轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試用直角型模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及材料性能測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于轉(zhuǎn)矩流變儀擠出測(cè)試敏感藥料的直角型模具。
【背景技術(shù)】
[0002]材料的流變性能反映了在一定溫度條件下材料的黏度隨剪切速率的變化關(guān)系，研究材料的流變性能對(duì)指導(dǎo)這些材料的加工成型具有重要的作用，其流變數(shù)據(jù)不但可以準(zhǔn)確反映材料的性能特征，還能夠用于數(shù)值計(jì)算，進(jìn)而指導(dǎo)相關(guān)設(shè)備設(shè)計(jì)和工藝條件設(shè)置。聚合物等高分子材料在加工溫度和壓力下流動(dòng)性好，容易實(shí)現(xiàn)其流變性能的檢測(cè)，但對(duì)于火藥等這些特殊敏感性藥料，其流變性能測(cè)試則相當(dāng)困難。
[0003]現(xiàn)有流變測(cè)試方法可用于火藥等敏感藥料的測(cè)試，但測(cè)試過程和手段需要做一定的注意和改進(jìn)。一方面，測(cè)試過程中，在雜質(zhì)滲入、溫度、壓力或負(fù)荷超過工藝規(guī)定上限等多方面因素的影響；另一方面，測(cè)試后火藥等敏感藥料的清理工作中，工作人員的不慎操作如摩擦或引起火花等等，都極有可能引發(fā)燃燒、爆炸，威脅人身財(cái)產(chǎn)安全。
[0004]轉(zhuǎn)矩流變儀是研究材料的流動(dòng)、塑化、熱、剪切穩(wěn)定性的理想設(shè)備，提供了更接近于實(shí)際加工的動(dòng)態(tài)測(cè)量方法，可以在類似實(shí)際加工的情況下，連續(xù)、準(zhǔn)確可靠地對(duì)材料的流變性能進(jìn)行測(cè)定。轉(zhuǎn)矩流變儀分為擠出機(jī)式和雙轉(zhuǎn)子式兩種，在使用擠出機(jī)式轉(zhuǎn)矩流變儀測(cè)試聚合物類材料流變性能時(shí)，物料測(cè)試完畢通常用加入聚乙烯等常用塑料將被測(cè)物料推出機(jī)筒和模具中，以免被測(cè)物料腐蝕機(jī)筒、螺桿和模具，同時(shí)方便下一種物料的測(cè)試。擠出機(jī)式轉(zhuǎn)矩流變儀所用的測(cè)試模具包括狹縫模具和毛細(xì)管模具兩種，其中毛細(xì)管模具包括直線型和直角型兩種。直角型模具可使物料沿水平方向從擠出機(jī)出口進(jìn)入模具后直角拐彎轉(zhuǎn)為朝下流動(dòng)，然后進(jìn)入毛細(xì)管中朝下擠出。其優(yōu)點(diǎn)是，一方面可以使模具內(nèi)進(jìn)入口模時(shí)物料的壓力波動(dòng)減小，另一方面可方便收集擠出的絲狀物料;但是缺點(diǎn)是模具內(nèi)的物料難以清理。這對(duì)于普通聚合物材料影響不大，可以通過加聚乙烯等通用聚合物熔融擠推的方法把被測(cè)物料清理出去，殘留在模具內(nèi)的部分聚乙烯不會(huì)對(duì)模具造成損害，也不會(huì)有安全隱患；但是對(duì)于火藥等敏感材料，其測(cè)試完畢后必須要清理干凈，否則會(huì)對(duì)模具造成腐蝕或損傷，關(guān)鍵還存有極大的安全隱患。但是火藥的熔點(diǎn)比聚乙烯等通用材料的熔點(diǎn)低，低溫下聚乙稀黏度過高而無(wú)法流動(dòng)，因此無(wú)法通過恪融擠推聚乙稀的方法清理火藥等敏感材料;另外，因?yàn)榱鞯罏橹苯切?，通過人工拆卸手工清理也很困難，且難以清理干凈，手工工具在火藥中摩擦容易引燃或引爆，費(fèi)工費(fèi)時(shí)且存在危險(xiǎn)。為此，需要一種適合于火藥等敏感性藥料流變性能的模具，既能保證流變測(cè)試的順利進(jìn)行，又能方便及時(shí)完成清料工作，避免燃燒爆炸等安全事故發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決上述技術(shù)問題。
[0006]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單合理的可開合的直角型模具，既能保證流變測(cè)試的安全順利進(jìn)行，又能方便打開及時(shí)完成清料工作，避免燃燒爆炸等安全事故發(fā)生。
[0007 ]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種轉(zhuǎn)矩流變測(cè)試用直角型模具，包括開啟式模具、模溫機(jī)、液壓驅(qū)動(dòng)裝置、在線測(cè)控裝置、自動(dòng)切料裝置和噴水裝置，應(yīng)用于擠出機(jī)式轉(zhuǎn)矩流變儀;其中，開啟式模具包括前模板、后模板，開啟式模具的前模板和后模板均有流道，流道結(jié)構(gòu)對(duì)稱，呈直角拐彎型，橫截面為半圓形;前模板和后模板對(duì)接后，流道拼接為直角拐彎型孔；
[0009]進(jìn)一步地，開啟式模具還包括導(dǎo)桿、導(dǎo)桿套、毛細(xì)管、接頭、連接盤、熱電偶、管接頭和通水管，液壓驅(qū)動(dòng)裝置包括液壓缸、活塞桿、活塞、支撐裝置、輸油管和油路系統(tǒng)，油路系統(tǒng)包括換向閥、油栗、油箱和驅(qū)動(dòng)電機(jī)，在線測(cè)控裝置包括壓力傳感器、溫度傳感器、儲(chǔ)料皿、電子天平、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制器，自動(dòng)切料裝置包括切刀和驅(qū)動(dòng)器；
[0010]進(jìn)一步地，所述前模板和后模板上分別裝有導(dǎo)桿和導(dǎo)桿套，便于前模板和后模板對(duì)接和定位，同時(shí)保證直角拐彎型流道的拼接完好;前模板和后模板中還有通水孔，通水孔兩端接有管接頭和通水管，通水管與模溫機(jī)連接;熱電偶裝在前模板和/或后模板上，給模溫機(jī)提供溫度信號(hào)，模溫機(jī)用于控制開啟式模具的溫度;壓力傳感器和溫度傳感器分別安裝在前模板和后模板上;前模板和后模板的流道一端與接頭連接，接頭通過連接盤與擠出機(jī)機(jī)筒連接;前模板和后模板的流道另一端與毛細(xì)管連接；
[0011 ]進(jìn)一步地，液壓缸固定安裝在支撐裝置上，液壓缸內(nèi)有活塞，活塞與活塞桿連接；在液壓缸的底端有底端油口，在液壓缸的側(cè)端有側(cè)端油口；液壓缸、輸油管與油路系統(tǒng)可驅(qū)動(dòng)活塞、活塞桿并帶動(dòng)前模板和/或后模板實(shí)現(xiàn)開合模動(dòng)作及鎖模動(dòng)作;前模板和后模板的接觸面是光滑的，避免鎖模后物料泄漏；
[0012]進(jìn)一步地，液壓缸可以有一個(gè)或多個(gè)，都設(shè)置在前模板一邊，活塞桿同前模板連接，后模板固定，活塞桿可以驅(qū)動(dòng)前模板前后移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開啟式模具的開合;液壓缸也可有偶數(shù)個(gè)，分別對(duì)稱設(shè)置在開啟式模具的前后，前模板一邊的液壓缸、活塞及活塞桿驅(qū)動(dòng)前模板的移動(dòng)，后模板一邊的液壓缸、活塞及活塞桿驅(qū)動(dòng)后模板的移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)開啟式模具的開合；
[0013]在線測(cè)控裝置的壓力傳感器用于在線實(shí)時(shí)檢測(cè)模具流道中物料的壓力，溫度傳感器用于在線實(shí)時(shí)檢測(cè)模具流道中物料的溫度，儲(chǔ)料皿用于收集擠出的絲狀物料，電子天平用于在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)落入物料的質(zhì)量;數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于接收壓力傳感器、溫度傳感器和電子天平實(shí)時(shí)采集的信號(hào)值;控制器通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)接收傳感器的信號(hào)并給予液壓驅(qū)動(dòng)裝置、模溫機(jī)、自動(dòng)切料裝置和噴水裝置發(fā)出指令;操作人員可以通過控制器分別設(shè)置壓力和溫度的預(yù)警值，測(cè)試過程中，檢測(cè)信號(hào)的值超出預(yù)警值時(shí)，控制器發(fā)出指令，液壓驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)活塞桿帶動(dòng)開啟式模具迅速分離，同時(shí)啟動(dòng)噴水裝置噴水，從而達(dá)到防爆泄壓的目的，避免危險(xiǎn)事故的發(fā)生；油路系統(tǒng)、模溫機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和控制器通過隔離墻同擠出機(jī)和開啟式模具隔離開，可以防止擠出機(jī)和模具的爆炸威脅到操作和監(jiān)控人員的人身安全。
[0014]毛細(xì)管材料優(yōu)選銅。模板材料通常選用模具鋼、不銹鋼材料，毛細(xì)管材料優(yōu)選銅，可與其安裝主體的材料區(qū)分開，可避免同種材料摩擦碰撞易引起火花的危險(xiǎn)。
[0015]管接頭優(yōu)選快接型管接頭，可方便拆卸安裝，進(jìn)一步縮短拆裝時(shí)間、節(jié)省人力。
[0016]優(yōu)選壓力傳感器和溫度傳感器的檢測(cè)端面與流道齊平，可直接與被測(cè)物料接觸，可適時(shí)準(zhǔn)確測(cè)得物料的壓力和溫度，且不阻礙物料的流動(dòng)。
[0017]使用過程如下:
[0018]I)通過連接盤將接頭固定在擠出機(jī)機(jī)筒上，將接頭和毛細(xì)管嵌入后模板；
[0019]2)啟動(dòng)液壓驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)開啟式模具合模，并保持一定的鎖模力，防止測(cè)試過程中物料泄漏；
[0020]3)啟動(dòng)模溫機(jī)，控制模具溫度，使模具溫度達(dá)到測(cè)試溫度；
[0021]4)開動(dòng)擠出機(jī)開始流變測(cè)試，測(cè)試過程中通過壓力傳感器和溫度傳感器實(shí)時(shí)記錄模具中物料的壓力和溫度參數(shù)值，通過自動(dòng)切料裝置的驅(qū)動(dòng)器控制切刀實(shí)時(shí)完成切料動(dòng)作；物料質(zhì)量通過儲(chǔ)料皿和電子天平稱重；通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)收集壓力、溫度和質(zhì)量參數(shù)值；
[0022]5)測(cè)試過程中，壓力和溫度信號(hào)檢測(cè)超過預(yù)警值時(shí)，控制器發(fā)出指令，液壓驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)作，驅(qū)動(dòng)活塞桿帶動(dòng)開啟式模具迅速分離，同時(shí)啟動(dòng)噴水裝置噴水；
[0023]6)測(cè)試結(jié)束后，液壓驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)開啟式模具