[发明专利]一种适用于桌面实验的小型转矩流变仪

说明书

技术领域

本发明涉及流变仪设备领域，特别涉及一种适用于桌面实验的小型转矩流变仪。

背景技术

流变仪是化工原料供应商、科研院所、高校以及塑料改性研究和生产企业等用于测定聚合物熔体粘弹性的仪器，根据其输出的各种数据、曲线和图表等科学信息来估测树脂的加工性能，从而为新型材料的开发应用、质量监控、科研及教学等提供科学的研究手段。同时，流变仪也为大的塑料制品企业开展在线混配实验进行配方设计提供了科学的依据，从而可以帮助它们确定哪一种原料适合加工或应用到什么领域、如何优化及改进其综合性能，并可以提供按比例放大的过程模拟。

目前常用的流变仪多为转矩流变仪，转矩流变仪通过测量混合螺杆或转子上的扭矩，利用扭矩所反映的材料混合难易程度来判断材料黏度，进而描述材料的可加工性。转矩流变仪和数据获取软件相连，就能对生产扭矩、驱动速率、温度和压力等参数进行追踪。这些数据能够说明材料加工的难易程度以及不同添加剂分散的难易程度。

在聚合物工业中，转矩流变仪最初用于PVC和橡胶的检测，这是由它们配方中的添加剂所决定的。例如，转矩流变仪有助于评估配方是否容易降解。当材料开始交联时，PVC扭矩会变大。

转矩流变仪主要应用于橡塑高分子材料，是一种多功能流变学测试系统，可以用来精选配方、质量控制、流变学试验和加工性能试验。其试验原理是测试材料在高温剪切下转矩的变化，转矩与熔体的粘度相关，样品混合时所受阻力与样品熔体粘度成正比，通过作用在转子或螺杆上的反作用扭矩测得这种阻力。

转矩流变仪由于具有如下特点而应用较多：(1)测控精度高、实验结果重复性好。(2)采用非接触式数字转矩传感器，高精度、免维护。(3)测控模式丰富，已包括线性升速模式，线性升温模式在开发中可提供用户。(4)数据处理软件丰富、功能强大。(5)系统可靠性高，电子系统模块化，易于维护。(6) 实时显示各种测量数据，便于观察。(7)机械系统及部件制造精良。(8)温度和速度采用先进的PID控制。

但目前常用的转矩流变仪一般体积较大，结构较为复杂设备制造成本和维护成本相当高，这对于规模较小的企业或者教学实验来说，其研发成本过高，不利于新材料的开发。而且在使用过程中，转矩流变仪也经常会呈现出稳定性较差、测量精度较低和对环境要求较高的问题，这对于测量结果会产生较大的波动，不利于准确判断材料特性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适用于桌面实验的小型转矩流变仪，该流变仪结构简单，制造成本和维护成本较低，稳定性较高，可较好地作为教学实验设备。

本发明的技术方案为：一种适用于桌面实验的小型转矩流变仪，包括支撑部、实验部、光路组件和真空部，实验部、光路组件和真空部均设于支撑部上，实验部位于真空部内，光路组件位于真空部一侧。其中，支撑部的整体长度和宽度均大于实验部的整体长度和宽度，可保证支撑部对整个流变仪的平稳支撑，流变仪可以不用地脚螺栓固定，降低了对使用环境的要求，这样整个流变仪的结构就可以小型化，可以做成桌面型，便于操作，整个支撑部的组成部件均可采用铸铁材料，具有耐压强度高，不易变形的特点。

所述支撑部包括支架、立柱和底座，支架设于底座上方，且支架与底座之间通过立柱固定连接，支架的长度与底座的长度相等。

所述底座底部设有橡胶垫。可进一步加强整个流变仪的平稳性，降低了对使用环境的要求。

所述支架上设有方孔，实验部的底部嵌入方孔中并与支架固定连接。实验部底部通过多个调节螺栓和Z型固定架(见下述调节螺栓和Z型固定架)与支架固定连接，调节螺栓和Z型固定架的数量可根据流变仪的实际需要进行设置，一般为3个，可较为稳定地固定实验平台的水平位置。

所述实验部包括实验平台、吊架、摆杆、电磁线圈组和热液体装置；实验平台嵌于支架中部的方孔中，且实验平台底部设有Z型固定架，Z型固定架的顶部与支架固定连接，Z型固定架的底部通过调节螺栓与实验平台固定连接；实验平台中部设有圆形通孔，吊架和电磁线圈组分别固定于实验平台上，摆杆上端与吊架连接，摆杆下端穿过圆形通孔后位于实验平台下方，摆杆下端位于热液体装置中；电磁线圈组包括对称设于摆杆两侧的两个电磁线圈，两个电磁线圈之间形成磁场通道，摆杆中部位于磁场通道内。