Система автоматического регулирования диаметра экструдируемого пленочного рукава

 

Изобретение позволяет повысить качество пленки за счет стабилизации ширины рукава при вращении формующей головки и изменения высоты зоны затвердевания пленки. Система содержит экструзионную головку с ближними и дальними к ее выходу измерителями перемещения точек на поверхности рукава . Ближние измерители и задатчик диаметра подключены к входу схемы сравнения. К ее выходу подсоединены вход регулятора диаметра с заслоночным устройством. Выходы дальних измерителей подключены через фильтр низких частот к одному входу дополнительной схемы сравнения. К ее другому входу подключен выход общего для двух схем сравнения задатчика диаметра рукава. Регулятор диаметра рукава дополнительным входом подключен к выходу дополнительной схемы сравнения. При работе системы осуществляется стабилизация ширины рукава даже при наличии его некруглости в поперечном сечении. 5 ил. 1 (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ны затвердевания пленки.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И mHPbfTHRM

ПРИ fHHT СССР (21) 4706726/05 (22) 17.05.89 (46) 23. 04. 91. Бюл. У (71) Украинский научно-исследовательский и конструкторский институт по разработке машин и оборудования для переработки пластмасс, резины и искусственной кожи (72) .Н.Значковский (53) 678,057.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1243954, кл. В 29 С 47/92, 1984.

Авторское свидетельство СССР

М 1549772, кл. В 29 С 47/92, 1988. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ДИАМЕТРА ЭКСТРУДИРУЕМОГО

ПЛЕНОЧНОГО РУКАВА (57) Изобретение позволяет повысить качество пленки за счет стабилизации ширины рукава при вращении формуюИзобретение относится к области автоматического управления процессами формообразования экструдируемых полимерных изделий, в частности к управлению диаметром пленочного рукава, экструдируемого как через неподвижную, так и через вращающуюся формующие головки: с двухсторонним внутренним и наружным воздушным охлаждением пленки.

Цель изобретения — повышение качества пленки за счет стабилизации ширины рукава при вращении форму„„SU„„1 43170 А1 (Д1)У В 29 С 47/92 // В 29 L 23:00

2 щей головки и изменения высоты зоны затвердевания пленки. Система содержит экструзионную головку с ближними и дальними к ее выходу измерителями перемещения точек на поверхности рукава. ьлижние измерители и задатчик диаметра подключены к входу схемы сравнения. К ее выходу подсоединены вход регулятора диаметра с эаслоночным устройством. Выходы дальних измерителей подключены через фильтр низких частот к одному входу дополнительной схемы сравнения. К ее другому входу подключен выход общего для двух схем сравнения задатчика диаметра рукава, Регулятор диаметра рукава дополнительным входом подключен к выходу дополнительной схемы сравнения. При работе системы осуществляется стабилизация ширины рукава даже при наличии его некруглости в поперечном сечении. 5 ил. ющей головки и изменении высоты зоНа фиг.1 приведена общая схема системы автоматического регулирования диаметра рукава; на фиг.2 — система в составе линии, содержащей формующую, головку с двумя дальними измерителями и одним ближним измерителем, механически связанным с роликами устройства стабилизации положения рукава; на @иг.3-5 — схемы сравнения, позволяющие реализовать пред" лагаемую систему.

1643170

Система автоматического регулирования диаметра экструдируемого пленочного рукава содержит экструдер (не показан), формующую головку 1 ci входом 2 и мундштуком 3 с кольцевой щелью 4, устройство 5 внешнего воздушного охлаждения рукава с патрубком 6, нагнетающую 7 и отсасывающую

8 воздушные магистрали с вентилято- 10 рами 9 и 10.

Экструдируемый пленочный рукав с зонами расплава i 1 и затвердевания

12, принимается складывающими 11 и

12 щеками, валками 13 и 14 тянущего 15 устройства с приводом 15.

Система содержит ближние по отношению к выходу 4 головки 1 измерители 16 и 17 перемещений точек на поверхности рукава со схемой суммиро- 20 вания сумматором 18 и дальние измерители 19 и 20 со схемой суммирования сумматора 21. На вход основной схемы 22 сравнения подключены выходы схемы суммирования сумматора 18 и 25 задатчика 23 диаметра. Выход схемы

22 сравнения подключен на основной вход 24 регулятора 25 диаметра рукава, а выход 26 регулятора 25 подключен к грубому 27 и точному 28 3р заслоночным исполнительным устройствам, установленным на одной из магистралей 8 подачи-отвода воздуха в полость рукава.

В устройство введена-дополнительная схема 29 сравнения и фильтр 30 нижних частот.

Дальние измерители 19 и 20 подключены через схему 21 суммирования и фильтр 30 низких частот на один 40 вход дополнительной схемы 29 сравнения. К второму (отрицательному) входу схемы 29 сравнения подключен выход общего для двух схем 22 и 29 сравнения задатчика 23 диаметра.

Выход дополнительной схемы 29 сравнения подключен через контакт выключателя 31 к дополнительному входу 32 регулятора 25 диаметра.

Полоса пропускания фильтра 30 низ- 50 ких частот выбирается по условиям устойчивой работы системы. Она соиз1 мерима с величиной — где с — время с прохождения рукавом расстояния и по вертикали между ближними 16 и 17 и дальними -19 и 20 измерителями. Для выполнения этого условия при выборе требуемой (по технологии) скорости отвода пленки (валками 13 и 14) фильтр 30 низких частот снабжен устройством управления его полосой пропускания (постоянными времени), содержащим, например, постоянный 33 и переменный 34 резисторы, конденсаторы 35 и переключатель 36.

В частном случае реализации системы на фиг.2 привод 15 валков 13 и 14 тянущего устройства снабжен дополнительным выходом, подключенным через функциональный преобразователь 37 с входом управления устройства управления полосой пропускания фильтра 30, На фиг.3 выходом привода 15 является, например, положение движка 38 задатчика 39, а входом устройства управления полосой пропускания филь тра является положение движка 40 потенциометра 34. Иеханическая связь

37 при этом реализует функциональную зависимость между положениями движков 38 и 40 резисторов 39 и 34.При этом функциональная связь 37, параметры резисторов 33,34 и 39, конденсатора 35 и схема устройства управления полосой пропускания фильтра 30 выбраны таким образом, чтобы реализовалась функциональная зависимость где f. — полоса пропускания фильтра 30;

К коэффициент пропорциональности;

V — скорость отвода пленки.

Система может быть реализована (фиг.2) с использованием роликового и других устройств 41 стабилизация положения рукава. В этом случае ближний измеритель 17 механически связан через стойку 42 с роликовыми рабочими элементами 43 и 44 — приводом радиального. перемещения устройства

41, а также 45 †. устройством управле" ния приводом 44.

Фиг.3-5 иллюстрируют различные варианты реализации схем 22 и 29 сравнения (фиг.1). Эти схемы позволяют выключать дальние измерители 19 и

20 при помощи выключателя 31 без существенного изменения заданного значения диаметра рукава.

На фиг.3 основания 22 и дополнительная 29 схемы сравнения системы реализованы за счет подключения вы1643170

Я ходов сумматоров 18 и 21 последовательно-встречно с выходом эадатчика

23 диаметра. Свободная клемма задат.чика 23 соединена с общей входной точкой (землей) регулятора 25, свободная выходная клемма сумматора 18 подключена на вход 24 регулятора 25.

Свободная выходная клемма сумматора

21 при этом подключена через фильтр

30 и выключатель 31 к дополнительному входу 32 регулятора 25. Схема на фиг.3 по существу собрана по схеме сравнения выходных напряжений сумматоров 18 и 21 с напряжением задатчика

23 на входах 24 и 32 регулятора 25 диаметра.

На фиг.4 приведена схема сравнения, в которой осуществляется сравнение токов в резисторах 46 и 47 и в резисторах 48 и 49 на входах 24 и 32 регулятора 25. При этом резисторы 46 и 47 реализуют схему 22 сравнения, а резисторы 48 и 49 — схему

29 сравнения.

На фиг.5 приведена схема сравнения, аналогичная схеме, приведенной на фиг.3, в которой дополнительный контакт 50 выключателя 31 при выключении дальних измерителей 19 и 20 шунтирует последовательную корректирующую (разделительную) RC-цепь 51, включенную в контуре ближнего измерителя 17, приведенного на фиг,2(гиб- кая обратная связь 52 регулятора 25— операционный. усилитель 53 — входные резисторы 54 и 55. регулятора 25).

Система работает следующим образом.

В формующую головку 1 через вход

2 с выхода экструдера непрерывно поступает расплав полимера, При этом экструдируется рукавная заготовка иэ расплава полимера, которая охлаждается воздушными потоками с внутренней и наружной сторон, раздувается, затвердевает, поднимается вверх в виде цилиндрического рукава 56 и протягивается между складывающими щеками 12 и 13 при помощи тянущих валков 13 и 14.

Регулятор 25 диаметра с измерителями 16 и 17 и заслоночными исполнительными устройствами 27 и 28 при разомкнутом контакте выключателя 31 обеспечивают автоматическое регулирование диаметра, до которого раздувается пленочный рукав 56. Регулятор 25 обычно работает наиболее эффективно в случае, когда контактные ролики измерителей 16 и 17 находятся в зоне

57 эатвердевания пленки. Заданное значение диаметра выставляется оператором при помощи задатчика 23. Если формующая: головка 1 неподвижна, регулятора 25 с измерителями 16 и

17 во многих случаях оказывается достаточно для получения высокой стабильности ширины рукава.

При реверсивном вращении формующей головки 1 вокруг своей оси происходит синхронное вращение профиля разнотолщинности рукава и разложение разнотолщинности при намотке пленки в рулоны (не показаны).

Наличие разнотолщинности в поперечном .(перпендикулярном) сечении рукава приводит к тому, что разные участки рукава растягиваются с разными радиальными и осевыми удельными усилиями. Поэтому рукав 56 в зоне его раздува имеет некруглые поперечные сечения. Некруглость рукава 56 по мере удаления вверх от зоны

57 эатвердевания уменьшается. При этом для повышения стабильности ширины сложенного рукава целесообразно измерители 16 и 17 устанавливать как можно выше над зоной 57 затвердевания, однако при этом снижается быстродействие системы регулирования. Следовательно, измерители 16 и 17 -приходится устанавливать на высоте, где еще имеет место значительная некруглость поперечного сечения рукава 56.

При включении выключателя 3 1 на второй вход 32 регулятора 25 поступает разница сигналов, поступающих с выхода сумматора 21 и задатчика 23.

При этом измерители 19 и 20 измеряют отклонения диаметра рукава 56 в поперечном сечении рукава, имеющем практически форму круга, и результаты такого измерения соответствуют изменениям ширины рукава 56. Для обеспечения устойчивой работы системы с измерителями 19 и 20 в систему введен фильтр 30 низких частот °

Расстояние между измерителями 16, l7 и 19,20 по вертикали выбирается достаточным для того, чтобы обеспечивалось круглое сечение рукава 56 в зоне касания к нему измерителей

19 и 20.При этом при выборе скорости отвода пленки тянущими валками

1643170

13 и 14 с приводом 15 оператор выбирает при помощи резистора 34 и переключателя 36 требуемую полосу пропускания фильтра 30 s соответствии с соотношениями, приведенными выше.:

При неизменном технологическом режиме полоса пропускания фильтра.30 может оставаться неизменной. Она вы бирается расчетным путем и уточняет-: 10 ся экспериментально для каждой рабочей скорости отвода пленки., Фильтр 30 пропускает полосу низких частот суммарного сигнала измерителей 19 и 20, обеспечивает 15 стабилизацию ширины рукава 56 при вращении формующей головки 1 и при изменении высоты эоны 57 эатверде" вания рукава 56. При этом в системе, приведенной на фиг. 1, коэффициент . 2б усиления по входу 32 регулятора 25 в несколько раэ выше коэффициента усиления по входу 24. При этом ширина готовой пленки определяется преимущественно дальними измерителя- 25 ми 19 и 20, а ближние 16 и l7 обеспечивают требуемое быстродействие системы.

В системе на фиг.2 RC-цепь 46 разделяет выход схемы 22 сравнения и 30 вход 24 регулятора 35 по постоянному току. Это обеспечивает условия, при которых ширина рукава 56 определяется практически контуром регули рования с дальними измерителями 19 и 20. Ближний измеритель при этом имеет радиальное перемещение вместе с устройством 41 и обеспечивает быстродействие системы. Корпусы дапьних измерителей 19 и 21 неподвижны. 4{}

Изобретение позволяет расширить область использования предлагаемой системы для,линий с вращающимися экструзионными головками, а также для, линйй с внутренним воздушным охлаж- 45 дением пленочного рукава, повысить качество выпускаемой продукции и экономию сырья за счет снижения отклонений ширины рукава при вращении формующей головки и при изменении высоты зоны затвердевания пленки.

Поставленная цель достигается тем, что система снабжена дополнителЬной схемой сравнения и фильтром нижних частот, содержащим устройство управ- ления его полосой пропускания. формула изобретения!

Система автоматического регулиро- вания диаметра экструдируемого пленочного рукава, содержащая экструдер, кольцевую экструзионную головку с ближними и дальними относительно ее выхода измерителями перемещений точек на поверхности рукава, схему сравнения, к входам которой подключены ближние измерители и эадатчик диаметра рукава, а к выходу - вход регулятора диаметра рукава с эаслоночным исполнительным устройством, установленным на воздушной магиетралй иодачи отвода воздуха в полость рукава, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения качества пленки за счет стабилизации ширины рукава при враще-. нии формующей головки и изменения высоты зоны затвердевания пленки, система снабжена дополнительной схемой сравнения и фильтром низких частот с устройством управления. его полосой:пропускания, выходы дальних измерителей подключены через фильтр низких частот к одному входу дополнительной схемы сравнения, к ее второму входу подключен выход общего для двух схем сравнения задатчика диаметра рукава, а регулятор диаметра рука" ва снабжен дополнительным входом, подключенным к выходу дополнительной схемы сравнения.

1643170

1643> Уо

Q! b43170

1643170

Составитель Л.Кольцова

Техред М.Дидык Корректор А.Обручар

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 1200 Тираж 390 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101