液位控制装置及旋转式流变仪

技术领域

本发明属于旋转式流变仪技术领域，具体涉及一种液位控制装置及旋转式流变仪。

背景技术

旋转式流变仪是现代流变仪中的重要组成部分，它是依靠旋转运动来产生剪切流动，同时测量相应的剪切力。这种流变仪需要一个圆柱形容器载具，并控制容器内的流体液位高度，将测量运动器件浸没在此流体内进行测量。目前现有的液位控制是人工目测方式人为控制，但是通过人工目测的方式目测的液位不准确，为实现全自动旋转式流变测量，首要解决液位控制问题。

由于流变仪的容器载具都是耐腐蚀耐油耐老化的金属材质，不适合光学原理的液位测量；其次，用于容器内液体密度不确定，所以不适合压差式液位测量；由于容器内空间限制及旋转式流变测量原理，致使尺寸较大的液位测量设备不宜应用，因此目前尚无能够应用于测量流变仪的容器载具的液位的液位控制装置。

发明内容

为了解决上述全部或部分问题，本发明目的在于提供一种液位控制装置及旋转式流变仪，通过连接结构的设置能够实现容器载具和控制容器的连通，通过液位测量单元测量控制容器的液位，即可根据控制容器的液位信息获取容器载具的液位信息。

根据本发明的一个方面，提供了一种液位控制装置，用于测量旋转式流变仪的容器载具中的液位，包括控制容器、连接结构和气体连通结构，所述连接结构用于连通所述容器载具的下端和所述控制容器的下端；所述控制容器内设有液位测量单元，所述液位测量单元用于测量所述控制容器的液位；所述气体连通结构用于连通所述容器载具的上端和所述控制容器的上端。

进一步的，所述连接结构为U形连接管，所述U形连接管的一端与所述控制容器下端的液体进出口连接，所述U形连接管的另一端用于与所述容器载具下端的液体进出口连接，所述容器载具内壁的底部和所述控制容器内壁的底部相平齐。

进一步的，所述U形连接管的管壁开设有液体流通口，所述液体流通口处连接有液体管线。

进一步的，还包括保护罩，所述保护罩罩设在所述U形连接管的外部。

进一步的，所述液位测量单元包括设置在所述控制容器内的浮球和磁敏元件，所述浮球的密度小于检测流体的密度，所述浮球套设在所述磁敏元件的外部，所述磁敏元件的上端与所述旋转式流变仪连接，所述磁敏元件的下端连接有限位块。

进一步的，所述控制容器密封连接有固定结构，所述固定结构与所述磁敏元件的上端连接，所述固定结构用于将所述控制容器固定在所述旋转式流变仪上。

进一步的，所述固定结构包括连接环和固定块，所述连接环的上端用于与所述旋转式流变仪连接，所述连接环的下端与所述固定块连接，所述固定块与所述控制容器的上端密封连接，所述磁敏元件的上端通过连接块与所述固定块固定连接。

进一步的，所述控制容器的上端连接有连接法兰，所述连接法兰与所述固定块连接，所述连接法兰和所述固定块之间设有密封圈。

进一步的，所述气体连通结构为连通管，所述连通管的一端与所述控制容器的上端连接，所述连通管的另一端用于与所述容器载具的上端连接。

根据本发明的另一个方面，提供了一种旋转式流变仪，包括流变仪本体，所述流变仪本体连接有如上任意一项所述的液位控制装置。

由上述技术方案可知，本发明提供的一种液位控制装置及旋转式流变仪，具有如下有益效果：

本发明的液位控制装置通过连接结构的设置能够实现容器载具和控制容器的连通，通过液位测量单元测量控制容器的液位，即可根据控制容器的液位信息获取容器载具的液位信息。

附图说明

图1为本发明实施例的一种液位控制装置的剖视图；

图2为本发明实施例的旋转式流变仪的剖视图。

图中附图标记为：容器载具1、U形连接管2、液体管线3、保护罩4、连通管5、限位块6、磁敏元件7、浮球8、连接法兰9、固定块10、连接环11、旋转运动器件12、控制容器13。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的目的、结构及功能，下面结合附图，对本发明的一种液位控制装置及旋转式流变仪做进一步详细的描述。

如图1所示，其示出了本发明实施例的一种液位控制装置，用于测量旋转式流变仪的容器载具1中的液位，具体的，液位控制装置包括控制容器13、连接结构和气体连通结构，其中连接结构用于连通所述容器载具1的下端和所述控制容器13的下端；气体连通结构用于连通所述容器载具1的上端和所述控制容器13的上端，控制容器13内设有液位测量单元，所述液位测量单元用于测量所述控制容器13的液位。

本实施例中，容器载具1的下端和控制容器13的下端通过连接结构连通后，容器载具1内的检测流体和控制容器13内的检测流体能够相互流动。

容器载具1的上端和控制容器13的上端通过气体连通结构连通后，容器载具1和控制容器13内的气体能够相互流通，从而使容器载具1内的气压和控制容器13内的气压相等，此处气体连通结构和容器载具1的连接位置位于容器载具1内最高液位的上方，气体连通结构和控制容器13的连接位置位于控制容器13内最高液位的上方。

一方面通过气体连通结构使得容器载具1内的气压和控制容器13内的气压相等，另外一方面通过连接结构的设置使得容器载具1和控制容器13内的液体能够互相流动，实现容器载具1内的液位和控制容器13内的液位相平齐；在所述容器载具1内壁的底部和所述控制容器13内壁的底部相平齐的情况下，通过连接结构和气体连通结构的设置，能够实现容器载具1内的液位高度和控制容器13内的液位高度相等。

在容器载具1内的液位和控制容器13内的液位相等的情况下，通过测量控制容器13内的液位情况即可了解容器载具1内的液位情况，本实施例中液位控制单元即用于测量所述控制容器13的液位，从而保证流变测量时所需的指定液位高度。

本实施例通过独立的容器载具1和控制容器13的架构，使得流变测量所需的容器载具1的承载空间容量，形状的设计完全不受液位测量单元的限制或干扰，容器载具1内的旋转运动器件12带动流体介质作剪切运动时，流体流动更顺畅，测量更精准。

在一实施例中，所述连接结构为U形连接管2，所述U形连接管2的一端与所述控制容器13下端的液体进出口连接，所述U形连接管2的另一端用于与所述容器载具1下端的液体进出口连接。

本实施例中，为了使液体能够流入控制容器13，及从控制容器13流出，所述控制容器13的下端设有液体进出口，U形连接管2的一端即与所述控制容器13下端的液体进出口连接；为了使液体能够流入容器载具1，及从容器载具1流出，所述容器载具1的下端设有液体进出口，U形连接管2的另一端用于与所述容器载具1下端的液体进出口连接；通过U形连接管2连通容器载具1和控制容器13，使得容器载具1内的检测流体和控制容器13内的检测流体能够相互流动。

在一实施例中，所述U形连接管2的管壁开设有液体流通口，所述液体流通口处连接有液体管线3。本实施例的液体连通口用于连接液体管线3，通过液体管线3能够向U形连接管2内注入检测流体，或者将U形连接管2内的检测流体排出；当通过液体管线3向U形连接管2内注入检测流体时，随着注入的检测流体逐渐增多，U形连接管2内的检测流体流入至容器载具1和控制容器13内，最终在容器载具1和控制容器13内气压相等时，容器载具1和控制容器13内液面相平齐，从而保证流变测量时所需的指定液位高度。

在一实施例中，还包括保护罩4，所述保护罩4罩设在所述U形连接管2的外部。本实施例中保护罩4的设置用于对U形连接管2起到保护作用。

在一实施例中，所述液位测量单元包括设置在所述控制容器13内的浮球8和磁敏元件7，所述浮球8的密度小于检测流体的密度，所述浮球8套设在所述磁敏元件7的外部，所述磁敏元件7的上端与所述旋转式流变仪连接，所述磁敏元件7的下端连接有限位块6。

本实施例中，由于浮球8的密度小于检测流体的密度，因此当控制容器13内的检测流体接触浮球8后，浮球8会上浮，浮球8接触液体后上浮的位移和两者接触后液体上升的位移相等，从而可以通过磁敏元件7测得浮球8的位移，根据浮球8的位移即可获取液位信息。

本实施例中，浮球8沿着磁敏元件7上浮，且磁敏元件7下端的限位块6用于防止浮球8从磁敏元件7上脱离。

另外本实施例的磁敏元件7根据需要可连接控制器件，从而根据浮球8的位移通过控制器件控制流体管线注入或者排出流体。采用浮球8磁控方法，可适应复杂的流体介质，弥补光电式或压差式液位测量元件的缺陷。磁敏元件7有防腐蚀材质保护，不惧介质的腐蚀性，延长使用寿命。采用本设计的结构可在不影响流变测量时流体运动的前提下，对液位进行直接精确测量。

在一实施例中，所述控制容器13密封连接有固定结构，所述固定结构与所述磁敏元件7的上端连接，所述固定结构用于将所述控制容器13固定在所述旋转式流变仪上。本实施例中固定结构的设置用于对控制容器13起到固定作用，另外固定结构与磁敏元件7的上端连接，对磁敏元件7同样起到固定作用。

在一实施例中，所述固定结构包括连接环11和固定块10，所述连接环11的上端用于与所述旋转式流变仪连接，所述连接环11的下端与所述固定块10连接，所述固定块10与所述控制容器13的上端密封连接，所述磁敏元件7的上端通过连接块与所述固定块10固定连接。

在一实施例中，所述控制容器13的上端连接有连接法兰9，所述连接法兰9与所述固定块10连接，所述连接法兰9和所述固定块10之间设有密封圈。

在一实施例中，所述气体连通结构为连通管5，所述连通管5的一端与所述控制容器13的上端连接，所述连通管5的另一端用于与所述容器载具1的上端连接。本实施例中，通过连通管5实现控制容器13上方的气体和容器载具1上方的气体的连通，并且连通管5和容器载具1的连接位置位于容器载具1内最高液位的上方，连通管5和控制容器13的连接位置位于控制容器13内最高液位的上方。

其次，本发明实施例还提供了一种旋转式流变仪，如图1-2所示，包括流变仪本体，所述流变仪本体连接有如上任意一项实施例所述的液位控制装置。

本发明实施例的旋转式流变仪可满足在不影响容器载具1内的液体自由旋转的前提下对该容器载具1内的液位进行合理精确控制；本发明实施例的控制容器13可以采用任何材质，不受任何加工限制，体积容量的设计完全可以不考虑液位控制的影响，可适用于任何流体介质，不受介质密度的限制。

本发明实施例的控制容器13内安装液位测量单元，液位测量单元采用浮球8磁控方法测量液位，液位上升至浮球8处，浮球8轻微上浮从而触发内部的磁敏元件7，之后将电信号传给控制器件。采用浮球8磁控方法，可适应复杂的流体介质，弥补光电式或压差式液位测量元件的缺陷；磁敏元件7有防腐蚀材质保护，不惧介质的腐蚀性，延长使用寿命；采用本设计的结构可在不影响流变测量时流体运动的前提下，对液位进行直接精确测量。

本发明实施例采用U形连接管2连接容器载具1和控制容器13，U形连接管2中间开孔用于进出液控制，控制器件通过液位测量单元给出的信号控制此处进出的流体流速和流量。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，术语“一”、“二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。