RU1804606C - Device for detecting polymeric material flow - Google Patents
Device for detecting polymeric material flowInfo
- Publication number
- RU1804606C RU1804606C SU914903709A SU4903709A RU1804606C RU 1804606 C RU1804606 C RU 1804606C SU 914903709 A SU914903709 A SU 914903709A SU 4903709 A SU4903709 A SU 4903709A RU 1804606 C RU1804606 C RU 1804606C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- punch
- loading chamber
- radius
- ball
- concave spherical
- Prior art date
Links
Landscapes
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Использование: испытательна техника . Сущность изобретени : устройство содержит цилиндрический пуансон, две полуматрицы с наружной конической поверхностью и внутренним конусным измерительным каналом с цилиндрической загрузочной камерой, обогреваемые обоймы пуансона и полуматриц. В загрузочной камере с зазором установлен шар, взаимодействующий с пуансоном. На поверхности обоймы полуматриц выполнен кольцевой полукруглый паз со съемной крышкой с кольцевой прорезью, в котором размещены шары, сообщающийс с загрузочной камерой посредством радиального паза. Торец пуансона и дно загрузочной камеры выполнены с вогнутой сферической поверхностью , причем радиус вогнутой сферической поверхности равен радиусу шара. Диаметр пуансона выбран меньшим диаметра загрузочной камеры на 1,5-3 мм, а радиус вогнутой сферической поверхности его торца в 2-3 раза превышает радиус шара. Пуансон снабжен датчиком перемещени , св занным с регистрирующим прибором. 2 з.п. ф- лы, 3 ил. СО сUsage: testing equipment. SUMMARY OF THE INVENTION: the device comprises a cylindrical punch, two half-matrixes with an outer conical surface and an internal conical measuring channel with a cylindrical loading chamber, heated punch and half-matrix holders. A ball interacting with the punch is installed in the loading chamber with a gap. An annular semicircular groove with a removable cover with an annular slot is made on the surface of the casing of the semi-matrices, in which the balls are placed, which communicates with the loading chamber by means of a radial groove. The end face of the punch and the bottom of the loading chamber are made with a concave spherical surface, and the radius of the concave spherical surface is equal to the radius of the ball. The diameter of the punch is chosen smaller than the diameter of the loading chamber by 1.5-3 mm, and the radius of the concave spherical surface of its end face is 2-3 times the radius of the ball. The punch is equipped with a movement sensor coupled to the recording device. 2 s.p. 3-ill. SB with
Description
Изобретение относитс к испытательной технике и может быть использовано дл определени текучести полимерных материалов , в частности реактопластов.The invention relates to a testing technique and can be used to determine the fluidity of polymeric materials, in particular thermosets.
Цель изобретени - повышение точности измерений и производительности.The purpose of the invention is to improve measurement accuracy and productivity.
Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл определени текучести полимерных материалов, содержащем цилиндрический пуансон, две полуматрицы с наружной конической поверхностью и внутренним конусным измерительным каналом с цилиндрической загрузочной камерой, обогреваемые обоймы пуансона и полуматриц , в загрузочной камере с зазором установлен шар, взаимодействующий с пуансоном , на поверхности обоймы полуматриц выполнен кольцевой полукруглый паз со съемной крышкой с кольцевой прорезью, в котором размещены шары, сообщающийс с загрузочной камерой посредством радиального паза, торец пуансона и дно загрузочной камеры выполнены с вогнутой сферической поверхностью, причем радиус вогнутой сферической поверхности дна равен радиусу шара. При этом диаметр пуансона выбран меньшим диметра загрузочной камеры на 1,5-3 мм, а радиус вогнутой сфе00This goal is achieved by the fact that in the device for determining the fluidity of polymeric materials containing a cylindrical punch, two half-matrix with an outer conical surface and an internal conical measuring channel with a cylindrical loading chamber, heated casing of the punch and half-matrix, in the loading chamber with a gap there is a ball interacting with a punch, on the surface of the holder of the semi-matrix is made an annular semicircular groove with a removable cover with an annular slot in which the balls are placed, communicating dc to a storage chamber via a radial groove, and the bottom end of the punch load chamber formed with a concave spherical surface, the radius of the concave spherical surface of the bottom is equal to the radius of the sphere. The diameter of the punch is chosen to be 1.5-3 mm smaller than the diameter of the loading chamber, and the radius of the concave sphere is 00
оabout
4 О О4 O O
оabout
СОWith
рической поверхности его торца превышает в 2-3 раза радиус шара. Пуансон снабжен датчиком перемещений, св занным с регистрирующим прибором.The surface of its end face exceeds the radius of the ball by 2–3 times. The punch is equipped with a displacement sensor associated with a recording device.
Установка в загрузочной камере шара, взаимодействующего с пуансоном, существенно уменьшает трение, поэтому заданное усилие пуансона расходуетс практически полностью на продавливание расплавленного полимерного материала в измеритель- ный канал, что повышает точность измерений. Такое конструктивное решение обеспечивает самоцентрирование шара и равномерную передачу усили , повышающую точность измерений. Устранение контакта пуансона с полимерным материалом исключает необходимость его очистки после испытаний, что повышает производительность . Этому способствует также уменьшение затрат времени на прогрев перед началом испытаний частей устройства.The installation of a ball interacting with the punch in the loading chamber significantly reduces friction; therefore, the given punch force is spent almost entirely on forcing the molten polymer material into the measuring channel, which increases the accuracy of the measurements. Such a constructive solution provides self-centering of the ball and uniform transmission of effort, increasing the accuracy of measurements. Eliminating the contact of the punch with the polymer material eliminates the need for cleaning after testing, which increases productivity. This also contributes to reducing the time required for heating before testing parts of the device.
Уменьшение диаметра пуансона относительно диаметра загрузочной камеры менее чем на 1,5 мм может привести к потере части давлени на преодоление при испытани х сил трени , возникающих в указанной паре при перекосах, неточности изготовлени , износа и т.п., а уменьшение более чем на 3 мм нецелесообразно за счет снижени его прочности. Выполнение радиуса сферической поверхности торца пуансона большим , чем в 3 раза, радиуса шага не обеспечивает достаточной поверхности их контакта, а меньшее, чем в 2 раза, вызывает повышенное трение шара о стенки загрузочной камеры при осевом смешении или перекосе пуансона.A decrease in the diameter of the punch relative to the diameter of the loading chamber by less than 1.5 mm can lead to a loss of a part of the pressure to overcome the frictional forces arising in the specified pair during distortions during tests, manufacturing inaccuracies, wear, etc., and a decrease of more than 3 mm is impractical due to a decrease in its strength. The radius of the spherical surface of the end face of the punch is greater than 3 times, the radius of the step does not provide a sufficient contact surface, and less than 2 times causes increased friction of the ball on the walls of the loading chamber with axial mixing or skew of the punch.
Установка датчика перемещений на пуансоне , св занного с регистрирующим прибором , позвол ет получить графическую зависимость текучести от времени при заданной температуре и по ней оценивать литьевые свойства как термореактивных, так и термопластичных полимерных материалов , т.е. получать более полные реологические характеристики.The installation of a displacement sensor on a punch associated with a recording device allows one to obtain a graphical dependence of fluidity on time at a given temperature and to evaluate the molding properties of both thermosetting and thermoplastic polymeric materials from it, i.e. receive more complete rheological characteristics.
На фиг.1 схематически изображено устройство дл определени текучести, разрез; на фиг.2 - то же, вид сверху; на фиг.З - диаграмма зависимости текучести от времени ,Fig. 1 is a schematic view of a fluidity measuring apparatus, sectional view; figure 2 is the same, a top view; in Fig.3 is a diagram of the dependence of yield on time,
Устройство дл определени текучести полимерных материалов (фиг.1) содержит цилиндрический пуансон 1, две полуматрицы 2 с наружной конической поверхностью 3 и внутренним конусным измерительным каналом 4 с цилиндрической загрузочной камерой 5, обогреваемые обоймы 6 и 7 пуансона 1 и полуматриц 2, снабженные нагревател ми 8. На торцовой поверхностиThe device for determining the fluidity of polymeric materials (Fig. 1) contains a cylindrical punch 1, two half-matrix 2 with an external conical surface 3 and an internal conical measuring channel 4 with a cylindrical loading chamber 5, heated rings 6 and 7 of the punch 1 and half-matrix 2, equipped with heaters 8. On the end surface
обоймы 7 выполнен кольцевой полукруглый паз 9 со съемной крышкой 10, имеющей кольцевую прорезь 11, сообщающийс с загрузочной камерой 5 посредством радиального паза 12, выполненного с уклоном от центра (фиг.2).the cage 7 has an annular semicircular groove 9 with a removable cover 10 having an annular slot 11 communicating with the loading chamber 5 by means of a radial groove 12 made with an inclination from the center (Fig. 2).
Торец пуансона 1 и дно цилиндрической загрузочной камеры 5 выполнены со сферической вогнутой поверхностью, а в камереThe end face of the punch 1 and the bottom of the cylindrical loading chamber 5 are made with a spherical concave surface, and in the chamber
0 установлен металлический шар 13 с возможностью взаимодействи с пуансоном 1, при- чем радиус шара 13 равен радиусу сферической поверхности дна, а радиус сферической поверхности торца пуансона в0 a metal ball 13 is installed with the possibility of interaction with the punch 1, and the radius of the ball 13 is equal to the radius of the spherical surface of the bottom, and the radius of the spherical surface of the end face of the punch in
5 2-3 раза превышает радиус шара. Диаметр пуансона 1 выбран меньшим на 1,5-3 мм диаметра загрузочной камеры 5. ,В кольцевом пазу 9 размещен набор из свободно установленныходинаковыхметалли0 ческих шаров 13 с возможностью их перемещени вдоль паза 9.5 2-3 times the radius of the ball. The diameter of the punch 1 is chosen smaller by 1.5-3 mm of the diameter of the loading chamber 5., In the annular groove 9 there is a set of freely installed identical metal balls 13 with the possibility of their movement along the groove 9.
С пуансоном 1 соединен через устройство 14 датчик перемещений 15, св занный с регистрирующим прибором 16, снабжен5 ным графопостроителем. В обойме матриц 7 выполнено сквозное отверстие 17 напротив радиального паза 12.A displacement sensor 15, connected to a recording device 16, equipped with a plotter, is connected to the punch 1 through a device 14. In the holder of the matrices 7, a through hole 17 is made opposite the radial groove 12.
Фиксаци пуансона 1 относительно полуматриц 2 осуществл етс за счет направ0 л ющих коленок 18, расположенных под углом 120°.The fixation of the punch 1 relative to the half-matrix 2 is carried out due to the guide knees 18 located at an angle of 120 °.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Предварительно нагревают с помощью нагревателей 8 до заданнойThe proposed device operates as follows. Preheated using heaters 8 to a predetermined
5 услови ми испытаний температуры в сомкнутом состо нии пуансон 1 и полуматрицы 2,.обоймы 6 и 7, а также все шары 13, расположенные в кольцевом пазу 9.5 under conditions of testing the temperature in the closed state, the punch 1 and the half-matrix 2, the holders 6 and 7, as well as all the balls 13 located in the annular groove 9.
Затем устройство размыкают, при под0 н том в верхнее положение пуансоне 1 в цилиндрическую загрузочную камеру 5 загружают дозированное количество полимерного материала, например фенопласта или аминопласта, на который сверху поме5 щают металлический шар 13, проталкива последний вводим через сквозное отверстие 17 стержнем (на чертеже не показан) в радиальный паз 12, высота которого больше диаметра шара 13, и далее в загрузочнуюThen the device is opened, while at the top position the punch 1 in the cylindrical loading chamber 5 is loaded with a metered amount of a polymer material, for example a phenoplastic or aminoplast, onto which a metal ball 13 is placed on top, pushing the latter through a through hole 17 with a rod (not shown shown) in a radial groove 12, the height of which is greater than the diameter of the ball 13, and then into the boot
0 камеру 5. К сквозному отверстию 17 шар 13 может быть подведен, например, с помощью проволочного захвата, вводимого в кольцевую прорезь 11 крышки 10. Шар 13, посто нно контактирующий с поверхно5 стью полуматриц, имеет температуру, равную температуре формы. Затем совместно с устройством 14 опускают пуансон 1, вогнутый торец которого упираетс в шар 13, и через него передают на полимерный материал требуемое давление. Под действием0 chamber 5. The ball 13 can be brought to the through hole 17, for example, by means of a wire grip inserted into the annular slot 11 of the cover 10. The ball 13, which is constantly in contact with the surface of the half-matrices, has a temperature equal to the temperature of the mold. Then, together with the device 14, the punch 1 is lowered, the concave end of which abuts against the ball 13, and the required pressure is transmitted through it to the polymer material. Under the influence
температуры и давлени испытуемый материал разм гчаетс , переходит в пластичное состо ние, распредел етс по сферической вогнутой поверхности дна цилиндрической загрузочной камеры 5 и поступает в конусный измерительный канал 4, при этом шар 13 своей нижней полусферой равномерно передает давление по всей вогнутой поверхности полимерного материала.temperature and pressure, the test material softens, passes into a plastic state, is distributed over the spherical concave surface of the bottom of the cylindrical loading chamber 5 and enters the conical measuring channel 4, while the ball 13 with its lower hemisphere evenly transfers pressure over the entire concave surface of the polymeric material.
При заполнении конусного измерительного канала 4 уровень полимерного материала в загрузочной камере 5 снижаетс , вызыва опускание шара 13 и пуансона 1. Величина перемещени фиксируетс датчиком 15 перемещений, выходной сигнал с которого поступает на вход регистрирующего прибора 16 и управл ет работой графопостроител .When the conical measuring channel 4 is filled, the level of polymer material in the loading chamber 5 decreases, causing the ball 13 and the punch 1 to drop. The amount of displacement is recorded by the displacement sensor 15, the output signal from which enters the input of the recording device 16 and controls the operation of the plotter.
В зависимости от текучести полимерного материала измерительный канал 4 заполн етс на различную глубину. Прессование образца осуществл ют путем выдержки под давлением при повышенной температуре в течение определенного времени, заданных услови ми испытани . По окончании прессовани давление снимают, поднимают пуансон 1 над загрузочной камерой 5, затем извлекают из обоймы 7 полуматрицы 2 в сомкнутом положении, которые легко перемещаютс за счет конической поверхности 3. Из загрузочной камеры 4 вынимают шар 13 и очищают его от налипшего полимера. Полуматрицы 2 размыкают, извлекают отпрессованный образец и измер ют длину его конусной части. За текучесть принимаетс длина отпрессованного стержн до границы плотного сло полимерного материала. Полуматрицы 2 очищают от частиц полимерного материала, смыкают и устанавливают в обойму 7. Затем цикл повтор етс . При этом, пока использованный шар 13 подвергают очистке, в работе находитс другой шар, уже нагретый до температуры формы. Колонки 18 фиксируют положение пуансона 1 относительно полуматриц в процессе испытаний .Depending on the fluidity of the polymer material, the measurement channel 4 is filled to various depths. Compression of the sample is carried out by holding under pressure at elevated temperature for a certain time, specified by the test conditions. At the end of the pressing, the pressure is removed, the punch 1 is lifted above the loading chamber 5, then it is removed from the holder 7 of the half-matrix 2 in the closed position, which easily move due to the conical surface 3. From the loading chamber 4, the ball 13 is removed and it is cleaned of sticking polymer. The half-matrices 2 are opened, the pressed sample is removed, and the length of its conical part is measured. The fluidity is the length of the pressed rod to the boundary of a dense layer of polymer material. The half-matrices 2 are cleaned of particles of polymeric material, closed and mounted in a holder 7. Then, the cycle is repeated. Meanwhile, while the used ball 13 is being cleaned, another ball is already in operation, already heated to the mold temperature. Columns 18 fix the position of the punch 1 relative to the half-matrix during the test.
В процессе испытаний на ленте графопостроител регистрирующего прибора 16 получают кривую зависимости длины истечени или пропорциональной ей текучести от времени при заданной температуре (фиг.З). По этой кривой суд т о реологический свойствах полимерных материалов, как термопластичных, так и термореактивных , что позвол ет выбрать оптимальный режим переработки конкретного полимерного материала.During tests on the plotter’s tape of the recording device 16, a curve is obtained that shows the expiration length or the yield strength proportional to it at a given temperature (Fig. 3). The rheological properties of polymeric materials, both thermoplastic and thermosetting, are judged from this curve, which allows one to choose the optimal processing mode for a particular polymeric material.
На фиг.З показана типична крива , характеризующа текучесть и скорость отвер- ждени реактопластов на предлагаемойFig. 3 shows a typical curve characterizing the fluidity and rate of cure of thermosets on the proposed
установке, где по оси абсцисс указано врем г, а по оси ординат - величина перемещени пуансона I.installation, where the abscissa shows the time g, and the ordinate shows the displacement of the punch I.
Участок кривой оа характеризует врем уплотнени материала. Участок кривой аб определ ет врем разогрева материала до в зкотекучего состо ни . Участок кривой бв определ ет скорость истечени материала в в зкотекучем состо нии через каналA portion of the curve oa characterizes the compaction time of the material. The portion of curve ab determines the time of heating the material to a viscous state. The section of the curve bb determines the rate of outflow of material in a viscous flow state through the channel
0 пресс-формы. Участок вг определ ет скорость отверждени пресс-материала. Далее идет участок, характеризующий полное от- верждение.0 molds. The vg section determines the cure rate of the press material. Next is the section characterizing the complete cure.
В целом пластометрическа крива оп5 редел ет технологические свойства полимерных материалов, в частности термореактивных, с помощью которых легко установить оптимальный режим переработки пресс-материалов в издели .On the whole, the plastometric curve determines the technological properties of polymeric materials, in particular thermosetting materials, with the help of which it is easy to establish the optimal mode of processing press materials into products.
0 Установка в загрузочной камере 5 шара 13, взаимодействующего с пуансоном 1, позвол ет осуществить самоцентрирование шара в процессе испытаний относительно вогнутых сферических поверхностей торца0 The installation in the loading chamber 5 of the ball 13, interacting with the punch 1, allows for self-centering of the ball in the process of testing relatively concave spherical surfaces of the end
5 пуансона и дна загрузочной камеры 5, что повышает точность измерений за счет более полной передачи усили прессовани и более равномерного его распределени в полимерном материале. За счет этого5 of the punch and the bottom of the loading chamber 5, which increases the accuracy of the measurements due to a more complete transfer of the pressing force and more uniform distribution thereof in the polymer material. Thereby
0 упрощаетс наладка устройства перед испытани ми , не требуетс точной подгонки поверхностей пуансона 1 и загрузочной камеры 5, что упрощает изготовление устройства и повышает производительность.The setup of the device prior to testing is simplified, accurate fitting of the surfaces of the punch 1 and the loading chamber 5 is not required, which simplifies the manufacture of the device and improves productivity.
5 Исключение затрат времени на очистку пуансона 1 после испытаний также способствует повышению производительности измерений. Выполнение кольцевого паза 9Ч в обойме 7 полуматриц 2 с набором метал0 лических шаров 13 позвол ет держать запас посто нно прогретых до рабочей температуры шаров 13 и использовать их дл испытаний в любой момент, что положительно вли ет на производительность.5 The elimination of the time required to clean the punch 1 after testing also contributes to an increase in measurement performance. The implementation of the 9H annular groove in the cage 7 of the half-matrices 2 with a set of metal balls 13 allows one to keep the stock of the balls 13 constantly warmed up to the operating temperature and use them for testing at any moment, which positively affects the productivity.
Установка над кольцевым пазом 9Installation over the ring groove 9
5 крышки 10с кольцевой прорезью 11 снижает теплопотери при размыкании формы и одновременно облегчает и ускор ет загрузку очередного шара 13 в камеру 5. При этом выполнение сообщающегос с ней радиаль0 ного паза 12с уклоном от центра преп тствует самопроизвольному скатыванию шара 13 в камеру 5, что обеспечивает надежность работы устройства.5 of the lid 10 with an annular slot 11 reduces heat loss when the form is opened and at the same time facilitates and accelerates the loading of the next ball 13 into the chamber 5. At the same time, the implementation of the radial groove 12 connected to it with a slope from the center prevents the ball 13 from spontaneously rolling into the chamber 5, which reliability of the device.
Выполнение диаметра пуансона 1 мень5 шим диаметра загрузочной камеры 5 исключает его трение о стенки и тем самым потери давлени , что повышает точность измерений , а выполнение радиуса вогнутой сферыMaking the diameter of the punch 1 smaller than the diameter of the loading chamber 5 eliminates its friction against the walls and thereby pressure loss, which increases the accuracy of measurements, and the radius of the concave sphere
его торца большим радиуса шара обеспечивает точное центрирование даже при некоторой несоосности пуансона 1 и полуматриц 2, что положительно сказываетс как на точности измерений, так и на производительности , так как перед каждым испытанием нет необходимости в точном центрировании положени пуансона 1 относительно полуматриц 2.its end face with a large ball radius ensures accurate centering even with a slight misalignment of the punch 1 and the half-matrix 2, which positively affects both the measurement accuracy and productivity, since before each test it is not necessary to accurately center the position of the punch 1 relative to the half-matrix 2.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914903709A RU1804606C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for detecting polymeric material flow |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU914903709A RU1804606C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for detecting polymeric material flow |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1804606C true RU1804606C (en) | 1993-03-23 |
Family
ID=21556288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU914903709A RU1804606C (en) | 1991-01-22 | 1991-01-22 | Device for detecting polymeric material flow |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1804606C (en) |
-
1991
- 1991-01-22 RU SU914903709A patent/RU1804606C/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР № 1117486, кл.С01 N 11/00, 1983. ГОСТ 5689-79: Массы прессовочные фе- нольные, с, 24-25. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4591373A (en) | Method for molding high-precision glass products | |
| CA1215854A (en) | Multifunction processability testing method and apparatus | |
| EP0608300B1 (en) | Improved flow-no-flow tester | |
| US4181023A (en) | Apparatus for short-duration tests for determining the flowability of powders | |
| US4837776A (en) | Process for measuring the variations in volume of fluids, especially shrinkage measurements in synthetic resins during hardening and a device for carrying out the process | |
| RU1804606C (en) | Device for detecting polymeric material flow | |
| US3387490A (en) | Rheometer die improvement | |
| US4824620A (en) | Method for controlling the cross-linking of elastomers in a mould | |
| US4587837A (en) | Capillary rheometer having disposable capillary tube | |
| Barroso et al. | Sources of error and other difficulties in extensional rheometry revisited: commenting and complementing a recent paper by T. Schweizer | |
| US2637203A (en) | Apparatus for measuring stress relaxation of elastomeric materials | |
| CN102313671B (en) | Method for determining high-temperature performance of coated sand | |
| US3182493A (en) | Apparatus for measuring the tensile strength of green sand | |
| WO1996014930A2 (en) | Reaction apparatus and control systems therefor | |
| CN209927639U (en) | Loading device for refractories with softening temperature under load and compressive creep | |
| CN210014970U (en) | Experimental device for measuring mechanical properties of oil material squeezing | |
| SU1368678A1 (en) | Method and apparatus for measuring pressure on side walls of mould channel | |
| SU1430834A1 (en) | Apparatus for determining moulding properties of ceramic powders | |
| Worley et al. | Flow Test for Determination of Set-Time of Powdered Coatings | |
| SU1087832A1 (en) | Device for investigating material viscoelastic properties | |
| FI65495C (en) | PRESS FOER PLASTIC FILM | |
| SU61999A1 (en) | Instrument for determining the ductility and cure rate of plastics | |
| US5144832A (en) | Flow characterization apparatus and process | |
| Kranbuehl et al. | In Situ Measurement and Control of High Temperature Processing Properties of PMR-15 | |
| SU773481A1 (en) | Apparatus for determining heat effects of vulcanisation reaction of rubber samples |