Способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине Советский патент 1981 года по МПК B30B9/18 

1

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно химическому, и может быть использовано при термической сушке различных полимерных материалов, таких как синтетические каучуки, полиэтилен, целлюлоза.

Известен способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине, заключающийся в регулировании частоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе машины 1.

Недостатком известного способ является малая надежность машины, связанная с тем, что частота вращения червячного вала изменяется в зависимости от температуры материала, которая не является показателем наличия перемещения материала в мащине и изменяется в этом случае только с большим запаздыванием, что приводит либо к местному перегреву материала, либо к переполнению машины и ее забивке.

Цель изобретения - повышение производительности и надежности путем предотвращения перегрева материала и забивки машины.

Эта цель достигается тем, что согласно способу управления процессом сущки полимерных материалов в червячной машине, заключающемуся в регулировании частоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе, дополнительно регулируют частоту вращения червячного вала по величине осевой составляющей скорости движения материала в мащине так, что, если при определенной температуре величина осевой составляющей скорости движения материала выше расчетной, то чистоту вращения вала увеличивают, а если ниже, то уменьшают. Величину осевой составляющей скорости определяют по давлению материала в мащине и по моменту сопротивления на валу машины.

На чертеже приведена схема управления процессом сушки полимерных материалов.

В червячной машине 1 происходит процесс сущки полимерных материалов, поступающих в загрузочную воронку. По мере подвижения материал интенсивно перемещивается, уплотняется и разогревается под действием трения материала о поверхность червяка и цилиндра и внутреннего трения в материале. Разогретый до заданной температуры материал выдавливается через выгрузное устройство в зону меньшего давления, где влага за счет запасенного в материале и жидкости тепла испаряется, а сухой материал поступает на дальнейшую обработку. Температура материала на выходе из машины измеряется с помощью датчика 2. Сигнал, пропорциональный температуре, поступает на вход регулятора 3, выход которого воздействует на исполнительный орган 4 двигателя 5, изменяюш,ий частоту врашения червяка. Величина осевой составляющей скорости движения материала в машине, показателем которой является давление материала на выходе, измеряется с помошью датчика 6. Сигнал, пропорциональный давлению, поступает на вход регулятора 7, выход которого связан с минусовым входом сумматора 8. Плюсовой вход сумматора, 8 связан с задатчиком 9 температуры, а выход - с задающим входом регулятора 3. Позиция 10 - датчик момента сопротивления на валу машины. Система управления работает следующим образом. В случае перемещения материала его давление на выходе машины выще заданного, поэтому на выходе регулятора 7 и на минусовом входе сумматора 8 сигнал отсутствует. В этом случае в задающий вход регулятора 3 поступает через сумматор 8 сигнал, устанавливаемый задатчиком 9 температуры. Регулятор 3, стремясь обеспечить заданное значение, устанавливает с помошью исполнительного органа 4 двигателя 5 необходимую частоту вращения червячного вала. Когда материал не перемещается, давление егОНа выходе резко падает.На выходе регулятора 7 и минусовом входе сумматора 8 появляется сигнал, при этом в задающий вход регулятора 3 поступает сигнал, равный разности сигналов от задатчика 8 температуры и регулятора 7. Регулятор 3, стремясь обеспечить новое уменьщенное задание, уменьшает с помощью исполнительного органа 4 двигателя 5 частоту вращения червячного вала. Уменьшение частоты вращения червячного вала приводит к увеличению величины поверхности сцепления материала с корпусом машивы и, как следствие, к восстановлению перемещения материала к выходу. По окончании переходного процесса выходное давление становится выше заданного, сигнал на выходе регулятора 7 и минусовом входе сумматора 8 отсутствует, в задающий вход регулятора 3 поступает сигнал только от задатчика 8 температуры, а частота вращения червяка устанавливается в соответствии с требованиями процесса сушки, обеспечивая заданную температуру. Система управления работает аналогично если вместо датчика 6 давления на выходе машины использовать датчик 10 момента сопротивления на валу машины, связанный с регулятором 7. Пример. При переработке каучука СКД ля получения влажности менее 0,5% необходимо при производительности 8 т/ч обеспечить следующие значения технологических параметров; Температура каучука на входе, С°85 Содержание влаги на входе, %12 Температура каучука перед выгрузным устройством, С° 170 Частота вращения червячного вала, об/мин 120 Давление каучука перед выгрузным устройством, мПа 7,5 Момент сопротивления на валу машины, Н-м 5750 Величина площади поверхности сцепления каучука с корпусом машины, 2,4 При уменьшении производительности до 3,5 т/ч величина площади поверхности сцепления каучука с корпусом машины уменьшается до 0,72 м, баланс сил нарушается и материал не перемещается, при этом давление сразу падает до0,8 мПа, а момент до 600 Н м. В этом случае при управлении процессом по известному способу температура в течение 1,5 мин не изменяется, а потом резко возрастает до 192°С, что приводит к резкому снижению частоты вращения. В результате происходит забивка мащины и, как следствие, остановка всей линии. При управлении процессом предлагаемым способом уменьшение давления или момента проводит к уменьщению разности между сигналами температуры и скорости, что вызывает быстрое уменьшение частоты вращения с 210 до 110 об/мин. Величина площади поверхности сцепления .материала с корпусом машины при этом возростает до 1,6м2, что приводит к восстановлению движения материала к машине. По окончании переходного процесса давление возрастает до 4,0 мПа, момент до 2400 Н-м частота вращения до 160 об/мин, а температура практически не изменяется. Таким образом, предлагаемый способ управления обеспечивает оптимальный температурный режим процесса и предотвращает переполнение машины и ее забивку. Экономический эффект от изобретения определяется сокращением простоя оборудования и затрат на его чистку. Формула изобретения 1. Способ управления процессом сушки полимерных материалов в червячной машине, заключающийся в регулировании частоты вращения червячного вала в зависимости от температуры материала на выходе машины, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности, дополнительно регулируют частоту вращения червячного вала по величине осевой составляющей скорости движения материала в мащине так, что, если при определенной температуре величина осевой составляющей скорости движения материала выще расчетной, то частоту вращения вала увеличивают, а если ниже, то уменьшают.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину осевой составляющей скорости определяют по давлению материала в машине.

3.Способ по п. 1, отличающийся тем, что величину осевой составляющей скорости определяют по моменту сопротивления на валу мащины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 484094, кл. В 30 В 9/18, 31.05.73.