Комплекс для изготовления термореактивных композиций Советский патент 1992 года по МПК B29B7/72 

Изобретение может быть использовано для автоматического регулирования технологических параметров композиций при использовании шнековых смесителей.

Известен комплекс для изготовления термореактивных композиций, включающий термостатируемый материальный цилиндр, соединенный с магистралями подачи основного и дополнительного компонентов, связанный с системой зонного нагрева-охлаждения, содержащей блок коррекции температуры, размещенный внутри цилиндра шнек пластикатора-смесител я, сйяЗан- ный с приводом вращения через торсион с датчиком измерения угла скручивания, соединенным через блок коррекции числа оборотов с приводом вращения, а также через блок коррекции температуры - с системой зонного нагрева-охлаждения.

Известный комплекс позволяет повысить качество получаемых композиций за счет измерения колебаний вязкостных характеристик смеси и композиции и регулировки по ним времени, пребывания композиции в пластикаторе-смесителе, что дает возможность относительно стабилизировать их технологические свойства при регулировке температуты термостатирования по зонам в узком интервале, однако он не обеспечивает точную регулировку температуры термостатирования по зонам в зависимости от изменения свойств смеси и

Ч О Ы Ю О

ГО

композиции по мере смешения компонентов, так как установка торсиона только между шнеком и приводом не позволяет уловить взаимно гасящиеся изменения вязкости по зонам термостатирования цилиндра, что снижает качество получаемых композиций из-за колебания их технологических свойств,

Целью изобретения является стабилизация технологических свойств композиций.

Поставленная цель достигается тем, что шнек пластикатора-смесителя выполнен составным из втулок с внешней винтовой нарезкой, размещенных по зонам термостатирования цилиндра, соединенных между собой с возможностью упругого перемещения и снабженных датчиками измерения упругой деформации, которые соединены через блок коррекции температуры с системой нагрева-охлаждения соответствующих зон термостатирования.

Смежные втулки могут быть соединены посредством торсионов, жестко закрепленных на их концах, при этом датчики размещены на торсионах и являются датчиками измерения угла скручивания торсионов. Соединение смежных втулок может быть шли- цевым, при этом датчики размещены на торцах выступов шлицевого соединения и являются датчиками измерения угла изгиба в -.ступов шлицевого соединения. Смежные втулки могут быть соединены посредством шпонок, при этом датчики размещены на торцах шпонок и являются датчиками измерения угла изгиба шпонок,

На фиг. 1 показан предлагаемый комплекс; на фиг. 2-4 - варианты соединения втулок (а - последовательное соединение, б - параллельное соединение).

Комплекс содержит шнековый пласти- катор-смеситель, содержащий материальный цилиндр 1, соединенный с магистралями 2 и 3 подачи основного компонента (смолы) и дополнительных компонентов (сыпучих), связанными с системой зонного нагрева-охлаждения (например, по четырем зонам п° -14°), включающей в себя блок 4 коррекции температуры и размещенный внутри цилиндра 1 шнек, выполненный составным из втулок 5 с внешней винтовой нарезкой 6. Втулки 5 размещены по зонам термостатирования цилиндра, соединены между собой с возможностью упругого соединения и снабжены датчиками измерения упругой деформации, которые связаны через блок 4 коррекции температуры с системой нагрева-охлаждения соответствующих зон термостатирования. Смежные втулки 5 могут быть последовательно соединены посредством торсионов 7, жестко закрепленных на их концах, при этом датчики размещены на торсионах и являются датчиками 8 измерения угла скручивания торсионов 7.

Соединение смежных втулок 5 может быть шлицевым (последовательное или параллельное), при этом датчики размещены на торцах выступов 9 шлицевого соединения и являются датчиками 10 измерения угла из0 гиба выступов шлицевого соединения. Смежные втулки 5 могут быть соединены (последовательно или параллельно) посредством шпонок 11, при этом датчики размещены на торцах шпонок 11 и являются

5 датчиками 12 измерения угла изгиба шпонок 11.

Также возможно сочетание в одном шнеке соединения втулок 5 посредством шлицевого гоединения, торсионов 7 и шпо0 нок 11.

Кроме того, шнек связан с приводом 13 вращения через торсион 14 с датчиком 15 измерения угла скручивания, соединенным через блок 16 коррекции числа оборотов с

5 приводом 13.

Комплекс содержит также датчики 17 непрерывного вискозиметра, например ВВН-2М, установленные на магистрали 2 подачи смолы, связанные через блок 16 кор0 рекции числа оборотов с приводом 13, и термопары 18, установленные в материальном цилиндре 1 пластикатора-смесителя по зонам термостатирования, связанные через блок 4 коррекции температуры с соответст5 вующими зонами ti° - ti° системы нагрева- охлаждения.

Комплекс работает следующим образом.

По магистралям 2 и 3 в материальный

0 цилиндр 1 шнекового пластикатора-смесителя подают все ингредиенты термореактивной композиции в заданном соотношении. С помощью датчиков 17 постоянно контролируют вязкость и темпера5 туру расплава смолы, при изменении которых через блок 16 коррекции числа оборотов подают команды на привод 13 вращения шнека пластикатора-смесителя об изменении частоты вращения. За счег сни0 жения (увеличения) частоты вращения привода 13 при падении (возрастании) вязкости, при постоянной температуре расплава, изменяют время пребывания композиции в смесителе при оптимальной

5 температуре материального цилиндра 1 по зонам ti° -14° в зависимости от температуры расплава в магистрали 2.

Колебание свойств сыпучих компонентов, органического или минерального на- полнителя (древесная мука, хлопковый очес,

асбест, глинозем) приводит к изменению теплопроводности смеси и композиции, что изменяет вязкость. Изменение вязкости композиции может быть зафиксировано при изменении угла скручивания торсиона 14, размещенного между приводом 13 вращения и составным шнеком пластикатора-сме- сителя, датчиком 15. При этом с датчика 15 подается команда через блок 16 коррекции числа оборотов на регулировку частоты вращения привода 13.

Колебание вязкости расплава смолы и различных характеристик сыпучих (сыпучесть, влажность, склонность к комкованию, форма частиц, смачиваемость, качество сухого смешения, колебание соотношения компонентов сухой смеси и т.п.) приводит к колебанию качества и скорости смешения композиции, при этом колебание теплопроводности композиции по зонам термостати- рования будет различным. Изменение вязкости смеси и композиции по зонам тер- мостатирования ti° - t4° фиксируется при изменении упругой деформации элементов 7, 9, 11, которыми соединены втулки 5 с датчиками 8, 10, 12 соответственно, при этом сигналы с датчиков 8,10,12 поступают через блок 4 коррекции температуры, где по результатам сравнения этих сигналов с эталонными значениями для реальной температуры, измеряемой термопарами 18, вырабатывается командный сигнал на корректировку температуры по соответствующим зонам п° - ы°, чем достигается стабилизация технологических свойств приготавливаемых термореактивных композиций.

Сравнение различных вариантов соединения втулок показало, что максимальной чувствительностью обладает датчик 8, установленный на торсионе 7, так как при прочих равных условиях, по сравнению со шпонкой и шлицем, сила, скручивающая торсион 7, имеет большее плечо, а минимальной чувствительностью - датчик 10, установленный на торце выступа 9 шлица, так как при прочих равных условиях, по сравнению с датчиком 12, установленным на шпонке 11, сила, действующая на выступ шлица 9, при одинаковом плече будет по величине во столько же раз меньше силы, действующей на шпонку 11, сколько выступов шлицев имеет шлицевое соединение. Однако большее усилие на соединительный элемент при прочих равных условиях вызывает большую деформацию, которая, в свою очередь, вызывает больший угол несовпадения внешней винтовой нарезки 6 втулок 5. что приводит к падению производительности пластикатора-смесителя Поэтому торсион 7 применим только для последовательного

соединения втулок, работающих под низкими нагрузками для приготовления низковязких низконаполненных композиций или для приготовления термолабильных композиций, когда к стабильности технологических свойств композиции преьявляются особые требования.

Шпоночное соединение применимо для последовательного и параллельного соединения втулок 5 при приготовлении низковязких высоконаполненных композиций, характеризуемых значительным перепадом вязкости по зонам термостатирования в зависимости от качества смешения.

Шлицевое соединение втулок 5 следует рекомендовать для приготовления высоковязких и высоконаполненных композиций, причем последовательное соединение втулок 5 рекомендуется для композиций с резко меняющейся в процессе приготовления вязкостью, а параллельное - для композиций с невысокими колебаниями вязкости.

Сочетание различных вариантов соединения втулок применимо при резком изменении вязкости в одной из технологических зон приготовления композиции, при этом средства и способы соединения втулок 5 выбирают в зависимости от вязкости компо- зиции в каждой технологической зоне,

Подбор средств и способов соединения втулок 5 по приведенным выше рекомендациям и оснащение этих соединений соответствующими датчиками, связанными через блок 4 коррекции температуры с системами

нагрева-охлаждения соответствующих зон термостатирования материального цилиндра 1, позволяют стабилизировать технологические свойства приготавливаемых термореактивных композиций с высокой

степенью точности.

Таким образом, данный комплекс по сравнений с известнымТюЪволяет стабилизировать технологические свойства термореактивных композиций, повысить их

качество, полностью автоматизировать процесс их производства, исключив первоначальную отладку комплекса и ручное задание температур зонного термостатирования.

Формула изобретения

1. Комплекс для изготовления термореактивных композиций по авт. св. № 1680526,

отличающийся тем, что, с целью стабилизации технологических свойств композиций, шнек пластикатора-смесителя выполнен составным из втулок с внешней винтовой нарезкой, размещенных по зонам

термостатирования цилиндра, соединенных между собой с возможностью упругого перемещения и снабженных датчиками измерения упругой деформации, которые соединены через блок коррекции температуры с системой нагрева - охлаждения соответствующих зон термостатирования.

2. Комплекс по л. 1. о т л и ч а ю щ и и с я тем, что смежные втулки соединены посредством торсионов, жестко закрепленных на их концах, при этом датчики размещены на торсионах и выполнены в виде датчиков измерения угла скручивания торсионов.

3.Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что соединение смежных втулок выполнено шлицевым, при этом датчики размеще- ны на торцах выступов шлицевого

соединения и выполнены в виде датчиков измерения угла изгиба выступов шлицевого соединения. .

4.Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что смежные втулки соединены посредством шпонок, при этом датчики размещены на торцах шпонок и выполнены в виде датчиков измерения угла изгиба шпонок.

Использование: изготовление термореактивных композиций в шнековых смесителях с автоматическим регулированием технологических параметров. Сущность изобретения: шнек пластикатора-смесителя выполнен составным из втулок с внешней винтовой нарезкой. Втулки размещены по зонам термостатироВания цилиндра и соединены между собой с возможностью упругого соединения. Втулки снабжены датчиками измерения упругой деформации. Датчики соединены через блок коррекции темпера1уры с системой нагрева-охлаждения соответствующих зон термостатирования. Смежные втулки могут быть соединены посредством торсионов, шпонок. Соединение втулок может быть шлицевым. Подбор средств и спосо- бов соединения втулок позволяет регулировать свойства композиций с высокой степенью точности. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Сыпучие ,j

у $

Фир2.

i т

Ъ б о о и 66 о о о о о ю а

о о о о о о о о о о од

V

Удаление оппозиции

ФигЛ

5109

шу/////ттш

з

Ff-J

s п ;;