Устройство для контроля реологи-ческих характеристик полимеров

Устройство для контроля реологи-ческих характеристик полимеров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ ио817531

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6t) Дополнительное к авт. сеид-ву

Pi)PA КлЗ (22) Заявлено 220679 (21) 2789673/18-25 с присоединением заявим Ио

C 03 И 11/08

Госуддествениый комитет

СССР оо делам изобретений

N откРытий (23) Приоритет

Опубликовамо 300381. Ькзллетень Йо 12 (>3) ПФ 538.137 (088.8) Дата опубликования описамия 30.0381

В.И. Чернышев, В.М. Торбенко, Е.M. Каменными, В.С, Василенко, В.П. Борцов и И.A. Арбузов1

P2) Авторы изобретения (21) Заявитель (54) УСТРОИСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ РЕОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРОВ

Однако известно, что показатель текучести расплава, характеризующий реологические свойства полимера и, в более узком смысле, способность его к переработке в вязкотекучем со-. стоянии на самом деле часто не отражает перерабатываемость полимера, поэтому не может служить надежной и достаточной характеристикой качества

N полимера.

Изобретение относится к автоматизации процесса производства полимер ных материалов, а именно к устройствам контроля качества их,.и предна-. значено для автоматического непрерывного экспресс-контроля показателя текучести расплава, индекса течения и коэффициента консистенции расплава полимера непосредственно на технологических установках.

Известна устройство для автоматического непрерывного контроля индекса расплава или показателя текучести расплава на технологическом потоке, принцип действия которого основан на непрерывном измерении величины давления, возникающего прн продавливании контролируемого продукта с эа» данной температурой и постоянной скоростью через капилляр определенного размера 113.

Известно также устройство, действие которого основано на непрерывноциклическом измерении времени продавливания через фильеру столбика полимерного материала определенной длины при постоянной температуре и давлении l2).

Наиболее блкэким к предлагаемому по технической сущности является устройство, принцип действия которого основан на непрерывном измерении скорости контролируемого полимера при продавливании через капилляр при постоянной температуре и давлении. Это устройство имеет источник расплава полимера (экструдер), отборное устройство, шестеренчатый насос для проданлнвания полимера в отборном устройстве, капилляр, датчик давления, регулятор давления с регистратором, регулятор скорости;электропривода, электропривод и тахометр, отградуированный в единицах показателя текучести расплава полимера. Этим устройством автоматически непрерывно измеряется одна из реологических характеристик полимера — показатель текучести расплава l.31.

817531

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. о

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее источник расплава полимера (экструдер), отборное устройство расплава, шестеренча- . тый насос, капилляр, датчик давления, Ф регулятор давления с регистратором, электропривод, регулятор скорости электропривода и тахометр, дополнительно снабжено программным задатчиком давления, воздействующим на регулятор давления двумя блоками памяти числа оборотов электропривода, регистратором показателя текучести расплава полимера, блоком управления, .вычислительным устройством с регистратором индекса течения и коэффициента консистенции юлимера, причем входы блоков памяти подключены к тахометру и датчику давления, а выхо- 20 ды — к блоку управления и вычислительному устройству, выход первого блока памяти соединен с регистратором показателя текучести расплава, а выход блока управления — с вычисли- д тельным устройством и с регистратором индекса течения и коэффициента консистенции расплава полимера.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 и 3 — графики реологических характеристик полимеров.

Устройство содержит источник 1 расплава полимеров (экструдер), отборное устройство 2,шестеренчатый насос

З,капилляр 4, датчик 5 давления, регулятор 6 давления с регистратором, регулятор 7 скорости электропривода, электропривод 8, тахометр 9,программный задатчик 10,первый блок 11 памяти числа оборотов электропривода, ре- 40 гистратор 12 показателя текучести расплава полимера, второй блок 13 памяти числа оборотов электропривода, блок 14 управления, вычислительное устройство 15 с регистратором 16 индекса течения и коэффициента консистенции расплава полимера. Выход регистратора показателя текучести расплава и регистратора индекса течения и коэффициента консистенции полимера являются выходами устройства.

Полимер из экструдера 1 по отборному. устройству 2 подается шестеренчатым насосом 3 через капилляр 4 в атмосферу. .Давление расплава полимера перед капилляром 4 замеряется датчиком 5 давления и регистрируется скоростью шестеренчатого насоса 3, управляемого регулятором 6 давления с регистра- 40 тором, регулятором 7 скорости электро- привода и электроприводом 8. Для измерения числа оборотов электропривода 8 установлен тахометр 9. Программным задатчиком 10 непрерывно изменяf (nn7p ° " P„7p

"(n n7p где К

"n7p — индекс течения; — число оборотов электропривода в первом блоке памяти;

П вЂ” число оборотов электропривода во втором блоке памяти;

К 1 — коэффициент консистенции;

А = 7(pn7p y Py dy f, i) = constP n7p — ДаВЛЕНИЕ ПЕРЕД КаПИЛЛЯром, при котором определяется число оборотов электропривода первым блоком памяти;

P — давление перед капилляром, при котором определяется число оборотов электропривода вторым блоком памяти;

d и 1 — диаметр и длина капилляра; — передаточное число между электроприводом и шестеренчатым насосом.

Значения величины индекса течения

К и коэффициента консистенции полимера К фиксируются регистратором 16, как показано на графиках фиг. 2 г и д соответственно. Найдено, что определяемые экспресс-методом реологические.характеристики связаны с его перерабатываемостью. Так на фиг. 3 изображен график зависимостей максимальной .скорости переработки V на ется задание регулятору 6 давления,,например, в виде трапецеидальной формы, что приводит к изменению во время 7 давления Р расплава полимера перед капилляром и соответственно числа оборотов и электропрнвода, как показано на графиках фиг. 2 а и б.

Первым блоком 11 памяти запоминается значение числа оборотов электропривода, когда давление перед капилляром

4 достигает значения, при котором тахометр отградуирован в единицах показателя текучести расплава полимера, например, в точках с графика на фиг. 2 а.. Это значение показателя текучести расплава фиксируется регистратором 12 (фиг. 2 б).

Вторым блоком 13 памяти запоминается значение числа оборотов электропривода, когда давление перед капилляром достигчет значений, необходимых для расчета индекса течения и. коэффициента консистенции полимера, например, в точках d графика на фиг. 2 а. При наличии в блоках памяти значений числа оборотов электропривода блок 14 управления включает вычислительное устройство 15, которое определяет индекс течения и коэффициент консистенции полимера как функции

817531 агрегате "Иддон" полиэтилена высоко- го давления с одинаковым показателем текучести расплава, получаемого в трубчатом реакторе (1) или в автоклав,ном (2), от величины коэффициента консистенции К . Таким образом, величина К может служить критерием выбора оптимального режима перерабатывающего оборудования.Так, скорость изолирования телефонного кабеля на установке фирмы "Нокиа" (Финляндия) увеличиласЫ с 13 до 33 и/с при сме- О не полимеров с одинаковыми значениями показателя текучести расплава (0,3 г/10 мин), но отличающихся индексом течения К 1 и коэффициентом консистенции расплава К . 15

Использование новых элементов, программного задатчика давления, блоков памяти числа оборотов электропривода, регистратора показателя текучести расплава, блока управления, вычисли- gQ тельного устройства с регистратором индекса течения и коэффициента консистенции расплава полимера выгодно отличает предлагаемое устройство от известного, так как позволяет получить информацию о показателе текучести расплава, индексе течения и коэффициенте консистенции, тем самым, стабилизировать качество выпускаемой продукции на стадии синтеза .и конфекционирования и увеличить производительность перерабатывающего оборудования.

Формула изобретения устройство для контроля реологических характеристик полимеров, содержа- 35 щее источник расплава полимера, отборное устройство, шестеренчатый насос капилляр, датчик давления, регу- . лятор давления с регистратором, регулятор скорости электропривода, электропривод и тахометр, о т л ич а ю щ е- е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно дополнительно снабжено программным задатчиком, воздействующим на регулятор давления, первым и вторым блоками памяти числа оборотов электродвигателя, регистратором показателя текучести расплава, блоком управления, вычислительным устройством с регистратором индекса течения и коэффициента консистенции полимера, причем входы блоков памяти подключены к тахометру и датчику давления, а выходы — к блоку управления и вычислительному устройству, выход первого блока памяти присоединен к регистратору показателя текучести расплава, а выход блока управления— к вычислительному устройству с регистратором индекса течения и коэффициента консистенции расплава полимера.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США Р 3209581, кл. 73-55,. 1965.

2. Авторское свидетельство CCCP

9 372548, кл. G 01 N 11/04, 1973.

3. Патент COIA Р 3048030, кл. 73-56, 1962 (прототип).

817531 птр

"nrp птт

К2 г

0 Ьг.2

ВНИИПИ Заказ 1319/56

Тираж 907 Подписное

Филиал ППП "Патент",.

r.Ужгород,ул.Проектная,4