Способ контроля шнековых экструдеров Советский патент 1989 года по МПК B29C47/92 

Изобретение относится к способу контроля шнековых экструдеров, в частности с штифтовыми цилиндрами, для обработки каучуковых и/или пластмассовых смесей и может.быть использовано в химической промьш- ленности.

Цель изобретения - предотвращение повреждения экструдера.

На чертеже показан экструдер для осуществления предложенного способа, общий вид.

Шнековый штифтовый экструдер 1 имеет цилиндрический корпус 2, состоящий из трех частей, в котором вращается шнек экструдера (не показан). Шнек экструдера с удлиненным хвостовиком 3 шнека приводится при- - водным двигателем 4 зкструдера через вал 5 электрического измерения вращающего момента. К приводному двигателю 4 экструдера прифпанцован тахоге- нератор для определения числа оборотов двигателя 4. Приводной двигатель 4 экструдера через соединение 7 снабжается током от шкафа комплектного распределительного устройства 8. Измерительный сигнал тахогенератора 6 через соединение 7а подводится с шкафу комплектного распределительного устройства В и оттуда вводится в электронно-вычислительную машину 9.

ел

4j

СП

со

см

315

Э та машина также измерительный сигнал вала 5 измерения вращающего момента через линию 10. Входная часть 11 корпуса 2 снабжена загрузочной воронкой 12 с подающим палнком 13 для ввода обрабатьшаемой смеси. В центральной части 14 корпуса 2, вьтолненной в виде штифтового цилиндра, расположены Ц11линдрические штифты 15. В один из цилиндрических штифтов 15 вставлен приемник 16 напора массы. Измерительный сигнал при- емнрка 16 напора массы через линию 17 также вводится в вычислительную машину 9, от1шючающую экструдер при гювьш1ении вращающего момента за счет nocTopoHHirx тел в смеси.

Способ контроля шнековых экстру- деров заключается в том, что определяют неисправности в экструдере и подают сигнал на отключение привода зкструдера. Палпгчие неисправностей определяется тем, что при эксплуатации шнековых экструдеров происходи То, что вместе со смесью в экструдер подаются посторонние тела, в Частности металлические части, которые вызывают затем в зависимости от формы и размеров посторонних тел деформации и статические изломы перегородок шнека. Отломаюгые части перегородок, в свою очередь, вызывают, как правило, тяжелые последующие повреждения, часто делаю щие невоз 1ож ным дальнейшее изготовление с помощью экструдера, хотя перт1чпые по- вреждепия в большинстве случаев являются не очень большими. Это является существенным, в частности, в отношении экструдеров с цилиндрами, снабженными цилиндрическими штифтами, выcтyпaюш I пI радиально из корпуса в пространство шнека в промежутках между пepeгopoдкa ш шнека, так называемых штифтовых экструдеров, вс в большей степени распространяющихся за последние годы. Определяющиш причинами этого являются повьш1енная производительность этих экструдеров и более низкая тe fflepaтypa экструди- рования по сравнению с обычными экструдерными установками. Согласно способу контроля для определения неисправностей измеряют напор массы смеси в экструдере. Напор массы смеси в экструдере используют в качестве сравнительной величины для передачи вращающего момента между за3

полне1П1ым смесью шнеком зкструдера и стенкой корпуса, прггчем измеренное на хвостовике шнека изменение вращающего момента или изменяющуюся

пропорщюнально изменению вращающего момента измерительную величину сравнивают с определенными на основании напора массы сравнительными величинами. Если изменение вращающего момента на хвостовике шнека и определенное на основании напора массы изменение не совпадают, то это используют в качестве меры измене1шя

вращающего момента за счет посторонних тел или т.п. в смеси, и обусловле1П1ое таким образом повышение вращающего момента на хвостовике шнека экструдера вызывает сообщение

о неисправности в работе и/или от1спю- чение привода экструдера.

апор массы измеряют с помощью электрического приемника 16 напора массы. Для оценки того, имеется ли

повьш1ение вращающего момента за счет постороннргх тел в смеси, изменение постоянного тока (dl) приводного двигателя 4 экструдера сравнивают с изменением напора (dp) массы в

экструдере и что необходимой пред- посьшкой для отключения экструдера 1 вследствие нал1гчия посторонних тел в смеси является возникновение нарастания постоянного тока без

соответствующего нарастания напора массы и для оценки того, имеется ли достаточное условие для отключения экструдера 1, учитывают временное изменение измерительных величин (dl/dt), соответственно dp/dt, изменение уровня измерительных величин, также изменение числа оборотов uiHeKa экструдера. Приемник напора массы расположен в щшиндрическом

штифте 15 штифтового цилиндра. При- .,

емник 1о напора массы расположен в

первом ряду цилиндрических штифтов после загрузочной воронки 12 экструдера 1.

Способ контроля исходит из того, что для контроля можно использовать парамет ры, которые можно измерить в шзсафу комплектного распределительного устройства энергоснабжения, такие как ток, напряжение и число оборотов, и, кроме того, использовать измерительную технику.

Увелш1ение вращающего момента на валу шнека экструдера может иметь

следующие причины: посторонние тела в смеси, в частности металлические части, заклиниванлцие в зоне штифтового цилиндра; увеличение числа оборотов шнекаэкструдера; повышение вязкости смеси; понижение температуры темперируемых сред; увеличение объема втягиваемой во вход экструдера смеси.

Опыты показали, что причины в-е одновременно с повышением вращающего момента также вызывают изменение напора массы в экструдере, так что становится возможным отфильтровьшать причину а из общего повышения вращающего момента.

Для регистрации общего вращающего момента может использоваться вал измерения вращающего момента. Более простым является использовать измерительную величину, пропорциональную общему вращающему моменту. Особенно пригодным для этого является постоянный ( ток привода постоянного тока, обычно применяемый сегодня в экструдерных установках.

Временная разница между регистрацией общего вращающего момента и измене1шем напора по причинам в-е является настолько малой, в частности в том случае, если приемник напора массы помещен в первом ряду штифтов в направлении подачи, что установка может быть своевременно отключена, когда имеется причина а, то есть для того, чтобы избежать последующих повреждений.

При оценке измеренных данных в отношении того, имеется ли случай а, сравниваются, в частности, между собой их градиенты. Однако для оценки могут также использоваться средние величины и максимальные величины предшествующих измерительных величин.

Можно представить себе также, что все величины движения смеси запоминаются при испытательном цикле и служат в качестве сравнительного этанола для последующего автоматического режима работы.

Колебания измеренных данных в пределах определенной ширины полосы остаются при оценке неучтенными. Основанием для этой ширины полосы являются непрерывно заполненные измеренные данные.

17753

Регистрацию н оценку измерительных величин осуществляют с помощью электронно-вычислительной машины. 5 Таким образом, предлагаемый cnocoL обеспечивает возможность простого предотвращения повреждений экструдера с меньшими расходами, чем в известных решениях, предусматривающих ус10 тановку средств сигнализации об обламывании штифта в каждом штифте, которых экструдер может содержать 100 штук.

15 Формула изобретения

0

5

1.Способ контроля шнековых экс- трудеров, в частности, штифтовых экструдеров с цилиндрическими штифтами для обработки каучука и/или пластмассовых смесей, включающий определение неисправностей и подачу сигнала на отключение привода экструдера, отличающийся тем, что, с целью предотвращения повреждения экструдера, для определения неисправностей измеряют напор массы смеси в экструдере и используют его в качестве сравнительной величины передачи вращающего момента между заполненным смесью шнеком экструдера и стенкой цилчндра, затем измеряют на хвостовике шнека изме нение вращающего момента или изменяющуюся пропорционально изменению вращающего момента измерительную величину и сравнивают с определенными на основании напора массы сравнительными величинами, причем при несовпадении изменения вращающего момента и определенного на основании напора массы изменения величину несовпадения используют в качестве меры изменения вращающего момента за счет посторонних тел в смеси, а повышение вращающего момента на хвостовике шнека используют в качестве сигнала о неисправности в. работе и/или отключении привода экструдера.

2,Способ поп, 1, отличающийся тем, что в качестве измерительной величины изменения вращающего момента используют изменение постоянного тока-приводного двигателя экструдера, которое сравнивают

с изменением напора массы, а отключение привода экструдера ос тдествля- ют при наличии нарастания постоянного тока без соответствующего нара0

5

0

5

0

5

станин напора массы .при соблюдении достаточного условия для отключения, учитывающего временное изменение измерительных величин (dl/dt соответственно dp/dt), изменения уровня измерительных величин и измене1шя числа оборотов шнека.

3. Способ попп. 1и2, отличающийся тем, что напор массы измеряют в цилиндрическом штифте экс- трудера.

4„ Способ по п. 3, отличающийся тем, что напор массы измеряют в цилиндрическом штифте первого после загрузочной воронки ряда.

Изобретение относится к способу контроля шнековых экструдеров, в частности штифтовых экструдеров для пластмасс и резины. Цель изобретения - предотвращение повреждения экструдера. Для этого постоянно сравнивают вращающий момент привода, потребляемый выалом шнека экструдера, с наором массы в обрабатываемой смеси. Как только эти сравнительные величины уже не следуют известным зависимостям, вытекающим из изменений других эксплуатационных характеристик, таких, как увеличение числа оборотов шнека экструдера, повышение вязкости смеси, понижение температуры темперируемых сред, увеличение объема втягиваемой во вход экструдера смеси и т.п., экструдер автоматически выключается, и следует предполагать наличие посторонних тел в смеси. Для регистрации вращающего момента используют вал измерения вращающего момента или пропорциональную моменту измерительную величину. Напор массы определяют с помощью приемника напора массы в обрабатываемом материале, например в штифте цилиндра в случае штифтового экструдера. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.