[发明专利]一种捏合机整场参数测试装置

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计领域，主要涉及螺杆、捏合机等旋转机械领域，尤其涉及一种捏合机整场参数测试装置。

背景技术

捏合机包括单螺杆捏合机、双螺杆捏合机、多螺杆捏合机、立式捏合机、卧式捏合机等，广泛应用于塑料、橡胶、医药等领域，主要用于材料加工过程的分散混合、驱水驱溶、塑化成型等。随着材料的发展，对捏合机结构设计和工艺控制提出更高的要求，需要明确捏合机内部不同位置物料参数的实时状态，也即是常提的打开工艺过程的“黑匣子”。

目前，捏合机过程参数测试主要存在以下问题：(1)测试传感器安全位置主要为捏合机机筒壁面，所得到的测试参数也仅限于捏合机机筒内壁面，对内部，特别是混合元件附近的关键参数没有测试；(2)测试参数种类单一，主要测试参数仅限于温度和压力。

近年来，在人工智能、物联网、3D打印高速发展的带动下，各种参数测试的传感器技术也得到了前所未有的发展，如出现了光纤光栅传感器、微纳米传感器、无线传感器、自供电传感器、柔性传感器等。总的来说，传感器发展实现了尺寸更小、精度更高、环境适应性更强、本质安全性更好。

传感器的快速发展使得一些测试工作由不可能变为可实现，对传感器新技术的应用，能够实现捏合机整场参数的动态测试，通过将整场测试参数与数值仿真结果的结合，可以使工艺过程“黑匣子”透明化。

发明内容

针对以上背景中所述捏合机参数测试所存在的参数单一、区域仅限于机筒内壁面的问题，本发明的目的在于提供一种捏合机整场参数测试装置，这种测试装置能够实现温度、应力、应变、水分及成分变化的全场测试，通过数据采集系统的时间关联，能够绘制出整个混合区域物料参数随时间变化的三维分布图，打开工艺过程“黑匣子”。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种捏合机整场参数测试装置，包括：轴承、轴、旋转体、混合腔体壁面、混合元件，混合腔体壁面形成一个混合腔，混合腔的开口端安装有轴承，轴承安装有轴，轴远离混合腔的一端上连接驱动电机，轴靠近混合腔的一端上安装有旋转体，旋转体整个在混合腔内部支撑混合元件，混合元件套装在旋转体上，或者混合元件与旋转体成一整体，所述轴和旋转体中心开有沿轴向贯通的中心孔；所述混合腔体壁面、旋转体、混合元件顶面及侧面均开有贯通的安装孔，安装孔内安装有传感器；所有传感器均连接在信号线上；其中旋转体和混合元件上的传感器所连接的信号线通过中心孔从轴端引出连接到滑环上；所述信号线最终都连接至数据采集器上；所述传感器为温度传感器或应力传感器或应变传感器或近红外传感器。

对于混合元件套装在旋转体上的情形，所述中心孔为沿轴向开在旋转体表面的贯通槽。

所述传感器根据外形特征、使用要求及安装位置，直接插入安装孔，并通过开有引线孔的螺栓进行限位，螺栓和开有螺纹的安装孔配合，信号线从引线孔引出；所述传感器安装在混合腔体壁面或旋转体表面或混合元件表面的凹槽内，信号线通过安装孔引出。

所述传感器根据安装位置进行特殊的封装处理，使传感器的测试端与安装位置表面平齐，或者在传感器安装后，使用填充物填充在安装缝隙，使安装位置表面平滑。

所述传感器根据测试需求，在与传感器安装位置相临的旋转体或混合腔体壁面或混合元件上安装弹性刮片，轴向方向上弹性刮片与相对应的传感器在同一位置，当弹性刮片与相对应的传感器位于同一周向位置时，弹性刮片与相对应的传感器能发生刮擦。

与现有技术相比，本发明的优点是：(1)提供一种整场测试装置，能够实现混合腔体内壁面、旋转部件以及混合元件壁面及流场内部的参数测试，使测试点遍布整个混合区域；(2)测试参数种类多，包括温度、应力、应变、水分、化学成分变化；(3)通过数据采集器及相应处理软件，能够将不同时间和空间的参数绘制成为工艺过程物料参数的三维分布图。

附图说明

图1为本发明在未安装传感器时的结构示意图。

图2为本发明安装传感器时的结构示意图。

图3为一种典型传感器安装方式结构示意图。

图4为另一种典型传感器安装方式结构示意图。

图中：1、轴承，2、轴，3、旋转体，4、混合腔体壁面，5、混合元件，6、中心孔，7、安装孔，8、传感器，9、信号线，10、滑环，11、数据采集器，12、填充物，13、螺栓，14、引线孔，15、弹性刮片。

具体实施方式

下面结合发明书附图和具体实施例对本发明做进一步的说明。