устройство для исследования течения материала при сложном сдвиге

Формула изобретения

Устройство для исследования течения материала при сложном сдвиге, включающее опору подшипниковую, на которую установлено цилиндрическое основание с установленной на нем фильерой, на которой наклеены тензодатчики, камеру сжатия, которая имеет плотный контакт с фильерой, цилиндрическим основанием и плунжером, шток со сменным поршнем, который может быть выполнен разной длины и диаметра, отличающееся тем, что шток со сменным поршнем установлен с возможностью вращения штока со сменным поршнем относительно неподвижной фильеры с переменной угловой скоростью посредством привода при помощи электродвигателя, а тензодатчики для измерения крутящего момента и осевых усилий наклеены непосредственно на неподвижную фильеру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области техники для экструдирования биополимеров и предназначено для исследования поведения экструдата в компрессионных затворах и полостях утечек одношнековых прессов.

Известно устройство для исследования реологических свойств материала в модели фильеры [патент РФ №2157321, 10.10.2000], включающее цилиндрическое основание с установленным в нем большим тензометрическим кольцом, размещенную на цилиндрическом основании опору с установленным на ней малым тензометрическим кольцом, на котором установлена фильера с тензометрическими датчиками, камеру сжатия, образованную цилиндром, имеющим плотный контакт с фильерой, опорой и плунжером, плунжер снабжен штоком со сменным поршнем разной длины и диаметра.

Использование данного устройства не позволяет исследовать течение материала при сложном сдвиге.

Техническим результатом являются возможность исследования режимов течения материала при сложном сдвиге, моделирующее течение в компрессионных затворах и полостях утечек и, следовательно, расширение возможностей и области применения данного устройства, а также уменьшение погрешности полученного результата при исследовании.

Заявленный технический результат достигается тем, что в устройстве для исследования течения материала при сложном сдвиге, включающем опору подшипниковую, на которую установлено цилиндрическое основание с установленной на нем фильерой, на которой наклеены тензодатчики, камеру сжатия, которая имеет плотный контакт с фильерой, цилиндрическим основанием и плунжером, шток со сменным поршнем, который может быть

выполнен разной длины и диаметра, вращается относительно неподвижной фильеры с переменной угловой скоростью посредством привода при помощи электродвигателя, а тензодатчики для измерения крутящего момента и осевых усилий наклеены непосредственно на неподвижную фильеру.

На фиг.1 показан продольный разрез устройства для исследования течения материала в условиях сложного сдвига, на фиг.2 показан вид - сквозное окно устройства.

Устройство включает опору подшипниковую 1, в которой установлен шток 2 со сменным поршнем 3, который может быть выполнен разной длины и диаметра, и на которой установлен постоянный неразборный узел неподвижно, состоящий из фильеры 4, на которой наклеены два комплекта тензодатчиков, один под углом 45° к оси фильеры для измерения крутящего момента, другой для измерения осевых усилий, камеры сжатия 5, основания цилиндрического 6, имеющего сквозное окно 7, плунжер 8, конус 9, электродвигатель 10, который через привод 11 приводит во вращение штока 2 с переменной угловой скоростью относительно фильеры 4, и станину 12, на которой установлено все устройство.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Исследуемый материал помещают в камеру сжатия 5, уплотняют плунжером 8 на прессе, предназначенном для испытания механических свойств материалов, и экструдируют в канале фильеры 4, одновременно при этом приводят во вращение шток 2 со сменным поршнем 3 с заданной угловой скоростью при помощи электродвигателя 10 посредством привода 11. При этом устройство остается неподвижным, т.к. оно зафиксировано к станине 12.

По ходу испытания отход удаляется через сквозное окно 7 в цилиндрическом основании 6 устройства.

По разности осевых усилий и крутящего момента в стенках фильеры 4 перед сменным поршнем 3 и после него определяют сопротивление движению слоя, который течет вокруг сменного поршня 3.

При помощи замены сменного поршня 3 на больший или меньший диаметр и другую длину получают возможность изменения толщины слоя исследуемого материала. Для замены сменного поршня 3 снимают неразборный узел с подшипниковой опоры.

Прямой ход плунжера происходит в результате нагружения устройства на прессе, предназначенном для испытания механических свойств материалов.

Использование заявляемого устройства позволяет повысить удобство при изготовлении и точность при эксплуатации при моделировании процессов, протекающих в компрессионных затворах и полостях утечек в одношнековых прессах для переработки полимеров, при измерении крутящего момента и напряжений, возникающих в компрессионных затворах и полостях, моделирующих полости утечек, а также и при измерении вязкости материала, экструдируемого в условиях сложного сдвига.