[實用新型]一種底部進料式高溫高壓流變儀系統

有效

• 申請號: 201320478687.0
• 申請日: 2013-08-07
• 公開（公告）號: CN203587471U
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 李文彬;鄒麗
• 申請（專利權）人: 成都創迪凱瑞科技有限公司
• 主分類號: G01N11/14
• 分類號: G01N11/14
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 張新

技術領域

本實用新型涉及流變儀技術，特別是一種底部進料式高溫高壓流變儀系統。?

背景技術

在能源危機、工業化生產自動化程度愈來愈高的當今時代，粘度計量在國民經濟的地位與作用更加明顯。目前用于計量粘度的設備以流變儀為最佳選擇，現有的流變儀包括旋轉流變儀、轉矩流變儀、毛細管流變儀等。流變儀的功能比較齊全，不僅能夠測定聚合物熔體、聚合物溶液等多種流體的粘度，而且可以測量流體的流動、流變等特性。?

流變儀可應用在石油化工、鋼鐵冶金、油井水泥等眾多領域。在油、氣井現場，現場需要模擬加壓的井下環境、進行快速粘度測試，包括壓裂液、鉆井泥漿、水泥等，都需要在高溫模擬井下的條件；在石油化工行業，大型化工爐內高溫熔體的黏度、流動及流變特性實時參數對化工爐正常連續運行有很強的指導意義，直接影響化工爐窯的安全生產；在鋼鐵冶金行業中，經常研究鋼坯在熱壓縮變形過程中流變應力行為的變化規律，來保證樣品質量和成型性能等等。?

目前，現有的流變儀能測試壓力達4Mpa的功能很有限，而且最高溫度只能達到300℃；而且較好的高溫高壓流變儀產品價格昂貴，結構復雜，操作較困難，同時不能兼顧高溫與高壓要求，對于苛刻條件下的測試還存在一定的困難。?

基于此，需要提出一種更高使用溫度、多氣氛條件下滿足多種高溫熔體的粘度、流動和流變特性測試和計量的高溫流變儀系統，該系統能同時滿足于石油、化工、電力、冶金等眾多行業。?

實用新型內容

本實用新型針對現有高溫流變儀技術存在的缺陷和不足，開發一種底部進料式高溫高壓流變儀系統，能夠滿足超高溫條件同時能適用于真空及多氣氛（惰性、還原性、氧化性氣體）條件下，對牛頓流體和非牛頓流體的流動性和流變性測試，該系統結構簡單，可靠性高，價格低廉。?

為了達到上述技術要求，本實用新型采用如下的技術方案：?

一種底部進料式高溫高壓流變儀系統，其特征在于：包括流變特性測量系統和加熱系統，流變特性測量系統安裝于加熱系統的上端；

所述流變特性測量系統包括流變儀主機、流變儀升降裝置、剛玉轉子、剛玉管和可升降的剛玉坩堝，流變儀主機固定于流變儀升降裝置上，流變儀主機的底部安裝有連接桿，連接桿穿過流變儀升降裝置的底板與剛玉轉子連接，剛玉管固定安裝于流變儀升降裝置的底板的下端，底部下端的連接桿和剛玉轉子伸入剛玉管內；所述剛玉坩堝的下端設置有卡槽剛玉棒，剛玉坩堝安裝于卡槽剛玉棒頂端的槽內，卡槽剛玉棒下端固定于升降裝置上；所述剛玉管兩端貫通，卡槽剛玉棒帶動剛玉坩堝上升伸入剛玉管內。

所述卡槽剛玉棒底端設置有密封法蘭，通過密封法蘭和剛玉管底部設置的連接法蘭連接固定。?

為了減少剛玉轉子和流變儀主機之間的導熱、增大導熱熱阻，連接桿采用導熱系數極低且耐溫特性好的氧化鎬材料制成。?

剛玉轉子與連接桿通過鉑金絲或者鎢絲穿孔連接，適合剛玉轉子深入坩堝中的流體表面下承受高溫。?

所述加熱系統固定于支架上端，加熱系統采用特制高溫爐，主要由加熱棒、溫度傳感器、絕熱耐火材料及加熱爐外殼組成。采用獨特的PID溫度控制系統，有分段加熱以及過溫報警保護等功能，溫度測量精確，能夠快速升降溫，長期工作溫度為1650℃。爐子進口處配有水冷系統，避免爐口過熱。所述高溫爐的爐膛中間設置有圓柱形的間隙，間隙的直徑略大于剛玉坩堝的直徑，圓柱形的間隙的大小于剛玉坩堝的大小相適配，通過圓柱形的間隙將高溫爐爐膛和流變特性測量系統分離，并且間隙內部的自然對流較小，完全可以滿足流變特性測量系統在溫度不超標的前提下正常工作。?

為了保證嚴格氣氛條件下的測試環境，所述懸吊式高溫高壓流變儀系統還設置有氣氛控制系統，氣氛控制系統包括鋼化玻璃罩、進氣管、冷卻套、泄壓閥；鋼化玻璃罩罩于流變儀主機上，固定于流變儀升降裝置的底板上端，鋼化玻璃罩頂部安裝泄壓閥和管路；進氣管連接于流變儀升降裝置的底板設置的進氣管孔。?

系統在使用前可以預抽真空，再通入所需要的氣氛氣體。在加熱過程中鋼化玻璃罩和流變儀升降裝置的底板形成了一個密封空間，當該密封空間內的壓力過高時，通過鋼化玻璃罩頂部的泄壓閥來安全泄壓，在試驗臺架周圍安裝有氣氛氣體測試儀，可以在發生泄漏事故后報警。?

進氣管與進氣管孔的連接處采用密封螺紋連接方式，底板采用不銹鋼板，底板與剛玉管連接，此處可使用循環水冷降低剛玉管上部溫度，保護流變儀的電子部分，避免過熱。在鋼化玻璃罩流變儀的上方也配有冷卻水管，進一步加強流變儀的電子部分過熱保護，達到降低流變儀工作溫度的目的，使試驗更加安全。?