CN107894374A - 毛细管‑旋转流变仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种毛细管‑旋转流变仪，具有上板和下板，位于上板与下板设有壁板，所述的壁板围绕下板周边固定而与下板构成装填待测试物料的料筒，上板与料筒内周间隙配合，所述的上板中心固连有可上下移动并转动的转轴，下板底面中心连接有毛细管。本发明同时具有毛细管流变仪和旋转流变仪的功能，能够在一台流变仪上测试物料在高剪切速率和低剪切速率下的流变行为，即能够同时获得全面的剪切速率测试范围，提高了测试效率，节省了时间。

Description

毛细管-旋转流变仪
技术领域
本发明涉及流变学测试技术领域，尤其是一种毛细管-旋转流变仪。
背景技术
传统的毛细管流变仪测试材料在毛细管中的流动行为，旋转流变仪测试材料在转子和定子(固定板、或固定料筒)之间的流变行为。一般地，毛细管流变仪能够测试高剪切速率下的流变学参数如黏度等，而旋转流变仪只能测试低剪切速率下的流变行为。在毛细管流变仪中，物料受到一定压力从毛细管入口流入，在毛细管中流动，最后从毛细管出口流出；而在旋转流变仪中，物料装在转子和定子之间，受到转子的剪切作用，这样，如果需要得到物料在低剪切速率和高剪切速率下的流变行为，就需要分别使用毛细管流变仪和旋转流变仪测试，这样就很麻烦，由于条件限制，很可能难以实现。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本发明提供一种毛细管-旋转流变仪，其兼具毛细管流变仪和旋转流变仪各自功能，能同时获得物料全面的剪切速率测试范围，提高测试效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种毛细管-旋转流变仪，具有上板和下板，位于上板与下板设有壁板，所述的壁板围绕下板周边固定而与下板构成装填待测试物料的料筒，上板与料筒内周间隙配合，所述的上板中心固连有可上下移动并转动的转轴，下板底面中心连接有毛细管。
本发明的有益效果是：本发明同时具有毛细管流变仪和旋转流变仪的功能，能够在一台流变仪上测试物料在高剪切速率和低剪切速率下的流变行为，即能够同时获得全面的剪切速率测试范围，提高了测试效率，节省了时间。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的结构示意图。
图中：1.上板 2.下板 3.壁板 4.料筒 5.转轴 6.毛细管
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种毛细管-旋转流变仪，具有上板1、位于上板1下方的下板2以及位于上板1与下板2之间的壁板3，其中下板2固定，壁板3围绕下板 2周边固定后形成装填物料的料筒4，上板1与料筒4内周间隙配合，上板1上平面中心固连有转轴5，转轴5可以上下移动，也可以下移到要求的位置后再转动，下板2底面中心连接有毛细管6，转轴5的下移并转动，带动上板1将测试物料从毛细管6中挤出，从而检测物料在低剪切速率和高剪切速率下的流变行为。
如图1所示，当转轴5只作上下移动时，主要作为毛细管流变仪使用，首先移去上板1，在料筒4中加入物料，覆盖上上板1，等物料受热熔融后，开始测试，先通过执行元件(如液压缸)推动上板1按照一定的速度向下运动，使得物料从毛细管6中挤出，测试毛细管6中物料的挤出速度，同时测试物料所受的压力，按照毛细管流变仪测试原理换算物料在毛细管6中的剪切速率和剪切应力，计算出物料的黏度，这样可以测试物料在高剪切速率下的黏度数据(比如10-5000s-1或rad/s)。为了校正入口压力差，可以在下板2上再增加一根零长型的毛细管6，其类似于双筒毛细管流变仪。
作为旋转流变仪使用时，从转轴5施加压力，使上板1向下移动，将物料从毛细管6中挤出，当上板1与下板2之间的间隙达到需要的厚度(如1mm)时，转轴5停止向下移动，准备开始旋转运动，由于存在法向压力差，在测试中会有少量的物料流入毛细管6中，可检测流入毛细管6中物料的量，探测法向应力，因为流入毛细管中的料越多，法向应力越大，它们之间存在函数关系，因此可以探测法向应力。毛细管6可以根据需要用透明玻璃材料制造，这样能够通过可视化方法检测到毛细管6中物料的流动情况(如速度、流量、表面畸变、壁滑移等)，这种方式所测试的是在较低剪切速率下物料的流变参数(比如 0.001-300s-1或rad/s)。
测试时控制转轴5的角速度ω，可以让转轴5沿着一个方向(如顺时针或逆时针)一直转动，这种测试为稳态测试；也可以让转轴5作动态转动，即振幅一定，改变转动角频率，作频率扫描，也可以固定频率，改变振幅，做应变扫描，这种动态测试和旋转流变仪的动态测试原理一致。
所述上板1也可以做成锥板形式，这样上板1(锥板)与下板2(平板)之间物料受到的剪切速率和剪切应力均为常数，根据需要，料筒4中的物料都受到氮气保护，可由氮气保护用品不被高温氧化。
本发明是在综合了毛细管流变仪和旋转流变仪的工作原理，将两种测试有机结合统一，而传统的毛细管流变仪和旋转流变仪的测试原理仍然适用于本发明。与流变仪连接的电脑装一个测试平台，分为毛细管6测试部分和旋转流变测试部分，实验数据和曲线可由电脑软件记录处理。图1所示的一套流变仪设备，能够分别测试物料在低剪切速率和高剪切速率下的流变数据，从而获得更宽测试范围内的结果。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (1)

1.一种毛细管-旋转流变仪，具有上板(1)和下板(2)，其特征是：位于上板(1)与下板(2)设有壁板(3)，所述的壁板(3)围绕下板(2)周边固定而与下板(2)构成装填待测试物料的料筒(4)，上板(1)与料筒(4)内周间隙配合，所述的上板(1)中心固连有可上下移动并转动的转轴(5)，下板(2)底面中心连接有毛细管(6)。
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