一种低温浆体表观粘度测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于低溫测量装置领域，具体设及一种低溫浆体表观粘度测量装置。
【背景技术】
[0002] 低溫浆体是一种低溫固体颗粒悬浮于低溫液体中形成的固液两相低溫流体。目前 低溫浆体的研究重点对象主要包括氮浆及氨浆。
[0003] 过去30多年来，超导体的临界溫度已从传统低溫超导体的液氮(4.2K)、液氨(20K) 溫区跃升至液氮(77K)溫区，甚至超过100K，高溫超导体成为学术界和工业界的热点之一。 高溫超导体目标应用领域主要包括超导电缆、超导变压器、超导限流器和超导蓄电装置等 强电领域，冷量要求大，且对冷却的均匀性和稳定性要求高。
[0004] 目前，高溫超导电缆主要考虑采用过冷液氮作为冷却剂。然而，过冷液氮由于其较 小的气化潜热，在作为超导体冷却剂时，可能存在局部易过热气化引起失超、液氮需求量大 带来的储存和运输成本较高等问题。氮浆作为氮的固液两相混合流体，溫度更低、密度更 大，而且因含固液相变潜热而使热容量更高，若被用于高溫超导体的冷却，可大大减少冷却 剂的消耗量，降低储存和输运成本，并提高高溫超导体冷却的均匀性和稳定性。因此，氮浆 在高溫超导冷却方面的应用正受到越来越多的关注。
[0005] 同样，由于氨浆在密度和热容量方面优于液氨，采用氨浆代替液氨作为新型运载 火箭的推进剂，可将火箭起飞重量降低15%~32%，节省发射成本。因此，研究氨浆在航天 航空领域的应用具有重要意义。
[0006] 为了更好地促进低溫浆体的实际应用，需要对其流动及传热性能等进行系统的研 究。国内外对氮浆和氨浆的流动与传热都已开展不少研究工作，并获得了一些传热和流动 的经验关联式。但是，针对低溫浆体基础物性的研究内容还比较匿乏，尤其是表观粘度等输 送特性缺少定量、可靠的测量和分析，从而限制了低溫浆体在工业和航天等领域的潜在应 用的评估和论证工作。鉴于此，有必要首先通过测量获取低溫浆体的物性数据。
[0007] 粘度计已经在常溫领域得到了工业化生产，然而，低溫浆体的超低溫环境、性状不 稳定等因素限制了粘度计在低溫领域的进一步推广。旋转法粘度计是利用特定转子在被测 流体中作恒速旋转运动，使流体接受转子和容器壁面之间发生的切应力，维持运种运动所 需的扭矩由指针显示读数，进而计算表观粘度。目前市面上的旋转粘度计缺乏可低溫下使 用的产品，低溫浆体的表观粘度测量也鲜有研究。表观粘度数据是研究氮浆流动传热特性 的基础，因此，开展表观粘度的测量是非常有必要的。
【发明内容】
[000引本实用新型的目的是解决现有技术中存在的问题，并针对低溫浆体粘度数据的缺 乏，提出一种低溫浆体表观粘度测量装置。具体技术方案为：
[0009] -种低溫浆体表观粘度测量装置，包括低溫浆体供给单元和低溫浆体粘度测量单 元;所述的低溫浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的低溫浆体供给单元包括供给杜 瓦、磁流体传动电机、揽拌叶轮和低溫氮气增压系统;磁流体传动电机设置于供给杜瓦顶部 并与揽拌叶轮相连;低溫氮气增压系统包括减压阀、预冷器、氮气钢瓶和放气阀，氮气钢瓶 通过管路与供给杜瓦连接，减压阀和预冷器分别设置于管路上，放气阀设置于供给杜瓦上， W控制杜瓦内低溫浆体的压力和输送;供给杜瓦通过进液管与所述的测量杜瓦的相连，用 于供给低溫浆体。
[0010] 作为优选，所述的低溫浆体粘度测量单元包括减速电机、扭矩传感器、磁流体密封 件、扭矩数据采集模块、揽拌杆、旋转圆筒和测量杜瓦;测量杜瓦顶部设有减速电机，旋转圆 筒设置于测量杜瓦内，减速电机通过揽拌杆与旋转圆筒相连并驱动其旋转;揽拌杆上设有 与扭矩数据采集模块相连的扭矩传感器；
[0011] 进一步的，所述的测量杜瓦通过出液管与供给杜瓦相连，形成回路；所述的进液 管、出液管上分别设有输液阀和回液阀。
[0012] 进一步的，所述的测量杜瓦与揽拌杆之间通过磁流体密封件密封。
[0013] 进一步的，所述的旋转圆筒采用空屯、圆筒结构，具有良好的抗弯性，从而防止圆筒 出现偏屯、打摆的现象，并减小揽拌系统的重量和成本。
[0014] 进一步的，所述的测量杜瓦采用真空夹层绝热结构。
[0015] 更进一步的，所述的粘度测量单元安装在低溫浆体供给单元上方，使低溫浆体能 利用重力回流，使低溫浆体能循环使用和测量，减少了氮浆的消耗量。
[0016] 本实用新型的测量装置，首先利用低溫浆体将所述的粘度测量单元充分预冷。开 启减速电机，旋转圆筒开始恒速旋转，扭矩传感器测量旋转圆筒的转动扭矩M，再根据电机 转速、转动扭矩W及粘度装置的结构参数计算出氮浆的表观粘度。
[0017] 本实用新型适用于低溫浆体包括氨浆、氮浆W及低溫液体的粘度测量，可填补低 溫固液两相流粘度数据的空缺，广泛应用于航天、超导等深低溫领域。测量系统结构较为紧 凑，制造成本较低。
【附图说明】
[0018] 图1是低溫浆体表观粘度测量装置示意图；
[0019] 图2是粘度测量单元结构示意图；
[0020] 图3是粘度测量旋转圆筒结构示意图；
[0021 ]图中：低溫浆体供给单元1、低溫浆体粘度测量单元2、供给杜瓦3、磁流体传动电机 4、揽拌叶轮5、预冷器6、减压阀7、氮气钢瓶8、放气阀9、低溫浆体10、输液阀11、进液管12、减 速电机13、扭矩传感器14、磁流体密封件15、扭矩数据采集模块16、揽拌杆17、旋转圆筒18、 回液阀19、出液管20和测量杜瓦21。
【具体实施方式】
[0022] 下面将结合附图，并W氮浆为例，对本实用新型的系统的构思、结构和工作原理进 行进一步阐述，W充分理解本实用新型的目的和特点。
[0023] 如图1-2所示，一种低溫浆体表观粘度测量装置，包括低溫浆体供给单元1和低溫 浆体粘度测量单元2;
[0024] 低溫浆体粘度测量单元2包括减速电机13、扭矩传感器14、磁流体密封件15、扭矩 数据采集模块16、揽拌杆17、旋转圆筒18和测量杜瓦21;测量杜瓦21采用真空夹层绝热结 构。测量杜瓦21顶部设有减速电机13,旋转圆筒18设置于测量杜瓦21内，减速电机13通过揽 拌杆17与旋转圆筒18相连并驱动其旋转。测量杜瓦21与揽拌杆17之间通过磁流体密封件15 密封。揽拌杆17上设有与扭矩数据采集模块16相连的扭矩传感器14。
[0025] 所述的低溫浆体供给单元1通过进液管12与所述的测量杜瓦21的相连，用于供给 低溫浆体。
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