Устройство для управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах Советский патент 1984 года по МПК B29H1/06 

Изобретение относится к химическому машиностроению и может быть использовано при термической сушке различных полимерных материалов, таких как синтетические каучуки, полиэтилен и термоэласты и др. Известен способ управления червячными сушильными машинами путем измерения частоты врашения червячного вала по температуре материала перед выгрузным устройством 1. Однако изменение частоты вращения осу шествляется оператором вручную, причем при увеличении температуры оператор уменьшает частоту вращения и наоборот, что приводит к большим колебаниям выходной влажности, т. е. к низкому качеству готового продукта. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления процессом сушки полимерных материалов в червячных машинах, содержащее датчик температуры материала в мащине, выход которого через регулятор связан с блоком изк- нения частоты вращения червячного вала, преобразователь температуры материала в машине и датчик давления материала в машине, выход которого через регулятор давления свя зан с пневмоприводом регулируемого вы рузного устройства. Устройство регулирует температуру путем одновременного воздействия на частоту вращения червячного вала и величину сопротивления выгрузного устройства. При отклонении температуры от заданного значения, например, при ее увеличении, регулятор температуры уменьшает частоту вращения червячного вала, а регулятор давления - величину сопротивления выгрузного устройства. Преобразователь температуры обеспечивает одновременную работу обоих контуров регулирования. В результате одновременного воздействия на два канала управления происходит уменьшение отклонения температуры от заданного значения. При уменьшении температуры устройство действует аналогично описанному, но в противоположную сторону 2. Недостатками известного устройства являются низкое качество регулирования температуры и невысокая надежность работы машины при изменениях расхода перерабатываемого материала и его физико-механических свойств. Это объясняется тем, что процесс переработки полимерных материалов в червячных машинах определяется двумя взаимосвязанными процессами разогрева полимерного материала за счет диссипации механической энергии привода в тепло и перемещения материала к выгрузному устройству, причем управляющие воздействия (частота вращения и сопротивление выгрузного устройства) влияют на оба процесса. Обеспечение заданной степени разогрева (заданной температуры) может привести либо к срыву движения материала (явление проскальзывания), либо к переполнению машины, ее перегрузке и остановки. Обеспечение перемещения материала при действующих возмущениях может привести к низкому качеству регулирования температуры. Цель изобретения - повышение качества регулирования и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем датчик температуры материала в машине, выход которого через регулятор связан с блоком изменения частоты вращения червячного вала, преобразователь температуры материала в машине и датчик давления материала в машине, выход которого через регулятор связан с пневмоприводом регулируемого выгрузного устройства, снабжено преобразователями момента сопротивления на валу машины, частоты вращения червячного вала, разности температур материала в мащине и выгрузном устройстве, положения штока пневмопривода и самонастраиваюшемся устройством, выполненным в виде двух логических элементов и блока селектирования большего или меньшего сигналов, соединенных последовательно, при этом входы первого логического элемента связаны с выходами преобразователей момента сопротивления и частоты вращения червячного вала, входы второго логического элемента связаны с выходами преобразователей разности температур материала в мащине и выгрузном устройстве, положения штока пневмопривода и момента сопротивления на валу машины, вход блока селектирования связан с выходом преобразователя температуры материала в машине, а выход - с входом регулятора давления, выход которого связан с входом преобразователя положения штока пневмопривода. Установка преобразователей момента сопротивления, частоты вращения, разности температур, положения щтока пневмопривода, двух логических элементов и блока селектирования, а также их определенное соединение обеспечивает изменение величины сопротивления выгрузного устройства по параметрам, характеризующим протекание взаимосвязанных процессов разогрева и перемещения материала в мащине. При соответствии этих процессов заданным условиям величина сопротивления выгрузного устройства изменяется по температуре материала в мащине, при отклонении процесса перемещения материала от заданнь1х условий величина сопротивления изменяется по сигналу пропорциональному определенной комбинации параметров характеризующих этот процесс. Устройство обеспечивает изменение величины сопротивления выгрузного устройства в независимости от значения температуры материала в машине если частота вращения меньще, а момент сопротивления больше заданных значений, если разность температур материала в машине и в выгрузном устройстве или момент сопротивления больше заданных значений или положение штока пневмопривода меньше выходного сигнала регулятора давления. На чертеже изображена схема устройства для управления процессом переработки полимерных материалов в червячных машинах. Процесс переработки полимерных материалов происходит в червячной машине 1 с регулирующим электроприводом 2 и выгрузным устройством 3. В загрузочную воронку 4 машины 1 поступает влажный материал. По мере продвижения материал интенсивно перемешивается, уплотняется и разогревается за счет диссипации механической энергии в тепло. Далее материал проходит через выгрузное устройство 3 н дросселируется в зону меньшего давления, при этом перегретая жидкость вскипает, разрывает полимер и выделяется в виде газа, а сухой материал поступает на дальнейшую переработку. Температура материала в машине 1 измеряется с помошью датчика 5 выход которого через регулятор 6 связан с блоком 7 изменения частоты врашения привода 2. Давление материала в машине измеряется с помощью датчика 8, выход которого через регулятор 9 связан с пневмоприводом 10 регулируемого выгрузного устройства 3. Преобразователь 11 обеспечивает одновременную работу регуляторов 6 и 9 по температуре материала в машине. Преобразователи 12-15 формируют сигналы, пропорциональные разности между текущим н заданным значениями момента сопротивления на валу червячного вала 16 и частоты его вращения, между температурами материала в машине 1 и в выгрузном устройстве 3, между положением штока 17 пневмопровода и выходом регулятора 9 давления соответственно. Самонастраивающееся устройство 18 обеспечивает автоматическую коррекцию задания регулятору 9 давления и представляет собой соединенные последовательно логический элемент 19, выполняющий операцию конъюнкция И, логический элемент 20, выполняющий логическую операцию дизъюнкция ИЛИ, блок 21 селектирования большего или меньшего сигналов, предназначенный для выбора по величине и передачи в задание регулятора 9 давления и одного из двух сигналов, поступающих с выхрдов логического элемента 20 и преобразователя; 11. Устройство работает следующим образом. Регулятору 6 и преобразователю 11 устанавливается задание, соответствующее требуемой степени разогрева полимерного материала. В номинальном режиме регулятор 6 температуры устанавливает требуемую для обеспечения заданной температуры частоту вращения червячного вала 16, а регулятор 9 давления в соответствии с заданием, поступающим от преобразователя 11 через блок 2 селектирования, устанавливает требуемую величину сопротивления выгрузного устройства 3. При этом сигналы с выходов преобразователей 12-15 и логических элементов 19 и 20 равны нулю. Изменение расхода перерабатываемого материала или его физико-механических свойств может привести к нарушению процесса движения материала в машине, например, к наличию проскальзывания материала в канале червячного вала вследствие нарушения баланса движущих и противодействующих сил, при этом разность температур материала в машине и в выгрузном устройстве увеличивается, к переполнению машины материалом из-за низкой генерирующей способности червячного вала, при этом разность между текущим и заданным значением момента сопротивления, на валу мащины увеличивается, или к забивке проходного сечения выгрузного устройства, при этом разность между положением штока и выходом регулятора давления увеличивается, к образованию застойных зон перед выгрузным устройством, при этом разность между текущим и заданным значением момента сопротивления на валу мащины увеличивается, а частота вращения червячного вала уменьшается. Появление одной из перечисленных причин приводит к появлению сигнала на входе блока 21 селектирования, который сравнивает его с сигналом от преобразователя 11 и изменяет задание регулятору 9 в сторону уменьшения величины сопротивления выгрузного устройства 3. Так, например, уменьшение расхода перерабатываемого материала может привести к проскальзыванию материала в канале червячного вала 16. а выходе преобразователя 14 появляется сигнал, пропорциональный разности температур материала в мащине и в выгрузном устройстве 3. На выходе логического элемента 20 появляется сигнал, который посту пает на вход блока 21 селектирования, который сравнивает его с сигналом от преобразователя 11. Если сигнал с логического элемента 20 больше, то блок 21 селектирования пропускает его в задание регулятору 9, который в соответствии с новым (увеличенным) заданием уменьшает величину сопротивления выгрузного устройства 3 с помощью пневмопривода 10. Уменьшение величины сопротивления выгрузного устройства 3 приводит к восстановлению движения материала в канале червячного вала 16. По окончанию переходного процесса разность те1 ператур принимает прежнее значение, на выходах преобразователя 11 логического элемента 20 сигнала нет и регулятор 9 восстанавливает прежнюю величину сопротивления выгрузного устройства 3, а частота вращения червячного вала 16

5 11026816

принимает новое (уменьшенное) значение втериала в машине, так и по определенной

соответствии с уменьшенным расходом пе-комбинации параметров, характеризующих

рерабатываемого материала.нарушение процесса движения материала

Таким образом, устройство для управ-в машине, тем самым повышается качестления процессом переработки полимерных5 во регулирования и степень надежности при

материалов в червячных машинах обеспечи-движении возмущения по расходу и физиковает изменение величины сопротивления вы-механическим свойствам перерабатываегрузного устройства как по температуре ма-мого полимерного материала.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЧЕРВЯЧНЫХ МАШИНАХ, содержащее датчик температуры материала в машине, выход которого через регулятор связан с блоком изменения частоты вращения червячного вала, преобразователь температуры материала в машине и датчик давления материала в машине, выход которого через регулятор давления связан с пневмоприводом регулируемого выгрузного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования и надежности, устройство снабжено преобразователями момента сопротивления на валу машины, частоты вращения червячного вала, разности температур материала в машине и в выгрузном устройстве, положения штока пневмопривода и самонастраивающимся устройством, выполненным в виде двух логических элементов и блока селектирования большего или меньшего сигналов, соединенных последовательно, при этом входы первого логического элемента связаны с выходами преобразователей момента сопротивления и частоты вращения червячного вала, входы второго логического элемента связаны с выходами преобразователей разности температур материала в машине и выгрузном устройстве, положения штока пневмопривода и момента сопротивления на валу машины, вход (Л блока селектирования связан с выходом преобразователя температуры материала в машине, а выход - с входом регулятора давления, выход которого связан с входом пре§ образователя положения штока пневмопривода. ю О5 оо