一种低温浆体表观粘度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术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。本实用新型专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于低温测量装置领域，具体涉及一种低温浆体表观粘度测量装置。
技术介绍
低温浆体是一种低温固体颗粒悬浮于低温液体中形成的固液两相低温流体。目前低温浆体的研究重点对象主要包括氮浆及氢浆。过去30多年来，超导体的临界温度已从传统低温超导体的液氦(4.2K)、液氢(20K)温区跃升至液氮(77K)温区，甚至超过100K，高温超导体成为学术界和工业界的热点之一。高温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。目前，高温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，温度更低、密度更大，而且因含固液相变潜热而使热容量更高，若被用于高温超导体的冷却，可大大减少冷却剂的消耗量，降低储存和输运成本，并提高高温超导体冷却的均匀性和稳定性。因此，氮浆在高温超导冷却方面的应用正受到越来越多的关注。同样，由于氢浆在密度和热容量方面优于液氢，采用氢浆代替液氢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，研究氢浆在航天航空领域的应用具有重要意义。为了更好地促进低温浆体的实际应用，需要对其流动及传热性能等进行系统的研究。国内外对氮浆和氢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，针对低温浆体基础物性的研究内容还比较匮乏，尤其是表观粘度等输送特性缺少定量、可靠的测量和分析，从而限制了低温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温浆体的物性数据。粘度计已经在常温领域得到了工业化生产，然而，低温浆体的超低温环境、性状不稳定等因素限制了粘度计在低温领域的进一步推广。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，维持这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温下使用的产品，低温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。
技术实现思路
本技术的目的是解决现有技术中存在的问题，并针对低温浆体粘度数据的缺乏，提出一种低温浆体表观粘度测量装置。具体技术方案为：一种低温浆体表观粘度测量装置，包括低温浆体供给单元和低温浆体粘度测量单元；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包括供给杜瓦、磁流体传动电机、搅拌叶轮和低温氦气增压系统；磁流体传动电机设置于供给杜瓦顶部并与搅拌叶轮相连；低温氦气增压系统包括减压阀、预冷器、氦气钢瓶和放气阀，氦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，以控制杜瓦内低温浆体的压力和输送；供给杜瓦通过进液管与所述的测量杜瓦的相连，用于供给低温浆体。作为优选，所述的低温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、搅拌杆、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；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。进一步的，所述的测量杜瓦与搅拌杆之间通过磁流体密封件密封。进一步的，所述的旋转圆筒采用空心圆筒结构，具有良好的抗弯性，从而防止圆筒出现偏心打摆的现象，并减小搅拌系统的重量和成本。进一步的，所述的测量杜瓦采用真空夹层绝热结构。更进一步的，所述的粘度测量单元安装在低温浆体供给单元上方，使低温浆体能利用重力回流，使低温浆体能循环使用和测量，减少了氮浆的消耗量。本技术的测量装置，首先利用低温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、转动扭矩以及粘度装置的结构参数计算出氮浆的表观粘度。本技术适用于低温浆体包括氢浆、氮浆以及低温液体的粘度测量，可填补低温固液两相流粘度数据的空缺，广泛应用于航天、超导等深低温领域。测量系统结构较为紧凑，制造成本较低。附图说明图1是低温浆体表观粘度测量装置示意图；图2是粘度测量单元结构示意图；图3是粘度测量旋转圆筒结构示意图；图中：低温浆体供给单元1、低温浆体粘度测量单元2、供给杜瓦3、磁流体传动电机4、搅拌叶轮5、预冷器6、减压阀7、氦气钢瓶8、放气阀9、低温浆体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、搅拌杆17、旋转圆筒18、回液阀19、出液管20和测量杜瓦21。具体实施方式下面将结合附图，并以氮浆为例，对本技术的系统的构思、结构和工作原理进行进一步阐述，以充分理解本技术的目的和特点。如图1-2所示，一种低温浆体表观粘度测量装置，包括低温浆体供给单元1和低温浆体粘度测量单元2；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通过搅拌杆17与旋转圆筒18相连并驱动其旋转。测量杜瓦21与搅拌杆17之间通过磁流体密封件15密封。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。所述的低温浆体供给单元1通过进液管12与所述的测量杜瓦21的相连，用于供给低温浆体。作为一种实现形式，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1本文档来自技高网...

【技术保护点】
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)。

【技术特征摘要】
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)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亦健，金滔，吴舒琴，梁志斌，刘元亮，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33