Устройство для измерения реологических свойств расплавов полимеров

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения вязкости расплавов полимеров0 Изобретение обеспечивает повышенную точность и широкий диапазон измерений , Устройство содержит два дозирующих блока, каждый из которых состоит из двух, параллельно подключенных к источнику расплава, шестеренных насосов а Кроме того, устройство содержит два измерительных блока, каждый из которых содержит дв капилляра с разными геометрическлмн размерами,, При этот каАдып насос снабжпа регистратором подачи, л кэ Л1Яр - регистратором перепада дльлеп 1, включенными в электронную ьчм-зри е-ii у cxeMVo i з0п. л - . , 1 таРЛо с ffi (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ!ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4606893/25 (22) 21.11.88 (46) 15.04.9!. Бюл. !! - 14 .(71) Научно-производственное объединение по оборудованию для химических волокон "Химтекстильмаш" (72) М.Б.Ивасенко, В.Н.Сочевец, N.Â.Öåáðåíêî и Л.И.Богдан (53) 538.137(088.8) (56) Патент СНА 3468!58, кл. G 01 N 11/08, 1964.

Авторское свидетельство СССР !! - 642б25, кл. G Ul N l!/08, !978.. (54) УСТРОЙСТВО !Ля ИЗМЕРЕНИЯ Р1:ОЛ!ОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РАС11ЛАВОВ 11ОЛИМКР ОВ (57) Изобретение относится к измериИзобретение относится к измерительной технике, в частности для измерения вязкости расплавов полимеров.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений, На чертеже представлена структурная схема устройства:

Устройство подключено к источнику расплава полимера, например к экструдеру 1. Оно выполнено в виде единого корпуса 2, в теле которого имеется входной канал 3 для передачи расплава полимера. На корпусе закреплены четыре дозировочных шестеренных насоса 4 — 7, каждый из которых входным отверстием сообщается с входным каналом посредством переключателей

„.80„„1 Ы З О А1 рц G 01 N 11/08 тельной технике, в частности для измерения вязкости расплавов полимеров.

Изобретение обеспечивает повышенную точность и широкий диапазон измерений. Устройство содержит два дозирующих блока, каждый из которых состоит из двух, параллельно подключенных к источнику- расплава, шестеренных насосов. Кроме тога, устройство содержит два измеритель -и:.х блока каждый из кагарых содержит дз . кап«лляра с разными геаметрическ:ии размерами, При это.: каждый пасс с с«абжеп регистратором подап а каждый ка. Ti IHp регистраторам перепад дзвле;. й, включенными в электро«луг «эмери ь ел,.Уч схему. -» ..и.,::--л.:,. .—,, табл.

8 ° 9 ia «opa>e! «x каналов 10 1 . тата вращения г.ривад«hix. валов насосов засинхроы.".э«рована. Дозировочнь.е шестеренные насосы снабжены рег1 страторами подачи в виде дат Ièêî«скорости врацения их природ«с го в ала (не показано) любой изгестной канструкд ти.

Выходные отверстия насосов саабцаются подающи 1H,аналами с кап.в лнрп:-,и

12 — 15. Капилляры выполнены сменными, для чего устройстьа снабжено набором пар сме;-иных капилляров. Блок

2 имеет темперпрующую рубашку (не показано), связанную с системой стабилизации температуры, В полостях, выполненных в теле блока, установлены датчики давления

l6 — 20 и температуры 21 — 26, кого1642320 рые подключены к электронной измерительной схеме любой применяемой в аналогичных устройствах конструкции (не показана), При этом датчики давле5 ния и температуры установлены во входном канале для расплава, т.е. при входе в насосы (ипи после источника расплава полимера) и в подающих каналах, т.е. на входе в каждый капилляр.

Выходы капилляров сообщаются с атмосферой, Устройство работает следующим образом, Расплав полимера от экструдера 1 под давлением„измеряемым датчиком

16, и те."нературой, пзмеряемой датчиком 21, поступает в блок 2 и во входном канале 3 разделяется на два потока. Температура блока измеряется 20 датчиком 22 температуры. Потоки расплава полимера пс Hopa10Läì каналам

10, 11 посредством переключателей 8, 9 направляются на вход дозировочных шестеренных насосов 4 —.7, вращающих- 25 ся с одинаковой скоростью. Расплав полимера, сцозированный насосами 4 — 7, поступает к капиллярам 12 — 15, продавливается через них и выходит в виде струи в атмосферу. Давление И температура расплава на входе е3 капилляр

12 измеряется соответственно датчиками 17 и 23,в капилляр 13 — датчиками 18 и

24, в капилляр 14 — датчиками 9 и 25, в капилляр 15 — датчиками 20 и 26. Капилляры 12 и 13 имеют одинаковый диаметр, но разную длину. Капилляры 14 и

15 имеют также одинаковый диаметр, но отличающийся от величины диаметра капилляров 12 и 13, а также разную дли- 40 ну, С>и.налы от датчиков 17 — 20 давления, установленных на входах в капилляры 12 — 15 и от регистраторов подачи насосов 4 — 7 поступают в счетно-решающее Устройство. В это УстРой-45 ство до начала работы вводится информация о геометрических размерах капилляров, а также об объемной подаче шестеренных дозировочных насосов за один оборот их приводных валов. Таким обра--, ) зом, сигналы от датчиков скорости вращения приводных валов в счетно-решающем устройстве преобразуются (с учетом информации о подаче насосов за один оборот вала) в сигналы о подаче насосов в единицу времени. Сигналы от датчиков давления и температуры и регистраторовов подачи, пр собр аз ов анные в счетно-решающем устройстве по задан1 ной программе и известным формулам, дают информацию о реологических параметрах расплава полимера. Эта информация выводится на самописец, цифропечатающее устройство и т.д.

В процессе работы устройство может работать в нескольких режимах.При этом, источник расплава (например, экструдер) поочередно выводится в режим, когда величина давления расплава полимера перед дозировочными насосами становится равной или несколько больше, чем величина наименьшего давления на входе в один из капилляров, а затем в режим, когда величина дав— леденя Расплава полимера перед дозировочными насосами становится равной юш несколько больше, чем величина наибольшего давления на входе в один из капилляров.

В результате этого уточняется объемный расход расплава полимера, проходящего через каждый капилляр, нез ависимо от сопротивления, создаваемого каждым из капилляров и выделений тепла.

Расширение диапазона измеряемых величин обеспечено за счет того, что пара капилляров 12 и 13 имеют один внутренний диаметр, а пара капилляроь

14 и 15 другой внутренний диаметр, а также за счет повышения точности измерений.

Б качестве дозировочных шестеренных насосов при испытаниях устройства применялись насосы с объемной подачей 0.6„ 1,2, 2,0, 2,4 см за один оборот. Внутренний диаметр капилляров составляет 1,0; 1,5; 2,2; 3.0 мм при разной длине.

Частота вращения приводных валов дозировочных шестеренных насосов составляет от !О до 30 об/мин, Диапазон реализуемых скоростей сдвига приведен в таблице.

Как следует из данных, приведенных в таблице, обеспечивается диапазон по скоростям сдвига от 38 до !22?9 см

При этом происходит перекрывание одной парой капилляров диапазона ско= ростей сдвига другой пары капилляров, что важно для обеспечения точности измерений. Применение пары капилляров одинакового диаметра, но разной длины, позволяет учитывать концевые эффекты. Применение .переключателей подачи расплава полимера позволяет лро16423

Скорость сдви га, 32 Q/Ä с

Внутренний диаметр капилляр а, Д, мм

Объемный расход расплава полимера через один капилляр, см /с, в, пределахх

Длин а к апилляра, ММ

1019-12229

1019-12229

302-3623

302-3623

96-1!49

96-!!49

38-456

3В-456

0,1 — 1,2

0,1 — 1,2

0,1-1,2

О,! — 1,2

0.„1 — 1,2

0,1 — 1„2

0,1- 1,2

1,0

1,0

l,5

1.5

2,2

3,0

3,0

4с у г, -1 3 изводить непрерывное измерение вязкости исследуемой жидкости при замене, ревизии, осмотре насосов и т,д.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения реологических свойств расплавов полимеров, содержащее дозирующий блок в виде двух шестеренных насосов, параллельно подключенных к источнику расплава полимера, и измерительный блок в виде двух капилляров с разными геометрическими параметрами, каждый из которых подключен к насосу и снабжен системой регистрации перепада давления, включенной в измерительную схе2О 6 чу о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью раснирения диапазона измерений, дозирующий блок снабжен двумя дополнительными насосами, параллельно подключенными к источнику расплава, а.измерительный блок снабжен двумя дополнительными капиллярами, каждый из которых подключен к насосу, при этом каждый насос снабжен датчиком расхода и датчиком температуры, подключенными к измерительной схеме.

2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что дозирующий и измерительный блоки снабжены. общим корпусом с системой стабилизации температуры.