Прибор для определения реологических свойств полимерных материалов

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(51) М. Кл,б О 1 М 11/14 Государственный комитет СССР Опубликовано 23.07.80. Бюллетень27Дата опубликования описания 28.07.80оо делам изобретений и открытий(54) ПРИБОР ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к устройствам для исследования реологических свойств текучих сред с помощью вращающихся тел и может быть использовано, например, для исследования пластичности и скорости отверждения расплавов полимеров в химической промышленности. Известны устройства для определения технологических свойств полимерных материалов, содержащие обогреваемую прессформу плунжерного типа, штырь, приводимый во вращение с помощью привода и связанный с силоизмерительным устройством, и пуансон, свйзанный с устройством для создания давления на испытываемый материал, выполненным, например, в виде гидравлического пресса, и образующие испытательный узел 11.Пресс-форма известного устройства выполнена разъемной и состоит из двух частей, соединенных с помощью штифтов по плоскости разъема. Все детали разъемной пресс-формы, входящей в испытательный узел, термообработаны, выполнены очень точно и требуют, в силу своего назначения, зеркальных поверхностей. Недостатки устройства заключаются втом, что после каждого проведения испытания материала, пресс-форма извлекается из прибора, разделяется на две половины по плоскости разъема, и ее рабочие поверхности подвергаются чистке специальным инструментом с целью удаления остатков предыдущей дозы испытываемого материала.Затем пресс-форма монтируется, и цикл исследования повторяется вновь, Вследствие необходимости разборки пресс-формы после 1 О каждого проведения испытания материалавремя исследования увеличивается. Кроме того, вследствие частых механических воздействий на рабочие поверхности пресс-формы, они быстро изнашиваются, что приводит 15к необходимости замены пресс-формы а тем самым к повышению эксплуатационных затрат.Известно также устройство для определения пластичности и скорости отверждения пластических масс, выполненное по типу роро тационного вискозиметра, содержащее испытательный узел с образующими рабочую камеру матрицей, полым пуансоном, в полость которого помещен направляющий стержень, и измерительным ротором 12.750342 зНедостатком этого устройства являетсянеобходимость извлечения пресс-формы изприбора после проведения испытаний, освобождения ротора, извлечения и чистки рабочих поверхностей обоймы и ротора и последующей сборки испытательного узла для проведения новых испытаний. Пресс-форма прииспытаниях нагревается до высокой температуры (порядка 400 С), что вызывает илинеобходимость выждать длительное время,пока она остынет, или необходимость работать с горячей пресс-формой, оберегаясь от 1 оожогов. Эо создает неудобства в работе иувеличивает время исследований.Целью изобретения является уменьшениевремени исследований за счет механизацииочистки рабочих поверхностей камеры и ротора от испытываемого материала,1Цель достигается тем, что в приборедля определения реологических свойств полимерных материалов, выполненном по типу ротационного вискозиметра и содержащем испытательный узел с образующимигорабочую камеру матрицей, измерительнымротором и полым пуансоном, в полость которого помещен направляющий стерженьизмерительного ротора, измерительный ротор выполнен с возможностью вхождения вполость пуансона, а днище матрицы выполнено подвижным и кинематически связано с приводом.Для дополнительной очистки шлицевых поверхностей матрицы и ротора конецполого пуансона снабжен коронкой, содернзожащеи пластинчатые пружины, число которых соответствует числу шлицев матрицыи ротора.На фиг. 1 изображен один из вариантовконструкции прибора для определения реологических свойств полимерных материалов, З 5общий вид; на фиг. 2 - узел 1 очистки,разрез.Прибор для определения реологическихсвойств полимерных материалов состоит изпуансона 1 и измерительного ротора 2, вставленных в рабочую камеру матрицы 3. Пуансон 1 соединен с гидроцилиндром 4, сооснорасположенным внутри гидроцилиндра 5,Пуансон 1 на всем протяжении снабженцилиндрической полостью 6. Диаметр полости 6 равен или несколько больше диамет- нра измерительного ротора 2. Таким образом, измерительный ротор может входитьвнутрь пуансона и наоборот, пуансон, благодаря своему выполнению в виде цилиндракольцевой формы, может проходить междусте кой матрицы 3 и измерительным ротором 2. Измерительный ротор 2 пропущенчерез крышку 7 матрицы 3 и вставлен снизу в ее рабочую камеру. Направляющийстержень 8 измерительного ротора 2 выполнен гладким, а хвостовик 9 связан с приИводом его вращения (на чертеже не показан). Матрица 3 с помощью крышек О и11 закреплена в полости нагревательногоустройства 12 и одновременно неподвижно закреплена на корпусе прибора (на чертеже не показан). Вокруг матрицы навита нагревательная спираль 13. Крышка 7 закреплена на тягах 14, имеющих упорные выступы 15, поджата к нижнему торцу матрицы 3. В свою очередь, тяги 14 жестко связаны с приваренными к наружному гидроцилиндру 5 диском 16, Гидроцилиндры 4 и 5 связаны с исполнительным устройством командного агрегата (на чертеже не показан). Крышка 11 снабжена цилиндрическим приливом 17, служащим для ограничения перемещения пуансона 1. В крышке 7 предусмотрены фигурные переходы (соединения) 18, металлические уплотнения 19, служащие для предотвращения вытекания анализируемого материала. На конце пуансона 1 предусмотрена фаска 20, служащая для облегчения вхождения пуансона в зазор между измерительным ротором 2 и стенкой матрицы 3. Фаски предпочтительно выполнены под углом 45 - 60. В случаях, когда измерительный ротор и соответственно стенка матрицы снабжены шлицами, на конце пуансона может быть закреплена, например, с помощью штифтов, коронка 21. Коронка 21 может быть выполнена в виде втулки, в торцовой части которой предусмотрены радиально расположенные шлицы. В эти шлицы по прессовой посадке вставлены пластины 22, выполненные из пружинной стали. Пластины снабжены выступом 23, высота которого примерно равна расстоянию от основания выступа 23 до гладкой стенки пуансона 1. Дно шлицев при этом является продолжением гладкого конца 8 измерительного ротора 2. Нижняя часть пластин 22 снабжена скосом 24, служашим для облегчения вхождения пластин 22 в шлицы измерительного ротора 2 Гля облегчения вхождения выступов 23 пластин 22 в шлицы, выполненные в стенке матрицы 3, выступы имеют с обеих сторон скосы, Кроме того, для облегчения вхождения выступов в шлицы пуансон имеет возможность проворачиваться вокруг оси.Прибор работает следующим образом.Испытываемый материал закладывается в полость 6 матрицы 3 и по сигналу с командоаппарата запрессовывается пуансоном 1 в рабочий зазор, образованный рифленой поверхностью матрицы 3 и измерительным ротором 2. При заданном давлении прессования включают привод (на чертеже не показан) измерительного ротора 2 и известным способом измеряют момент сопротивления измерительного ротора сдвигу испытываемого материала. По окончании цикла измерения исполнительное устройство (на чертеже не показано) по сигналу командоаппарата дополнительно воздействует на внешний гидроцилиндр 5 через диск 16 тяги 14 с выступами 15 и перемещает его до упора в прилив 17. При этом крышка 7 отходит в положение, изображенное на чертеже пунктиром. По мере отхода крышки 7 в нижнее положение, продолжает переме 7503425шаться и пуансон 1. При этом он выдавливает испытываемый материал через кольцевое пространство между измерительным ротором 2 и стенкой матрицы 3 в отверстие, образованное после отхода крышки 7, и падает на крышку 7, откуда материал может быть сдут струей воздуха из предусмотренного для этой цели шланга или просто сметен вручную. Если ротор 2 и, соответственно, матрица 3 имеют, например, шлицевую поверхность, конец полого пуансона 2 снабжается коронкой 21. В этом случае шлицевая поверхность очишается с помощью предусмотренных для этого пластин 22, После очистки рабочей камеры исполнительное устройство по сигналу с командоаппарата через диск 16, тяги 14 с выступами 15 возвращает крышку 7 в исходное положение, смыкаясь в фигурных переходах 18 и поджимая при этом металлическое уплотнение 19.Прибор для определения реологических свойств полимерных материалов позволяет механизировать очистку рабочих поверхностей камеры от испытываемого материала, тем самым улучшить условия труда и техники безопасности при проведении испытаний. ь Формула изобретения 1. Прибор для определения реологических свойств полимерных материалов, содержаший испытательный узел, выполненый в виде матрицы с рабочей камерой, полого пуансона, в полость которого помешен направляющий стержень, и измерительного ротора, отличающийся тем, что, с целью очистки рабочих поверхностей камеры матрицы, измерительный ротор выполнен с возможностью вхождения в полость пуансона, а днище матрицы выполнено подвижным и кинематически связано с приводом.2. Прибор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью очистки шлицевых поверхностей ротора и матрицы, конец полого пуансона снабжен коронкой, содержащей пласстинчатые пружины, число которых равно числу шлицов ротора и матрицы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССРМ 231833, кл. 6 01 М 11/14. 1968.2. Авторское свидетельство СССР750342 Фиг 2 Редактор Ю. Петрушко Заказ 4459/16 Составитель В. ВощанкинТехред К. Шуфрич Корректор Г. НазароваТираж 1019 ПодписноеЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4