本发明专利技术公开了一种可视化混炼的实验装置及转子测试方法，通过利用高效高精度的3D打印技术、透明的密炼机设计、透明的物料混合介质、定量的数据表征方案。通过若干等体积胶料中的固体颗粒个数，描述待测试构形转子在混炼过程中各配合剂的分散均匀性；通过混合介质颜色变化的快慢描述待模拟构形转子混炼过程中胶料的流动性；通过混合介质颜色的变化趋势确定待模拟构形转子的混炼过程有无死角；进而为密炼机转子的研发及测试提供新的技术路径。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及橡胶混炼
，具体来说，涉及一种可视化混炼的实验装置及转子测试方法。
技术介绍
由于密炼机混炼过程是在密闭的密炼室中进行的，且其转子及混炼过程复杂程度较高，因此，人们无法直接观测其内部的混炼情况，也便难以探究物料在密炼室中的变形机理或流动情况，而可视化技术不仅有利于我们研究密炼机中的胶料流动和混炼机理，更是转子设计过程必不可少的部分。可以说通过可视化技术表征再现转子混炼性能是更直观有效的方式，理应成为密炼机转子研发设计的一种研发路径。另外一方面，研发设计后的转子如何表征其混炼效果，在混炼过程中，转子运行有无胶料“死角”现象，混炼效果如何等，都不能进行定性定量的表征。而且，密炼机转子构型复杂、表面精度高，造成加工难度大，这些问题导致转子研发过程中进行试验修正的难度大。然而针对目前现有的可视化技术，在中国专利申请200810040662.6中公开了一种双转子连续混炼机的视窗可视化料筒，其中的料筒为剖分式，在位于混炼腔的混炼区上方的料筒上盖上，开设一个观察口，视窗玻璃由视窗压框固定在观察口内，视窗玻璃的上顶平面为水平面，靠近混炼腔的底面为与混炼腔内壁形状一致的曲面，视窗玻璃的侧面与观察口四周的壁面紧密贴合。此技术方案是通过设置在料筒上方的玻璃视窗，以肉眼观察到聚合物在混炼腔，以肉眼观察到聚合物在混炼腔内所经历的熔融流动过程和变形；另外，打开混炼室取样的方法对混炼过程中的共混物的亚微观相织构的演变过程进行表征和研究。但是，针对上述的技术方案，并没有实现定量的表征混合特性，并且，现有技术中也同样没有实现定量表征混炼效果的方法。随着中国橡胶技术的不断发展，创新模式也从最初的“引进消化吸收再创新”、“集成创新”，逐渐回归到“原始创新”的路途中来，此时，如果没有系统的理论指导、优良的设计途径，那么开发出的产品，便难以是“匠心之作”，更重要的是，也难以突破一些关键技术的制约。而采用可视化技术可以帮助我们从设计的源头上去创新、设计，更有利于我们充分的研究密炼机的混炼理论。因此，研制出一种有效进行混炼过程可视化与定量表征的方法，便成为业内人士亟需解决的技术问题，也是努力与前进的方向。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本专利技术提出一种基于3D打印异向转子的可视化混炼模拟的实验装置及测试方法，能够实现可视化技术表征再现转子混炼性能。为实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种可视化混炼实验装置，包括基座，所述基座上安装有动力装置，所述动力装置通过传动装置连接有密炼装置，所述密炼装置包括密炼室及设置在所述密炼室内的两个相互平行转子，所述密炼装置上方设置有压料装置；所述基座上固定安装有控制所述压料装置上下运动的压料调节机构；所述密炼装置整体采用无色透明有机玻璃材料。进一步地，所述压料调节机构包括调节手轮、调节齿轮及与所述调节齿轮配合的调节齿条，其中，所述调节手轮固定安装在所述调节齿轮上，所述调节齿轮可转动的安装在所述基座的立板上，所述调节齿条固定安装在所述压料装置上。进一步地，所述两个转子相互平行且沿同向转动；所述传动装置包括上下配合设置的主动轮和从动轮组，所述从动轮组包括两个分别与所述转子连接的从动轮，所述主动轮与所述动力装置连接。进一步地，所述两个转子相互平行且沿异向转动；所述传动机构包括平行设置的主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮分别与所述转子连接，所述主动轮与所述动力装置连接。进一步地，所述压料装置、所述密炼装置均采用无色透明的经过火焰抛光、打磨处理的亚克力板。本专利技术公开了一种可视化混炼转子测试方法，该方法包括：1)模型密炼机的安装：通过3D打印技术获得待模拟构形的转子，并将其安装在如上所述的可视化混炼模拟实验装置的密炼室内，获得具有透明视窗的模型密炼机；2)密炼机模拟混炼：采用不同颜色的粘弹性透明介质模拟胶料，采用固体颗粒模拟配合剂，通过加入模型密炼机，两转子在特定转速下异向转动，进行模拟混炼；3)获取分析样本：模拟混炼过程中，通过透明视窗观察与记录模拟混炼过程；模拟混炼完成后，获取两转子上胶料的颜色变化状态；4)进行样本分析：分析模拟混炼过程中混合介质颜色变化的快慢；分析模拟混炼后混合介质颜色变化的趋势。进一步地，步骤2)中，所述粘弹性透明介质采用羧甲基纤维素水溶液，所述固体颗粒采用聚苯乙烯塑料颗粒；密炼机模拟混炼的技术参数为混炼时间或者转子转动圈数。进一步地，步骤4)中，通过混合介质颜色变化的快慢描述待模拟构形转子的混炼过程中胶料的流动性；通过RGB颜色标准评价混合介质颜色的变化趋势，以确定待模拟构形转子的混炼过程有无死角。本专利技术还公开了一种可视化混炼转子测试方法，该方法包括：1)模型密炼机的安装：通过3D打印技术获得待模拟构形的转子，并将其安装在如上所述的可视化混炼实验装置的密炼室内，获得具有透明视窗的模型密炼机；2)密炼机模拟混炼：采用粘弹性透明介质模拟胶料，采用固体颗粒模拟配合剂，通过加入模型密炼机，两转子在特定转速下同向转动，进行模拟混炼；3)获取分析样本：模拟混炼完成后，从混炼介质中获取若干个部位的等体积胶料；4)进行样本分析：分析等体积胶料中的固体颗粒个数；通过模拟结果表征混炼特性。进一步地，步骤2)中，所述粘弹性透明介质采用羧甲基纤维素水溶液，所述固体颗粒采用聚苯乙烯塑料颗粒；密炼机模拟混炼的技术参数为混炼时间或者转子转动圈数。进一步地，步骤4)中，统计若干等体积胶料中的固体颗粒个数并计算方差，通过方差描述待模拟构形转子的混炼过程中配合剂的分散均匀性。本专利技术的有益效果：通过利用高效高精度的3D打印技术、透明的密炼机设计、透明的物料混合介质、定量的数据表征方案，通过若干等体积胶料中的固体颗粒个数描述待模拟构形转子的混炼过程中配合剂的分散均匀性；通过混合介质颜色变化的快慢描述待模拟构形转子的混炼过程中胶料的流动性；通过混合介质颜色的变化趋势确定待模拟构形转子的混炼过程有无死角；进而为密炼机转子的研发及测试提供新的技术路径。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术实施例所述的异向转子模型密炼机实验装置的结构示意图；图2是根据本专利技术实施例所述的异向转子模型密炼机实验装置的压料装置提起时的使用状态示意图；图3是异向转子模型密炼机实验装置中去掉压料调节机构和密炼室壁的俯视图；图4是异向转子模型密炼机实验装置中通过3D打印技术获得的密炼机转子；图5是异向转子在密炼室中的安装状态的示意图；图6是根据本专利技术实施例所述的同向转子模型密炼机实验装置的结构示意图；图7是根据本专利技术实施例所述的同向转子模型密炼机实验装置的压料装置提起时的使用状态示意图；图8是同向转子模型密炼机实验装置去掉压料调节机构和密炼室壁的俯视图；图9是同向转子模型密炼机实验装置中通过3D打印技术获得的密炼机转子；图10是同向转子在密炼室的安装状态的示意图；图11是低速下橡胶拉伸变化状态示意图；图12是高速下橡胶拉伸变化状态示意图；图13是等体积腔体板的结构示意图。图中：1、基座；2、动力装本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可视化混炼实验装置，包括基座(1)，所述基座(1)上安装有动力装置(2)，所述动力装置(2)通过传动装置(3)连接有密炼装置(4)，所述密炼装置(4)包括密炼室(6)及设置在所述密炼室(6)内的两个相互平行转子(7)，其特征在于，所述两个转子(7)同向或异向转动，所述密炼装置(4)上方设置有压料装置(5)；所述基座(1)上固定安装有控制所述压料装置(5)上下运动的压料调节机构(9)；所述密炼装置(4)整体采用无色透明有机玻璃材料。
【技术特征摘要】
1.一种可视化混炼实验装置，包括基座(1)，所述基座(1)上安装有动力装置(2)，所述动力装置(2)通过传动装置(3)连接有密炼装置(4)，所述密炼装置(4)包括密炼室(6)及设置在所述密炼室(6)内的两个相互平行转子(7)，其特征在于，所述两个转子(7)同向或异向转动，所述密炼装置(4)上方设置有压料装置(5)；所述基座(1)上固定安装有控制所述压料装置(5)上下运动的压料调节机构(9)；所述密炼装置(4)整体采用无色透明有机玻璃材料。2.根据权利要求1所述的可视化混炼测试实验装置，其特征在于，所述压料调节机构(9)包括调节手轮(15)、调节齿轮(16)及与所述调节齿轮(16)配合的调节齿条(17)，其中，所述调节手轮(15)固定安装在所述调节齿轮(16)上，所述调节齿轮(16)可转动的安装在所述基座(1)的立板(8)上，所述调节齿条(17)固定安装在所述压料装置(5)上。3.根据权利要求1所述的可视化混炼测试实验装置，其特征在于，所述两个转子(7)相互平行且沿同向转动；所述传动装置(3)包括上下配合设置的主动轮(10)和从动轮组，所述从动轮组包括两个分别与所述转子连接的从动轮(11)，所述主动轮(10)与所述动力装置(2)连接。4.根据权利要求1所述的可视化混炼测试实验装置，其特征在于，所述两个转子(7)相互平行且沿异向转动；所述传动机构包括平行设置的主动轮(10)和从动轮(11)，所述主动轮(10)和从动轮(11)分别与所述转子(7)连接，所述主动轮(10)与所述动力装置(2)连接。5.根据权利要求1所述的可视化混炼测试实验装置，其特征在于，所述压料装置(5)、所述密炼装置(4)均采用无色透明的经过火焰抛光、打磨处理的亚克力板。6.一种可视化混炼转子测试方法，其特征在于，该方法包括：1)模型密炼机的安装：通过3D打印技术获得待模拟构形的转子，并将其安装在如权利要求1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪传生，杨洪于，边慧光，李绍明，沈波，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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