Способ регулирования процесса экструзии на шнековом прессе

ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХЕСПУБЛИК я)5 В 28 В 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ с ледовательскии ышленности ас о СССР , 1986. АНИЯ ПРОЦЕСВОМ ПРЕССЕк производствуиз цементносости, асбестоце(54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВ СА ЭКСТРУЗИИ НА ШНЕК (57) Изобретение относится строительных материалов держащих смесей,. в частн ения шнека в мо щ ни безостановочека, обеспеть, равную Лт безостаности пресой скорости интовои оли едиттрени сти шн экструдируемои ка, доля единиць Рбок боковое д ом прессе, н/м 2; Я 1, В 2 - соответ нека и цилиндра с - теплоемкос(Т -Тп) (1 -2 д; -ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-иси проектный институт промбестоцементных изделий(56) Авторское свидетельстМ 1227107, кл, В 29 С 47/9 Изобретение относится к производству строительных материалов из цементосодержащих смесей, в частности асбестоцементных, методом экструзии на одношнековом прессе,Целью изобретения является увеличение выпуска изделий в одноковшовом прессе за счет уменьшения числа его остановок при неизменной средней производительности пресса.В способе регулирования процессом экструзии на шнековом прессе, включающем изменение скорости вращения шнекового рабочего органа в процессе экструзии, скорость вращения шнека снижают во времени по формуле; 2ментных, методом экструзии на одноковшовом прессе. Целью изобретения является увеличение выпуска изделий в одноковшовом прессе за счет уменьшения числа его остановок при неизменной средней производительности пресса. Для этого скорость вращения шнека снижают во времени по графику, рассчитанному по математической формуле, зависящему от свойств цементной смеси, максимально допустимой ее температуры на выходе из пресса, температуры цементной смеси на входе в пресс, заданного интервала времени безостановочной работы пресса. средней в этом интервале времени, его производительности и характеристик конструкции. 3 ил. где в(т)- скорость вращмент времени т, с 1;Лг - интервал временой работы пресса, с;всо - скорость вращения шнчивающая производительносредней в интервале времениновочной работы производителса при использовании переменнвращения шнека го(т), с 1;сов р- косинус угла подъемлинии шнека у выпорной лопастницы;1 - коэффиц н ясмеси на повер о еа - средняя в интервале времени Ьг бесперебойной работы производительность пресса, кг/с;Я - площадь поверхности трения шнека, м;2,Т - максимально допустимая температура экструдата на выходе из пресса, С;То - температура смеси на входе в пресс, С.Уменьшение числа остановок пресса из-за перегрева массы в нем происходит из-за того, что благодаря уменьшению скорости вращения шнека во .времени, возможно увеличить интервал времени безостановочной работы пресса, т,е. интервал времени, через который экструдат на выходе из пресса достигает максимально допустимой температуры.На фиг. 1 приведен график изменения скорости вращения шнека во времени; на фиг, 2 - график температуры экструдата на выходе из пресса; на фиг, 3 - циклограмма работы пресса,Реализацию предлагаемого способа регулирования процесса экструзии на шнековом прессе начинают с определения зависимости скорости вращения шнека от времени работы пресса.Для этого вначале по известным экспериментальным методикам (либо справочникам) определяют свойства экструдируемой смеси: боковое давление (Рык), коэффициент трения смеси на поверхности шнека ф теплоемкость (С), а также максимально допустимую температуру (Т) экстру- лера на выходе из пресса и температуру смеси на входе в пресс (Т,). Задают интервал времени (Ь г) безостановочной работы пресса, т.е, интервал времени, через который достигается максимально допустимая температура экструдата на выходе из пресса; среднюю в интервале времени (Ьт) безостановочной работы производительность пресса (в) и соответствующую ей среднюю скорость вращения шнека (в ).Указанные данные, а также характеристики конструкции пресса радиусы ступицы шнека (К 1) и цилиндра (В 2), косинус угла подъема винтовой линии шнека у выпорной лопасти (соз р), площадь поверхности трения шнека (3) вводят в формулу и проводят расчет по ней.На фиг. 1 приведен полученный расчетом по формуле график изменения скорости вращения шнека во времени при заданном интервале времени безостановочной работы пресса Ьт= 0,7 ч.Затем осуществляют процесс экструзии при изменении скорости вращения шнека во времени по графику, рассчитанному по формуле, при этом изменение скорости вращенияшнека во времени осуществляется вручную,либо автоматически по заданной программе.В способе регулирования процесса5 экструзии на шнековом прессе не требуется постоянное считывание температуры экструдата на выходе иэ пресса и воздействие наскорость вращения шнека при отКлонениисчитанной температуры экструдата от без 10 опасной температуры переработки смеси,Согласно способу регулирование процесса экструзии осуществляется по жесткойпрограмме на основании определенной заранее (экспериментально или по производст 15 венным данным) максимально допустимойтемпературы экструдата на выходе из пресса,П р и м е р, По предлагаемому способуосуществили регулирование температурного режима процесса экструзии асбестоце 20 ментной смеси на одношнековом прессе.Состав смеси: 84% цемента Белгородскогоцем,завода,16% асбеста Бакеновскогоместорождения, 1(от массы сухих компонентов) пластификатора метилцеллюлозы, влаж 25 ность смеси 23(на влажную навеску),Экспериментально определили необходимые для реализации предлагаемогоспособа свойства асбестоцементной экструзионной смеси; Рбок. = 0,5 10 н/м;30 1 = 0,1. По справочным данным и правилуаддитивности для асбестоцементной смесиопределили; С = 1680 Дж/кг.гр. Задали всоответствии с требованиями технологической карты на производство асбестоце 35 ментных экструзионных изделий прииспользовании в качестве пластификатораметилцеллюлозы То=22 С, Т= 42 С.Экспериментальное экструдированиепроводили на лабораторном шнековом40 прессе с характеристиками: К = 0,06 м,82 = 0,10 м, сов р= 0,99; Я = 0,23 м. Средняяпроизводительность пресса п = 0,02 кг/с исоответствующая ей средняя скорость вращения шнека ор= 2,29 с, Задают интер 45 вал времени безостановочной работыпресса Ьт= 0,7 ч,Подставили приведенные данные вформулу;50о(т) . = 2,29+9;99 1690 0,02 20 55 0,1 0,5 1 О" (0,1 + 0,06) 0,1 Х(1 - 2 =2 29+ Ьт)Для . 0 в = 3,13 с (30 об/мин).Для =0,5 Лтю=0,29 с (21,9 об/мин); Для г = Лт о) = 1,45 с (13 9 об/мин), Полученный расчетом по формуле график 1 скорости вращения шнека при Л т= 0,7 ч приведен на фиг, 1, На фиг, 1 приведен также график 2 скорости вращения шнека (в,р ), обеспечивающей производительность, равную средней в интервале времени Лт) безостановочной работы производительности пресса при использовании режима формования по графику 1 фиг. 1,На фиг, 2 приведена кривая 1 температуры экструдата на выходе из пресса при реализации режима формования с использованием приведенного на фиг, 1 графика 1 и кривая 2 температуры экструдата на выходе из пресса при реализации режима формования с использованием приведенного на фиг. 1 графика 2,Из фиг. 2 следует, что при реализации режима формования с переменной скоростью вращения шнека, рассчитанной по формуле (график 1, фиг, 1), через заданный интервал времени Лт= 0,7 ч, достигалась заданная максимально допустимая температура экструдата на выходе из пресса Т= 42 С. При реализации режима формова н ия с постоя н ной скоростью (график 2, фиг. 1), обеспечивающей производительность, равную средней в интервале времени Лт = 0,7 ч ) безостановочной работы производительности пресса при использовании режима формования по графику 1 фиг, 1, через тот же интервал времени Лг= 0,7 ч достигалась температура экстру- дата на выходе из пресса Т = 45 С, т,е. превышающая максимально допустимую. Максимально допустимая температура (Т = 42 С) экструдата на выходе из пресса в последнем случае (график 2 фиг. 1) достигалась через 0,4 ч работы, после чего требуется остановка пресса для охлаждения и чистки.Длительность такой остановки (при работе на лабораторном прессе) 0,5 ч, При использовании режима формования с переменной скоростью вращения шнека (график 1, фиг. 1) превышение температуры экстру- дата на выходе из пресса над максимально допустимой достигается через 0,7 ч, после чего также требуется остановка пресса для охлаждения и чистки на "0,5 ч,На фиг, 3 приведена циклограмма 1 работы пресса за 8 ч при использовании режима формования с переменной скоростью вращения шнека по графику 1 фиг, 1 и циклограмма 2 работы пресса при использовании режима формования с постоянной скоростью вращения шнека по графику 2 фиг. 1.Из фиг. 3 следует, что при использовании режима формования с постоянной ско ростью вращения шнека по графику 2 фиг, 1за 8 ч пресс останавливают девять раз из-за перегрева массы в нем, Общая длительность простоев 4,5 ч, а работы 3,5 ч, Количество продукции, выпущенной за 8 ч, 10 составляет при этом: 0,02 кг/с Х 360 сХХ 3,5 ч = 252 кг.При использовании режима формования с переменной скоростью вращения шнека по графику 1 фиг. 1 за те же 8 ч пресс 15 останавливают шесть раз. Общая длительность простоев 3 ч, а работы 6 ч.Количество продукции, выпущенной за8 ч, составляет при этом0,02 кг/с Х 3600 с Х 5 ч = 360 кг.20 Таким образом, при использовании режима формования с переменной скоростью вращения шнека по графику 1 фиг, 1 за 8 ч может быть получено в 1,4 раза больше продукции, чем при использовании режима 25 формования с постоянной скоростью вращения шнека по графику 2 фиг, 1 при неизменной средней производительности пресса в интервале времени безостановочной работы.30Формула изобретенияСпособ регулирования процесса экструзии на шнековом прессе путем измене ния скорости вращения шнекового рабочегооргана в процессе экструзии, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения производительности шнекового пресса за счет уменьшения числа остановок пресса 40 из-за перегрева массы, скорость вращенияшнекового рабочего органа изменяют по формуле45 ш (г) - оср + совРбок (Й 1 + Й 2) Х х(т - т,) (1 - 2 ",)50 где в(т)- скорость вращения шнека в момент времени т, с ;Л г- интервал времени безостановочной работы, с;в,р - скорость вращения шнека, обес печивающая производительность, равнуюсредней в интервале времени ( Лт) безостановочной работы производительности пресса, при использовании переменной скорости вращения шнека гд(т), с1641620 В ф ог па ов етая экструдцробаной, цо Фиг. 1сов р - косинус угла подъема винтовой линии шнека у выпорной лопасти, доли единицы; 1 - коэффициент трения экструдируемой смеси по поверхности шнека, доли единицы;Рбрк боковое давление смеси в шнековом прессе, Н/м 2;В 1, В 2 - соответственно радиус ступицы шнека и цилиндра пресса, м;с - теплоемкость пресса, Дж/кг гр; щ - средняя в интервале времени Ьтбезостановочной работы производительность пресса, кг/с;Я - площадь поверхности трения шне ка,м;Т - максимально допустимая температура зкструдата на выходе из пресса, С;То - температура смеси навходе впресс, С,10 до момента достижения максимальной допустимой температуры зкструдата на выходе из пресса.1641620 оставитель Г.Афи хред М.Моргента дак орва Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 1113 Тираж 388 ВНИИПИ Государственного комитет 113035, Москва, ова Корректор Н.Ревска