УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В РАСПЛАВОПРОВОДЕ ЭКСТРУДЕРА Российский патент 1995 года по МПК D01D1/09 

Изобретение относится к устройствам для регулирования давления в объектах, где по технологии недопустимо резкое изменение давления, в частности, в расплавопроводах машин формования синтетических волокон.

Известно устройство для регулирования давления в расплавопроводе экструдера РВШ-63, содержащее пропорцио- нально-интегральный ПИД-регулятор, к входу которого подключен датчик давления, а выход соединен с блоком управления скоростью приводного двигателя шнека.

Однако при резких изменениях давления, которым подвержен расплавопровод экструдера, устройство не успевает достаточно быстро восстановить давление расплава, что вызывает ухудшение качества формируемого волокна.

Указанный недостаток устранен в другом известном устройстве для регулирования давления в расплавопроводе экструдера, содержащее датчик давления, электрически связанный с ПИД-регулятором, выход которого соединен с блоком управления скоростью приводного двигателя шнека, позиционные электроконтактные регуляторы минимального и максимального давления с задатчиками для каждой из позиций, оснащенные замыкающими и размыкающими контактами на выходе, и задатчики минимальной и максимальной скоростей приводного двигателя шнека.

Недостаток известного устройства (2), проявляемый при резких колебаниях давления в расплавопроводе, заключается в скачкообразном возврате давления к допустимой величине его регулирования, осуществляемом посредством электроконтактных регуляторов. Указанный недостаток снижает качество переходного процесса, т. е. процесса восстановления номинальной величины давления в расплавопроводе после его отклонения от зоны допуска (происходящего, как правило, вследствие случайных причин, например, от засорения отверстий фильеры). Снижение качества переходного процесса может привести к автоколебаниям системы, к увеличению амплитуды и времени переходного процесса, изменению давления плава. При этом любой скачок давления в расплавопроводе регулирует количество плава, подаваемого для формования нити, а периодические скачки давления также периодически изменяют порции подаваемого плава, что вызывает колебания физико-механических параметров формуемой нити, например, ее прочности, толщины и т.д. что ведет, в конечном счете, к снижению качества нити.

Технической задачей изобретения является улучшение качества регулирования давления расплава в переходном режиме при резких изменениях его давления путем обеспечения плавного восстановления давления к его номинальной величине, что позволит свести к минимуму нестабильность параметров формуемой нити.

Поставленная задача достигается тем, что устройство для регулирования давления в расплавопроводе экструдера, содержащее датчик давления, электрически связанный с ПИД-регулятором, блок управления, выполненный в виде последовательно соединенных суммирующего усилителя и регулятора скорости приводного двигателя шнека, позиционные электроконтактные регуляторы минимального и максимального давления с задатчиками для каждой из позиций, задатчики минимальной и максимальной скоростей приводного двигателя шнека, причем ПИД-регулятор подключен к входу суммирующего усилителя блока управления посредством размыкающих контактов регуляторов максимального и минимального давления, оно снабжено регулятором интенсивности изменения скорости двигателя шнека при резких скачках давления плава. При этом входы регулятора интенсивности подключены к выходам задатчиков минимальной и максимальной скоростей посредством соответствующих замыкающих контактов регуляторов максимального и минимального давления, а выход регулятора интенсивности подключен к дополнительному входу суммирующего усилителя блока управления.

При этом под интенсивностью изменения скорости понимается темп перехода от одной скорости к другой.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства; на фиг. 2 диаграмма работы контактов регуляторов минимального и максимального давления.

Предлагаемое устройство для регулирования давления в расплавопроводе 1 экструдера 2 содержит датчик давления 3, электрически связанный с ПИД-регулятором 4. Выход ПИД-регулятора 5 соединен с входом 6 блока управления скоростью 7 приводного двигателя шнека 8 посредством размыкающих контактов 9 и 10 позиционных электроконтактных регуляторов минимального и максимального давления 11 и 12 соответственно.

При этом первый вход 13 позиционного электроконтактного регулятора минимального давления 11 связан с выходом расплавопровода 1 экструдера 2, второй вход 14 с задатчиком давления "минимум" 15, а третий вход 16 с задатчиком давления "норма" 17. В то же время первый вход 18 позиционного электроконтактного регулятора максимального давления 12 связан с другим выходом расплавопровода экструдера 2, второй вход 19 с задатчиком давления "максимум" 20, а третий вход 21 с задатчиком давления "норма" 22.

Устройство снабжено регулятором интенсивности 23 с задатчиком 24 изменения скорости двигателя шнека. Блок управления скоростью 7 приводного двигателя шнека оснащен дополнительным входом 25, соединенным с выходом регулятора интенсивности. Устройство имеет также задатчик минимальной скорости 26 и задатчик максимальной скорости 27, при этом задатчик минимальной скорости 26 связан со входом 28 регулятора интенсивности 23 посредством замыкающего контакта 29 электроконтактного регулятора максимального давления 12, а задатчик максимальной скорости 27 связан с входом 30 регулятора интенсивности 23 посредством замыкающего контакта 31 электроконтактного регулятора минимального давления 11. При этом блок управления скоростью 7 выполнен в виде последовательно соединенных суммирующего усилителя 32 и регулятора скорости 33.

Работа заявляемого устройства осуществляется следующим образом. Задатчик давления 15 настраивают на минимально допустимое значение давления в расплавопроводе экструдера, задатчик давления 20 на максимально допустимое давление, а задатчики 17 и 22 на номинальное значение давления. Задатчик минимальной скорости 26 настраивают на минимальную скорость двигателя шнека, соответствующую минимально допустимой производительности экструдера, а задатчик максимальной скорости 27 на максимальную скорость двигателя шнека, соответствующую максимально допустимой производительности экструдера. Задатчик интенсивности 24 настраивают на оптимальную интенсивность изменения скорости двигателя шнека при резких скачках давления плава. Затем подают расплав и включают блок управления скоростью 7 приводного двигателя шнека. Если при этом давление расплава в расплавопроводе 1 не выходит за пределы величин, установленных на задатчике 15 минимального давления и задатчике 20 максимального давления, то контакты 29 и 21 разомкнуты, а контакты 9 и 10 замкнуты (фиг. 2), поэтому выход ПИД-регулятора 5 подключен к входу 6 суммирующего усилителя 32 блока управления скоростью 7 двигателя шнека 8 и регулирование давления расплава осуществляется через ПИД-регулятор 4. В случае, если давление расплава превысит максимально допустимое значение, установленное на задатчике 20 позиционного электроконтактного регулятора максимального давления 12, разомкнется его контакт 10 и отключит ПИД-регулятор 4 и одновременно замкнется его замыкающий контакт 29 (фиг. 2), который подключит задатчик минимальной скорости 26 через регулятор интенсивности 23 к блоку управления скорости 7. Скорость вращения двигателя шнека будет снижаться с интенсивностью, установленной на задатчике интенсивности 24, давление в расплавопроводе будет снижаться до тех пор, пока не достигнет значения "норма", при этом контакт 29 вновь разомкнется (фиг. 2), а контакт 10 вновь замкнется и регулирование давления расплава снова пойдет от ПИД-регулятора 4.

В случае, если давление расплава упадет ниже минимально допустимого, работа устройства протекает аналогично, с той лишь разницей, что в этом случае от контактов позиционного регулятора минимального давления подключится задатчик максимальной скорости 27.

Преимуществом заявляемого устройства (по сравнению с прототипом) является более высокое качество формования волокна в экструдере в переходных режимах, обусловленных резкими скачками давления, за счет включения на время переходного режима регулятора интенсивности с заранее настроенным темпом изменения скорости двигателя шнека, что позволит воздействовать на темп восстановления давления в расплавопроводе, а именно: обеспечить плавное восстановление давления до номинальной величины, сократив до минимума количество бракованной нити в переходном режиме работы экструдера.

Использование: в устройствах для регулирования давления в объектах, в частности, в расплавопроводах машин формования синтетических волокон. Сущность: расплавопровод 1 экструдера 2 содержит датчик 3 давления, электрически связанный с ПИД-регулятором 4, выходом 5 соединенный с входом 6 блока 7 управления скоростью приводного двигателя шнека 8 посредством размыкающих контактов 9 и 10 позиционных электроконтактных регулятором минимального и максимального давления 11 и 12 соответственно, первый вход 13 позиционного электроконтактного регулятора минимального давления 11 связан с выходом расплавопровода, второй вход 14 - с задатчиком давления "минимум" 15, третий вход 16 - с задатчиком давления "норма" 17, вход позиционного электроконтактного регулятора давления 12 связан с другим выходом расплавопровода экструдера, второй вход 19 - с задатчиком давления "максимум" 20, третий вход 21 - с задатчиком давления "норма" 22, а также содержит регулятор интенсивности 23 с задатчиком 24 изменения скорости двигателя шнека, дополнительный вход 25 блока управления 7, задатчик минимальной скорости 26 и задатчик максимальной скорости 27, вход 28 регулятора интенсивности 23 посредством замыкающего контакта 29 электроконтактного регулятора связан с задатчиком минимальной скорости 26, вход 30 регулятора интенсивности связан с задатчиком 27 посредством замыкающего контакта 31, суммирующий усилитель 32 и регулятор скорости 33. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ДАВЛЕНИЯ В РАСПЛАВОПРОВОДЕ ЭКСТРУДЕРА, содержащее датчик давления, электрически связанный с ПИД-регулятором, блок управления, выполненный в виде последовательно соединенных суммирующего усилителя и регулятора скорости приводного двигателя шнека, позиционные электроконтактные регуляторы минимального и максимального давления с задатчиками для каждой из позиций, задатчики минимальной и максимальной скоростей приводного двигателя шнека, причем ПИД-регулятор подключен к входу суммирующего усилителя блока управления посредством размыкающих контактов регуляторов максимального и минимального давления, отличающееся тем, что оно снабжено регулятором интенсивности изменения скорости двигателя шнека с задатчиком оптимальной интенсивности изменения скорости двигателя шнека при резких скачках давления плава, при этом входы регулятора интенсивности подключены к выходам задатчиков минимальной и максимальной скоростей посредством соответствующих замыкающих контактов регуляторов максимального и минимального давления, а выход регулятора интенсивности подключен к дополнительному входу суммирующего усилителя блока управления.