[發(fā)明專利]高分子材料葉片塑化擠出過(guò)程的可視化裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010223514.5
• 申請(qǐng)日: 2010-07-09
• 公開（公告）號(hào): CN101890798A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 瞿金平;晉剛;馮彥洪;殷小春
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C47/36
• 分類號(hào): B29C47/36;B29C47/92
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高分子材料成型加工領(lǐng)域中的一種采用圓筒形玻璃定子實(shí)現(xiàn)高分子材料葉片塑化擠出過(guò)程的可視化裝置。

背景技術(shù)

在專利Zl200810026054.X中提及了一種基于拉伸流變的高分子材料塑化輸運(yùn)方法及設(shè)備，其特征是由定子內(nèi)表面、轉(zhuǎn)子外表面、兩葉片及兩擋料盤圍成具有確定幾何形狀的空間，空間容積依次由小到大再由大到小周期性變化，容積變大時(shí)納入物料，容積變小時(shí)壓實(shí)、塑化并排出物料，實(shí)現(xiàn)正應(yīng)力起主要作用的物料塑化輸運(yùn)，其優(yōu)點(diǎn)是把拉伸流動(dòng)引入到高分子材料的塑化輸運(yùn)擠出過(guò)程。物料流變行為的變化降低了擠出設(shè)備的能耗，改善了制品性能。這一技術(shù)是一種新型節(jié)能的高分子材料加工成型方法，具有廣闊的市場(chǎng)前景。隨著該技術(shù)發(fā)展和推廣應(yīng)用，迫切需要對(duì)葉片擠出過(guò)程中物料的壓實(shí)、熔融和輸運(yùn)過(guò)程進(jìn)行深入細(xì)致的研究，而全程動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)無(wú)疑是進(jìn)行該項(xiàng)研究最直觀、最深入的手段之一。

由于高分子材料在擠出過(guò)程中處于高溫高壓的狀態(tài)，長(zhǎng)期以來(lái)，這一過(guò)程都是在金屬料筒中進(jìn)行，無(wú)法進(jìn)行過(guò)程的直接觀察。為了深入了解擠出過(guò)程的機(jī)理，改進(jìn)擠出設(shè)備，人們開始了擠出過(guò)程的可視化研究。可視化實(shí)驗(yàn)手段可以分為靜態(tài)可視化和動(dòng)態(tài)可視化兩個(gè)分支。其中靜態(tài)可視化技術(shù)的主要設(shè)備方法有驟冷頂出螺桿法和剖分料筒法。采用靜態(tài)可視化技術(shù)有幾個(gè)明顯的缺點(diǎn)：一是取樣時(shí)必須停機(jī)，無(wú)論是頂出螺桿或拆去上半個(gè)料筒，都難免引起標(biāo)本的局部畸變，甚至破壞。二是，驟冷和取出螺桿總是需要一定的時(shí)間(10～20min)，此時(shí)看到的物態(tài)和停機(jī)時(shí)的物態(tài)會(huì)有一定的差別；三是，這種方法只能觀察重新凝固后的物態(tài)，無(wú)法看到動(dòng)態(tài)的、連續(xù)的，尤其是無(wú)法看到那些精細(xì)的物理過(guò)程。而動(dòng)態(tài)可視化裝置則是采用局部或全程透明材質(zhì)的料筒，能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)、在線地觀察擠出過(guò)程的有關(guān)裝置。目前，根據(jù)透明料筒的結(jié)構(gòu)形式，動(dòng)態(tài)可視化擠出裝置可分為兩種，一種是視窗型，一種是筒型。CN2162346Y公開的視窗型擠出設(shè)備可以用于生產(chǎn)，但是局部視窗型料筒結(jié)構(gòu)復(fù)雜、玻璃部分沒(méi)有加熱，造成整個(gè)料筒加熱難以均勻，而且難以在線、實(shí)時(shí)觀察塑化擠出的全過(guò)程。CN1217251A公開了一種帶有透明螺筒的螺桿擠出機(jī)，該專利并未提出透明螺筒的加熱方法，因此在指導(dǎo)高分子材料擠出成型過(guò)程可視化實(shí)驗(yàn)設(shè)備的實(shí)施方面還存在欠缺。ZL200510033369.3公開了一種兩端帶有凸臺(tái)的耐高溫高壓的透明玻璃料筒，并且透明玻璃筒與金屬聯(lián)接段的聯(lián)接采用柔性耐壓增強(qiáng)墊片結(jié)合迷宮式密封方式，從而保證滿足正常擠出生產(chǎn)工作壓力下(15MPa)物料不泄漏，料筒外部安裝遠(yuǎn)紅外加熱器實(shí)現(xiàn)透明料筒全程均勻快速加熱。由于玻璃的脆性，不易進(jìn)行精確的機(jī)加工，所以透明玻璃料筒兩端加工尺寸精確的凸臺(tái)有很大困難。如果按照Z(yǔ)l200810026054.X中提及的偏心定子形式加工玻璃定子，會(huì)因玻璃加工困難和加工精度不足而很難實(shí)現(xiàn)精確的定子與轉(zhuǎn)子之間的精確偏心距，使機(jī)臺(tái)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種進(jìn)行動(dòng)態(tài)全程觀察，并能用于真實(shí)的高分子材料固體輸送、熔融、均化擠出的高分子材料葉片塑化擠出過(guò)程的可視化裝置。

本發(fā)明的一種高分子材料葉片塑化擠出過(guò)程的可視化裝置，其兩端面開有反方向偏心止口的金屬擋板與三段耐高壓高溫的透明玻璃筒構(gòu)成可視化定子，用于完成物料的固體輸送、熔融塑化、熔體擠出全過(guò)程的實(shí)時(shí)、在線觀察和測(cè)量。

所述擋板兩端面開有偏心方向相反的兩個(gè)止口，用于定位透明玻璃定子，使定子與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生偏心，物料在此偏心的空間內(nèi)在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)下產(chǎn)生拉伸流動(dòng)并通過(guò)擋板上的流道向前輸運(yùn)；所述擋板和玻璃定子通過(guò)拉桿、螺母和安裝板等將其聯(lián)接和固定；擋板上開有測(cè)量熔體溫度和壓力傳感器的安裝孔，用于測(cè)得不同位置物料的溫度和壓力。

本發(fā)明可以采用一段或一段以上的透明玻璃定子與金屬擋板組合，組裝成不同數(shù)目定子的高分子材料葉片塑化擠出過(guò)程全程可視化裝置。

擋板的中間設(shè)有異形熔體流道，用來(lái)連通前后兩個(gè)定子。

擋板上開有測(cè)量熔體溫度和壓力傳感器的安裝孔，用于測(cè)得不同位置的熔體的溫度、壓力；通過(guò)拉桿、螺紋孔和螺母把安裝板、定子、擋板和模頭聯(lián)接和固定。

通過(guò)拉桿、螺紋孔和螺母聯(lián)接和固定安裝板、定子、擋板和模頭。

本發(fā)明采用了三個(gè)相同的耐高壓高溫的透明玻璃筒，由于玻璃的脆性使其無(wú)法進(jìn)行精確的機(jī)加工，所以該定子采用較為容易成型的同軸圓筒形狀，且圓筒兩端面不做任何形體的加工，定子與轉(zhuǎn)子之間的偏心由擋板實(shí)現(xiàn)。定子通過(guò)幾個(gè)擋板聯(lián)接與固定，定子與擋板之間的聯(lián)接處采用柔性耐壓增強(qiáng)墊片過(guò)渡與密封。定子外部安裝遠(yuǎn)紅外加熱器實(shí)現(xiàn)透明定子全程均勻加熱。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：