CN201130178Y - 全自动凝胶试验机 - Google Patents

Abstract

一种全自动凝胶试验机，通过电机带动与之相连的主动轴、柔性连接器、被动轴转动，一连接器一端与该被动轴连接，另一端与置于热固性树脂中的黏度搅拌头连接；转动过程中树脂的粘性力矩作用在被动轴上，使主动轴与被动轴之间产生相对转动、支架上的两个霍尔位置传感器到位的时间间隔发生变化，即得出该树脂的黏度值；且该凝胶测试系统被置于恒温控制系统的恒温箱中，恒温箱上分别设有热风机、凝胶控制仪及恒温控制仪。试验人员通过该凝胶试验机，可从传统的手动测定迈向试验室自动化的凝胶试验测定，故弥补了国内自动化凝胶试验测定的技术空缺。

Description

全自动凝胶试验机

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组在制作大型或普通叶片时，所使用的一种全自动凝胶试验机。

背景技术

风力发电机组在制作大型或普通叶片时，一般采用热固性高分子树脂作材料，而凝胶时间是各种热固性高分子树脂的一个基本参数；它表示热固性高分子树脂在加入固化(引发)剂后，树脂的可操作时间。所以凝胶时间测定的准确与否直接决定制品的好坏，否则会导致人力、物力的巨大浪费。

过去，凝胶时间测定有搅拌器法及手动法。

搅拌器法：温度控制采用水浴，以烧杯6为容器，当试样温度在20-80℃时，准确加入固化(引发)剂，加入最后一滴时启动秒表。并用玻璃棒将试样快速搅匀，并插在试样中央，搅拌器速度一般为60r/min，当试样沿玻璃棒开始爬杆时停止秒表，此时记录的时间即为凝胶时间。

手动法：取样和恒温操作同搅拌器法相同，待固化(引发)剂加入后每隔30秒观察，用玻璃棒试验试样(100g)凝胶状态，出现拉丝状态时停止秒表，记下秒表时间为凝胶时间。

上述二种方法存在的问题是：

凝胶时间随固化(引发)剂的加入量不同及环境温度的不同而改变，为满足实际生产的需要一般凝胶时间测试需要多个子样数、多温度的进行，通常需要在最短时间内，提前测试出覆盖生产所需的所有温度(如常温下10-38℃)固定比例(如1％)或固定时间(如3小时)的所有凝胶时间配方，配方中包括温度、高分子树脂类型、固化剂类型、固化剂比例、凝胶时间。而凝胶时间又是指导生产的重要参数，故试验员的工作量大，甚至出现24小时不能休息的状况，极大地浪费人力资源。

采用手动法则需要高分子专业人员操作或经过专门的培训，人工测量误差大，凝胶时间的测试经常出现可疑数据。

实用新型内容

本实用新型针对上述所产生的工作量大、测试结果不准确、试验环境与实际生产不符等缺点，提供一种全自动凝胶试验机。

本实用新型通过以下技术方案实现的：

一种全自动凝胶试验机，主要包括凝胶测试系统及恒温控制系统两部分，其特征是：凝胶测试系统通过控制电机，带动与之相连的主动轴、与主动轴相连的柔性连接器、被动轴转动，一连接器的一端与该被动轴连接，另一端与置于热固性树脂中的黏度搅拌头连接；转动过程中该树脂的粘性力矩作用在被动轴上；使主动轴与被动轴之间产生相对转动、位于支架上的两个霍尔位置传感器到位的时间间隔发生变化，则得出该树脂的黏度值；

上述凝胶测试系统被置于恒温控制系统的恒温箱中，恒温箱的上方分别设有与恒温箱相通的热风机、凝胶控制仪及恒温控制仪。其中：

上述凝胶控制仪的前面板上至少设有四个控制键，分别为切换键、移位键、递增键、确定键；该确定键还可为停止与运行状态的切换健；并在该控制健的上方设有凝胶显示屏；

上述恒温控制仪为XMT612温控仪或AR-505H温控仪；

上述恒温控制仪的前面板上，设有上下两排温度显示屏，上排为当前温度显示屏，下排为设定温度显示屏，恒温控制仪面板中的四个按钮分别为控温操作的切换健、位移健、递增键、递减键；

上述恒温控制仪的温度一般设置在10℃-80℃之间；运行时，保持在38℃±0.5℃为佳；

上述热固性高分子树脂材料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂或酚醛树脂。

通过以上技术方案的实施，可实现温度调节控制自动化、并适用于任何种类高分子树脂的凝胶时间测试，无需操作人员跟踪；只需用仪器、数据来替代操作者的记录和测试，故大大降低了人为误差，提高了工作效率，提高了产品合格率。

附图说明

图1为本实用新型凝胶过程中，黏度与时间的关系曲线图。

图2为本实用新型应用计算机分析采集到的数据判定凝胶时间并自动停止和计时的工艺流程图。

图3为本实用新型测试系统的结构示意图。

图4a-c为本实用新型恒温控制系统的前视、左视、俯视结构示意图。

图5为本实用新型控制仪前面板的结构示意图。

图6为本实用新型恒温控制仪前面板的结构示意图。

具体实施方式

参见图1、2所示，为本实用新型对环氧树脂体系在凝胶过程中，黏度与时间的关系曲线图，并根据凝胶过程的黏度时间曲线、软件及单片机全程记录的黏度与时间的关系变化、及应用计算机分析采集到的数据，来判定凝胶时间并自动停止和计时的工作流程图。如能自动测出图1中D点(凝胶点)黏度及其对应的时间，并自动停止及记录，并通过高灵敏度的采集头以确保采集的树脂黏度信息准确及时。

参见图3、4a-c，一种全自动凝胶试验机，主要包括凝胶测试系统及恒温控制系统两部分，其中凝胶测试系统通过电机9带动与之相连的主动轴2、及与主动轴2相连的柔性连接器3、被动轴4转动，一连接器5的一端与被动轴4连接，另一端与置于凝胶测试杯6、热固性树脂8中的黏度搅拌头7相连；由于被动轴4连接着黏度搅拌头7在热固性树脂中转动，树脂的粘性力矩作用在该被动轴4上；又由于主动轴2、被动轴4之间是柔性连接，树脂的黏度变化必然引起主动轴2、被动轴4发生相对转动，表现在两个霍尔位置传感器1到位的时间间隔则发生变化，经过标定，即可测出树脂黏度与到位时间间隔之间的对应关系，得到树脂的黏度值。

上述凝胶测试系统被置于恒温控制系统的恒温箱12中，恒温箱12的上方分别设有与恒温箱12相通的热风机13、凝胶控制仪10及恒温控制仪11，该恒温控制仪11采用市面上能够购买到的XMT612温控仪或AR-505H温控仪；

该恒温控制系统的工作原理是：采用PID调节方式进行温度控制，根据当前温度与设置温度之间的差值、以及当前升温速率等相关信息、设置恰当的参数计算出通断电的时间比例，直接反映到输出继电器上，用于接通和断开双向晶闸管，从而控制电热器件的加热时间，达到控制温度保持在设定温度附近的目的。

参见图4a-c，5所示，恒温箱12上有两组控制仪分别为凝胶控制仪10及恒温控制仪11；凝胶控制仪10的操作通过凝胶控制仪前面板进行，该前面板上设有四个控制键，分别为切换键15、移位键16、递增键17、确定键18。

当接通电源后，凝胶显示屏14初始显示为转动速度，转动速度共分1、2、3挡，通过递增键17进行选择，选定速度后，按下确定键18即可运行。运行过程中，凝胶显示屏14初始显示为相对黏度值；按下切换键15，即可显示运行的时间；此后切换键15即可完成上述“速度挡”、“相对黏度值”及“运行时间”3个参数的交替显示。当检测到图1所示的“D”点(凝胶点)时，电机停止转动，凝胶显示屏则明确显示出对应的分钟数值tD。

上述确定键18还起到停止与运行的状态切换作用。

参见图6所示，恒温控制仪前面板，用于控制温度，由于该仪表的自动化程度较高，在经过简单的设置后(输出设置、升温上限、自整定等，并由黏度仪设计人员按照实际应用情况设置好，无特殊情况不需改动)，控温操作非常的简单。本仪表共有上下两排温度显示屏，上排为当前温度显示屏19，下排为设定温度显示屏20。恒温控制仪面板中的四个操作按钮可完成恒温控制的所有功能选择与操作，实际控温操作只需使用递增键23和递减键24，改变设置温度为任意不超过升温上限80℃及不低于室温[如10℃]的任意值。

综上所述，该全自动凝胶试验机具有以下优点：

仪器体积比桌上型回转黏度计更小、凝胶时间测定操作简单，能够全自动对树脂样品的凝胶时间进行测定，当试样凝胶时，树脂的黏度会发生突变，凝胶时间测定自动停止运动，并将凝胶时间自动显示于测试仪上。如需要树脂的黏度/时间曲线等，可将测试仪与计算机相连接，进行数据处理。

另外，全自动凝胶试验机还可多台进行连接，方便进行多组试验。其包含温度感测器，加热元件和热循环系统等，可确保温度控制的稳定性。

该全自动凝胶试验机减少了试验人员的负担和误差，并从传统的手动测定，迈向了试验室自动化的凝胶试验测定，故弥补了国内自动化凝胶试验测定的技术空缺。

Claims (7)

1. 一种全自动凝胶试验机，主要包括凝胶测试系统及恒温控制系统两部分，其特征是：凝胶测试系统通过电机带动与之相连的主动轴、及与主动轴相连的柔性连接器、被动轴转动，一连接器一端与该被动轴连接，另一端与置于热固性树脂中的黏度搅拌头连接；转动中该树脂的粘性力矩作用在被动轴；主动轴与被动轴之间产生相对转动，位于支架上对应主动轴与被动轴设有两个霍尔位置传感器；

上述凝胶测试系统被置于恒温控制系统的恒温箱中，恒温箱的上方分别设有与恒温箱相通的热风机、凝胶控制仪及恒温控制仪。

2. 依据权利要求1所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述凝胶控制仪的前面板上至少设有四个控制键，分别为切换键、移位键、递增键、确定键；并在该控制健的上方设有凝胶显示屏。

3. 依据权利要求1所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述恒温控制仪为XMT612温控仪或AR-505H温控仪。

4. 依据权利要求3所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述恒温控制仪的前面板上，设有上下两排温度显示屏，上排为当前温度显示屏，下排为设定温度显示屏，恒温控制仪面板中的四个按钮分别为控温操作的切换健、位移健、递增键、递减键。

5. 依据权利要求3所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述恒温控制仪的温度设置在10-80℃之间。

6. 依据权利要求3所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述恒温控制仪的温度设置在38℃±0.5℃之间。

7. 依据权利要求1所述的全自动凝胶试验机，其特征是：上述热固性高分子树脂材料为环氧树脂或不饱和聚酯树脂或乙烯基树脂或酚醛树脂。

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