СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ СУШКИ СИНТЕТИЧЕСКИХ КАУЧУКОВ В ЧЕРВЯЧНОЙ СУШИЛЬНОЙ МАШИНЕ Российский патент 2005 года по МПК B29B13/06 

Изобретение относится к области водного способа выделения синтетических каучуков из полимеризационных растворов на стадии сушки и может быть использовано при эксплуатации червячных сушильных машин.

Известен способ управления процессом термического обезвоживания влажных каучуков в червячных сушильных машинах путем изменения гидравлического сопротивления выгрузного устройства в зависимости от температуры каучука в машине и задания частоты вращения червячного вала, соответствующей максимальному значению мощности на приводе машины (Авторское свидетельство СССР №1073121, Кл. В 29 Н 1/06, G 05 D 27/00, 1984 г.).

Недостатком известного способа является то, что он затрудняет возможность достижения требуемой влажности выгружаемого из червячной сушильной машины каучука, т.к. с ростом производительности промышленной червячной сушильной машины влажность выгружаемого каучука возрастает из-за уменьшения времени пребывания каучука в винтовом канале червяка и возникновения неоднородного разогрева каучука по его объему. Кроме того, использование этого способа может привести к протеканию интенсивной механо- и термодеструкции перерабатываемого каучука, в результате чего произойдет изменение молекулярной структуры каучука и ухудшение физико-механических свойств изделий, получаемых при последующей вулканизации обезвоженного каучука.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ управления процессом механотермического обезвоживания влажных каучуков в червячных машинах путем изменения величины сопротивления выгрузного устройства отжимной машины в зависимости от давления каучука и частоты вращения червячного вала, расхода пара в рубашку сушильной машины в зависимости от температуры каучука перед выгрузным устройством, а также регулирования величины нагрузки отжимной машины изменением частоты вращения червячного вала с коррекцией по величине нагрузки сушильной машины (Авторское свидетельство СССР №1369917, Кл. В 30 В 9/18, 1988 г.).

Недостатком известного способа является то, что расход пара, подаваемого в рубашку корпуса червячной сушильной машины, не задается в достаточном количестве с точки зрения сведения к минимуму потерь диссипативного тепла, выделяющегося при механической обработке каучука в канале червяка, в окружающее пространство и на разогрев корпуса машины, что может привести к возникновению излишней механической обработки каучука в винтовом канале червяка и, как следствие этого, к интенсивной механодеструкции каучука, изменению его молекулярной структуры и ухудшению физико-механических свойств изделий, получаемых при последующей вулканизации обезвоженного каучука.

Целью изобретения является сохранение в процессе переработки в червячной сушильной машине влажного каучука, его исходной молекулярной структуры и ценных физико-механических свойств за счет снижения уровня механотермического воздействия на перерабатываемый материал при его обработке в винтовом канале червяка, реализуемой в адиабатическом режиме.

Поставленная цель достигается тем, что способ управления процессом сушки синтетических каучуков в червячной сушильной машине реализуют путем изменения частоты вращения червяка, гидравлического сопротивления выгрузного устройства, расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, в зависимости от достигаемой влажности каучука на выходе из машины, измерения мощности, затрачиваемой на механическую обработку каучука в винтовом канале червяка, а также дополнительного измерения массовой производительности на выходе из машины, приращения температуры каучука в канале червяка и определения величины параметра

, где

N - мощность, затрачиваемая на механическую обработку каучука в машине, в Дж/с,

С - удельная теплоемкость влажного каучука в Дж/(кг·град),

G - массовая производительность машины в кг/с,

ΔТ - приращение температуры каучука в канале червяка в град,

при этом изменение расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, осуществляют до достижения минимального значения параметра F.

Принцип предлагаемого способа основан на том, что для обеспечения адиабатического режима работы машины, при котором затраты мощности на диссипативный разогрев каучука в червячной сушильной машине оказываются равными по величине произведению С· G·ΔТ, необходимо устранить расход диссипативной энергии на разогрев корпуса машины, а также потери тепла, происходящие путем конвективной теплопередачи в окружающее машину пространство. Это достигается путем подачи теплоносителя в рубашку корпуса машины с расходом, компенсирующим названные потери тепла, т.е. с расходом, обеспечивающим равенство

N=C·G·ΔT.

Но поскольку на практике в промышленных условиях достижение абсолютного равенства в этом выражении невозможно, вследствие возможных колебаний измеряемых величин, то правильнее требовать достижения минимально возможного значения параметра

.

В условиях, когда потери тепла от диссипативного процесса разогрева каучука в винтовом канале червяка на разогрев корпуса машины и в окружающую среду сведены к минимуму, возникают условия, при которых не приходится жертвовать ухудшением молекулярной структуры и физико-механическими свойствами перерабатываемого каучука ради компенсации потерь тепла за счет излишней механической обработки и диссипативного разогрева.

На чертеже изображена червячная сушильная машина для осуществления способа.

Способ управления процессом сушки синтетических каучуков в червячной сушильной машине осуществляется следующим образом.

Влажный гранулированный каучук подается через загрузочную воронку 1 в полость обогреваемого корпуса 2, оснащенного рубашкой 3 для подачи в нее теплоносителя. Далее каучук захватывается винтовыми спиралями приводного червяка 4 и транспортируется вдоль корпуса 2 в направлении выгрузного устройства 5. На выходе из червячной сушильной машины установлено транспортирующее устройство 6 (типа ленточного транспортера), оснащенное средствами для определения производительности процесса экструзии каучука (измерителем скорости движения ленты транспортера и находящейся на транспортере массы каучука), а также дериватограф 7 для быстрого определения влажности переработанного в сушильной машине каучука. За счет регулирования гидравлического сопротивления выгрузного устройства 5 и частоты вращения приводного червяка 4, подачи теплоносителя в рубашку корпуса 2 машины и механической обработки влажного каучука в винтовом канале червяка 4 достигается требуемый уровень температуры в каучуке для его сушки методом сброса давления на выгрузке из машины через выгрузное устройство 5. Температура материала на выходе из машины определяется с помощью термопары 8, а величина приращения температуры каучука в машине находится как разность значений температур материала на выгрузке и на входе в сушильную машину. Для реализации процесса механической обработки каучука в адиабатическом режиме путем устранения потерь тепла от процесса диссипативного разогрева каучука в винтовом канале червяка 4 в окружающую среду и на разогрев корпуса 2 машины, снижения термомеханического воздействия на перерабатываемый каучук и сохранения исходной молекулярной структуры каучука и его ценных физико-механических свойств изменение расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку 3 корпуса 2 машины, осуществляют до достижения минимального значения параметра

,

где N - значение затрачиваемой мощности на механическую обработку каучука в машине в Дж/с,

С - удельная теплоемкость влажного каучука в Дж/(кг·град),

G - массовая производительность машины в кг/с,

ΔТ - приращение температуры каучука в машине в град.

Изобретение относится к области водного способа выделения синтетических каучуков из полимеризационных растворов на стадии сушки и может быть использовано при эксплуатации червячных сушильных машин. В способе управления процессом сушки синтетических каучуков осуществляют изменение частоты вращения червяка червячной сушильной машины, гидравлического сопротивления выгрузного устройства и расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, в зависимости от достигаемой влажности каучука на выходе из машины. Измеряют мощность, затрачиваемую на механическую обработку каучука в винтовом канале червяка, массовую производительность непосредственно на выходе из машины и приращение температуры каучука в канале червяка и определяют величину параметра , где N - мощность, затрачиваемая на механическую обработку каучука в машине, Дж/с, С - удельная теплоемкость влажного каучука, Дж/кг·град, G - массовая производительность машины, кг/с, ΔТ - приращение температуры каучука в канале червяка, град. При этом изменение расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, осуществляют до достижения минимального значения параметра F. Изобретение обеспечивает сохранение исходной молекулярной структуры и физико-механических свойств влажного каучука в процессе переработки его в червячной сушильной машине за счет снижения уровня механотермического воздействия на перерабатываемый материал. 1 ил.

Способ управления процессом сушки синтетических каучуков в червячной сушильной машине путем изменения частоты вращения червяка, гидравлического сопротивления выгрузного устройства и расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, в зависимости от достигаемой влажности каучука на выходе из машины, а также измерения мощности, затрачиваемой на механическую обработку каучука в винтовом канале червяка, отличающийся тем, что дополнительно измеряют массовую производительность непосредственно на выходе из машины и приращение температуры каучука в канале червяка и определяют величину параметра

,

где N - мощность, затрачиваемая на механическую обработку каучука в машине, Дж/с;

С - удельная теплоемкость влажного каучука, Дж/(кг·град);

G - массовая производительность машины, кг/с;

ΔТ - приращение температуры каучука в канале червяка, град,

при этом изменение расхода теплоносителя, подаваемого в рубашку корпуса машины, осуществляют до достижения минимального значения параметра F.