用于确定聚合物熔体的拉伸粘度的测量喷嘴

摘要

本发明涉及一种用于在聚合物熔体的处理期间确定聚合物熔体的拉伸粘度的测量喷嘴，所述测量喷嘴带具有矩形横截面的流动通道，所述流动通道在横截面分别恒定的入口部段(1)和出口部段(2)之间具有过渡部段(3)，所述过渡部段在两个相对的通道壁(6或者说7)之间沿流动方向(8)双曲线式逐渐收缩。为了实现有利的测量条件建议，所述过渡部段(3)包括入口侧区域(4)和与入口侧区域相接的出口侧区域(5)，在所述入口侧区域中两个双曲线式通道壁(6)之间的两个通道壁(7)的相互距离连续减小，在所述出口侧区域中相互成对地对置的通道壁(6、7)中的两个通道壁彼此平行地延伸，而在其间布置的两个通道壁(7)沿流动方向(8)双曲线式地会聚。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在聚合物熔体的过程中期间确定聚合物熔体的拉伸粘度的测量喷嘴，所述测量喷嘴带有具有矩形横截面的流动通道，所述流动通道在横截面分别恒定的入口部段和出口部段之间具有过渡部段，所述过渡段在两个相对的通道壁之间沿流动方向双曲线式逐渐收缩。

背景技术

借助在测量喷嘴的流动通道的收缩部之前和之后布置的压力传感器确定拉伸粘度，其前提在于聚合物熔体在流动通道的收缩部段中的恒定的平均应变率。为此目的已知(专利文献US 5 357 784A，US 6 220 083B1)的是，为测量喷嘴配设横截面分别恒定的入口部段和出口部段，并且配设使入口横截面向出口横截面逐渐变细的过渡部段，为了构成收缩部所述过渡部段具有两个相互对置的具有双曲线式走向的通道壁，还在会聚的通道壁与将所述会聚的通道壁相连接的相互平行延伸的通道壁之间具有矩形的横截面。受到在测量喷嘴的入口部段和出口部段之间的过渡部段的这种几何形状的影响，能够针对聚合物熔体确保尽可能不变的平均应变率，然而所具有的弊端在于较小的压力降，这在对测量精度有更高要求的情况下就需要所使用的压力传感器有高的响应灵敏度。这种压力传感器通过在测量喷嘴中钻孔制成的测量细管接在流动通道的入口部段和出口部段上，这带来在这些测量细管中产生淤积的危险，除此之外，市面上常见的压力传感器几乎不能满足对所述测量精度的要求。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于，如此设计用于确定聚合物熔体的拉伸粘度的测量喷嘴，即尽管使用市面上常见的压力传感器，但还能确保足够的测量精度。

基于开头所述类型的测量喷嘴，上述技术问题按照本发明这样地解决，即过渡部段包括入口侧区域和与入口侧区域相接的出口侧区域，在所述入口侧区域中两个双曲线式通道壁之间的两个通道壁的相互距离连续减小，在所述出口侧区域中相互成对地对置的通道壁中的两个通道壁彼此平行地延伸，而在两个成对地对置的通道壁之间布置的两个通道壁沿流动方向双曲线式地会聚。

过渡部段划分成入口侧区域和与入口侧区域相接的出口侧区域，在入口侧区域中，相互成对地对置的通道壁的一对沿流动方向双曲线式会聚并且在保持用于不变的平均应变率的流动条件的情况下另一对通道壁连续地会聚，在出口侧区域中，相互成对地对置的通道壁的一对也是双曲线式会聚，而另一对具有不变的相互距离，过渡部段的划分可以延长具有恒定的平均应变率的流动部段。这导致作为计算拉伸粘度基础的压力损失的放大，从而为使用市面常见的压力传感器提供了结构上的前提，所述市面常见的压力传感器尽管响应灵敏度一般，但是结合按照本发明的测量喷嘴能满足对测量精度的更高要求。

针对根据本发明的测量喷嘴的几何形状前提，允许市面常见的压力传感器通过连接螺纹至少在流动通道的入口侧部段上的直接连接。若过渡部段的出口侧区域的平行的通道壁限定流动通道的宽度，使得在通道宽的变窄之后在入口侧区域中的不再形成流动通道的宽度的变化，则也可以在测量喷嘴的出口侧部段中在避免测量细管的情况下把市面常见的压力传感器直接连接到流动通道上。

附图说明

附图中示例性示出本发明的内容，其中：

图1以示意性局部剖开的俯视图示出根据本发明的用于确定聚合物熔体的拉伸粘度的测量喷嘴，

图2沿图1的线II-II的剖面中示出所述测量喷嘴，

图3沿纵剖面以更大的比例示出测量喷嘴的入口部段和出口部段之间的过渡部段。

具体实施方式

所示的测量喷嘴构成用于聚合物熔体的流动通道，该流动通道包括例如能连接到挤出机的入口部段1和出口部段2以及在入口部段和出口部段1、2之间的过渡部段3。流动横截面在喷嘴长度上始终呈矩形。在过渡部段3中，入口部段1的流动横截面减小为与入口部段1相比无论是在宽度还是在高度上都减小的出口部段2的横截面，确切地讲在确保了在过渡部段3中恒定的平均应变率的流动条件的情况下减小。为此目的，过渡部段3被划分为具有相应不同的几何形状的入口侧区域4和出口侧区域5。在入口侧区域4中，相互成对地对置的通道壁6、7的两个通道壁6双曲线式会聚，而另一通道壁对的通道壁7的相对距离沿流动方向8连续地、优选线性地减小。为了在入口侧区域4中获得恒定的平均应变率，在沿喷嘴长度方向的位置x处的矩形截面的宽度y必须满足条件

y＝C/(a+k₁x).z，

其中，C、a和k₁是与流动条件相关的常数，z表示在位置x处的横截面的高度的一半。在高度线性减小的情况下，当x轴居中和入口侧部段1的横截面的高度是H以及斜率k₂用于相关的通道壁7相对于喷嘴轴线的斜度时，得到z＝H/2-k₂x，如图1和3所示。

在相接的出口侧区域5中为了保持恒定的平均应变率，通道壁6、7中的一对被平行地导引，而另一对通道根据双曲线函数沿流动方向8会聚。在实施例中，确定流动通道的高度的通道壁7会聚，使得通过所述通道逐渐变窄在区域5的区域中不形成通道宽度的减小。这种情况允许市面常见的压力传感器不仅在入口部段1的区域中而且也在出口部段2的区域中直接向流动通道连接。在实施例中，这由连接孔9表示。

由于测量喷嘴的特殊几何形状，与已知的测量喷嘴相比，过渡部段3的长度范围增加，在该长度范围中能够保持用于确定聚合物熔体的拉伸粘度的恒定的平均应变率。相关的压力降的增加使得测量喷嘴更加灵敏，使得即使使用市面常见的压力传感器也能够获得足够精确的测量结果。