Способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине

Способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалист ическнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17.12.79 (21) 2855629II28-27 (51) М. Кл.з с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

В 30 В 9/18

Гооударетгкиый комитет

Опубликовано 23.08.81. Бюллетень № 31

Дата опубликования описания 28.08.81 (53) УДК 621.97 (088.8) IIo делам иэооретеиий и открытий

А. В. Бронфенбренер, А. И. Рябков, Б. М. Прудовский, В. И. Блохин, М. А. Г

В. И. Васильев и В. Я. (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ

ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЧЕРВЯЧНОЙ МАШИНЕ

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической сушке различных полимерных материалов, таких как синтетические каучуки, полиэтилен, целлюлоза.

Известен способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине, заключающийся в регулировании частоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе машины (1).

Недостатком известного способ является малая надежность машины, связанная с тем, что частота вращения червячного вала изменяется в зависимости от температуры материала, которая не является показателем наличия перемещения материала в машине и изменяется в этом случае только с большим запаздыванием, что приводит либо к местному перегреву материала, либо к переполнению машины и ее забивке.

Цель изобретения — повышение производительности и надежности путем предотвращения перегрева материала и забивки машины.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине, заключающемуся в регулировании частоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе, дополнительно регулируют частоту вращения червячного вала по величине осевой составляющей скорости движения материала в машине так, что, если при определенной температуре величина осевой составляющей скорости движения материала выше расчетной, то честоту вращения вала увеличивают, а если ниже, то уменьшают. Величину осевой составляющей скорости определяют по давлению материала в машине и по моменту сопротивления на валу машины.

Is На чертеже приведена схема управления процессом сушки полимерных материалов.

В червячной машине 1 происходит процесс сушки полимерных материалов, поступающих в загрузочную воронку. По мере подвижения материал интенсивно перемешивается, уплотняется и разогревается под действием трения материала о поверхность червяка и цилиндра и внутреннего трения в материале. Разогретый до заданной тем856853 пературы материал выдавливается через выгрузное устройство в зону меньшего давления, где влага за счет запасенного в материале и жидкости тепла испаряется, а сухой материал поступает»а дальнейшую обработку.

Температура материала на выходе из машины измеряется с помощью датчика 2. Сигнал, пропорциональный температуре, поступает на вход регулятора 3, выход которого воздействует на исполнительный орган 4 дви

1о гателя 5, изменяющий частоту вращения червяка. Величина осевой составляющей ско15 поступает на вход регулятора 7, выход которого связан с минусовым входом сумматора

8. Плюсовой вход сумматора. 8 связан с задатчиком 9 температуры, а выход — c задающим входом регулятора 3. Позиция 10—

° го датчик момента сопротивления на валу машины.

Система управления работает следующим образом. рости движения материала в машине, показателем которой является давление материала на выходе, измеряется с помощью датчика 6. Сигнал, пропорциональный давлению, В случае перемещения материала его дав ление на выходе машины выше заданного, поэтому на выходе регулятора 7 и на минусовом входе сумматора 8 сигнал отсутствует. В этом случае в задающий вход регулятора 3 поступает через сумматор 8 сигнал, устанавливаемый задатчиком 9 температуры. Регулятор 3, стремясь обеспечить заданное значение, устанавливает с помощью исполнительного органа 4 двигателя 5 необходимую частоту вращения червячного вала.

Когда материал не перемещается, давление его.на выходе резко падает. На выходе регулятора 7 и минусовом входе сумматора

8 появляется сигнал, при этом в задающий вход регулятора 3 поступает сигнал, равный разности сигналов от задатчика 8 температуры и регулятора 7. Регулятор 3, стремясь обеспечить новое уменьшенное задание, уменьшает с помощью исполнительного органа 4 двигателя 5 частоту вращения червячного вала.

Уменьшение частоты вращения червячного вала приводит к увеличению величины поверхности сцепления материала с корпусом машины и, как следствие, к восстановлению перемещения материала к выходу.

По окончании переходного процесса выходное давление становится выше заданного, сигнал на выходе регулятора 7 и минусовом входе сумматора 8 отсутствует, в задающий вход регулятора 3 поступает сигнал только от задатчика 8 температуры, а частота вращения червяка устанавливается в соответствии с требованиями процесса сушки, обеспечивая заданную температуру.

Система управления работает аналогично, если вместо датчика 6 давления на выходе

25 зо

55 машины использовать датчик 10 момента сопротивления на валу машины, связанный с регулятором 7.

Пример. При переработке каучука СКД для получения влажности менее 0,5О/О необходимо при производительности 8 т/ч обеспечить следующие значения технологических параметров:

Температура каучука на входе, С 85

Содержание влаги на входе о/о 12

Температура каучука перед выгрузным устройством, С 170

Частота вращения червячного вала, об/мин 120

Давление каучука перед выгрузным устройством, мПа 7,5

Момент сопротивления на валу машины, Н м 5750

Величина площади поверхности сцепления каучука с корпусом машины, м 2,4

При уменьшении производительности до

3,5т/ч величина площади поверхности сцепления каучука с корпусом машины уменьшается до 0,72 м2, баланс сил нарушается и материал не перемещается, при этом давление сразу падает до 0,8 мПа, а момент до 600 Н м

В этом случае при управлении процессом по известному способу температура в течение 1,5 мин не изменяется, а потом резко возрастает до 192 С, что приводит к резкому снижению частоты вращения. В результате происходит забивка машины и, как следствие, остановка всей линии. При управлении процессом предлагаемым способом уменьшение давления или момента проводит к уменьшению разности между сигналами температуры и скорости, что вызывает быстрое уменьшение частоты вращения с 210 до 110 об/мин.

Величина площади поверхности сцепления материала с корпусом машины при этом возростает до 1,6 м 2, что приводит к восстановлению движения материала к машине. По окончании переходного процесса давление возрастает до 4,0 мПа, момент до 2400 Н м частота вращения до 160об/мин, а температура практически не изменяется.

Таким образом, предлагаемый способ управления обеспечивает оптимальныи температурный режим процесеа и предотвращает переполнение машины и ее забивку. Экономический эффект от изобретения определяется сокращением простоя оборудования и затрат на его чистку.

Формула изобретения

l. Способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине, заключающийся в регулировании час856853 тоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе машины, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, дополнительно регулируют частоту вращения червячного вала по величине осевой составляющей скорости движения материала в машине так, что, если при определенной температуре величина осевой составляющей скорости движения материала выше расчетной, то частоту вращения вала увеличивают, а если ниже, то уменьшают.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину осевой составляющей скорости определяют по давлению материала в машине.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину осевой составляющей скорости определяют по моменту сопротивления на валу машины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

10 № 484094, кл. В 30 В 9/18, 31.05.73.

Редактор В. Иванова

Заказ 7091/23

Составитель Э. Кузнецова

Техред А. Бойкас Корректор Н. Швыдкая

Тираж 742 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4