Способ автоматического регулирования процесса удаления летучих веществ при экструзии материалов

) 1624857 Л 1 29 С 47,/7 союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИ РЕСПУБЛИК ЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРО - .ВАНИЯ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ВЕ 3 ЦЕСТВ ПРИ ЭКСТРУЗИИ МАТЕРИАЛОВ (7) Изобретение относится к способам автоматического управления процессом вакуум-экструзии при переработке полимеров, резинкаучуков и др.материалов. Цепь изобретения - повышение качества. продукта за счет стабилизации содержания в нем остаточных.летучих веществ. Способ заключается в изменении параметров процесса в зависимости от количества летучих веществ в материале. При этом в процессе вакуум-экструзии количество летучих веществ определяют по копичеству сконденсированной жидкости, полученной из отогнанных летучих веществ. Количество отогнанных летучих обратно пропорционально количеству оставшихся в продукте летучих веществ Поэтому по количеству конденсата судят о величине остаточных летучих в готовом продукте. Температура, расход, скорость вращения и дрлараметры непрерывно автоматически регулируют с учетом изменения количества отогнанных летучих Это повышает стабильность качества продукта на 20 - 30%. 1 табл, 1 ил, 162485715 40 45 50 Изобретение относится к способамавтоматического управления процессомвакуум-экструзии, используемым в производстве или при переработке полимерныхматериалов, (резин, каучуков и др,), где осуществляется отгонка летуч"х веществ в процессе вакуум-экструзии,При вакуумировании расплава или раствора в вакуум-экструдере через вакуум-зоны происходит удаление летучих веществ(растворители, влага, низкомолекулярные идр.), Содержание остаточных текучих веществ в продукте определяет его качество.Цель изобретения - повышение качества продукта за счет стабилизации содержания в нем остаточных летучих веществ иобеспечение непрерывной корректировкипараметров процесса.На чертеже представлена принципиальная схема работы системы управленияпроцеСсом удаления летучих веществ приэкструзии полимерных материалов заключается в изменении параметров процесса(например, температуры расхода, скоростивращения) в зависимости от количества летучих веществ в материале, при этом привакуум-экструзии количество летучих веществ в материале определяют по количеству сконденсированной жидкости,полученной из отогнан ных летучих веществ,Количество скондеисированных летучих веществ определяют по расходу или объему,замеренному датчиком уровня в системеконденсации летучих.Г 1 ри вакуум-экструзии количество отогнанных летучих обратно пропорциональноколичеству оставшихся в материале летучихвеществ, Поэтому по количеству конденса 1 аможно судить о величине остаточных летучих веществ в готовом продукте.При работе экструдера 1 газообразныелетучие вещества (растворитель, мономер,влага и др.), выделяющиеся из расплавленного материала или раствора, удаляются извакуум-шахты 2 с помощью вакуум-насоса 3.Газообразные продукты проходят черезтеплообменник 4, где конденсируются вжидкость, которая собирается в сборнике 5,При повышении количества отогнанных летучих продуктов датчик б уровня в сборнике5 (или расходомер) подает сигнал в блокеуправления 7, с помощью которого черезпреобразователь 8 производится регулирование (корректировка) параметров процес. са вакуум-экструзии в системеуправления 9экструдера 1.Таким образом. по данному способупараметры процесса вакуум-экструзии(температура, расход, скорость и др,) регулируются с учетом изменения количества отогнанных летучих веществ из расплавленного материала или раствора. Это способствует стабилизации процесса вакуумирования в материале, в результате 5 чего можно направлению влиять на количество летучих в готовом продукте.Предложенный способ иллюстрируетсяследующими примерами.П р и м е р 1. Из термопластичногополимера (поликарбонат ПК, полисульфон) при вакуум-экструзии удаляется раствори- тель (хлорбензол ХБ), который находится в расплаве в количестве 1,5 ф 6 от массы. Температура расплава 260-280 С для поликарбоната. Скорость вращения шнеков 150 об/мин. Растворитель удаляется до конечного содержания в готовом продукте.(гранулят ПК, получаемый после экструзии) до 0,05, Отогнанный парообразный хлор бензол (ХБ) с температурой 260-280 С в теплообменнике 4 конденсируется при температуре 80-100 С, Жидкий ХБ (конденсат) собирают в сборнике 6. По мере заполнения сборника излишки ХБ удаляются иэ него по сигналу датчика 6 уровня или по расходомеру, который контролирует отбор конденсата ХБ. Одновременно сигнал от датчика б уровня (или от расходомера) подается в блок управления 7, который опреде ляет количество отводимого из сборника 5конденсата в единицу времени. При увеличении содержания ХБ в расплаве полимера с 1,5 до 1,7 от массы увеличится и расход конденсата из сборника 5 за единицу време ни относительно заданной нормируемой величины (при прочих равных условиях процесса вакуум-экструзии: температуре, давлении, глубине вакуума в вакуум-шахте и др.), замерен ной датчиком 6 уровня или расходомером сборника 5, через блок управления 7 и преобразователь 8 сигнал подается в систему управления 9 экструдера 1 на увеличение температуры расплава на 3-8 С или скорости вращения шнеков на 10 -15 об/мин. Увеличение этих параметров способствует повышению эффективности дегазации ХБ из расплава, т.е. увеличивается количество от оняемых летучих продуктов в среднем на 20-30, После прекращения сигнала датчика б уровня или расходомера температура ири скорость вращений шнеков перестают увеличи-,ваться и.автоматически снижаются доранее установленной величины. 55 Пример 2. В отличие от примера 1,увеличение количества собираемого конденсата может быть связано с увеличенийй количества летучих веществ по отношению к заданному нормированному значению в исходном продукте (свыше 2-3). О количе1624857 В этом случае увеличится даез .нее пз;плава в экструдере 1 и снизится уро:.ьконденсата ХБ в сборнике 5 или расход егоиз сборника, Тогда по сигналам от датчика5 давления расплава и датчика 6 уровня илирасхвдомера в блоке управления 7 вырабатывается сигнал на увеличение температуРы расплава на 5-15 С,При восстановлении давления распла 10 ва, т,е, при снижении его вязкости до первоначального значения, автоматическивосстанавливается температура расплава,П р и м е р 4. В отличие от примера 1 привакуум-экструзии растворитель удаляется15 из раствора полимера, Нормированное содержание растворителя в растворе 15 оь (отмассы). Скорость вращения шнеков вакуумэкструдера 200 об/мин. При увеличении содержания растворителя в исходном20 растворе с 15 до 17 от массы стабилизация процесса вакуум-экструзии осуществляется так же, как в примере 1,В таблице представлены данные по качеству готового продукта(на примере грану 25 лированного ПК), полученного методомвакуум-экструзии при вакуумированиихлорбензола,Эти данные показывают, что использование способа позволяет повысить стабиль 30 ность качества в среднем на 20-30 ф(, за счетуменьшения брака продукции при нерегулируемом процессе вакуум-экструзии по количеству остаточных летучих веществ (ХБ иПК),35 Указанные примеры подтверждают реальность поставленной цели: стабилизациюлетучих продуктов и возможность непрерывной автоматической корректировки параметров процесса вакуум-экструзии,40(56) Авторское свидетельство СССРМ 1256972, кл. В 29 В 15/02, 1985,Авторское свидетельство СССРМ 1030192, кл. В 29 В 13/06, 1982,45 Исходний полимер.ф 0,97 0.96 0,96 - 0,98 0,045 0,45 0,050 0,1 0,052 0,052 0,0 0,05 1,4 - 2,5 стве летучих веществ можно судить по вязкости расплава. Растеоритель (ХБ) в поликарбонате снижает вязкость расплава по сравнению с заданным значением, поэтому вязкость расплава, а следовательно, исходное содержание летучих веществ может регистрироваться автоматически по сигналу датчика давления расплава в экструдере 1, поступающему в блок управления 7 при снижении давления расплава.В этом случае по сигналам от датчика давления и датчика 6 уровня или расходомера в блоке управления 7 вырабатывается сигнал о количестве летучих веществ в исходном продукте, поступающем на вакуум- экструзию. Этот сигнал преобразуется е преобразователе 8 в команду на корректировку температуры или скорости вращения шнеков. Например, для ПК температура может быть повышена до 285 - 300 С, скорость вращения шнеков повышается в пределах возможности экструдера 1 )зависит от расхода, крутящего момента и др.), После выхода экструдера 1 на предельные значения по температуре и скорости подается сигнал в систему управления предыдущей стадией процессов, с которой поступает полимер е экструдер 1, например е роторно-пленочный аппарат, Сигнал иэ блока управления 7 через преобразователь 8 корректирует параметры работы роторно-пленочного аппарата (давление, расход, температуру и т.д.), что снижает содержание летучих веществ в расплаве до заданных значений (1-27.). П р и м е р 3, В отличие от примеров 1 и 2, количество собираемого е сборнике 5 и отводимого из него конденсата ХБ может уменьшаться из-за снижения количества удаляемого иэ расплава поликарбоната ХБ, связанного с увеличением вязкости расплава, поступающего в вакуум-экструдер, на 5-15 г/1, мин по сравнению с установленным значением. Ухудшился отсос летучих веществ.1 б 24857 остааитель Л.Кольцоваехред М,Моргентал Корректор А,Мотыль Редактор ТЛилипенк писное Тираж Под НГЮ "Поиск" Роспатента113036, Москва, Ж, Раушская наб.,ак ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин Формула изобретенияСПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССА УДАЛЕНИЯ ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ ЭКСТРУЗИИ МАТЕРИАЛОВ путем изменения параметров процесса в зависимости от количества ле-. тучих веществ в материале. отличающийся тем, что, с целью повышения качества про-.10 дукта за счет стабилизации содержания в нем остаточных летучих веществ и обеспечения непрерывной автоматической корректировки параметров процесса, в процессе вакуум-экструзии количество летучих веществ в материале определяют по количеству сконденсированной жидкости, полученной из отогнанных летучих веществ.