聚合物的主要流变性能是指聚合物熔体的粘度随设定的剪切应变速率的变化而变化的性能,它与聚合物的加工过程密切相关。通过对聚合物流变性能的研究,可以指导加工工艺,提高产品质量。用于测定聚合物熔体的流变性能的仪器通称为流变仪。流变仪又分为离线流变仪和在线流变仪两种,离线流变仪可以对聚合物样品的流变性能进行精确测量,在线流变仪则是直接安装在聚合物的合成或加工生产线上,可以实时测量聚合物的流变性质,以达到监控生产稳定性及产品质量的目的。本文的目的是开发设计一种旁路式流变仪,这种流变仪可以安装在聚合物的加工设备,例如螺杆挤出机的一侧,并将挤出机中的物料引入到流变仪中,进行实时测量,得到挤出机中物料的流变参数和流变曲线,测试完成后又能将物料返回到挤出机中,不会造成物料的浪费。与串联式流变仪相比,旁路式流变仪不会影响挤出机的生产产量,也不会造成物料浪费,非常适用于大规模生产线上的应用。围绕设计目标,本文主要做了以下工作:1.提出了三熔体泵的流变仪结构方案,利用串联的测量双泵可以精确控制流经测量回路狭缝口模的聚合物熔体流量,即可以精确设定测量所需的剪切应变速率。而利用并联的第三个泵可以控制从挤出机引入的熔体流量及熔体压力,进一步保证测量精度。2.依据狭缝口模流变测量原理及仪器量程要求,对三熔体泵旁路在线流变仪进行了整体设计和结构设计,包括泵体结构设计、口模设计、齿轮设计、滑动轴承设计、密封结构设计、加热系统设计、传动系统选型设计等。3.依据制定的流变仪测量流程和主要功能,进行了测控系统的硬件系统设计及软件设计,重点是基于Lab VIEW平台对流变仪的上位机测控程序进行了编写。4.针对关键的单个齿轮熔体泵的输送特性,通过自行设计的单螺杆-熔体泵串联系统(含调压模头)研究了熔体泵的线性输出特性和稳压稳流特性。并通过串联式在线流变仪系统(含狭缝口模)进一步验证了本设计中熔体泵输送单元的可靠性。