Способ регулирования толщины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Ресиубпик

<„,995702 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 29.10.80 (21) 2999192/23-05 (23) Приоритет — (З2) 23. 11. 79 (31) Р 29 47 293. 3 (ЗЗ) ФРГ

Опубликовано 07. 02. 83. Бюллетень М -5

Дата опубликования описания,07 ° 02.83 (5!) М. Кл.

В 29 0.7/02

6 05 0 27/00

Государственные кемвтет

СССР (БЗ) УДК 66.012 52 (.088. 8) м делам изо6ретений и вткрытий

Иностранцы

Хартмут Упмайер, Герд Клинге и Герхард Вин (72) Авторы изобретения (ФРГ) Иностранная фирма

"Виндмеллер унд Хельшер" (71) Заявитель.(фРГ) (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ

НА УСТАНОВКЕ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ

МЕТОДОМ ВЫДУВАНИЯ С ЭКСТРУДЕРОМ

Изобретение относится к способам регулирования толщины пленки на установке для получения пленки методом выдувания с экструдером и может быть использовано при переработке пластмасс.

Известен способ регулирования тол.щины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером, снабженной кольцом сопел, разде- то ленным корректирующими секторами с исполнительными элементами, и калиб" ровочным устройством, заключающийся в изменении положения корректирующих секторов в зависимости от параметра, характеризующего толщину пленки 1 1.

Недостатком данного способа явля" ется низкое качество регулирования толщины пленки. Это объясняется тем, что секторы выдуваемой пленки, толщи- п на которых измеряется, не могут быть сразу ориентированы по отношению к секторам на кольце сопел, из которых они должны экструдироваться, так как отдельные секторы экструдированного и наполненного пленочного рукава по лучают смещение относительно кольца сопел. Это происходит вследствие того, что рядом располагаются толстые участки более мелких секторов и тонкие участки более крупных секторов, которые оказывают влияние друг на друга. Поэтому невозможно сразу учесть влияние закручивания пленочного рукава, которое он получает в результате реверсивного сматывания пленки, при сопоставлении отдельных пленочных секторов с соответствующими секторами на кольце сопел.

Цель изобретения - повышение точности регулирования толщины пленки.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования толщины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером, снабженной кольцом сопел, разделенным корректирующими секторами с исполнительными элементами, и калибровочным устройством, заключающемуся в изменении положения корректирующих секторов в зависимости от параметра, характеризующего толщину пленки, пленку по периметру разделяют на г1леночные,секторы оцинакового поперечного сечения, число которых равно числу корректирующих секторов, принимают пленочный сектор с максимальной или минимальной толщиной в качестве правильно экструдированного, сопоставляют по очереди другие пленочные секторы с корректирующими секторами, следующими за тем, который соответствует правильно экструдированному пленочному сектору, изменяют производительность и площадь сечения или температуру корректирующих секторов до тех пор, пока пленочные секторы равного поперечного сечения, сокращаемые в корректирующих секторах на кольце сопел, не станут равными по длине.

Кроме того, окружность наполненного или плосколежащего пленочного pyRasa разделяют на пленочные секторы равной длины, число которых по крайней мере равно числу корректирующих секторов, измеряют толщину пленки по длине пленочных секторов, определяют среднее значение толщины пленочных секторов, находят отношения средней толщины пленки к средним значениям толщины секторов, проводят корректировку ширины соответствующих пленочных секторов по найденным значениям отношений, суммируют откорректированные значения ширины пленочных секторов в "тонкие" или "толстые" участки и общую сумму делят на число корректирующих секторов, определяют новые средние значения толщины пленки для пленочных секторов, сопоставляемых с корректирующими секторами на кольце сопел, определяют управляющий импульс для исполнительных механизмов правильно ориентированных корректирующих секторов по средним значениям толщины пленки. !

При реверсивном сматывании пленки пленочный сектор, принятый в качестве правильно экструдированного, сопоставляют с соответствующим корректирующим сектором на кольце сопел при обратном повороте °

При этом в месте расположения пленочных секторов с минимальным и максимальным абсолютными значениями отклонений толщины пленки к ним приписывают с обеих сторон по половине

995702 ф длины сектора, а остальные секторы вводят с боковым смещением.

Правильно ориентированные пленочные секторы устанавливают в определенное положение, а остальные секторы вводят с боковым смещением при равнозначных максим;мах и/или минимумах .

На фиг. 1 схематически показана щ установка для получения пленки методом выдувания с устройством для учета отклонений толщины, вид сбоку; на фиг. 2 - схема связи измерительного устройства и исполнительных элементов для корректировки сопельной щели; на фиг. 3 — график изменения толщины выдуваемой пленки в зависимости от размера сопельной щели; на фиг. 4график преобразования измеренного значения для правильного сопоставления с корректирующими секторами на кольце сопел.

На чертежах изображены ленточный пресс 1, соединительный элемент 2, дутьевая головка 3, установка 4, пленочный рукав 5, линия 6 затвердевания пленки, калибровочное устройство плосколежащие пластины 8, вытяжные валики 9, плоская лента 10, направляющие валики 11, наматыватель 12, направление движения 13, измерительная головка 14, кольцевая траверса

15, направление движения 16, измерительная линия 17, приборный шкаф 18, диаграмма 19, соединительная линия

20, микропроцессор 21, соединительные линии 22, центрирующие приспособления 23, части 24 и 25 диаграммы„ линии 26 диаграммы, конвергированные линии 27 диаграммы, дивергированные

28 и параллельные 29 линии диаграммы.

Установка и система управления работают следующим образом.

Термопластичный расплав, подлежащий обработке, подается ленточным прессом через соединительный элемент 2 в дутьевую го.повку 3 установки 4, где он преобразуется в пленочный рукав 5, На уровне линии 6 затвердевания пленки размещено калибровочное устройство 7, которое задает диаметр пленочного рукава, а также ширину ленты. При помощи плосколежащих пластин 8 пленочный рукав 5 становится плоским, вытягивается через вытяжные валики 9 и последующие реверсивные валики и далее в виде плоской ленты 10 по направляющим валикам

11 подводится к стационарно установ995702 4 ленному наматывателю 12 и наматывается на него.

Выше калибровочного устройства 7 расположена измерительная головка 14 на кольцевой траверсе 15, причем дви- s жение головки 14 происходит в направлении движения 16 (фиг, 1) на «+360 .

Движение измерительной головки 14 компенсирует закрутку пленочного рукава, которая происходит вследствие 16 реверсивного сматывания пленки, так что измерение толщины производится по всей окружности пленочного рукава 5.

Измерительная головка 14 для измерений элементарной толщины пленки мо- М жет располагаться, например, также в позиции 14, примыкая,к плосколежащим пластинам 8, или за реверсивными вытяжными валиками 9 на краю плоской ленты 10 в позиции 14, причем в по- 20 следнем случае измеряется двойная толщина пленки, которая с достаточ- ной точностью может использоваться в качестве измеренного значения толщины просто лежащей пленочной ленты, 2$ так как измерение производится на краю, где нет пиковых изменений толщины пленки. Измерение толщины по всей окружности пленочного рукава производится с учетом его закручива- Зв ния из-за реверсивного съема пленки.

Измерительный сигнал из измерительной головки 14 по, измерительной линии 17 с..кабельной петлей 17, которая позволят выполнять реверсивное движение, направляется в приборный шкаф 18 для вывода показаний профиля толщин и регистрации их на диаграмме

19 допускаемых толщин.

Измерительный сигнал по соединительной линии 20 вводится в микропроцессор 21, который преобразует этот сигнал соответствующим образом и по соединительным линиям 22, 22,.;..

22 направляет команду на перемещеи ние исполнительных органов или центрирующих приспособлений 23, .. ° 23".

Измерительный сигнал после цикла измерений по окружности пленки, который на приборах шкафа 18 представля50 ется в виде диаграммы 19, разделяет" ся при помощи микропроцессора 21 на определенное число измерительных секторов Х, которые имеют равные угол и длину. Непосредственно после этого соответственно измеренным значениям толщины в секторах изменения Х выводится значение средней толщины пленки Sg каждого пленочного сектора

- В результате анализа получаются следующие соотношения:

VF -XF S-Ек .S ; к х

Е-„ * Х„ i (3) где VF объем пленки по всем Х : пленочным секторам., длина и ширина 1;

S - средняя толщина пленки в целом; (2) или сектора измерения, причем тонкие участки представлены как части диагФ раммы со средними значениями 24, а толстые участки - как части. диаграммы со средними значениями 25 . Целесообразно, чтобы число секторов измерения Х было в несколько раэ больше. (преимущественно в четыре раза) числа корректирующих секторов Х на кольце сопел.

При переносе данных на линию окружности, охватывающую 360, эначе" е. ния, поступающие для проведения вычислений, анализируются в безразмерном виде следующим образом.

При объемном анализе можно обнаружить, что линии 26, ... 26 диаграммы, которые разграничивают кор- . ректирующие секторы Х или проходят по их середине, в области распределения толщины для толстых участков проходят как конвергированные линии 27,а в месте расположения на диаграмме тонких участков " как дивергированные линии 28 (фиг. 3) при приведении .< единому диаметру пленки..В области, нулевых отклонений толщин пленки эти линии представлены в виде параллельных линий 29, которые из-за соседних . толстых и тонких участков проходят с наклоном.

Пленочные секторы с наибольшими по абсолютной величине толстыми и тонкими участками правильно располагают-. ся Ао отношению к определенным корректирующим секторам на кольце сопел.

Под корректирующими секторами следует понимать пленочные секторы, экструдированные из корректирующих секторов на кольце сопел. Соседние. секторы, находящився между секторами с толстыми или тонкими участками по абсолютной величине, распределяются с боковым смещением между участками с ма-. ксимальным или минимальным отклонением.

995702

Х - число пленочных секторов, ширина сектора = 1;

S „ - средняя толщина пленки в пленочном секторе XF, XF - откорректированная ширина пленочного сектора X р) 1 при S ) 5„„= 1 при 5XI — — 5 и

<1 при 5 <5

Х к - число корректирующих секторов, ширина сектора = 1. 16

При рассмотрении, например, только тонких участков оперативное запоминающее устройство микропроцессора обрабатывает данные по следующему принципу: 13

Ку<Б - память открыта;

« «l

S „2 ...

1, 2, 3, S ==min - сектор Ь запоминается . 20

Ь как правильно расположенный (после прекращения накапливания}; ...< Sù - накапливаются откорС123 ректи 6ванные значения ширины Х с1, г, 3, ...;

И

SX=S - запись данных в память прекращается.

Для толстых участков соблюдается такой же режим работы запоминающего устройства микропроцессора. Он соот- 3Q ветствует следующим этапам программирования.

Микропроцессор 21 обрабатывает прежде всего частные значения сред-I них толщин SX пленочных секторов частей 24 и 25 диаграммь!.

На следующем этапе определяются откорректированные значения ширины

Х пленочных секторов Х,по уравнению (2) и суммируются как тонкие участки 24, так и толстые участки

II

25 .

Общая сумма откорректированных значений Х, которая соответствует дуге окружности 360, непосредствено но после этого делится на Х корректирующих секторов.

Толстые участки пленки ориентированы по отношению к сектору 3 а тонкие - по отношению к сектору 1О и выступают за линию окружности (фиг. 3 и 4).

В установленных таким образом корректирующих секторах Хк (фиг. 4) образуются новые средние значения тол«1! 55 щины S, которые задают размер управляющих импульсов для соответствующих центрирующих устройств или исполнительных элементов 23.

Так как с постепенным улучшением профиля отклонений толщин ярко выраженные минимальные ипи максимальные отклонения приводятся постепенно к нулю, то правильно расположенные пленочные секторы при получающихся затем более низких значениях минимального или максимального отклонения предпочтительно устанавливать в определенное положение, а остальные секторы измерения — с боковым смещением при помощи микропроцессора 21.

При установлении равнораспределенной ширины щели сопла различные отклонения толщины пленки получаются вследствие неравномерных температуры или вязкости расплава. Толстые участки появляются в области более низких температур или более высокой вязкости расплава. Тонкие места появляются в зонах более высоких температур или более низкой вязкости. Различные вязкости влияют на поперечное .растягивание выдуваемой пленки так, что тонкие участки из-за более низкой вязкости растягиваются сильнее, чем толстые, таким образом, более высокая вязкость толстых участков препятствует их растяжению. Однако различные силы поперечного растяжения, действующие в разных пленочных секторах, не оказывают влияния на профиль толщин, что следует из обьемного анализа. Их влияние может быть устранено введением корректирующих коэффициентов при определении откорректированных значений ширины Х, вследствие чего ширина толстых участков незначительно увеличивается, а ширина тонких участков незначительно уменьшается.

В качестве центрирующих приспособлений 23 для корректирующих секторов на кольце сопел могут применяться, например, центрирующие винты с приводом от электродвигателя, которые из-за своих конструктивных особенностей дают возможность проводить относительно грубое регулирование. Кроме того, такая регулирующая система подвержена износу.

Более удобными являются секторы нагрева или охлаждения, которые дают возможность более узкого распределения по окружности кольца сопел. Преимуществом такого исполнения является отсутствие износа.

Центрирующий эффект может давать принцип посекторного охлаждения, так как при этом прежде всего ликвидиру702

10 рующих секторов до тех пор, пока пленочные секторы равного поперечного сечения, сокращаемые в корректирующих секторах на кольце сопел, не станут равными по длине.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что окружность наполненного или плосколемащего пленочного рукава разделяют на пленочные секторы равной длины, число которых по крайней иере равно числу корректирующих секторов, измеряют толщину пленки по длине пленочных секторов, определяют среднее значение толщины пленочных секторов; находят отношения средней толщины пленки к средним значениям толщины секторов, проводят корректировку ширины соответствующих пленочных секторов по найденным значениям отношений, суммируют откорректированные значения ширины пленочных секторов в "тонкие" или "толстые" участки и общую сумму делят на число корректирующих секторов, определяют новые средние значения толщины пленки для пленочных секторов, сопоставляемых с корректирующими секторами на кольце сопел, определяют управляющий импульс для исполнительных механизмов правильно ориентированных корректирующих секторов по средним значениям толщины пленки °

3. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при реверсивном сма зывании пленки пленочный сектор, принятый в качестве правильно экструдированного,„ сопоставляют с соответствующими корректирующим сектором на кольце сопел при соответствующем обратном повороте.

4. Способ по и. 2, о т л и ч à юшийся тем, что в месте расположения пленочных секторов с минимальным и максимальным абсолютными значениями отклонений толщины пленки к ним приписывают с обеих сторон по половине длины сектора, а остальные секторы вводят с боковым смещением.

5. Способ по и. 2, о т а и ч а юшийся тем, что правильно ориентированные пленочные секторы устанавливают в определенное положение,,а остальные секторы вводят с боковым смешением при равнозначных максимумах и/или минимумах.

Источники информации,принятые во внимание при экспертизе

1.Патент фРГ Р 2140194, кл.8 29 9 7/DA,опублик.1975 (прототип).

Ится тонкие участки, после чего путем автоматического регулирования скорости сматывания (средней толщины пленки) получают новые (более мелкие) тонкие участки, которые затем опять s автоматически регулируются, так как таким образом постепенно ликвидируются также и толстые участки. Однако для ликвидации толстых участков можно применять секторы нагрева, благодаря которым быстрее достигается выравнивание отклонений.

Точность измерений и регулирования тем больше,чем выше соотношение секто= ров измерения и корректирующих секторов1>

Как только отклонения толщины при. ближаются к нулевому значению линии гI )9

У

26, ..., 26 в безразмерных координатах становятся практически параллельными. В этом случае введение ре- 36 версивных элементов в установку для выдувания пленки (в дутьевую головку или в устройство для сматывания пленки) не требуется, так как достигаемое качество рулона удовлетворяет ус-И

JloBHRM последующей обработки пленки.

От обычного центрирования кольца сопел можно отказаться, так как оно может выполняться неподвижным.

Таким образом, предложенный способ39 позволяет обеспечить более качественное регулирование толщины пленки. формула изобретения

1. Способ регулирования толщины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером, снаб3$ женной кольцом сопел, разделенным корректирующими секторами с исполнительными элементами, и калибровочным устройством, заключающийся в изменении положения корректирующих секторов в зависимости от параметра, характеризующего толщину пленки, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности регулирования толщины пленки, пленку по периметру разделяют на пленочные секторы одинакового поперечного сечения, число которых равно числу корректирующих секторов, принимают пленрчный сектор с максимальной или минимальной толщи- ной в качестве правильно экструдиро-. ванного, сопоставляют по очереди другие пленочные секторы с корректирующими секторами, следующими за тем, который соответствует правильно экструдированному пленочному сектору, изменяют производительность и площадь сечения или температуру корректи995702..8J

8Р- i PP

Редактор Н. Ввыдкая

Заказ 676/50 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан изобретений и открытий

3i3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

74, rg 1У

Составитель В. Щвалов

Техред Ж. Кастелевич Корректор А Гриценко

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