偏心度調(diào)節(jié)裝置III包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸17通過一根徑向設(shè)置的旋臂19連接電機2的電機本體；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸17轉(zhuǎn)動時，通過旋臂19使電機2的電機本體整體移動，進而改變內(nèi)筒4的軸線與外筒6的軸線之間相對位置，即內(nèi)筒4與外筒6之間的偏心度；
[0035]升降裝置II設(shè)置在測量裝置I的下方，用于調(diào)節(jié)外筒6的高度。
[0036]所述旋轉(zhuǎn)軸17上設(shè)置有光學(xué)編碼器16和扭矩傳感器15 ;所述電機2的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有光柵型編碼器I。
[0037]所述升降裝置II包括蝸輪蝸桿減速器10和用于驅(qū)動蝸輪蝸桿減速器10轉(zhuǎn)動的步進電機11，該蝸輪蝸桿減速器10的絲杠副8端部設(shè)有力傳感器7，通過力傳感器7連接在外筒6的底部；在升降裝置II上、力傳感器7的下方設(shè)有激光位置傳感器9。
[0038]所述外筒6的筒壁上設(shè)有壓力及溫度傳感器20，安裝數(shù)量可根據(jù)實際情況而定，以便準確測量內(nèi)外筒間隙內(nèi)聚合物熔體的溫度、壓力分布。
[0039]所述電機2的軸承采用陶瓷滾針軸承3。
[0040]設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸17兩端的軸承采用陶瓷角接觸球軸承14、18。
[0041]所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)還包括用以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸17轉(zhuǎn)動的步進電動機12和減速器13。
[0042]升降裝置II在測量前，利用激光位移傳感器9反饋外筒6的底部高度，步進電機11通過蝸輪蝸桿減速器10控制絲桿副8來移動外筒6到設(shè)定高度，然后，步進電機11停止轉(zhuǎn)動，蝸輪蝸桿減速器10自鎖使外筒6在測量過程中保持靜止不動。
[0043]偏心度調(diào)節(jié)裝置III以步進電動機12和光學(xué)編碼器16組成閉環(huán)系統(tǒng)控制旋轉(zhuǎn)軸17旋轉(zhuǎn)，控制內(nèi)筒4軸線與外筒6軸線的相對位置產(chǎn)生所需要的偏心度，然后，步進電動機12停止轉(zhuǎn)動，減速器13自鎖使旋臂19在測量過程中保持靜止不動。
[0044]偏心圓筒流變裝置測量聚合物熔體拉伸/剪切應(yīng)力的方法，可通過如下步驟實現(xiàn):
[0045]步驟一:步進電動機12和減速器13帶動旋轉(zhuǎn)軸17轉(zhuǎn)動，并通過旋臂19使電機2的電機本體整體移動，使內(nèi)筒4的軸線與外筒6的軸線之間相對位置，按照設(shè)定的距離偏移后，步進電動機12停止，減速器13自鎖；
[0046]步驟二:升降裝置II通過激光位置傳感器9位置反饋調(diào)節(jié)外筒6底部的高度到測量位置后，步進電機11停止，蝸輪蝸桿減速器10自鎖；
[0047]步驟三:將待測聚合物放進內(nèi)筒4和外筒6之間的間隙內(nèi)，合上對流輻射加熱爐5，加溫到設(shè)定溫度；
[0048]步驟四:控制電機2驅(qū)動內(nèi)筒4在應(yīng)變控制或應(yīng)力控制模式下工作，在應(yīng)變控制模式下，光柵型編碼器I和電機2組成閉環(huán)系統(tǒng)確保內(nèi)筒4按設(shè)定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，同時電機2作為內(nèi)筒4轉(zhuǎn)矩的測量工具，在應(yīng)力控制模式下，電機2控制內(nèi)筒4的轉(zhuǎn)矩不變，而光柵型編碼器I則作為內(nèi)筒2轉(zhuǎn)速的測量工具；
[0049]步驟五:壓力及溫度傳感器20采集內(nèi)筒4和外筒6之間聚合物熔體的溫度、壓力參數(shù)，力傳感器7采集外筒6的轉(zhuǎn)矩以及徑向力與方向；
[0050]步驟六:通過偏心度調(diào)節(jié)裝置III改變內(nèi)筒4和外筒6軸線之間的距離，重復(fù)步驟四和步驟五；
[0051]步驟七:電機2停止，打開對流輻射加熱爐5，啟動升降裝置II，控制外筒6下降到適合的位置，清理完畢，外筒歸位，進行下一種聚合物物料的測量。
[0052]如上所述，便可較好地實現(xiàn)本實用新型。
[0053]本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種拉伸/剪切可控復(fù)合流場的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:包括測量裝置1、升降裝置I1、偏心度調(diào)節(jié)裝置III ; 所述測量裝置I包括外筒(6)、置于外筒(6)內(nèi)部的內(nèi)筒(4)、用于驅(qū)動內(nèi)筒(4)旋轉(zhuǎn)的電機⑵、設(shè)置在外筒(6)外部的對流輻射加熱爐(5)，內(nèi)筒(4)連接電機(2)的轉(zhuǎn)軸；所述外筒(6)與內(nèi)筒(4)之間形成間隙，該間隙用于盛裝待測的聚合物； 所述偏心度調(diào)節(jié)裝置III包括旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸(17)通過一根徑向設(shè)置的旋臂(19)連接電機⑵的電機本體；當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸(17)轉(zhuǎn)動時，通過旋臂(19)使電機⑵的電機本體整體移動，進而改變內(nèi)筒⑷的軸線與外筒(6)的軸線之間相對位置，即內(nèi)筒(4)與外筒(6)之間的偏心度； 升降裝置II設(shè)置在測量裝置I的下方，用于調(diào)節(jié)外筒(6)的高度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)軸(17)上設(shè)置有光學(xué)編碼器(16)和扭矩傳感器(15);所述電機(2)的轉(zhuǎn)軸上設(shè)有光柵型編碼器(I)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述升降裝置II包括蝸輪蝸桿減速器(10)和用于驅(qū)動蝸輪蝸桿減速器(10)轉(zhuǎn)動的步進電機(11)，該蝸輪蝸桿減速器(10)的絲杠副(8)端部設(shè)有力傳感器(7)，通過力傳感器(7)連接在外筒￠)的底部；在升降裝置II上、力傳感器(7)的下方設(shè)有激光位置傳感器(9)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述外筒(6)的筒壁上設(shè)有壓力及溫度傳感器(20)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述電機(2)的軸承采用陶瓷滾針軸承(3)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸(17)兩端的軸承采用陶瓷角接觸球軸承(14、18)。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)還包括用以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸(17)轉(zhuǎn)動的步進電動機(12)和減速器(13)。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的偏心圓筒流變裝置，其特征在于:所述電機(2)為無刷直流電機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種拉伸/剪切可控復(fù)合流場的偏心圓筒流變裝置，由測量裝置I、升降裝置II、偏心度調(diào)節(jié)裝置III三大部分組成。測量裝置I通過電機驅(qū)動內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，并利用電機測量內(nèi)筒的轉(zhuǎn)矩，安裝在內(nèi)筒軸上的光柵型編碼器同步測量內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)角，外筒底面安裝的力傳感器可測量外筒的徑向力和轉(zhuǎn)矩，升降裝置II通過激光位移傳感器實時反饋外筒的高度，控制兩筒底面的間距；偏心度調(diào)節(jié)裝置III通過驅(qū)動旋臂轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)生內(nèi)筒軸線相對于外筒軸線的偏心，步進電機和角位移編碼器組成的閉環(huán)控制系統(tǒng)確保內(nèi)筒以要求的角度偏轉(zhuǎn)。本裝置能夠研究聚合物熔體在復(fù)雜流場中的特殊流變行為，對聚合物加工工程的技術(shù)發(fā)展具有現(xiàn)實的意義。
【IPC分類】G01N11/02
【公開號】CN204649571
【申請?zhí)枴緾N201520339063
【發(fā)明人】晉剛, 王小林, 任水華, 林曉楷, 王蒙蒙
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月22日