒3轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端固定連接在所述安裝孔內(nèi)，所述冷卻裝置套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸21外部與所述轉(zhuǎn)軸21轉(zhuǎn)動(dòng)連接，本實(shí)施例中，所述冷卻裝置為冷卻水夾套13，其一端設(shè)有冷卻水進(jìn)水管5，與冷卻水進(jìn)水管相反的另一端設(shè)有冷卻水出水管15，所述冷卻水進(jìn)水管5與冷卻水源連接，所述冷卻水進(jìn)水管5上設(shè)有冷卻水入口閥4，用于控制冷卻水進(jìn)水管的開(kāi)關(guān)及冷卻水的進(jìn)入量，所述冷卻水出水管15與冷卻水流出管路連接,所述冷卻水出水管15上設(shè)有冷卻水出口閥14，用于控制所述冷卻水出水管的開(kāi)關(guān)及冷卻水流出量。高溫輻射能夠減退磁力，通過(guò)在磁力驅(qū)動(dòng)裝置，即驅(qū)動(dòng)磁筒3與轉(zhuǎn)動(dòng)磁筒，與釜蓋6之間設(shè)置冷卻裝置，消除了釜蓋6頂部高溫輻射對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)裝置的影響，從而保證攪拌系統(tǒng)摩擦阻力的相對(duì)穩(wěn)定。
[0029]較佳的，如圖2和圖3所示，所述攪拌槳20還包括兩個(gè)固定圓盤(pán)202，所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)202上、下相對(duì)設(shè)置，所述轉(zhuǎn)軸21依次穿過(guò)所述兩個(gè)固定圓盤(pán)202的圓心并與所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)202固定連接，本實(shí)施例中，通過(guò)在固定圓盤(pán)202上預(yù)設(shè)嵌入插口，將槳葉201的一側(cè)嵌入所述插口內(nèi)通過(guò)焊接的方式固定連接，在其他實(shí)施例中，槳葉201與固定圓盤(pán)202也可通過(guò)粘接、卡扣連接等方式固定連接；所述的槳葉201上部通過(guò)位于上部的固定圓盤(pán)202固定，下部通過(guò)位于下部的所述固定圓盤(pán)202固定，所述槳葉201上部遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸21的一端為30-50°倒角，優(yōu)選45°倒角，所述槳葉201下部從遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸21的一端至靠近所述轉(zhuǎn)軸21的一端逐漸向下擴(kuò)張，形成為弧線形結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)可保證在高剪切速率下待測(cè)液體不會(huì)蕩起，保持液面平穩(wěn)，進(jìn)一步提高了測(cè)量精度，倒角的度數(shù)及弧線結(jié)構(gòu)的弧度可以根據(jù)待測(cè)液體的物理性質(zhì)確定，所述槳葉的片數(shù)優(yōu)選六片。
[0030]較佳的，所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一控制模塊、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二控制模塊及第三控制模塊。其中，本實(shí)施例中，所述第一控制模塊包括一加熱裝置控制單元和一測(cè)量系統(tǒng)控制單元，所述加熱控制單元可以為智能溫控儀表或PLC可編程控制器等裝置，用于控制所述加熱裝置為所述反應(yīng)釜加熱，所述測(cè)量系統(tǒng)控制單元用于在加熱的同時(shí)控制所述測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始工作；所述第一數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所述高溫高壓系統(tǒng)的溫度值并將其傳給所述第二控制模塊；所述第二控制模塊用于將所述溫度值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)所述溫度值達(dá)到所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述第二數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)啟；所述第二數(shù)據(jù)采集模塊用于采集所述扭矩傳感器2的扭矩值并將其發(fā)送給所述第三控制模塊；所述第三控制模塊用于根據(jù)預(yù)設(shè)的所述高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置的功率曲線將所述扭矩值換算成相應(yīng)的粘度值。[0031]測(cè)量時(shí)，先將高溫高壓系統(tǒng)的壓力設(shè)置到預(yù)設(shè)壓力值；然后將液體倒入高溫高壓系統(tǒng)中，使其沒(méi)過(guò)攪拌槳20;開(kāi)啟所述控制系統(tǒng)，所述第一控制模塊控制所述加熱裝置為所述高溫高壓系統(tǒng)升溫，并且在升溫的同時(shí)開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)，測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始工作，所述第一數(shù)據(jù)采集模塊采集到所述高溫高壓系統(tǒng)的溫度值，并將其發(fā)送給第二控制模塊，所述第二控制模塊接收所述溫度值并將其與預(yù)設(shè)溫度值進(jìn)行比較，當(dāng)所述溫度值達(dá)到所述溫度預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述第二數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)啟，采集所述扭矩傳感器2的扭矩值，所述第三控制模塊接收所述扭矩值，并根據(jù)預(yù)設(shè)的所述高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置的功率曲線將所述扭矩值換算成相應(yīng)的粘度值。通過(guò)設(shè)置控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了粘度的自動(dòng)測(cè)量，并且，由于測(cè)量系統(tǒng)全部采用數(shù)字信號(hào)輸出，抗干擾能力增強(qiáng)。
[0032]實(shí)施例2
[0033]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種高溫高壓液體粘度測(cè)量方法，該測(cè)量方法使用上述實(shí)施例提供的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量，所述測(cè)量方法包括以下步驟:
[0034]步驟1:將液體加入到所述高溫高壓系統(tǒng)中，使其沒(méi)過(guò)所述攪拌槳20 ；
[0035]本實(shí)用新型實(shí)施例中所述液體為油煤漿，所述油煤漿由粒徑小于74μπι的煤粉、供氫溶劑和催化劑按照一定的配比形成，在其他實(shí)施例中所述液體也可以為石油、化工等領(lǐng)域需要測(cè)量流變性能的其他液體。本實(shí)施例中所述高溫高壓系統(tǒng)包括微型高壓反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)有熱電偶，所述油煤漿倒入所述反應(yīng)釜內(nèi)沒(méi)過(guò)所述攪拌槳20，優(yōu)選，還沒(méi)過(guò)所述熱電偶的觸點(diǎn)。
[0036]步驟2:將所述高溫高壓系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)壓力值；
[0037]本實(shí)用新型實(shí)施例中，該步驟通過(guò)以下方法進(jìn)行:首先，打開(kāi)所述反應(yīng)釜釜體10的進(jìn)氣管，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)閥門(mén)，緩慢將3MPa的氮?dú)獬淙敕磻?yīng)釜，再打開(kāi)出氣管，充入的氮?dú)鈴某鰵夤芘懦觯瑢?shí)現(xiàn)一次惰性氣體置換，以相同的方法在進(jìn)行2次惰性氣體置換；然后將3MPa的氫氣充入反應(yīng)釜，再打開(kāi)出氣管，充入的氫氣從出氣管排出，實(shí)現(xiàn)一次氫氣置換，以相同的方法在進(jìn)行3次氫氣置換；最后，將高壓氫氣緩慢充入反應(yīng)釜，至反應(yīng)釜內(nèi)壓力達(dá)到較高壓力 5-1OMPaο
[0038]步驟3:給所述高溫高壓系統(tǒng)升溫，升溫的同時(shí)開(kāi)啟所述測(cè)量系統(tǒng)，使所述攪拌槳20 的轉(zhuǎn)速為 300-1000rpm/min ；
[0039]當(dāng)轉(zhuǎn)速過(guò)低時(shí)，油煤漿易出現(xiàn)分散不均勻的現(xiàn)象，測(cè)量誤差較大；轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，轉(zhuǎn)軸21易發(fā)生晃動(dòng)，造成油煤漿擾動(dòng)，導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果失實(shí)；當(dāng)攪拌槳的轉(zhuǎn)速為上述范圍時(shí)，在節(jié)能安全的前提下保證油煤漿均勻分散，實(shí)現(xiàn)精確測(cè)量。
[0040]本實(shí)施例中，測(cè)量系統(tǒng)包括冷卻裝置,開(kāi)啟測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，需同時(shí)開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)I及冷卻裝置；通過(guò)電加熱裝置給所述反應(yīng)釜加熱，為了獲得不同溫度下的油煤漿的粘度值，本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用2-5°C /min的升溫速率升溫。
[0041]步驟4:當(dāng)溫度升至預(yù)設(shè)溫度值時(shí)，采集所述扭矩傳感器2的扭矩值，根據(jù)所述高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置的功率曲線，將所述扭矩值轉(zhuǎn)換成高溫高壓液體的粘度值。
[0042]在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)溫度值為想要測(cè)量的多個(gè)溫度點(diǎn)的一系列溫度值；對(duì)于同一套測(cè)量裝置，其在對(duì)液體進(jìn)行測(cè)量時(shí)會(huì)對(duì)液體做功，對(duì)于不同粘度范圍的液體，其所做功也不同，液體粘度與測(cè)量裝置做功之間存在一定的關(guān)系，該關(guān)系可以通過(guò)功率曲線得到。功率與槳葉形狀、尺寸、轉(zhuǎn)速，被測(cè)液體的粘度、密度，反應(yīng)釜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及槳葉在反應(yīng)釜內(nèi)的位置等參數(shù)有關(guān)，從理論上講，同一套裝置的功率曲線是唯一的，人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中總結(jié)了很多將功率與上述影響參數(shù)關(guān)聯(lián)的經(jīng)驗(yàn)公式，本實(shí)用新型優(yōu)選通過(guò)以下公式將功率的消耗與上述影響參數(shù)關(guān)聯(lián)起來(lái):
【權(quán)利要求】
1.一種高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其包括高溫高壓系統(tǒng)以及測(cè)量系統(tǒng)，所述高溫高壓系統(tǒng)，用于為液體提供高溫高壓環(huán)境，其特征在于: 所述的測(cè)量系統(tǒng)，包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、扭矩傳感器、驅(qū)動(dòng)磁筒、感應(yīng)磁筒、轉(zhuǎn)軸及攪拌槳； 所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)，用于為所述扭矩傳感器提供驅(qū)動(dòng)力； 所述扭矩傳感器，一端與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒連接； 所述驅(qū)動(dòng)磁筒，隨所述扭矩傳感器轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述感應(yīng)磁筒，位于所述驅(qū)動(dòng)磁筒內(nèi)部，在磁力作用下隨所述驅(qū)動(dòng)磁筒轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述轉(zhuǎn)軸，一端與所述感應(yīng)磁筒遠(yuǎn)離所述扭矩傳感器的一端連接，另一端與所述攪拌槳連接，所述轉(zhuǎn)軸部分位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)； 所述攪拌槳，位于所述高溫高壓系統(tǒng)內(nèi)，所述攪拌槳包括多片環(huán)繞所述轉(zhuǎn)軸對(duì)稱設(shè)置的槳葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)，還包括: 支架，用于固定所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)及所述扭矩傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于: 所述的高溫高壓系統(tǒng)包括密封的反應(yīng)釜及加熱裝置； 所述的反應(yīng)爸，包括:` 釜體，其一端為開(kāi)口端，所述開(kāi)口端一側(cè)設(shè)有進(jìn)氣管，與所述進(jìn)氣管相背的一側(cè)設(shè)有出氣管；以及 釜蓋，與所述開(kāi)口端密閉連接，所述釜蓋上設(shè)有安裝孔，用于與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接； 所述加熱裝置，用于為所述釜體加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于，所述的高溫高壓系統(tǒng)還包括: 數(shù)顯壓力傳感器，用于測(cè)定所述釜體內(nèi)的壓力； 熱電偶，位于所述釜體內(nèi)，所述熱電偶遠(yuǎn)離觸點(diǎn)的一端與所述釜蓋連接，觸點(diǎn)所在端位于所述攪拌槳上方且距所述攪拌槳2-5mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于，所述測(cè)量系統(tǒng)還包括: 冷卻裝置，套設(shè)在所述轉(zhuǎn)軸外部與所述轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)連接，并且所述冷卻裝置一端與所述驅(qū)動(dòng)磁筒轉(zhuǎn)動(dòng)連接，另一端與所述安裝孔固定連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于: 所述攪拌槳還包括兩個(gè)固定圓盤(pán)，所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)上、下相對(duì)設(shè)置，所述轉(zhuǎn)軸依次穿過(guò)所述兩個(gè)固定圓盤(pán)的圓心并與所述的兩個(gè)固定圓盤(pán)固定連接； 所述的槳葉，其上部通過(guò)一所述固定圓盤(pán)固定，其下部通過(guò)另一所述固定圓盤(pán)固定，所述槳葉上部遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端為30-50°倒角，所述槳葉下部從遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)軸的一端至靠近所述轉(zhuǎn)軸的一端逐漸向下擴(kuò)張，形成、弧線形結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括第一數(shù)據(jù)采集模塊、第一控制模塊、第二數(shù)據(jù)采集模塊、第二控制模塊及第三控制模塊:所述第一控制模塊，用于控制所述加熱裝置為所述反應(yīng)釜加熱，同時(shí)控制所述測(cè)量系統(tǒng)開(kāi)始工作； 所述第一數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述高溫高壓系統(tǒng)的溫度值并將其傳給所述第二控制模塊； 所述第二控制模塊，用于將所述溫度值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，當(dāng)所述溫度值達(dá)到所述預(yù)設(shè)值時(shí)，控制所述第二數(shù)據(jù)采集模塊開(kāi)啟； 所述第二數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集所述扭矩傳感器的扭矩值并將其發(fā)送給所述第三控制模塊； 所述第三控制模塊，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的所述高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置的功率曲線將所述扭矩值換算成相應(yīng)的粘度值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫高壓液體粘度測(cè)量裝置，其特征在于，所述液體為粘度為0-3000mPa.s的油煤漿。
【文檔編號(hào)】G01N11/14GK203658209SQ201420011351
【公開(kāi)日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月8日
【發(fā)明者】顏丙峰, 吳艷, 李培霖, 張曉靜, 毛學(xué)鋒, 王雨, 王勇, 趙淵, 鐘金龍, 黃澎, 石智杰, 胡發(fā)亭, 張帆, 孫竟曄, 李偉林, 趙鵬 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院