G - Physics – 01 – N
Patent
G - Physics
01
N
G01N 11/14 (2006.01)
Patent
CA 2230265
A rotating consistency transmitter (2) and method of measuring the viscosity, consistency, concentration or the rheological properties of a flowing multi- purpose material in a pipeline (5) by measuring the torque acting on a rotating shaft (4), which at one end is driven by a motor (15) and at the other end is attached to an impeller (14) directly positioned inside the pipeline (5). The rotating shaft (4) is made up of three concentric shafts which are aligned with each other and attached together so that a single motor (15) may be used to rotate this rotating shaft (4). The rotating shaft (4) consists of an outer drive shaft (19), a middle sensor shaft (23) and an inner reference shaft (27). The sensor shaft (23) is connected at one end to the drive shaft (19) and connected at the opposite end to the inner reference shaft (27). When the material is present in the main pipeline (5) and in contact with the impeller (14), the rotation of the impeller (14) is impeded, thereby producing a torque across the sensor shaft (23). This torque causes a twisting action on the sensor shaft (23) which may be determined by measuring the angular displacement between the drive shaft (19) and the reference shaft (27). The angular displacement is measured by passing a focussed light beam across two optical disks (28, 29), one being attached to one end of the sensor shaft (23) and the other being attached to the end of the reference shaft (27). The amount of light transmitted through the two optical disks (28, 29) is a direct measure of the torque acting on the sensor shaft (23) which, in turn, directly relates to the drag forces acting on the impeller (14).
Cette invention se rapporte à un transmetteur de consistance rotatif (2) et à un procédé pour mesurer la viscosité, la consistance, la concentration ou les propriétés rhéologiques d'un matériau polyvalent en écoulement dans une canalisation (5), en mesurant le couple agissant sur un arbre rotatif (4), qui, à l'une de ses extrémités, est entraîné par un moteur (15) et qui, à son autre extrémité, est relié à une hélice (14) placée directement à l'intérieur de la canalisation (5). L'arbre rotatif (4) est constitué par trois arbres concentriques qui sont alignés l'un sur l'autre et qui sont reliés entre eux, pour qu'un seul moteur (15) puisse servir à faire tourner cet arbre rotatif (4). L'arbre rotatif (4) se compose d'un arbre d'entraînement externe (19), d'un arbre capteur intermédiaire (23) et d'un arbre de référence interne (27). L'arbre capteur (23) est relié par l'une de ses extrémités à l'arbre d'entraînement (19) et par son extrémité opposée à l'arbre de référence interne (27). Lorsque le matériau se trouve dans la canalisation principale (5) et qu'il est en contact avec l'hélice (14), la rotation de l'hélice (14) est empêchée, ce qui génère un couple à travers l'arbre capteur (23). Ce couple produit une action de torsion sur l'arbre capteur (23), que l'on peut déterminer en mesurant le déplacement angulaire entre l'arbre d'entraînement (19) et l'arbre de référence (27). On mesure ce déplacement angulaire en faisant passer un faisceau de lumière focalisé à travers deux disques optiques (28, 29), dont l'un est relié à l'une des extrémités de l'arbre capteur (23) et dont l'autre est relié à l'extrémité de l'arbre de référence (27). La quantité de lumière transmise à travers les deux disques optiques (28, 29) constitue une mesure directe de ce couple agissant sur l'arbre capteur (23) qui est, à son tour, en relation directe avec les forces de trainée agissant sur l'hélice (14).
Hilker Robert J.
Preikschat Ekhard
Appa Systems Inc.
Finlayson & Singlehurst
LandOfFree
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