CN104897519A - 一种剪切挤压式流变仪 - Google Patents

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陈丙三
尤伟东
黄宜坚
李春雨
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Fujian University of Technology
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Abstract

本发明公开了一种剪切挤压式流变仪，包括底座，底座上安装有支架，支架上安装有工作腔体，工作腔体外部上方设有伺服电机，伺服电机下方连接有主轴，所述主轴底部连接有处于工作腔体内部的主动盘，主轴中部安装有处于工作腔体内部的扭矩传感器；主动盘下方设有处于工作腔体内且固定设置的静盘，主动盘和静盘之间为用于放置被测材料的空腔；所述主动盘和静盘中至少一个的盘面内凹成形有均匀排列的凹槽。本发明在测量过程中，同时模拟了剪切流和挤压流，进行流体的相关参数测量，更符合流体运动的真实性和客观性，实现了流体运动的真实模拟，而且本发明简易小巧，成本较低，经济实用，适用于各中小企业、各普通高校的一般性粘度实验。

Description

一种剪切挤压式流变仪
技术领域
本发明涉及一种流变仪，尤其涉及一种剪切挤压式流变仪。
背景技术
粘度的测量在生产与实践的许多领域有着较广泛的应用，例如在国防、石油、化工、轻工、航天等领域中，粘度测量是控制生产流程、保证安全生产、控制与评定产品质量、医学诊断及科学研究的重要手段。只是相关的书籍文献资料少乎其少，不过这些年随着我国国民经济改革深入及科学与技术的进步，相关领域里粘度计量测试及质量控制越来越得到重视，粘度测量方法与测量技术也有不少新发展。此外对于高校教育培养人才的背景下，粘度测量技术的日渐成熟，这有利于各高校大学生对材料物质方面有了更加感性的认识。
目前粘度测量仪器的分类主要有：旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。旋转流变仪的原理是通过测量流体作用于物体的粘性力矩或物体的转速来确定流体的粘度。旋转流变仪主要有锥板式、平行板式、同轴圆筒式和毛细管式。锥板式为精密流变仪，可测多种材料函数，适用于较高黏度的高分子溶液和熔体。平行板式为锥板式的附件，作为补充适于较黏高分子溶液熔体和多相体系。同轴圆筒式为便易黏度计，适合低黏、低弹性流体。毛细管式适合于宽范围表观黏度的测定(尤其适于高速、高黏流体)，剪切速率及流动时的流线，几何形状与挤出注模时的实际条件相似。可测量材料的黏度、弹性和流变特性。以上测量方法都是基于剪切流运动的原理进行的测量。
但是流体的运动过程是时变的、无规律性的，且运动形式是复杂的，即不是单一的剪切流运动，或是单一的挤压流运动。真实的流变运动应该是两种运动的复合，现有的仪器，均是以单一的运动流为基础研发的测量仪器，忽略了流体运动的真实性和客观性。
名词解释：
剪切式：针对结构件的定义：在一对相距很近，方向相反的横向外力作用下，构件的横截面沿外力方向发生的错动变形；针对专利对像，流变仪是指，在静盘不动的情况下，动盘水平移动，液体在两盘中间受剪切力作用，故称剪切式。
挤压式：针对专利对像，流变仪是指，在静盘不动的情况下，动盘上下移动，液体在两盘中间受挤压力作用，故称挤压式。
流变仪：用于测定聚合物熔体，聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。分为旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪和界面流变仪。
发明内容
为解决上述问题本发明提供了一种剪切挤压式流变仪。本发明在测量过程中，同时模拟了剪切流和挤压流，进行流体的相关参数测量，更符合流体运动的真实性和客观性，实现了流体运动的真实模拟，而且本发明简易小巧，成本较低，经济实用。
为达到上述技术效果，本发明的技术方案是：
一种剪切挤压式流变仪，包括底座，底座上安装有支架，支架上安装有工作腔体，工作腔体外部上方设有伺服电机，伺服电机下方连接有主轴，所述主轴底部连接有处于工作腔体内部的主动盘，主轴中部安装有处于工作腔体内部的扭矩传感器；主动盘下方设有处于工作腔体内且固定设置的静盘，主动盘和静盘之间为用于放置被测材料的空腔；所述主动盘和静盘中至少一个的盘面内凹成形有均匀排列的凹槽。
进一步的改进，所述主动盘和静盘的盘面上均内凹成形有凹槽。
进一步的改进，所述主动盘和静盘之一为平盘或锥盘。
进一步的改进，所述凹槽自盘面的边缘向盘面的中心延伸。
进一步的改进，所述凹槽的截面为弧形，凹槽的个数为个。
进一步的改进，所述凹槽的深度为2.5mm。
进一步的改进，所述静盘的厚度为8mm
进一步的改进，所述静盘的中部设有主安装孔，主安装孔周围均匀排列有三个副安装孔；主安装孔的直径12mm，副安装孔的直径为3mm。
本发明的优点：
本发明实现了流体运动的真实模拟；
简易小巧，成本较低，经济实用，适用于各中小企业、各普通高校的一般性粘度实验。
附图说明
图1为实施例测量仪的结构示意图；
图2为实施例中静盘的主视图；
图3为实施例中静盘的侧视图。
具体实施方式
如图1-3所示的一种剪切挤压式流变仪，包括底座1，底座1上安装有支架2，支架2上安装有工作腔体3，工作腔体3外部上方设有伺服电机4，伺服电机4下方连接有主轴5，所述主轴5底部连接有处于工作腔体3内部的主动盘7，主轴5中部安装处于工作腔体3内部的扭矩传感器6；主动盘7下方设有处于工作腔体3内且固定设置的静盘8，主动盘7和静盘8之间为用于放置被测材料的空腔9；所述主动盘7和静盘8的盘面上均内凹成形有凹槽10。所述凹槽10均匀的排列在盘面上。所述凹槽10自盘面的边缘向盘面的中心延伸。所述凹槽10的截面为弧形，凹槽10的个数为12个。凹槽10的深度为2.5mm。静盘8的厚度为8mm，所述静盘8的中部设有主安装孔11，主安装孔11周围均匀排列有三个副安装孔12；主安装孔11的直径12mm，副安装孔12的直径为3mm。
本发明的另一种变形形式为主动盘7和静盘8之一为平盘或锥盘。
以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种剪切挤压式流变仪，包括底座(1)，底座(1)上安装有支架(2)，支架(2)上安装有工作腔体(3)，其特征在于，工作腔体(3)外部上方设有伺服电机(4)，伺服电机(4)下方连接有主轴(5)，所述主轴(5)底部连接有处于工作腔体(3)内部的主动盘(7)，主轴(5)中部安装有处于工作腔体(3)内部的扭矩传感器(6)；主动盘(7)下方设有处于工作腔体(3)内且固定设置的静盘(8)，主动盘(7)和静盘(8)之间为用于放置被测材料的空腔(9)；所述主动盘(7)和静盘(8)中至少一个的盘面内凹成形有均匀排列的凹槽(10)。
2.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述主动盘(7)和静盘(8)的盘面上均内凹成形有凹槽(10)。
3.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述主动盘(7)和静盘(8)之一为平盘或锥盘。
4.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述凹槽(10)自盘面的边缘向盘面的中心延伸。
5.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述凹槽(10)的截面为弧形，凹槽(10)的个数为12个。
6.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述凹槽(10)的深度为2.5mm。
7.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述静盘(8)的厚度为8mm 。
8.如权利要求1所述的剪切挤压式流变仪，其特征在于，所述静盘(8)的中部设有主安装孔(11)，主安装孔(11)周围均匀排列有三个副安装孔(12)；主安装孔(11)的直径12mm，副安装孔(12)的直径为3mm。
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