[实用新型]高温高压流变仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于测量高熔点固体的流变仪技术，特别是一种能在不同气氛特性下的高温高压流变仪。

背景技术

流变仪是用于测定聚合物熔体、聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。现有的流变仪包括旋转流变仪、毛细管流变仪、转矩流变仪、界面流变仪。

目前已有的高温高压流变仪，不能兼顾操作简单且价格低廉这两个方面。目前的流变仪很多能做到一定的自动化，但伴随的是高昂的价格，一般企业很难承受，而且主要的问题在于，目前的流变仪系统仅能测量较低的温度范围。以美国7400型高温高压流变仪为例，其最高工作压力虽然可达到138MPa，(20000PSI)，但最高工作温度却只有232摄氏度，(450F)。对于诸如灰渣等高熔点固体熔融后粘性的测量不能满足。同时，对于需要在特定气氛条件下，特别是在高温高压且具有特殊气氛情况下流变仪的测量，不能很好的实现。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题提供了一种高温高压流变仪，能在不同气氛特性及高温高压条件下对高熔点物体进行测量，可以对熔炉系统进行充分地测量。

本实用新型的技术方案如下：

高温高压流变仪，设置有用于测量流体流变特性的流变仪测量系统，其特征在于：流变仪测量系统包括纵向设置的通过连接杆连接的流变仪机头和可做变转速运动的探头，还包括位于探头下方，与探头纵向中心对应的盛放高温流体的坩埚，探头在测量开始后逐步稳定地伸入盛放高温流体的坩埚内。

为了减少机头和探头之间的导热、增大导热热阻，机头和探头之间的连接杆采用导热系数极低且耐温特性好的材料制成，如氧化镐。

探头用于深入坩埚中的流体表面下，采用能承受高温的材料制成，如氧化锆。所述探头可按照设定程序进行变转速运动，同时记录下转速与剪切应力的对应关系。

由于被测流体温度较高，盛放流体的坩埚采用能承受高温的材料，如氧化锆材料制作而成，最高可承受温度为2000℃的高温。

该流变仪还设置有用于将较高熔点固体加热产生相变转变为液体的流体产生系统。流体产生系统包括加热炉、温度传感器和压力传感器，所述加热炉从内到外依次包括：加热棒、保温层和包裹保温层及下密封盖；所述流变仪测量系统纵向设置在加热棒形成的炉膛中间，连接杆与炉膛之间留有空隙。

温度传感器采用铂铑-铂热电偶，用于检测该空间的温度，在流变仪工作温度超标时，停止加热系统工作。

加热棒采用硅钼棒，硅钼棒外接交流电源，通过对电源电流的调节可以改变炉内温度；所述保温层采用氧化铝绝热耐火材料，加热炉的下密封盖为压力壳。

所述连接杆与炉膛之间空隙处的上部设置有环绕的冷却水管，冷却水管的两端经过加热炉上端穿过下密封盖与位于加热炉下方的换热器、循环水泵连接形成闭式循环冷却系统。

所述温度传感器和压力传感器设置于炉膛壁的冷却水管下方。

该流变仪还设置有用于提供流体气氛和压力的流体气氛系统，用于测量在一定气氛下流体的流变特性。流体气氛系统用于控制被测流体所处的外界气氛，包括压力和气体组分，采用与坩埚连接的流量调节器和储气罐对压力进行控制；采用不同的储气罐配气对被测流体所处的外界气体组分进行控制。为了保证炉内压力恒定，需要在流变仪上部添加有与下密封盖对应的上密封盖，同时加热炉炉膛下部的进料口处与导轨之间通过螺纹密封连接。

炉膛下方固定坩埚的导轨上设置有泄压口，用于测量完成时洗掉炉膛内高压。同时为了避免下部被加热的气体通过对流方式流入上部密封空间，从而损害流变仪工作工况，预留的空隙不宜过大，应该以不产生对流流动为标准。同时，通过在流变仪密封空间设置的环绕闭式冷却水管，达到降低流变仪工作温度的目的，使试验更加安全，并对流变仪起到了很好的保护作用，为进一步保证工况稳定安全。

所述坩埚下端设置有泄压口，所述坩埚固定在加热炉炉膛下方可上下滑动的导轨上，所述加热炉的下端设置有支架。当没有设置导轨时，可以通过在加热炉上设置开门把手，通过手动进料方式进料。

该流变仪还设置有用于控制测量流体流变特性过程中操作的控制系统，可以同时对相关数据进行采集和记录，用于对实验结果进行分析。所述控制系统包括连接有数据采集器的电脑，数据采集器与流变仪机头连接。

本实用新型的工作原理：通过温度传感器和控制系统调节液体的温度至指定温度，通过高压气瓶和流量调节阀调节待测液体周围气氛的压力和气体成分，通过加热系统将待测固体加热至液体状态。应用旋转流变仪测量流体的流变特性。

本实用新型的工作流程如下：

(1)将被测样品放入坩埚中，样品以填充坩埚为宜；