Вискозиметр Советский патент 1990 года по МПК G01N11/08 

Иззбретение относится к области опредгления реологических свойств полимеров.

Це1ь изобретения - автоматизация проце:са измерения вязкости расплйва полик шроамида в процессе его поли- мериз 1ЦИИ.

На чертеже представлена схема вискозиметра.

Ви жозиметр содержит термостат 1 с экструзионной камерой 2, плунжер

3, ходовой винт 4, шток 5 плунжера 3, подвижную камеру 6 с гидросредой, датчик 7 силы, червячный редуктор 8,. шаговый двигатель 9, процессор 10, аналого-цифровой преобразователь 11, пульт .12 ввода информации, принтер 13, информационное табло 14, коммутатор 15 обмоток шагового двигателя, 9, регистр 16, преобразователь 17 двоичного кода в число импульсов, регистр 18 хранения информации о величине

перемещения плунжера 3, регистр 16 хранения информации о направлении перемещения плунжера 3, управляемый по частоте генератор 19, регистр 20 хранения информации о скорости перемещения плунжера, таймер 21 и сумматор 22 импульсов.

Датчик силы 7 входом соединен с .подвижной камерой 6, которая расположена внутри камеры 23, соединенной со штоком 5, воздействующим на плунжер 3, и через которую воздействует на подвижную гидрокамеру рамка 24, соединенная механически с ходовым винтом 4. Выходом датчик силы 7 соединен с аналого-цифровым преобразователем 11. Шаговьй двигатель 9 своим валом соединен с входом червячного редуктора, а обмотками с выходом коммутатора 15, вход которого связан С выходом регистра 16 хранения инфор о направлении перемещения рлунжера, а второй вход связан с рыходом преобразователя 17 двоичного кода в число импульсов. Последний информационным входом связан с выходом регистра 18 хранения информации о величине перемещения поршня, а тактовым входом с выходом управляемого по частоте.генераторе тактовых импульсов 19 вход которого связан с вькодом регистра 20 хранения информации о скорости перемещения импульса. Регистры 16, 18 и 20 своим входом, присоединены к выходу процессора 10.

Вискозиметр работает следующим об разом.

Расплав поликапроамида после одного из отверстий фильеры литьевого насоса попадает в термостатируемую двухканальную камеру, стабилизируется по температуре, заполняя канал с плунжером 3 и проходя через свободный канал в литьевую ванну на охлаждение. Через пульт 12 ввода информации вводят в память процессора 10 величину силы, с которой должен сдвигать слои расплава плунжер в канале проточной камеры 2.

Запускается следующая система с , шаговым двигателем. Ходовой винт,

двигаясь вниз через рамку 24, давит на сильфон, заполненный жидкостью, представляющий гибкую камеру 6. Сильфоны передает усилие через дно камеры 23 на жестко соединенньй с ней шток 5 и плунжер 3 и гидравличес

5

0

5

0

5

0

5

0

5

ки передает усилие на тензопреобразо- ватель - датчик 7 силы.

С выхода датчика силы сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 11, информация-о величине силы сдвига, преобразован- ная в цифровую форму, вводится в процессор 10. Процессор 10 сравнивает величину заданной силы сдвига и фактически рассчитывает по лам пропорционально-интегрально- дифференциального закона регулирования регулировочные параметры и засылает рассчитанную информацию в три регистра: регистр 16 хранения информации о направлении перемещения плунжера, регистр 18 хранения информации о величине перемещения плунжера, регистр 20 хранения информации о скорости перемещения плунжера. Информация о направлении перемещения плунжера с выхода регистра 16 поступает на первый вход коммутатора 15 обмоток шагового двигателя, по которому осуществляется изменение направления вращения вала шагового двигателя 9 и, следовательно, изменение направления перемещения плунжера, сдвигающего слои расплава.

На второй вход коммутатора 15 обмоток шагового двигателя с преобразователя 17 двоичного кода поступает сигнал в виде пачки импульсов, причем количество импульсов в пачке задается двоичным числом, записанным в регистр 18 хранения информации о величине перемещения плунжера, в результате чего вал шагового двигателя поворачивается на число шагов, соответствующих числу импульсов в пачке.

Скорость вращения вала шагового двигателя определяется частотой следования импульсов внутри пачки, которая устанавливается управляемым по частоте генератором 19 соответственно величине двоичного числа, записанного в регистр 20 хранения информации о скорости перемещения плунжера.

При прохождении заданного количества шагов шагового двигателя, т.е. . количества поданных импульсов, характеризующих ход плунжера, задающий сумматор 24 вьщает сигнал на таймер 23, которьй отключает шаговьй двигатель 9, изменяет направление его вращения, вьдерживает заданное

160849

|ВрЁмя и затем включает в новый тдикл. Ходовой винт 4 идет вверх. Передает I усилие через нижние толкатели, рамки 24 на сильфон камеры 6, крышку камеры 23, шток 5 и плунжер 3. Гидрав- ли1еский сигнал камеры 6 преобразуется в датчике 7 силы в электрический, пропорциональный силе сдвига, и далее система слежения срабатывает аналогично вышеописанному.

10

Ф

о р м у л а

изобретения

Вискозиметр, содержащий термостат с йкструзионной камерой, плунжер, следящий электропривод, состоящий из шагового двигателя с червячным редуктором, ходового винта, датчика силы, процессора, аналого-цифрового преобразователя,, пульта ввода инфор- ма.(ии, принтера, информационного , коммутатора обмоток шагового дв:1гателя, регистра хранения информа- ци 1 о направлении перемеш;ения плун- же:)а, преобразователя двоичного кода в шсло импульсов, регистра хранения информации о величине перемещения

76

плунжера, управляемого по частоте генератора тактовых импульсов, ре- ;, гистра хранения информации о скорости перемещения плунжера, отличающийся тем, что, с целью автоматизации измерений реологических свойств расплава полимера в лро- цессе его полимеризации, экструзион- ная камера вьшолнена проточной и двуканальной, в одном из которых расположен плунжер, имеющий зазор между своей наружной поверхностью и поверхностью канала, обеспечивающий сдвиг слоев расйлава при движении плунжера, а плунжер соединен штоком, свободно проходящим через ходовой винт, с камерой, внутри которой помещена в гибкой оболочке гидросреда, передающая усилия от ходового винта на шток и датчик силы независимо от нацравления движения ходового винта, между преобразователем двоичного кода в число имтульсов и коммутатором обмоток шагового двигателя осуществляют непрерывность процесса измерения, последовательно включены сумматор импульсов и таймер.

Изобретение относится к измерению реологических свойств расплава полимера при производстве химических волокон и позволяет автоматизировать процесс измерений вязкости поликапроамида в аппарате непрерывной полимеризации. Вискозиметр содержит термостат с экструзионной камерой, плунжер, следящий электропривод, состоящий из шагового двигателя с червячным редуктором, ходового винта, датчика силы, процессора, аналого-цифрового преобразователя, пульта ввода информации, принтера, информационного табло, коммутатора обмоток шагового двигателя, преобразователя двоичного кода в число импульсов, генератора импульсов, регистров хранения информации о направлении, величине и скорости перемещения плунжера. Экструзионная камера выполнена проточной и двухканальной. В одном из каналов расположен плунжер, имеющий зазор между своей наружной поверхностью и поверхностью канала, обеспечивающий сдвиг слоев расплава при движении плунжера вниз и вверх. Вискозиметр снабжен подвижной камерой, внутри которой в гибкой оболочке помещена гидросреда, передающая усилия от ходового винта на шток плунжера и датчик силы независимо от направления движения ходового винта. Регулирование частоты измерений осуществляют с помощью сумматора импульсов и таймера. 1 ил.

1Г/ЛГлГ|| ,-, 1 TF