專利名稱：可變溫場聚合爐裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種用于高分子材料聚合反應(yīng)的可變溫場聚合爐裝置，更具體的涉及一種具有較高溫度控制精度的，溫場的形狀和變化可以程序控制的，用于對反應(yīng)溫度有較特殊要求的聚合反應(yīng)的實驗裝置。
有些高分子材料聚合反應(yīng)對溫場有特殊要求，比如要求均勻溫場，以免溫場不均勻引起高分子材料內(nèi)部分子量不均勻，影響材料的性能；有些反應(yīng)工藝要求溫場隨時間變化；有些反應(yīng)要求溫場有特殊形狀。目前有用將模具放在反應(yīng)爐管內(nèi)，反應(yīng)爐管浸于油浴中，控制油浴溫度以獲得高分子反應(yīng)的均勻溫場的方法。這種方法控制精度不高，溫場不夠均勻，對溫度的變化響應(yīng)慢，無法獲得特殊形狀的溫場。
本實用新型裝置的目的是為對溫場的形狀，變化，溫度精度有特殊要求的高分子材料聚合反應(yīng)提供特定溫場的反應(yīng)裝置。
本實用新型可變溫場聚合爐裝置包括爐體和控制系統(tǒng)。爐體包括爐殼、保溫層、熱電偶、夾套、爐絲、爐管?？刂葡到y(tǒng)分硬件和軟件部分。通過將多組加熱電阻絲直接纏繞在反應(yīng)爐管外，無加熱介質(zhì)，對溫度的調(diào)節(jié)快，利用計算機對溫度進行PID調(diào)節(jié)，控制精度高，可實現(xiàn)多種溫場和溫場的變化。
下面將結(jié)合相應(yīng)附圖對本實用新型進行詳細描述。


圖1為本實用新型的可變溫場聚合爐裝置的示意圖；圖2為本實用新型的可變溫場聚合爐的總體構(gòu)成示意圖；圖3為可變溫場聚合爐控制軟件的工作流程圖。
一.爐體爐體的說明參見附圖一1.爐殼1為圓筒狀，長1000mm，外徑120mm，采用鋁合金材料。
2.爐殼內(nèi)填充硅酸鋁保溫材料2。
3.爐管3為不銹鋼材料，長1000mm，內(nèi)徑44mm，壁厚2.5mm，爐管外壁有螺紋，用于纏繞爐絲。
4.爐絲4為鐵鉻鋁絲，直徑0.7mm，爐絲外套絕緣管，一起纏繞于爐管外壁的螺紋上。
5.夾套5包裹于爐管外，用于固定和保護外加熱絲和熱電偶。夾套上鉆有小孔，小孔用于放置熱電偶進行溫度測量。
6.熱電偶6為K系列鎳硅—鎳鋁電偶，放置于夾套的小孔中。
二.控制系統(tǒng)(功率分配及溫度采集系統(tǒng))1.硬件部分采用標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制機?？刂葡到y(tǒng)的硬件構(gòu)成參見附圖二。包括微處理器芯片(CPU)、動態(tài)存儲器(ROM)、硬盤、12位以上模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及放大器等構(gòu)成的控制單元和由固態(tài)繼電器構(gòu)成的執(zhí)行單元兩部分。電源經(jīng)固態(tài)繼電器與各組爐絲相連，從控制單元發(fā)出控制信號，控制執(zhí)行單元固態(tài)繼電器的開關(guān)。
2.軟件部分把各組爐絲的導(dǎo)通按周期進行，以實現(xiàn)對溫場的控制。軟件的流程圖參見附圖三。根據(jù)高分子材料制備要求的溫場，升降溫速率及保溫時間等，對爐管內(nèi)在各時刻(即各加熱周期)的溫度分布進行計算設(shè)定，把采集的爐管內(nèi)各時刻的溫度分布與該時刻的設(shè)定值進行比較，通過多點鄰里相關(guān)的數(shù)值PID技術(shù)，決定實驗中每一時刻每一個固態(tài)繼電器導(dǎo)通與否及導(dǎo)通時間，實現(xiàn)高分子材料制備要求的溫場及其變化。
三.工作流程使用根據(jù)本發(fā)明的上述可變溫場聚合爐裝置的工作流程如下所述。
1.準(zhǔn)備1.1將注入單體的棒狀模具，由聚合爐上方的進口吊入爐管1內(nèi)。
2.2運行控制軟件，在輸入界面的提示下輸入八組爐絲的設(shè)定溫度，反應(yīng)時間。
2.裝置自動調(diào)節(jié)過程2.1熱電偶6采集爐壁溫度。
2.2控制系統(tǒng)將采集到的溫度值同設(shè)定值進行比較，計算出每組爐絲分配的加熱時間。
2.3固態(tài)繼電器依次按所分配的導(dǎo)通時間打開，爐絲4進行加熱。
2.4重復(fù)步驟2.1、2.2溫場按預(yù)先設(shè)定進行調(diào)節(jié)。
權(quán)利要求1.一種可變溫場聚合爐裝置，其特征在于整個裝置由爐體和控制系統(tǒng)組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變溫場聚合爐裝置，其特征在于其中的爐體包括爐殼、保溫層、熱電偶、夾套、爐絲、爐管，爐殼為圓筒狀，長1000mm，外徑120mm，采用鋁合金材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可變溫場聚合爐裝置，其特征在于控制系統(tǒng)的硬件部分由包括微處理器芯片(CPU)、動態(tài)存儲器(ROM)、硬盤、12位以上模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及放大器等構(gòu)成的控制單元和由固態(tài)繼電器構(gòu)成的執(zhí)行單元兩部分構(gòu)成。
專利摘要一種可變溫場聚合爐裝置,整個裝置由爐體和控制系統(tǒng)組成。其中的爐體包括爐殼、保溫層、熱電偶、夾套、爐絲、爐管,爐殼為圓筒狀,長1000mm,外徑120mm,采用鋁合金材料?？刂葡到y(tǒng)的硬件部分由包括微處理器芯片(CPU)、動態(tài)存儲器(ROM)、硬盤、12位以上模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及放大器等構(gòu)成的控制單元和由固態(tài)繼電器構(gòu)成的執(zhí)行單元兩部分構(gòu)成。控制系統(tǒng)包含軟件部分,軟件部分把各組爐絲的導(dǎo)通按周期進行,以實現(xiàn)對溫場的控制。
文檔編號B01J19/00GK2497864SQ0122665
公開日2002年7月3日 申請日期2001年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月15日
發(fā)明者翟永亮, 李超榮, 董濤, 葛培文, 甄珍 申請人:中國科學(xué)院物理研究所