Dispositivo para la medida de propiedades reológicas y seguimiento de procesos a presión,

caracterizado porque queda conectado al motor mediante un eje (1) diseñado para minimizar su transmisión de calor al motor, este eje queda ajustado en la tapa de los imanes exteriores (2), que consta de dos tornillos de regulación (3) para ajustar la cercanía de los imanes de repulsión (5) y (6). Mediante esta regulación se cancela la fuerza axial de atracción ejercida entre los imanes laterales (4) y (12); estos imanes laterales, al estar distribuidos a una cierta distancia del eje de rotación del agitador, transmiten de forma efectiva el par, sin embargo, las fuerzas de atracción son canceladas por los imanes regulables centrales. En el caso de la parte exterior del dispositivo, esto significa que el eje del motor no sufrirá esfuerzos axiales. En el caso del agitador o geometría interior (15), esto permite cancelar su peso de modo que se minimice la interferencia del rozamiento mecánico del mismo en la medida de las propiedades reológicas.

Dispositivo para la medida de propiedades reológicas y seguimiento de procesos a presión.

El objeto principal de la presente invención es un dispositivo para la medida de propiedades reológicas de toda clase de fluidos, a diferentes valores de presión y temperatura. El dispositivo, puede ser adaptable a cualquier viscosímetro o reómetro rotacional comercial.

Antecedentes de la invención

La medida de propiedades reológicas a presiones diferentes de la atmósfera se consigue mediante el uso de diversos dispositivos y aparatos. Así, los viscosímetros de caída de cuerpos permiten la medida de propiedades a presión, midiendo la velocidad terminal de un objeto en el seno de un fluido presurizado. Los viscosímetros capilares obligan al paso de un fluido por un conducto al someterlo a presiones diferentes en ambos extremos.

Otros dispositivos se basan en el estudio del flujo de un fluido presurizado entre dos superficies. Éstos últimos, utilizan diversos tipos de geometrías bien conocidas en el campo de la determinación de propiedades reológicas tales como un plato fijo y uno móvil, un plato fijo y un cono, dos cilindros concéntricos uno fijo y otro móvil, o un agitador de cualquier tipo dentro de un tanque.

El principio de medida de propiedades reológicas se basa en aplicar un momento de fuerza o par (torque en inglés)

o una velocidad a la parte móvil del sistema y cuantificar la amortiguación del movimiento como consecuencia de la presencia del fluido en la parte fija del sistema, midiendo la deformación o el par de reacción de ésta. Par o velocidad, son aplicados de manera controlada por motores de muy bajo rozamiento, lo cual se consigue mediante cojinetes de aire o cojinetes magnéticos.

Cuando se desea realizar medidas a presión, utilizando las geometrías tipo plato-plato, cono-plato, cilindro coaxial o agitador antes descritas, es necesario encerrar el sistema de medida en un vaso presurizado, normalmente llamado cámara de presión y, en consecuencia, transmitir el movimiento dentro del vaso, lo cual se puede conseguir mediante ejes de paso o mediante cojinetes o acoplamientos magnéticos.

Uno de los problemas principales de estos sistemas, es la presencia de rozamientos ajenos al fluido de medida, los cuales limitan el rango de determinación de las propiedades reológicas que se puede conseguir con estos dispositivos, si se comparan con sus homólogos que trabajan a presión atmosférica.

Ejemplo de esto, es la patente US5874665, que describe un dispositivo para la medida de propiedades reológicas bajo presión, acoplable a reómetros rotacionales, que usa diferentes geometrías, y que transmite el par al vaso de presurizado mediante un eje, controlando el rozamiento del eje mediante un cojinete de aire presurizado y un líquido lubricante. También la patente US4524611 describe un dispositivo de medida de propiedades reológicas y seguimiento de procesos a presión consistente en un vaso a presión dotado con una geometría de agitación y donde se transmite el par mediante un acoplamiento magnético axial, este dispositivo no presenta ningún procedimiento de corrección de fricción del elemento rotor.

La patente CA1223458, describe un dispositivo llamado consistenciómetro consistente en un vaso a presión, donde se hace girar una geometría de agitación a una velocidad constante registrándose el par. Este aparato, transmite la rotación y registra el par mediante un eje acoplado a un motor de corriente continua.

La patente US4559812, describe un dispositivo para la realización de medidas reológicas de sustancias sólidas o gomosas a presión. En dicho dispositivo la muestra es sometida a una deformación por torsión registrándose el esfuerzo necesario para deformarla.

La patente WO86/00408, describe un dispositivo para medida de propiedades reológicas a presión, consistente en un vaso a presión estático, y una geometría de cilindro coaxial, la cual es accionada mediante un acoplamiento magnético entre electroimanes e imanes permanentes. El cilindro coaxial está apoyado axialmente.

Por último, la patente US7412877, describe un dispositivo para medida de propiedades reológicas en condiciones de alta presión y alta temperatura, donde la velocidad de rotación se transmite al interior del vaso a presión, mediante un acoplamiento magnético radial, registrándose el par mediante un dispositivo, otro dispositivo magnético.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El problema técnico que resuelve la presente invención es el de la optimización del rango de determinación de las propiedades reológicas.

Así pues, la presente invención, en aras de resolver dicho problema técnico, describe un dispositivo para la medida de propiedades reológicas y seguimiento de procesos a presión, caracterizado por lograr la determinación de propiedades reológicas en un rango amplio de temperatura y presiones, con la particularidad, entre otras, de ser

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acoplable a reómetros rotacionales convencionales o a diversos tipos de motores. La invención se acopla al motor o reómetro controlador mediante un dispositivo magnético axial, que presenta la novedad de transmitir par sin que exista reacción axial sobre el eje motor o reómetro. Las fuerzas axiales quedan anuladas mediante repulsión magnética.

Este mismo principio se aplica en el interior del dispositivo objeto de esta invención, para anular el peso de la geometría móvil de medida mediante repulsión magnética regulable. De este modo, el peso del agitador queda cancelado por el efecto de la densidad del fluido a medir en conjunción con las fuerzas magnéticas axiales regulables.

A lo largo de la descripción y las reivindicaciones la palabra "comprende" y sus variantes no pretenden excluir otras características técnicas, aditivos, componentes o pasos. Para los expertos en la materia, otros objetos, ventajas y características de la invención se desprenderán en parte de la descripción y en parte de la práctica de la invención. Los siguientes ejemplos y dibujos se proporcionan a modo de ilustración, y no se pretende que sean limitativos de la presente invención. Además, la presente invención cubre todas las posibles combinaciones de realizaciones particulares y preferidas aquí indicadas.

Breve descripción de las figuras

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invención y que se relacionan expresamente con una realización de dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

FIG. 1 muestra un doble corte vertical de un ejemplo de realización del dispositivo, meramente ilustrativo, de una de las posibles construcciones.

Realización preferente de la invención

Tal y como se muestra en la figura adjunta, el dispositivo queda conectado al motor mediante un eje (1) diseñado para minimizar su transmisión de calor al motor, donde este eje (1) queda ajustado en una primera tapa (2) de los imanes exteriores, en donde dicha primera tapa (2) comprende dos tornillos regulación (3) para ajustar la distancia de separación de los dos imanes centrales (5, 6) de repulsión.

Esta regulación es la responsable de la cancelación de la fuerza axial de tracción ejercida entre los imanes laterales (4, 12) .

Los imanes laterales (4, 12) , al estar distribuidos a una distancia determinada del eje de rotación del agitador (15) transmiten, de forma efectiva el par, mientras que las fuerzas de atracción son canceladas por los imanes centrales (5, 6) evitando igualmente que el eje (1) del motor sufra esfuerzos axiales.

En el caso del agitador (15) este efecto permite cancelar el peso del mismo, de modo que se minimice la interferencia del rozamiento mecánico del mismo en la medida de las propiedades reológicas.

El primer imán lateral (4) externo y el primer imán central (5) de regulación central están alojados en un cuerpo central (7) . Por otro lado, el segundo imán central (6) que repele al primer imán central (5) , está alojado en una segunda tapa (8) quedando ajustada por medio de una pluralidad de tornillos situados en el cuerpo de medición (11) .

En la parte interna de esta segunda tapa (8) se dispone un segundo imán lateral (12) que repele a un imán de regulación interno (14)...

1. Dispositivo para la medida de propiedades reológicas y seguimiento de procesos a presión que comprende un cuerpo de medición (11) cerrado por una segunda tapa (8) sobre la que se sitúa un cuerpo (7) central cerrado a su vez por una primera tapa (2) caracterizado porque

comprende un eje (1) de motor que queda ajustado en la primera tapa (2) ; en donde dicha primera tapa (2) comprende al menos un tornillo de regulación (3) para ajustar la distancia de separación de los dos imanes centrales (5, 6) de repulsión alojados en un cuerpo central (7) ;

y en donde esta regulación configura la cancelación de la fuerza axial de tracción ejercida entre los imanes laterales (4, 12) que, al estar distribuidos a una distancia determinada del eje de rotación del agitador (15) transmiten el par, mientras que las fuerzas de atracción son canceladas por los imanes centrales (5, 6) evitando igualmente que el eje (1) del motor sufra esfuerzos axiales, minimizando el peso del agitador (15) ;

y en donde el segundo imán central (6) que repele al primer imán central (5) , está alojado en la segunda tapa (8) quedando ajustada por medio de una pluralidad de tornillos situados en el cuerpo de medición (11) ;

y en donde en la parte interna de esta segunda tapa (8) se dispone un segundo imán lateral (12) que repele a un imán de regulación interno (14) que es regulado en su posición mediante al menos un tornillo de regulación (16) alojado en un cuerpo (9) configurado para el alojamiento de los segundos imanes laterales (12) interiores y al imán de regulación interno (14) .

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1 en donde el agitador (15) puede ser de distintos tipos seleccionados entre: cilíndrico, cinta helicoidal, palas, ancla, o equivalente.

3. Dispositivo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2 en donde para cada agitador y fluido usado se actúa sobre el imán interno de regulación (14) mediante los tornillos de regulación (16) para reducir a mínimos el peso efectivo del agitador.

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FIGURA 1