CN204649571U - 一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置，由测量装置I、升降装置II、偏心度调节装置III三大部分组成。测量装置I通过电机驱动内筒旋转，并利用电机测量内筒的转矩，安装在内筒轴上的光栅型编码器同步测量内筒的转速与转角，外筒底面安装的力传感器可测量外筒的径向力和转矩，升降装置II通过激光位移传感器实时反馈外筒的高度，控制两筒底面的间距；偏心度调节装置III通过驱动旋臂转动，从而产生内筒轴线相对于外筒轴线的偏心，步进电机和角位移编码器组成的闭环控制系统确保内筒以要求的角度偏转。本装置能够研究聚合物熔体在复杂流场中的特殊流变行为，对聚合物加工工程的技术发展具有现实的意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及聚合物流变学测试技术，尤其涉及一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置。
背景技术
聚合物加工成型过程中熔体的流动通常伴随着剪切与拉伸同时存在的复杂流动，两种流动形式在流动空间存在不同的强度，对聚合物熔体的分子取向，组分间分散状态等微观结构产生不同的影响，并最终影响聚合物制品的尺寸、形状、物理特性等宏观性能。复杂流动中，流场中的应力应变状态显然受到熔体的拉伸流变特性和剪切流变特性的综合影响，这种综合影响规律目前还缺乏研究，传统的流变测量方法，还只是建立在简单的剪切流动或者拉伸流动基础上，测得的熔体流变参数也只是单纯的剪切流变或拉伸流变参数，表征的流变特性也只是简单流动中的特性，利用这些参数，既无法准确计算熔体在复杂流场的流动状态，也无法解释复杂流场中的各种特殊现象。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置。探索聚合物熔体在复杂流场中的流变行为规律，增加流变学实验研究手段，从而更好地指导聚合物成型加工过程。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置，包括测量装置I、升降装置II、偏心度调节装置III；
所述测量装置I包括外筒6、置于外筒6内部的内筒4、用于驱动内筒4旋转的电机2、设置在外筒6外部的对流辐射加热炉5，内筒4连接电机2的转轴；所述外筒6与内筒4之间形成间隙，该间隙用于盛装待测的聚合物；
所述偏心度调节装置III包括旋转机构，该旋转机构的旋转轴17通过一根径向设置的旋臂19连接电机2的电机本体；当旋转轴17转动时，通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，进而改变内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，即内筒4与外筒6之间的偏心度；
升降装置II设置在测量装置I的下放，用于调节外筒6的高度。
所述旋转轴17上设置有光学编码器16和扭矩传感器15；所述电机2的转轴上设有光栅型编码器1。
所述升降装置II包括蜗轮蜗杆减速器10和用于驱动蜗轮蜗杆减速器10转动的步进电机11，该蜗轮蜗杆减速器10的丝杠副8端部设有力传感器7，通过力传感器7连接在外筒6的底部；在升降装置II上、力传感器7的下方设有激光位置传感器9。
所述外筒6的筒壁上设有压力及温度传感器20。
所述电机2的轴承采用陶瓷滚针轴承3。
设置在旋转轴17两端的轴承采用陶瓷角接触球轴承14、18。
所述旋转机构还包括用以驱动旋转轴17转动的步进电动机12和减速器13。
所述电机2为无刷直流电机。
测量装置I通过具有测量功能的电机驱动内筒旋转，并利用电机测量内筒的转矩，安装在内筒(即电机转轴)上的光栅型编码器同步测量内筒的转速与转角，外筒底面安装的力传感器可测量外筒的径向力和转矩，此外，外筒壁面上安装的若干压力—温度传感器能够测量内外筒间隙内聚合物熔体的温度、压力分布；升降装置II通过蜗轮蜗杆减速器和丝杆副组成的传动机构调节外筒的升降，以便圆筒的拆卸与清理，激光位移传感器实时反馈外筒的高度，控制两筒底面的间距；偏心度调节装置III通过驱动旋臂转动，从而产生内筒轴线相对于外筒轴线的偏心，步进电机和角位移编码器组成的闭环控制系统确保内筒以要求的角度偏转。本仪器能够研究聚合物熔体在复杂流场中的特殊流变行为，对聚合物加工工程的技术发展具有现实的意义。
采用上述偏心圆筒流变装置，测量聚合物熔体拉伸/剪切应力的方法如下：
步骤一：步进电动机12和减速器13带动旋转轴17转动，并通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，使内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，按照设定的距离偏移后，步进电动机12停止，减速器13自锁；
步骤二：升降装置II通过激光位置传感器9位置反馈调节外筒6底部的高度到测量位置后，步进电机11停止，蜗轮蜗杆减速器10自锁；
步骤三：将待测聚合物放进内筒4和外筒6之间的间隙内，合上对流辐射加热炉5，加温到设定温度；
步骤四：控制电机2驱动内筒4在应变控制或应力控制模式下工作，在应变控制模式下，光栅型编码器1和电机2组成闭环系统确保内筒4按设定转速旋转，同时电机2作为内筒4转矩的测量工具，在应力控制模式下，电机2控制内筒4的转矩不变，而光栅型编码器1则作为内筒2转速的测量工具；
步骤五：压力及温度传感器20采集内筒4和外筒6之间聚合物熔体的温度、压力参数，力传感器7采集外筒6的转矩以及径向力与方向；
步骤六：通过偏心度调节装置III改变内筒4和外筒6轴线之间的距离，重复步骤四和步骤五；
步骤七：电机2停止，打开对流辐射加热炉5，启动升降装置II，控制外筒6下降到适合的位置，清理完毕，外筒归位，进行下一种聚合物物料的测量。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
旋转机构的旋转轴17通过一根径向设置的旋臂19连接电机2的电机本体；当旋转轴17转动时，通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，进而改变内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，通过调节内筒4与外筒6之间的偏心度，使间隙间内的聚合物熔体产生拉伸和剪切两种流动形式，并且两种流动的比例可以调节，因此适用于对复杂流场中的流变行为进行研究。
如上所述，通过改变内外筒轴线的偏心距来改变拉伸、剪切两种流动形式的强度，实现拉伸/剪切复杂流场的可控性；能够在稳态和动态两种模式下对聚合物熔体在复杂流场中聚合物熔体的流变特性进行测量和表征。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
图2为沿图1中A-A剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1、2所示。本实用新型一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置，包括测量装置I、升降装置II、偏心度调节装置III；
所述测量装置I包括外筒6、置于外筒6内部的内筒4、用于驱动内筒4旋转的电机2(无刷直流电机)、设置在外筒6外部的对流辐射加热炉5，内筒4连接电机2的转轴；所述外筒6与内筒4之间形成间隙，该间隙用于盛装待测的聚合物；
所述偏心度调节装置III包括旋转机构，该旋转机构的旋转轴17通过一根径向设置的旋臂19连接电机2的电机本体；当旋转轴17转动时，通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，进而改变内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，即内筒4与外筒6之间的偏心度；
升降装置II设置在测量装置I的下方，用于调节外筒6的高度。
所述旋转轴17上设置有光学编码器16和扭矩传感器15；所述电机2的转轴上设有光栅型编码器1。
所述升降装置II包括蜗轮蜗杆减速器10和用于驱动蜗轮蜗杆减速器10转动的步进电机11，该蜗轮蜗杆减速器10的丝杠副8端部设有力传感器7，通过力传感器7连接在外筒6的底部；在升降装置II上、力传感器7的下方设有激光位置传感器9。
所述外筒6的筒壁上设有压力及温度传感器20，安装数量可根据实际情况而定，以便准确测量内外筒间隙内聚合物熔体的温度、压力分布。
所述电机2的轴承采用陶瓷滚针轴承3。
设置在旋转轴17两端的轴承采用陶瓷角接触球轴承14、18。
所述旋转机构还包括用以驱动旋转轴17转动的步进电动机12和减速器13。
升降装置II在测量前，利用激光位移传感器9反馈外筒6的底部高度，步进电机11通过蜗轮蜗杆减速器10控制丝杆副8来移动外筒6到设定高度，然后，步进电机11停止转动，蜗轮蜗杆减速器10自锁使外筒6在测量过程中保持静止不动。
偏心度调节装置III以步进电动机12和光学编码器16组成闭环系统控制旋转轴17旋转，控制内筒4轴线与外筒6轴线的相对位置产生所需要的偏心度，然后，步进电动机12停止转动，减速器13自锁使旋臂19在测量过程中保持静止不动。
偏心圆筒流变装置测量聚合物熔体拉伸/剪切应力的方法，可通过如下步骤实现：
步骤一：步进电动机12和减速器13带动旋转轴17转动，并通过旋臂19使电机2的电机本体整体移动，使内筒4的轴线与外筒6的轴线之间相对位置，按照设定的距离偏移后，步进电动机12停止，减速器13自锁；
步骤二：升降装置II通过激光位置传感器9位置反馈调节外筒6底部的高度到测量位置后，步进电机11停止，蜗轮蜗杆减速器10自锁；
步骤三：将待测聚合物放进内筒4和外筒6之间的间隙内，合上对流辐射加热炉5，加温到设定温度；
步骤四：控制电机2驱动内筒4在应变控制或应力控制模式下工作，在应变控制模式下，光栅型编码器1和电机2组成闭环系统确保内筒4按设定转速旋转，同时电机2作为内筒4转矩的测量工具，在应力控制模式下，电机2控制内筒4的转矩不变，而光栅型编码器1则作为内筒2转速的测量工具；
步骤五：压力及温度传感器20采集内筒4和外筒6之间聚合物熔体的温度、压力参数，力传感器7采集外筒6的转矩以及径向力与方向；
步骤六：通过偏心度调节装置III改变内筒4和外筒6轴线之间的距离，重复步骤四和步骤五；
步骤七：电机2停止，打开对流辐射加热炉5，启动升降装置II，控制外筒6下降到适合的位置，清理完毕，外筒归位，进行下一种聚合物物料的测量。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置，其特征在于：包括测量装置I、升降装置II、偏心度调节装置III；
所述测量装置I包括外筒(6)、置于外筒(6)内部的内筒(4)、用于驱动内筒(4)旋转的电机(2)、设置在外筒(6)外部的对流辐射加热炉(5)，内筒(4)连接电机(2)的转轴；所述外筒(6)与内筒(4)之间形成间隙，该间隙用于盛装待测的聚合物；
所述偏心度调节装置III包括旋转机构，该旋转机构的旋转轴(17)通过一根径向设置的旋臂(19)连接电机(2)的电机本体；当旋转轴(17)转动时，通过旋臂(19)使电机(2)的电机本体整体移动，进而改变内筒(4)的轴线与外筒(6)的轴线之间相对位置，即内筒(4)与外筒(6)之间的偏心度；
升降装置II设置在测量装置I的下方，用于调节外筒(6)的高度。
2.根据权利要求1所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述旋转轴(17)上设置有光学编码器(16)和扭矩传感器(15)；所述电机(2)的转轴上设有光栅型编码器(1)。
3.根据权利要求1所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述升降装置II包括蜗轮蜗杆减速器(10)和用于驱动蜗轮蜗杆减速器(10)转动的步进电机(11)，该蜗轮蜗杆减速器(10)的丝杠副(8)端部设有力传感器(7)，通过力传感器(7)连接在外筒(6)的底部；在升降装置II上、力传感器(7)的下方设有激光位置传感器(9)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述外筒(6)的筒壁上设有压力及温度传感器(20)。
5.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述电机(2)的轴承采用陶瓷滚针轴承(3)。
6.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：设置在旋转轴(17)两端的轴承采用陶瓷角接触球轴承(14、18)。
7.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述旋转机构还包括用以驱动旋转轴(17)转动的步进电动机(12)和减速器(13)。
8.根据权利要求4所述的偏心圆筒流变装置，其特征在于：所述电机(2)为无刷直流电机。
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| CN201520339063.XU CN204649571U (zh) | 2015-05-22 | 2015-05-22 | 一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104865160A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-26 | 华南理工大学 | 一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置及方法 |
| CN107390751A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 华南理工大学 | 一种偏心圆筒流变仪的控制系统及其控制方法 |
| WO2019184403A1 (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 四川大学 | 能同时测量聚合物压力/剪切流变的旋转挤出加工流变仪及流变测量方法 |
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2015
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104865160A (zh) * | 2015-05-22 | 2015-08-26 | 华南理工大学 | 一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置及方法 |
| CN104865160B (zh) * | 2015-05-22 | 2017-10-20 | 华南理工大学 | 一种拉伸/剪切可控复合流场的偏心圆筒流变装置及方法 |
| CN107390751A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-11-24 | 华南理工大学 | 一种偏心圆筒流变仪的控制系统及其控制方法 |
| WO2019184403A1 (zh) * | 2018-03-30 | 2019-10-03 | 四川大学 | 能同时测量聚合物压力/剪切流变的旋转挤出加工流变仪及流变测量方法 |
| US12083730B2 (en) | 2018-03-30 | 2024-09-10 | Sichuan University | Rotation extrusion processing rheometer and rheological measuring method capable of simultaneously measuring pressure/shear rheology of polymers |
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