無密封件型流變儀模具組件制造技術

公開了一種具有背襯元件的無密封件型模具組件。第一模具組件與第二模具組件配合以形成樣品保持室。該模具組件中的至少一者包括模具和殼體，模具和殼體通過徑向間隙彼此隔開使得模具能夠相對于模具殼體旋轉。薄膜定位成跨過位于模具與模具殼體之間的間隙以保持樣品保持室中的壓力。背襯元件與模具殼體配合以與膜連接，并且背襯元件與其對應的模具間隔開。背襯元件有助于將扭矩從樣品轉移至扭矩傳感器。模具組件可以結合到流變儀或其他采樣測量設備中以用于測試材料的工藝性能。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
各方面總體上涉及一種具有背襯元件和膜的無密封件型流變儀模具組件。
技術介紹
存在各種類型的流變儀以測試諸如橡膠、硫化橡膠、聚合物、塑料、熱塑性塑料以及其他材料之類的材料的工藝性能。在典型的流變儀中，材料樣品放置在限定于兩個流變儀模具之間的室內。在樣品的一側向樣品施加旋轉應變并且在另一側設置測量裝置以測量樣品上的扭矩。例如，一個流變儀模具可以相對于固定的流變儀模具搖動從而在樣品上產生旋轉剪切力。扭矩傳感器可以安裝在固定的模具上以測量樣品上的扭矩，該扭矩表示樣品對剪切力的反應。
技術實現思路
專利技術人已發現，具有加壓的樣品腔的常規流變儀需要頻繁的重新校準和密封件替換，這會造成低效率且成本昂貴。專利技術人已認識到，這些問題源于扭矩傳感器所處的那一側的模具組件的密封結構。在常規的模具組件中，彈性體密封件由模具殼體保持并且與模具和模具殼體兩者接觸。密封件在使用期間會變形，這是因為扭矩傳感器必須允許變形以便進行測量。密封件的彈性性能可能由于暴露于高溫和摩擦力引起的磨損而隨著時間發生改變。隨著密封件的老化和磨損，儀器必須重新校準，并且最后，必須完全替換密封件。專利技術人已領會到，對于重新校準和密封件替換的這種需求可以通過利用膜和背襯元件構型替換常規的密封件來消除。膜保持樣品保持室加壓，該背襯元件設置成抵靠模具殼體并且定位在模具殼體與膜之間的區域中以減小膜與模具殼體之間的拖曳。與常規的密封<br>件不同，背襯元件與模具間隔開使得背襯元件不接觸模具。因此，在背襯元件與模具間隔開的情況下，背襯元件的形狀或背襯元件的性能和磨損的微小變化不會影響對樣品上的扭矩的測量。根據一方面，用于測量樣品材料性能的流變儀包括具有第一模具和第一密封板的第一模具組件。在第一模具與第一密封板之間設有間隙。流變儀還包括具有第二模具和第二密封板的第二模具組件。第一模具和第二模具形成樣品保持室。流變儀還包括與第一密封板配合的背襯元件，其中，背襯元件的一部分與樣品保持室連接。第一模具組件和第二模具組件設置成容納膜，該膜定位在第一模具與第二模具之間使得膜跨過位于第一模具與第一密封板之間的間隙。當膜保持在模具之間時，背襯元件與第一模具間隔開，且膜將背襯元件與樣品保持室隔開。根據另一方面，公開了一種使用流變儀測量樣品材料的性能的方法。流變儀包括第一模具組件、背襯元件和第二模具組件，其中，第一模具組件具有第一模具和第一密封板，背襯元件與第一密封板配合，第二模具組件具有第二模具和第二密封板。第一模具和第二模具形成樣品保持室。該方法還包括：將樣品放置在樣品保持室中。該方法還包括：將膜放置在樣品與第一模具組件之間以跨過位于第一模具與第一密封板之間的間隙，使得當第一模具組件和第二模具組件處于閉合位置時，背襯元件與第一模具間隔開，并且膜將背襯元件與樣品保持室隔開。根據又一方面，用于測量樣品材料的性能的流變儀包括具有第一模具和第一密封板的第一模具組件。在第一模具與第一密封板之間設有間隙。流變儀還包括具有第二模具與第二密封板的第二模具組件。第一模具和第二模具形成樣品保持室。流變儀還包括與第一密封板配合的背襯元件。最后，流變儀包括定位在第一模具與第二模具之間的膜使得該膜跨過位于第一模具與第一密封板之間的間隙。當第一模具組件與第二模具組件處于閉合位置時，背襯元件與第一模具間隔開，并且膜將背襯元件與樣品保持室隔開。附圖說明附圖不意在按比例繪制。在附圖中，各個圖中示出的每個相同或幾乎相同的部件由相同的附圖標記表示。出于清楚的目的，并非每個部件都在每個附圖中進行標記?，F在將參照附圖以示例的方式對本專利技術的各種實施方式進行描述，在附圖中：圖1為常規流變儀的一部分的截面圖；圖2為根據一個示意性實施方式的示例性流變儀的截面圖；以及圖3為圖2中的流變儀的由線3圈出的部分的放大圖。具體實施方式流變儀通常用于確定諸如橡膠、硫化橡膠、聚合物、塑料、熱塑性塑料或其他材料之類的粘彈性材料的各種性能。這些儀器可以通常稱作動模流變儀(Moving?Die?Rheometer，MDR)、橡膠工藝分析器(Rubber?Process?Analyzer，RPA)、磁盤振蕩流變儀(Oscillating?Disk?Rheometer，ODR)和/或門尼粘度計。這些儀器可以向材料樣品施加旋轉剪切力并且可以測量樣品上產生的扭矩。關于材料的信息可以從樣品上測出的扭矩得到。待測試的材料樣品可以封閉在形成在兩個相對的流變儀模具之間的室內并且可以通過使一個模具旋轉而保持另一個模具固定來向材料樣品施加旋轉剪切力。應該領會的是，術語“流變儀”指的是用于測量粘彈性材料的工藝性能的任何流變儀器，這些流變儀器包括但不限于以上所列的裝置。如以上所討論的，流變儀可以構造有形成樣品保持室的上部和下部的模具。在常規的流變儀中，每個模具為能夠在圍繞模具的同軸圓筒形殼體中旋轉的圓形盤。由耐熱的彈性材料制成的環形密封件坐置于位于模具殼體的軸向延伸面中的凹槽中并且與模具的軸向延伸面接觸。這種密封件需要在測試期間保持樣品保持室中的恒定壓力。然而，密封件由于在殼體與模具之間的相對運動期間與模具接觸而受到持續的磨損。另外，樣品與密封件之間的接觸還會增加對密封件的磨損。因此，這種密封件會被快速地磨損壞，從而需要對儀器進行頻繁的重新校準以及替換密封件。例如，圖1示出了示例性的常規流變儀10。上模具組件包括上殼體21和上模具11。包括上密封板15的上殼體21圍繞上模具11。上密封件13坐置于位于上密封板15的軸向延伸面中的凹槽中并且在密封件的內環形面處與上模具11接觸。下模具組件包括下殼體22且也在密封件的內環形表面處包括下模具12。包括下密封板16的殼體22圍繞下模具12。下密封件14坐置于位于下密封板16的軸向延伸面中的凹槽中并且與下模具12接觸。上模具11經由上模具11的外周周圍的緊固件連接至扭矩傳感器26。下模具12經由下模具12的外周周圍的緊固件連接至驅動機構25。坐置于上密封板15中并圍繞上模具11的上密封件13對上模具11的移動施予拖曳。當密封件的物理性能由于極限溫度而改變并且由于與設置在室中的樣品接觸而嚴重磨損時，該拖曳量改變。拖曳的這種改變可以使扭矩傳感器的扭矩測量失真從而導致錯誤的結果。已經存在避免這種密封結構的若干嘗試。例如，根據一種方法，將位于模具與模具殼體之本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于測量樣品材料的性能的流變儀，包括：第一模具組件，所述第一模具組件包括第一模具和第一密封板；間隙，所述間隙位于所述第一模具與所述第一密封板之間；第二模具組件，所述第二模具組件包括第二模具和第二密封板，所述第一模具和所述第二模具形成樣品保持室；以及背襯元件，所述背襯元件與所述第一密封板配合，其中，所述背襯元件的一部分與所述樣品保持室連接，其中：所述第一模具組件和所述第二模具組件設置成容納膜，所述膜定位在所述第一模具與所述第二模具之間以跨過位于所述第一模具與所述第一密封板之間的所述間隙，并且當所述膜保持在所述模具之間時，所述背襯元件與所述第一模具間隔開，且所述膜將所述背襯元件與所述樣品保持室隔開。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.03.14 US 13/828,2011.一種用于測量樣品材料的性能的流變儀，包括：
第一模具組件，所述第一模具組件包括第一模具和第一密封板；
間隙，所述間隙位于所述第一模具與所述第一密封板之間；
第二模具組件，所述第二模具組件包括第二模具和第二密封板，所
述第一模具和所述第二模具形成樣品保持室；以及
背襯元件，所述背襯元件與所述第一密封板配合，其中，所述背襯
元件的一部分與所述樣品保持室連接，
其中：
所述第一模具組件和所述第二模具組件設置成容納膜，所述膜定位
在所述第一模具與所述第二模具之間以跨過位于所述第一模具與所述
第一密封板之間的所述間隙，并且當所述膜保持在所述模具之間時，所
述背襯元件與所述第一模具間隔開，且所述膜將所述背襯元件與所述樣
品保持室隔開。
2.根據權利要求1所述的流變儀，還包括保持器，所述保持器與所
述第一密封板配合以防止所述背襯元件相對于所述第一密封板移動。
3.根據權利要求2所述的流變儀，其中，所述背襯元件的至少一部
分定位在所述保持器與所述第一密封板之間。
4.根據權利要求2所述的流變儀，其中，所述保持器的一部分定位
在所述背襯元件與所述第一模具之間。
5.根據權利要求1所述的流變儀，還包括聯接至所述第二模具的驅
動機構，所述驅動機構構造并設置成使所述第一模具或所述第二模具中
的一者相對于另一者旋轉。
6.根據權利要求1所述的流變儀，還包括密封件，所述密封件定位
在所述第二模具與所述第二密封板之間。
7.根據權利要求1所述的流變儀，其中，所述背襯元件的至少一部
分包括聚四氟乙烯。
8.根據權利要求1所述的流變儀，其中，所述背襯元件的至少一部
分包括彈性體。
9.根據權利要求1所述的流變儀，其中，彈性體包括氟橡膠。
10.根據權利要求1所述的流變儀，其中，所述背襯元件包括低摩
擦系數材料。
11.根據權利要求10所述的流變儀，其中，所述背襯元件包括石墨。
12.根據權利要求10所述的流變儀，其中，所述背襯元件包括潤滑
劑。
13.根據權利要求1所述的流變儀，其中，所述第一模具組件和所
述第二模具組件具有敞開位置和閉合位置。
14.根據權利要求1所述的流變儀，其中，所述第一模具和所述第
二模具中的至少一者能夠相對...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬修·S·麥克馬斯特，亨利·帕夫洛夫斯基，邁克爾·R·斯托勒，
申請(專利權)人：阿爾法科技服務有限責任公司，
類型：發明
國別省市：美國;US