Способ регулирования толщины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером

О П И С А Н И Е (,)995702ИЗОБРЕТЕН ИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРвспубпик К ПАТЕНТУ(72) Авторы изобретения Харт Иностранная ФирмаВиндмеллер унд Хельшер" (ФРГ) 1 Заявитель) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТОЛЩИНЫ ПЛЕНКИ НА УСТАНОВКЕ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ МЕТОДОМ ВЫДУВАНИЯ С ЭКСТРУДЕРОМ нг Изобретение относится к способам регулирования толщины пленки на установке для получения пленки методом выдувания с экструдером и может быть использовано при переработке пластмасс.Известен способ регулирования тол.- щины пленки на установке получения пленки методом выдувания с экструдером, снабженной кольцом сопел, разделенным корректирующими секторами с исполнительными элементами, и калиб" ровочным устройством, заключающийся в изменении положения корректирующих секторов в зависимости от параметра, характеризующего толщину пленки 1 1.Недостатком данного способа явля" ется низкое качество регулирования толщины пленки. Это объясняется тем, что секторы выдуваемой пленки, толщина которых измеряется, не могут быть сразу ориентированы по отношению к секторам на кольце сопел, из которых они должны экструдироваться, так как отдельные секторы экструдированного и наполненного пленочного рукава по лучают смещение относительно кольца сопел. Это происходит вследствие то. го, что рядом располагаются толстые участки более мелких секторов и то кие участки более крупных секторов, которые оказывают влияние друг на друга. Поэтому невозможно сразу учесть влияние закручивания пленочно го рукава, которое он получает в ре" зультате реверсивного сматывания пленки, при сопоставлении отдельных пленочных секторов с соответствующими секторами на кольце сопел.Цель изобретения - повышение точности регулирования толщины пленки.Указанная цель достигается тем, что согласно способу регулирования толщины пленки на установке получени пленки методом выдувания с экструдером, снабженной кольцом сопел, разде ленным корректирующими секторами с исполнительными элементами, и калибровочным устройством, заключающемуся в изменении положения корректирующихсекторов в зависимости от параметра,характеризующего толщину пленки, пленку по периметру разделяют на пленочные,секторы оцинакового поперечного сечения, число которых равно числу корректирующих секторов, принимают пленочный сектор с максимальной или минимальной толщиной в качестве правильно экструдированного, сопоставляют по очереди другие пленочные секторы с корректирующими секторами, следующими за тем, который соответствует правильно экструдированному пленочному сектору, изменяют производительность и площадь сечения или температуру корректирующих секторов до тех пор, пока пленочные секторы равного поперечного сечения, сокращаемые в корректирующих секторах на кольце сопел, не станут равными по длине.Кроме того, окружность наполненного или плосколежащего пленочного руКава разделяют на пленочные секторы равной длины, число которых по крайней мере равно числу корректирующих секторов, измеряют толщину пленки по длине пленочных секторов, определяют среднее значение толщины пленочных секторов, находят отношения средней толщины пленки к средним значениям толщины секторов, проводят корректировку ширины соответствующих пленоцных секторов по найденным значениям отношений, суммируют откорректированные значения ширины пленоцных секторов в "тонкие" или "толстые" уцастки и общую сумму делят на число корректирующих секторов, определяют новые средние значения толщины пленки для пленочных секторов, сопоставляемых с корректирующими секторами на кольце сопел определяют управляющий импульс для исполнительных механизмов правильно ориентированных корректирующих секторов по средним значениям толщины пленки.При реверсивном сматывании пленки пленочный сектор, принятый в качестве правильно экструдированного, сопоставляют с соответствующим корректирующим сектором на кольце сопел при обратном повороте.При этом в месте расположения пленочных секторов с минимальным и максимальным абсолютными значениями отклонений толщины пленки к ним приписывают с обеих сторон по половине 995702 фдлины сектора, а остальные секторывводят с боковым смещением,Правильно ориентированные пленочные секторы устанавливают в определенное положение, а остальные секторы вводят с боковым смещением приравнозначных максимумах и/или минимумах.На Фиг, 1 схематически показанащ установка для получения пленки методом выдувания с устройством для учета отклонений толщины, вид сбоку; нафиг. 2 - схема связи измерительногоустройства и исполнительных элемен 1 Б тов для корректировки сопельной щели;на Фиг. 3 - график изменения толщинывыдуваемой пленки в зависимости отразмера сопельной щели; на фиг. 4 -график преобразования измеренного зна"чения для правильного сопоставленияс корректирующими секторами на кольцесопел.На чертежах изображены ленточныйпресс 1, соединительный элемент 2,дутьевая головка 3, установка 1, пленочный рукав 5, линия 6 затвердеванияпленки, калибровочное устройство 7,плосколежащие пластины 8, вытяжныевалики 9, плоская лента 10, направляющие валики 11, наматыватель 12,направление движения 13, измерительная головка 14, кольцевая траверса15, направление движения 16, измерительная линия 17, приборный шкаф 18,диаграмма 19, соединительная линия20, микропроцессор 21, соединительные линии 22, центрирующие приспособления 23, цасти 21 и 25 диаграммылинии 26 диаграммы, конвергированныелинии 27 диаграммы, дивергированные28 и параллельные 29 линии диаграммы.Установка и система управления работают следующим образом.Термопластичный расплав, подлежащий обработке, подается ленточнымпрессомчерез соединительный элемент 2 в дутьевую головку 3 установки ч, где он преобразуется в пленочный рукав 5, На уровне линии 6 затвердевания пленки размещено калибровочное устройство 7, которое задаетдиаметр пленочного рукава, а такжеширину ленты. При помощи плосколежащих пластин 8 пленочный рукав 5 становится плоским, вытягивается черезвытяжные валики 9 и последующие реверсивные валики и далее в виде плоской ленты 10 по направляющим валикам11 подводится к стационарно установленному наматывателю 12 и наматывается на него.Выше калибровочного устройства 7 расположена измерительная головка 14 на кольцевой траверсе 15, причем дви- ю жение головки 14 происходит в направлении движения 16 (фиг, 1) на +360. Движение измерительной головки 14 компенсирует закрутку пленочного рукава, которая происходит вследствие 16 реверсивного сматывания пленки, так что измерение толщины производится по всей окружности пленочного рукава 5.Измерительная головка 14 для измерений элементарной толщины пленки мо- М жет располагаться, например, также в позиции 14 , примыкая,к плосколежащим пластинам 8, или за реверсивными вытяжными валиками 9 на краю плоской ленты 10 в позиции 14, причем в по ф следнем случае измеряется двойная толщина пленки, которая с достаточ- ной точностью может использоваться в качестве измеренного значения толщины просто лежащей пленочной ленты, 2 так как измерение производится на краю, где нет пиковых изменений толщины пленки. Измерение толщины по всей окружности пленочного рукава производится с учетом его закручива- ЗЗ ния из-за реверсивного съема пленки.1Измерительный сигнал из измерительной головки 14 по, измерительной линии 17 с,.кабельной петлей 17, которая позволят выполнять реверсивное движение, направляется в приборный шкаф 18 для вывода показаний профиля толщин и регистрации их на диаграмме19 допускаемых толщин.Измерительный сигнал по соединительной линии 20 вводится в микропроцессор 21, который преобразует этот сигнал соответствующим образом и по соединительным линиям 22, 22,.;22 направляет команду на перемещеиние исполнительных органов или цент. рирующих приспособлений 2)ф,23".Измерительный сигнал после цикла измерений по окружности пленки, который на приборах шкафа 18 представля 30 ется в виде диаграммы 19, разделяет" ся при помощи микропроцессора 21 на определенное число измерительных секторов Х, которые имеют равные угол и длину. Непосредственно после этого соответственно измеренным значениям толщины в секторах изменения Х выводится значение средней толщины пленки В 1 каждого пленочного сектораВ результате анализа получаютсяследующие соотношения:Ч =Хр 5 Ех5;к,хв,хЕх" ХК (3)где Чг объем пленки по всем Х;пленочным секторам., длинаи ширина 1;, - средняя толщина пленки вцелом;(2) или сектора измерения, причем тонкиеучастки представлены как части диаг)раммы со средними значениями 24 , атолстые участки - как части. диаграммы со средними значениями 25 ф. Целе"сообразно, чтобы число секторов измерения Х было в несколько раэ больше.(преимущественно в четыре раза) числа корректирующих секторов Х на кольце сопел.При переносе данных на линию окружности, охватывающую 360 , эначе"фния, поступающие для проведения вычислений, анализируются в безразмерном виде следующим образом,При объемном анализе можно обнаружить, что линии 26,26 диаграммы, которые разграничивают кор- .ректирующие секторы Х или проходятпо их середине, в области распределения толщины для толстых участков про"ходят как конвергированные линии 27,а в месте расположения на диаграмметонких участков " как дивергированныелинии 28 (фиг. 3) при приведении .единому диаметру пленки, .В области,нулевых отклонений толщин пленки этилинии представлены в виде параллельных линий 29, которые из-за соседних .толстых и тонких участков проходят снаклоном.Пленочные секторы с наибольшимипо абсолютной величине толстыми и тонкими участками правильно располагают"ся до отношению к определенным корректирующим секторам на кольце сопел.Под корректирующими секторами следуетпонимать пленочные секторы, экструдированные из корректирующих секторовна кольце сопел, Соседние. секторы,находящився между секторами с толстыми или тонкими участками по абсолютной величине, распределяются с бо"ковым смещением между участками с ма-.ксимальным или минимальным отклонением.Х - число пленочных секторов,ширина сектора = 1;- средняя толщина пленки впленочном секторе Х,Хг - откорректированная ширинапленочного сектора Х р) 1при . ) 5 = 1 и ри 5= 5, и(1 при 5 ( 5 ;Х к - число корректирующих секторов, ширина сектора = 1. 16При рассмотрении, например, толькотонких участков оперативное запоминающее устройство микропроцессора обрабатывает данные по следующему принципу; 15Бх 4 Б - память открыта;Б 612,у (Бщ накапливаются откорректированные значения ширины Х а1, 2, 3,Б =щ 1 п - сектор Ь запоминается . 20Ькак правильно расположенный (послепрекращения накапливания);Б. БП 1- накапливаются откорС 1 г"ректированные значения ширины Х с 1,г, 31 ИБХ=Б- запись данных в памятьпрекращается.Для толстых участков соблюдаетсятакой же режим работы запоминающегоустройства микропроцессора. Он соот- З 11ветствует следующим этапам программирования.Микропроцессор 21 обрабатываетпрежде всего частные значения средних толщин Бх пленочных секторов частей 24 и 25 диаграммь.На следующем этапе определяютсяоткорректированные значения ширины1Хпленочных секторов Х ,по уравнению (2) и суммируются как тонкиеучастки 24 , так и толстые участкин25 цОбщая сумма откорректированныхзначений Х, которая соответствуетдуге окружности 360 , непосредственоно после этого делится на Х 1, корректирующих секторов.1Толстые участки пленки ориентированы по отношению к сектору 3, а тонкие - по отношению к сектору 1 О и выступают за линию окружности (фиг. 3и 4).В установленных таким образом корректирующих секторах Х (фиг. 4) образуются новые средние значения тол 55щины 51, которые задают размер управляющих импульсов для соответствующихцентрирующих устройств или исполнительных элементов 23. Так как с постепенным улучшениемпрофиля отклонений толщин ярко выраженные минимальные ипи максимальныеотклонения приводятся постепенно кнулю, то правильно расположенные пленочные секторы при получающихся затемболее низких значениях минимальногоили максимального отклонения предпочтительно устанавливать в определенное положение, а остальные секторыизмерения - с боковым смещением припомощи микропроцессора 21.При установлении равнораспределенной ширины щели сопла различные отклонения толщины пленки получаютсявследствие неравномерных температурыили вязкости расплава. Толстые участки появляются в области более низкихтемператур или более высокой вязкостирасплава. Тонкие места появляются взонах более высоких температур илиболее низкой вязкости. Различные вязкости влияют на поперечное .растягивание выдуваемой пленки так, что тонкиеучастки из-за более низкой вязкостирастягиваются сильнее, чем толстые,таким образом, более высокая вязкостьтолстых участков препятствует их растяжению. Однако различные силы поперечного растяжения, действующие в разных пленочных секторах, не оказываютвлияния на профиль толщин, что следует из обьемного анализа. Их влияниеможет быть устранено введением корректирующих коэффициентов при определении откорректированных значений ширины Х, вследствие чего ширина толстыхучастков незначительно увеличивается,а ширина тонких участков незначительно уменьшается,В качестве центрирующих приспособлений 23 для корректирующих секторовна кольце сопел могут применяться, например, центрирующие винты с приводомот электродвигателя, которые из-засвоих конструктивных особенностей дают возможность проводить относительно грубое регулирование, Кроме того,такая регулирующая система подверженаизносу.Более удобными являются секторынагрева или охлаждения, которые даютвозможность более узкого распределения по окружности кольца сопел. Преимуществом такого исполнения является отсутствие износа.Центрирующий эффект может давать принцип посекторного охлаждения, так как при этом прежде всего ликвидиру70210рующих секторов до тех пор, пока пленочные секторы равного поперечногосечения, сокращаемые в корректирующих секторах на кольце сопел, не станут равными по длине.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что окружность наполненного или плосколемащего пленочного рукава разделяют на пленочные секторы равной длины, число которых покрайней иере равно числу корректирующих секторов, измеряют толщину пленки по длине пленочных секторов, определяют среднее значение толщины пленочных секторов; находят отношениясредней толщины пленки к средним значениям толщины секторов, проводяткорректировку ширины соответствующихпленочных секторов по найденным значениям отношений, суммируют откорректированные значения ширины пленочныхсекторов в "тонкие" или "толстые"участки и общую сумму делят на числокорректирующих секторов, определяютновые средние значения толщины пленки для пленочных секторов, сопостав"ляемых с корректирующими секторамина кольце сопел, определяют управляющий импульс для исполнительных механизмов правильно ориентированных корректирующих секторов по средним значениям толщины пленки3. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при реверсивномсматывании пленки пленочный сектор,принятый в качестве правильно экструдированного, сопоставляют с соответствующими корректирующим сектором накольце сопел при соответствующем обратном повороте.Способ по и. 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в месте расположения пленочных секторов с минимальными максимальным абсолютными значениями отклонений толщины пленки к нимприписывают с обеих сторон по половине длины сектора, а остальные секторывводят с боковым смещением.5. Способ по и, 2, о т а и ч а ющ и й с я тем, что правильно ориентированные пленочные секторы устанавливают в определенное положение, а остальные секторы вводят с боковым смешением при равнозначных максимумахи/или минимумах.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1.Патент фРГ Ю 2140194,.8 29 О 7/О 4,опублик.195 (прототип). Ится тонкие участки, после чего путем автоматического регулированияскорости сматывания (средней толщиныпленки) получают новые (более мелкие)тонкие участки, которые затем опять завтоматически регулируются, так кактаким образом постепенно ликвидируются также и толстые участки. Однакодля ликвидации толстых участков можно применять секторы нагрева, благо- фдаря которым быстрее достигается выравнивание отклонений.Точность измерений и регулированиятем больше,чем выше соотношение секто"ров измерения и корректирующих секторов РКак только отклонения толщины при.ближаются к нулевому значению линииг 1У26, , 26 ф в безразмерных координатах становятся практически параллельными. В этом случае введение реверсивных элементов в установку длявыдувания пленки (в дутьевую головкуили в устройство для сматывания пленки) не требуется, так как достигаемое качество рулона удовлетворяет ус-Иловиям последующей обработки пленки.От обычного центрирования коца сопел можно отказаться, так как ономожет выполняться неподвижным,Таким образом, предложенный способзепозволяет обеспечить более качественное регулирование толщины пленки.формула изобретения1. Способ регулирования толщиныпленки на установке получения пленкиметодом выдувания с экструдером, снаб 3женной кольцом сопел, разделеннымкорректирующими секторами с исполнительными элементами, и калибровочнымустройством, заключающийся в изменении положения корректирующих секторов в зависимости от параметра, характеризующего толщину пленки, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулированиятолщины пленки, пленку по периметруразделяют на пленочные секторы одинакового поперечного сечения, число которых равно числу корректирующих секторов, принимают пленочный сектор смаксимальной или минимальной толщи-ной в качестве правильно экструдиро-.ванного, сопоставляют по очереди другие пленочные секторы с корректирующими секторами, следующими за тем,который соответствует правильно экс- ффтрудированному пленочному сектору,изменяют производительность и площадь сечения или температуру корректи- .,в995702 ф ЯГ Гриценко оставитель 8. Шуваловехред Ж, Кастелевич Коррее щ ит тщетеи ЮВВЮЮю ктор Н. Швыдка ор А Е 4 Е 44 Ю ее Зак Ю 4 ю 4 Вюи ю ВЮ 4 ее та Вюю 4 е В те ипи еететщи елиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 50 , Тираж 6 ВНИИПИ Государст по делан изоб 113035, Москва, ЖЮ 3, д. 4/5 нного комитета тений и открыт Раушская наб,