026] 作为一种实现形式，低溫浆体供给单元1包括供给杜瓦3、磁流体传动电机4、揽拌 叶轮5和低溫氮气增压系统;磁流体传动电机4设置于供给杜瓦3顶部并与揽拌叶轮5相连； 低溫氮气增压系统包括预冷器6、减压阀7、氮气钢瓶8和放气阀9,氮气钢瓶8通过管路与供 给杜瓦3连接，减压阀7和预冷器6分别设置于管路上且减压阀7设置于预冷器6之前，放气阀 9设置于供给杜瓦3上，由此控制杜瓦内低溫浆体的压力和输送。供给杜瓦3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10。为了能够使低溫浆体能够循环利用，测量 杜瓦21可通过出液管20与供给杜瓦3相连，形成回路。同时，可在进液管12、出液管20上分别 设有输液阀11和回液阀19,便于控制管路通断。另外，粘度测量单元2可安装在低溫浆体供 给单元1上方，使低溫浆体能利用重力回流，可W循环使用和测量，减少了氮浆的消耗量。
[0027] 如图3所示，为了使旋转圆筒18具有良好的抗弯性，筒体可采用空屯、圆筒结构，可 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。
[0028] W氮浆表观粘度测量为例，阐述本装置的工作过程。
[0029] 上述装置在使用时，供给杜瓦3盛有足量氮浆W供测试，而低溫浆体粘度测量单元 2用氮浆进行预冷。
[0030] 低溫浆体表观粘度测量装置的工作过程是：
[0031] 预冷过程:利用氮浆将所述的低溫浆体粘度测量单元2预冷至63.15K。开启减压阀 7,氮气从钢瓶8经预冷器6冷却，进入供给杜瓦3将其增压至0.15MPa，使氮浆从进液管12经 过密度测量电极13流入测量杜瓦24中，关闭减压阀7和输液阀11，开启放气阀9,再将供给杜 瓦3内压力恢复至常压O.lOlMPa，关闭放气阀9,开启回液阀19,使测量杜瓦21内的氮浆由于 重力作用回流至供给杜瓦3,重复上述过程多次，直至低溫浆体粘度测量单元2的溫度降到 63.15K，充分完成预冷;粘度测量方法:预冷完成后，关闭回液阀19,将供给杜瓦3充低溫氮 气增压至0.15MPa，开启输液阀11，将氮浆输送到低溫浆体粘度测量杜瓦21中，直至旋转圆 筒浸没在氮浆中。开启减速电机13,旋转圆筒18开始恒速旋转，扭矩传感器14测量旋转圆筒 18的转动扭矩M。
[0032] 表观粘度根据W下公式计算：
[0034] 式中，Tl为表观粘度，h为旋转圆筒浸入氮浆中的高度，测试过程中确保氮浆淹没圆 筒，贝化为圆筒的高度，r为圆筒外径，R为测量杜瓦内径，M为测得的扭矩，CO为减速电机转动 的角速度。
[0035] 粘度测量结束后，关闭输液阀11，将供给杜瓦3内压力恢复至常压O.lOlMPa，开启 回液阀19,测量杜瓦21内的氮浆由于重力及测量杜瓦内较高压力作用流入供给杜瓦3,完成 整个粘度测量循环。
[0036] 本实用新型的低溫浆体粘度测量单元2安装在低溫浆体供给单元1上方位置，利用 重力使氮浆回流，可W循环使用和测量，减少了氮浆的消耗量;粘度测量实用的揽拌结构采 用空屯、圆筒结构，具有良好的抗弯性，从而避免圆筒出现偏屯、打摆的情况，减小揽拌系统的 重量和成本。
[0037] W上实施例适用于低溫流体包括液体、浆体(氨浆、氮浆等）的粘度测量，填补低溫 固液两相流粘度数据的空缺，广泛应用于空分、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。
【主权项】
1. 一种低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，包括低温浆体供给单元（1)和低温浆 体粘度测量单元(2);所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的低温浆体供 给单元(1)包括供给杜瓦(3)、磁流体传动电机(4)、搅拌叶轮(5)和低温氦气增压系统;磁流 体传动电机(4)设置于供给杜瓦（3)顶部并与搅拌叶轮(5)相连;低温氦气增压系统包括预 冷器(6)、减压阀（7)、氦气钢瓶(8)和放气阀（9)，氦气钢瓶(8)通过管路与供给杜瓦（3)连 接，减压阀（7)和预冷器(6)分别设置于管路上，放气阀（9)设置于供给杜瓦(3)上，以控制杜 瓦内低温浆体的压力和输送;供给杜瓦(3)通过进液管（12)与所述的测量杜瓦(21)的相连， 用于供给低温浆体(10)。2. 如权利要求1所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的低温浆体粘度 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)、搅拌杆（17)、旋转圆筒（18)和测量杜瓦（21);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)通过搅拌杆(17)与旋转圆筒（18)相连 并驱动其旋转;搅拌杆(17)上设有与扭矩数据采集模块(16)相连的扭矩传感器(14)。3. 如权利要求2所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的测量杜瓦(21) 通过出液管(20)与供给杜瓦(3)相连，形成回路;所述的进液管（12)、出液管(20)上分别设 有输液阀（11)和回液阀（19)。4. 如权利要求2所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的测量杜瓦(21) 与搅拌杆(17)之间通过磁流体密封件(15)密封。5. 如权利要求2所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的旋转圆筒（18) 采用空心圆筒结构。6. 如权利要求2所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的测量杜瓦(21) 采用真空夹层绝热结构。7. 如权利要求3所述的低温浆体表观粘度测量装置，其特征在于，所述的粘度测量单元 (2)安装在低温浆体供给单元(1)上方，使低温浆体能利用重力回流。
【专利摘要】本实用新型公开了一种低温浆体表观粘度测量装置。它包括低温浆体供给单元和低温浆体粘度测量单元；低温浆体粘度测量单元包括测量杜瓦、减速电机、扭矩传感器、搅拌杆、旋转圆筒和扭矩数据采集模块；测量杜瓦顶部设有减速电机，旋转圆筒设置于测量杜瓦内，减速电机通过搅拌杆与旋转圆筒相连并驱动其旋转；搅拌杆上设有与扭矩数据采集模块相连的扭矩传感器；低温浆体供给单元通过进液管与所述的测量杜瓦相连，用于供给低温浆体。本实用新型的低温测量系统适用于低温下固液浆体或单相流体的粘度测量，工作流程简单、系统紧凑；可广泛应用于空分、航天、超导等深低温领域。
【IPC分类】G01N11/14
【公开号】CN205192909
【申请号】CN201521014812
【发明人】李亦健, 金滔, 吴舒琴, 梁志斌, 刘元亮
【申请人】浙江大学
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2015年12月9日