[发明专利]一种全程动态可视化双螺杆挤出实验设备

说明书

本发明公开一种全程动态可视化双螺杆挤出实验设备，包括透明机筒、透明机头、锥形双螺杆、前联结板、后联结板和压板，前联结板与后联结板可拆卸连接，压板与前联结板相连，压板将透明机头压紧在前联结板上，透明机头与前联结板之间、前联结板与透明机筒之间、透明机筒与后联结板之间均设置密封元件；透明机筒具有挤出腔体，透明机头具有挤出口，挤出腔体与挤出口相连通，锥形双螺杆设置于挤出腔体内，透明机筒具有排气孔和加料口；透明机筒的外壁设置加热块，透明机头与前联结板均设置加热圈，加热圈与透明机头之间、加热块与透明机筒之间均设置导热垫片，导热垫片分别与透明机筒、透明机头抵接，加热块、加热圈、导热垫片和压板均设置观察口。

技术领域

本发明涉及挤出加工设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种全程动态可视化双螺杆挤出实验设备。

背景技术

在聚合物挤出加工过程中，所用设备大多为金属材质。物料从加入到熔融塑化、模头出来冷却定型得到成品，整个过程类似于黑箱操作，只能看见加入的物料和挤出来的成品，中间过程不可见，这对于聚合物挤出的熔融塑化和混合过程的研究造成了很大的阻碍。如果能观察到聚合物熔体的流动演变过程和流场的变化，就能为聚合物的研究工作提供有效而直观的研究手段和方法。因此，研究者们开始利用可视化的技术手段，构建聚合物成型加工实验设备，在此基础上，通过研究与分析，建立和完善挤出加工理论，以此解决聚合物加工中出现的各种问题。

目前，可视化技术根据其方式的不同，可以分为静态可视化和宏观动态可视化两种。用于挤出过程熔融机理研究的静态可视化技术主要分为骤冷顶出螺杆法和剖分机筒法。静态可视化技术特点主要是：取样时必须紧急停车和骤冷，易造成熔体的畸变和破坏；取出螺杆或打开机筒均需要一定时间，此时看到的熔体物料与真实运动物料存在一定的差异；只能测得某一瞬间的聚合物熔融状态，无法获得动态、连续的熔融挤出过程；为了显示冷却固化后聚合物试样中熔融状态，往往需要加入某种示踪粒子，会对整个挤出过程造成影响。

动态可视化技术主要为视窗型和分段型，即利用机筒上的视窗或者分段的透明机筒，对挤出过程的某一段进行实时、连续地观测。公开号为CN1669776A的中国专利，公开了一种高分子材料振动塑化挤出过程全程可视化实验设备，可用于物料挤出过程的实时在线观察。但分段的玻璃机筒通过金属件进行连接，金属连接部分不可见，不能实现机筒的全程可视化，且机头为全金属组件，不能实现机头流道内的可视化。公开号为CN2231175Y的中国专利，公开了一种可视化双螺杆挤出机，可用于聚合物加工实验或者生产。但是视窗型可视化机筒，结构复杂，易造成溢料，可视化面积小，难以对挤出过程实现全程监测。公开号为CN101890798A的中国专利，公开了一种高分子材料叶片塑化挤出过程的可视化装置，由金属挡板和三段玻璃机筒组成可视化定子，可用于挤出全过程的在线观察和温度、压力测量。但分段机筒设计方案和金属机头，仍存在观察盲区，无法实现挤出过程的全程可视化，而且，玻璃与金属的分段连接方式，可能会因密封问题导致物料在挤出过程中发生溢料现象。

因此，如何在不影响挤出过程的前提下实现挤出过程全程可视化，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种全程动态可视化双螺杆挤出实验设备，以解决上述现有技术存在的问题，在挤出过程顺利进行的前提下实现挤出过程的全程可视化。