CN217033487U - 熔体流动速率测定仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了熔体流动速率测定仪，包括：控制单元，控制单元安装于熔炉机构的一侧并垂直固定于支撑板上；控制单元具有温度控制器，温度控制器内形成有逻辑主板；逻辑主板为控制核心，通过传输接口的连接实现指令信息的接收与执行信息的发送，达成逻辑控制程序；温度控制器的下方安装有操作窗和打印机；操作窗形成有触摸屏以实现触摸操作；打印机用以打印纸质数据；温度控制器配合操作窗和打印机完成实验调配及数据打印；水平调整机构；通过水平调整机构调节水平仪中气泡停留于圈线中心以实现加热炉位置平衡；本装置结构优化、改进后通过PLC程序自动采集温度并控制温度，进行温度自行修定及整定，优化了控制同时节省了材料和能源成本。

Description

熔体流动速率测定仪

技术领域

本实用新型涉及流体速率测量技术领域，尤其涉及熔体流动速率测定仪。

背景技术

熔体流动速率测定仪主要用于测定热塑性树脂的熔体质量流动速率 (MFR)和熔体体积流动速率(MVR)，它不仅适用于熔融温度较高的聚碳酸酯、尼龙等工程塑料，也适用于聚乙烯、聚甲醛树脂等熔融温度较低的塑料测试，广泛的应用于塑料原料、制品、石油化工等行业以及相关大专院校、科研单位和商检部门。

熔体流动速率试验的工作原理是：将塑料颗粒在高温下熔化，让熔融塑料从出料口流出，每间隔预定时间转动金属刀片切割流出来的样品，再称量样品的重量来判断此样品的熔体流动速率性能。

现有熔体流动速率测定仪存在测定仪控温精度不高，原有控温采购数显温控表通过PT100采集直接显示温度，控制不够稳定导致加热料筒内的温度分布不均匀，浪费材料的同时也难以得出准确的实验数据。

因此，结合现有技术中熔体流动速率测定仪存在控温精度不高、控制不够稳定导致加热料筒内的温度分布不均匀，浪费材料、难以得出准确的实验数据的问题，设计一款结构优化、改进后通过PLC程序自动采集温度并控制温度，进行温度自行修定及整定，优化了控制同时节省了材料和能源成本，保证实验数据准确，提高工作效率的装置，从而解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种结构优化、改进后通过PLC程序自动采集温度并控制温度，进行温度自行修定及整定，优化了控制同时节省了材料和能源成本，保证实验数据准确，提高工作效率的熔体流动速率测定仪。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

熔体流动速率测定仪，该测定仪包括熔炉机构，熔炉机构形成有加热炉、所述加热炉的上端插入有压料杆，所述压料杆的上端安装有砝码，所述加热炉内安装有料筒，所述料筒的出料口安装有口膜，所述出料口的下端安装有切料刀，还包括：

控制单元，所述控制单元安装于熔炉机构的一侧并垂直固定于支撑板上；

所述控制单元具有温度控制器，所述温度控制器内形成有逻辑主板；

所述逻辑主板为控制核心，通过传输接口的连接实现指令信息的接收与执行信息的发送，达成逻辑控制程序；

所述温度控制器的下方安装有操作窗和打印机；

所述操作窗形成有触摸屏以实现触摸操作；

所述打印机用以打印纸质数据；其中

所述温度控制器配合操作窗和打印机完成实验调配及数据打印；以及

水平调整机构；

所述水平调整机构具有水平仪和多组水平支腿；

所述水平仪安装于料筒中；

所述水平支腿分别安装于支撑板的下端四角处；其中

通过水平支腿调节水平仪中气泡停留于圈线中心以实现加热炉位置平衡。

进一步的，所述水平支腿包括支撑杆；

所述支撑杆的一端插入支撑板中，所述支撑杆的另一端与安装台面接触；

所述支撑杆上安装有螺母；其中

通过旋转所述螺母调节支撑杆插入支撑板中的距离并实现安装固定。

进一步的，所述料筒的壁体为黄铜材质；

所述口膜处安装有温度感测器；

所述加热炉加热形成料筒升温以实现温度感测器感测温度并转换成信号传输至温度控制器内；

所述温度控制器内的逻辑主板通过存储参数判读以计算偏差实现PID 调节、并通过脉宽输出方式实现加热炉腔内温度达到设定值。

在上述技术方案中，本实用新型的熔体流动速率测定仪，具有以下有益效果：

本实用新型提供的熔体流动速率测定仪结构优化、改进后通过PLC程序自动采集温度并控制温度，进行温度自行修定及整定，优化了控制同时节省了材料和能源成本，保证实验数据准确，进一步提高工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的熔体流动速率测定仪的平面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的熔体流动速率测定仪的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的熔体流动速率测定仪的流程框图。

附图标记说明：

1、熔炉机构；2、控制单元；3、支撑板；4、水平调整机构；5、温度感测器；

11、加热炉；12、压料杆；13、砝码；14、料筒；15、出料口；16、切料刀；

21、温度控制器；22、操作窗；23、打印机；

41、水平支腿；

411、支撑杆；412、螺母。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

需要说明的是，本文所使用的的术语“上”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

参见图1～图3所示；

本实用新型的熔体流动速率测定仪，该测定仪包括熔炉机构1，熔炉机构1形成有加热炉11、加热炉11的上端插入有压料杆12，压料杆12的上端安装有砝码13，加热炉11内安装有料筒14，料筒14的出料口15安装有口膜，出料口15的下端安装有切料刀16，还包括：

控制单元2，控制单元2安装于熔炉机构1的一侧并垂直固定于支撑板3上；

控制单元2具有温度控制器21，温度控制器21内形成有逻辑主板；

逻辑主板为控制核心，通过传输接口的连接实现指令信息的接收与执行信息的发送，达成逻辑控制程序；

温度控制器21的下方安装有操作窗22和打印机23；

操作窗22形成有触摸屏以实现触摸操作；

打印机23用以打印纸质数据；其中

温度控制器21配合操作窗22和打印机23完成实验调配及数据打印；以及

水平调整机构4；

水平调整机构4具有水平仪和多组水平支腿41；

水平仪安装于料筒14中；

水平支腿41分别安装于支撑板3的下端四角处；其中

通过水平支腿41调节水平仪中气泡停留于圈线中心以实现加热炉11 位置平衡。

具体的，本实用新型提供的熔体流动速率测定仪，在使用该装置之前，先通过水平调整机构4调整整体装置的水平位置，控制单元2控制熔炉机构1实现加热输出，操作者在操作窗22上手动开启装置并调试相应的温度，温度控制器21控制整个实验过程的温度因素，实验完成后，再次使用操作窗22选择打印要求，并通过打印机23打印纸质数据。

水平支腿41包括支撑杆411；

支撑杆411的一端插入支撑板3中，支撑杆411的另一端与安装台面接触；

支撑杆411上安装有螺母412；其中

通过旋转螺母412调节支撑杆411插入支撑板3中的距离并实现安装固定。

具体的，支撑杆411插入支撑板3中，支撑杆411上的螺母412上下旋扭用以调整支撑杆411，当螺母412向上旋转时，螺母412逐渐接近支撑板3的下端面，当旋转至贴合固定时，支撑杆411与支撑板3也处于固定安装状态；反之，当螺母412向下旋转时，支撑杆411可以从支撑板3 中活动下移，此时操作者适当调整支撑杆411插入支撑板3中的长度，进一步调平装置后，再反向旋转螺母412至固定状态即可。

料筒14的壁体为黄铜材质；

口膜处安装有温度感测器5；

加热炉11加热形成料筒14升温以实现温度感测器5感测温度并转换成信号传输至温度控制器21内；

温度控制器21内的逻辑主板通过存储参数判读以计算偏差实现PID调节、并通过脉宽输出方式实现加热炉11腔内温度达到设定值。

具体的，料筒14的壁体选用黄铜材质，黄铜受热均匀益于受热使用，同时，温度感测器5能够及时感知并传输温度信息，优化温度控制，保证实验的准确性。

本实用新型提供的熔体流动速率测定仪，符合GB3682、ISO1133、 ASTMD1238、ASTMD3364等标准的要求，并按JB/T5456《熔体流动速率仪技术条件》标准制造。

工作原理：对流动速率的测定可采用质量法，即在定负荷、定时间间隔，测定通过口膜的熔体的质量；也可采用体积法，即在定负荷、定距离情况下测定时间，具体操作如下：

在熔炉机构1和控制单元2的配合下，加热炉11的炉腔被加热升温；在料管(塑料成品管)加热到设定的温度后，从料筒14上端口处加入被试料样，并插入带活塞的压料杆12，在压料杆12上端施加选定负荷砝码13，料管下端安装一只标准口膜，通过热塑性试样在一定温度和负荷下单位时间内通过口膜的熔体质量，即可确认该料样每10分钟通过口膜的质量，即该料样的熔体流动速率；也可通过热塑性试样在一定温度和负荷下通过口膜的固定熔体体积的时间，即可确认该料样每10分钟通过口膜的熔体流动体积速率。

实施例一：

方法A

1.1清洗仪器

在开始做一组试验前，要保证料筒在选定温度恒温不少于15min。

1.2根据预先估计的流动速率

将3～8g样品装入料筒。装料时，用手持装料杆压实样料，对于氧化降解敏感的材料，装料时应尽可能避免接触空气，并在1min内完成装料过程；根据材料的流动速率，将加负荷或未加负荷的活塞放人料筒。

当活塞杆的上标线达到料筒顶面时停止切割，丢弃有肉眼可见气泡的切段；冷却后，将保留下的切段(至少3个)逐一称量，准确到1mg，计算它们的平均质量，如果单个称量值中的最大值和最小值之差超过平均值的 15％，则舍弃该组数据，并用新样品重做试验；从装料到切断最后一个样条的时间不应超过25min。

1)如果本试验中所测得的数值小于0.1g/10min或大于100g/10min，建议不测熔体流动速率。

2)当材料密度大于1.0g/cm时，可能需增加试样量。

3)当测定MFR大于25g/10min的材料时，为了获得足够的再现性，可能需要对小于0.1s的切段时间间隔进行自动控制和测量或使用方法B。

1.3在装料完成后4min，温度应恢复到所选定的温度，如果原来没有加负荷或负荷不足的，此时应把选定的负荷加到活塞上。让活塞在重力的作用下下降，直到挤出没有气泡的细条，根据材料的实际粘度，这个现象可能在加负荷前或加负荷后出现；这个操作时间不应超过1mnin；用切断工具切断挤出物，并丢弃；然后让加负荷的话塞在重力作用下继续下降；当下标线到达料筒顶面时，开始用秒表计时，同时用切断工具切断挤出物并丢弃之。

然后，逐一收集按一定时间间隔的挤出物切段，以测定挤出速率，切段时间间隔取决于熔体流动速率，每条切段的长度应不短于10mm，最好为10～20mm。

对于MFR(和MVR)较小和(或)模口膨胀较高的材料，在240s的最大切段间隔内，可能难于获得不小于10mm的切段长度；在这种情况下，只有在240s内得到的每个切段质量达到0.04g以上时，才能使用方法A，否则应使用方法B。

方法B

2.1原则

熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定采用如下两条原则之一：

a)测定在规定时间内活塞移动的距离；

b)测定活塞移动规定距离所用的时间。

2.2最佳测量准确度

为使介于0.1～50g/10min的MFR或介于0.1～50cm2/10min的MVR测定有重复性，活塞位移测量应精确到士0.1mm，时间测量应准确到0.1s。

2.3操作准备

按照方法A中1.1到1.3(到第一段末)规定进行。

2.4测定

2.4.1当下标线达到料简顶面时，开始自动测定。

2.4.2按下述进行测定：

a)测量活塞在预定时间内的移动距离；

b)测量活塞移动规定距离所用的时间。

当活塞杆上标线达到料筒顶面时停止测量。

2.4.3从加料开始到测得最后一个数据的时间不得超过25min。

2.5结果表示

用相应的公式计算熔体体积流动速率(MVR)；

用相应的公式计算熔体质量流动速率(MFR)。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (3)

1.熔体流动速率测定仪，该测定仪包括熔炉机构(1)，熔炉机构(1)形成有加热炉(11)、所述加热炉(11)的上端插入有压料杆(12)，所述压料杆(12)的上端安装有砝码(13)，所述加热炉(11)内安装有料筒(14)，所述料筒(14)的出料口(15)安装有口膜，所述出料口(15)的下端安装有切料刀(16)，其特征在于，还包括：

控制单元(2)，所述控制单元(2)安装于熔炉机构(1)的一侧并垂直固定于支撑板(3)上；

所述控制单元(2)具有温度控制器(21)，所述温度控制器(21)内形成有逻辑主板；

所述逻辑主板为控制核心，通过传输接口的连接实现指令信息的接收与执行信息的发送，达成逻辑控制程序；

所述温度控制器(21)的下方安装有操作窗(22)和打印机(23)；

所述操作窗(22)形成有触摸屏以实现触摸操作；

所述打印机(23)用以打印纸质数据；其中

所述温度控制器(21)配合操作窗(22)和打印机(23)完成实验调配及数据打印；以及

水平调整机构(4)；

所述水平调整机构(4)具有水平仪和多组水平支腿(41)；

所述水平仪安装于料筒(14)中；

所述水平支腿(41)分别安装于支撑板(3)的下端四角处；其中

通过水平支腿(41)调节水平仪中气泡停留于圈线中心以实现加热炉(11)位置平衡。

2.根据权利要求1所述的熔体流动速率测定仪，其特征在于：

所述水平支腿(41)包括支撑杆(411)；

所述支撑杆(411)的一端插入支撑板(3)中，所述支撑杆(411)的另一端与安装台面接触；

所述支撑杆(411)上安装有螺母(412)；其中

通过旋转所述螺母(412)调节支撑杆(411)插入支撑板(3)中的距离并实现安装固定。

3.根据权利要求1所述的熔体流动速率测定仪，其特征在于：

所述料筒(14)的壁体为黄铜材质；

所述口膜处安装有温度感测器(5)；

所述加热炉(11)加热形成料筒(14)升温以实现温度感测器(5)感测温度并转换成信号传输至温度控制器(21)内；

所述温度控制器(21)内的逻辑主板通过存储参数判读以计算偏差实现PID调节、并通过脉宽输出方式实现加热炉(11)腔内温度达到设定值。

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