Устройство для автоматического управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е 910424

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоескомм свидютвльствЮ

r (61) Дополнительное к авт. свмд-ву(22) 3«ален«70780 (21) 2952333/23-05 с присоединением заявки яв(23) Приоритет

Опублмковано 070382. Бюллетень М 9

Дата опубликования описания 070382 (5I)M, Кл.

В 29 В 1/10

G 05 О 27/00

3Ьеударстаенный каинтат

СССР до делан нзебретеннХ н вткрытнХ (53) УДК 66. 012-52(088.8) А.В. Бронфенбренер, А.И. Рябков, Б.И. Олерифский, Б.А. Верхорубор, М.А. Гуревич, Д.А. Бережн нко и П.А. Озолин

Ф (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (511) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

В ЧЕРВЯЧНЫХ NAlHNHAX

Изобретение относится к области автоматизации процессов переработки пластмасс и может быть использовано в процессах переработки полимерных материалов в червячных машинах.

Основным технологическим требова5 нием к гранулирующим установкам является обеспечение постоянства насыпного веса переработанного материала.

Данная задача решается обеспечением постоянного расхода материала на входе машины, что требует применения накопителей с перемешивающим устройством и дозаторов. Это приводит к значительным капитальным затратам и неэкономичному использованию энергии на перемешивание материала.

Более перспективна такая технология, в которой гранулирующая установка подстраивается под производитель" ность предыдущих аппаратов. В этом случае гранулятор должен иметь регулируемый привод 11.

Эта конструкция гранупятора может обеспечить заданные размеры гранул либо ручным изменением частоты вращения ножей гранулятора, либо в зависимости от производительности дозатора, подающего исходный материал в червячную машину. Ручное изменение частоты вращения ножей гранулятора требует постоянного присутствия оператора и все же не всегда обеспечивает постоянство насыпного веса. Управление частотой вращения гранулятора по сигналу от дозирующего устройства требует применение дозатора, который является сложным и дорогим устройством, причем для большинства вязких и пластичных;: материалов его нельзя использовать.

Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности является устройство для автоматического управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах с регулируемым приводом, 910424 выгрузным устройством и гранулятором, содержащее датчик температуры, соединенный через первый регулятор с приводом червяка ",2>.

Известное устройство не обеспечивает заданных размеров гранул (постоянства насыпного веса). Например> при уменьшении расхода материала в машину температура начинает увеличиваться, для его восстановления >0 устройство уменьшает частоту вращения червячного вала и одновременно увеличивает сопротивление выгрузного устройства. Таким образом при одновременном воздействии на частоту вращения червячного вала и на сопротивление выгрузного устройства обеспечивается заданное значение температуры и давления материала и в машине. Однако поскольку скорость выхода материала через выгрузное устройство при этом уменьшается, а вращение ножей гранулятора останется прежним, то величина гра" нул соответственно изменяется, что приводит к изменению насыпного веса.

Целью изобретения является повышение точности стабилизации насыпного веса перерабатываемого полимерного материала.

Указанная цель достигается тем., что известное устройство для автоматического управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах с регулируемым при- 35 водом, выгрузным устройством и гранулятором, содержащее датчик температуры, соединенный через первый регулятор с приводом червяка, снабжено датчиком момента на валу червя- 40 ка, соединенным через второй регуЛятор с приводом выгрузного устройства, датчиком частоты вращения червяка, соединенным через функциональный блок с приводом регулятора. 45

На чертеже приведена блок-схема устройства.

Процесс гранулирования происходит в червячной машине 1, в загрузочную воронку которой поступает ис- 50 ходный материал. По мере продвижения материал интенсивно перемешивается, уплотняется и разогревается под действием трения материала о поверхность червяка и цилиндра и внутреннего трения в материале.

Разогретый материал в виде жгутов выдавливается через фильеры и режется на гранулы вращающимися ножами гранулятора 2.

Температура материала на выходе из червячной машины 1 измеряется с помощью датчика 3. Сигнал, пропорциональный температуре, поступает на вход первого регулятора 4, выход которого воздействует на исполнительный орган 5 привода.б, изменяющий частоту вращения червяка. Момент на валу червяка измеряется с помощью датчика 7. Сигнал, пропорциональный моменту, поступает на вход второго регулятора 8, выход которого воздействует на исполнительный орган 9, изменяющего величину сопротивления выгрузного устройства. Частота вращения червячного вала червячной машины 1 измеряется с помощью датчика

1О. Сигнал, пропорциональный частоте вращения, поступает на вход функционального блока 11, выход которого воздействует на исполнительный ор а

12 привода 13, изменяющий частоту вращения гранулятора 2.

Устройство работает следующим образом.

При колебании подачи исходного материала контуры регулирования температуры и момента на валу червяка обеспечивают постоянство этих параметров. При этом условии частота вращения червяка становится пропорциональна производительности и используется для измерения частоты вращения гранулятора 2. При изменении подачи материала, например при ее уменьшении, первый и второй регуляторы 4 и

8, стремясь обеспечить заданные значения, начинают соответственно уменьшать частоту вращения червяка и увеличивать величину сопротивления выгрузного устройства. Сигнал об уменьшении частоты вращения червяка поступает через функциональный блок 11 на исполнительнь>й орган 12, который начинает уменьшать частоту вращения ножей гранулятора 2. По окончании переходного процесса температура и момент на валу червяка принимают заданные значения,. а функциональный блок 11 устанавливает новое, уменьшенное значение частоты вращения гранулятора 2, соответствующее уменьшенной производительности червячной машины 1. При увеличении подачи материала в червячную машину 1 контуры регулирования работают аналогично

5 9104 вышеизложенному, только в противоположную сторону.

При изменении физико-механических свойств исходного материала первый и второй регуляторы 4 и 8 стремятся обеспечить заданные значения температуры и момента на валу червяка, начинают изменять частоту вращения червяка и величину сопротивления выгруэного устройства. Так как стабили- 10 эация момента на валу червяка в этом случае приводит к компенсации возмущения по свойствам перерабатываемого материала, то частота вращения червяка в статике не изменяется. tS

Ro окончании переходного процесса температура принимает заданное значение при прежней частоте вращения червяка и следовательно частота вращения гранулятора 2 сохраняет свое 20 первоначальное значение.

24 6 ство заданных размеров гранул (постоянство насыпного веса).

Зависимость частоты вращения гранулятора 2 от частоты вращения червяка, обеспечивающая постоянство заданных размеров гранул и реализованная на функциональном блоке 11, может быть получена -расчетным или экспериментальным путем для конкретных конструкций машины и перерабатываемого материала.

Экономический эффект от внедрения описываемого устройства для автоматического управления процессом переработки полимерных материалов может быть получен в результате снижения себестоимости перерабатываемого материала, за счет сокращения выпуска некондиционного материала, уменьшения затрат на электроэнергию, упаковку и транспортные расходы.

Момент на валу червяка принимает. также заданное значение, но при новой длине заполнения канала червяка материалом с соответствующими изменившимися физико-механическими свойствами перерабатываемого материала.

Следовательно при колебаниях 30 расхода исходного материала стабилизация момента на валу червяка обеспечивает пропорциональную связь частоты вращения червячного вала с производительностью червяка машины 1 и эта связь используется для изменения частоты вращения гранулятора

2, обеспечивая постоянство насыпного веса. При колебаниях же физикомеханических свойств материала кон- ао тур регулирования момента на валу червяка полностью компенсирует это возмущение, и частота вращения гранулятора 2 не изменяется и, следовательно, обеспечит постоянство заданных размеров гранул, т.е. постоянство насыпного веса.

Таким образом при колебаниях расхода и свойств исходного материала устройство обеспечивает постоянФормула изобретения

Устройство для автоматического управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах с регулируемым приводом, выгрузным устройством и гранулятором, содержащее датчик температуры, сое" диненный через первый регулятор с приводом червяка, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности стабилизации насыпного веса переработанного полимерного материала, оно снабжено датчиком момента на валу червяка, соединенным через второй регулятор с приводом выгрузного устройства, датчиком частоты вращения червяка, соединенным через функциональный блок с приводом гранулятора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США N 3164862, кл. 18-12, обпулик. 1965.

2. Авторское свидетельство СССР

N 457616, кл. F 29 F 1/00, 1970 (прототип).

910424

Редактор П. Горькова

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Александров

Техред C.éèãóíîåà

Заказ 986/15 Тираж б73

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Корректор Г. Orlop

Подписное