[go: up one dir, main page]

CZ20022695A3 - Regulátor teploty extrudéru se stálým nulováním teploty - Google Patents

Regulátor teploty extrudéru se stálým nulováním teploty Download PDF

Info

Publication number
CZ20022695A3
CZ20022695A3 CZ20022695A CZ20022695A CZ20022695A3 CZ 20022695 A3 CZ20022695 A3 CZ 20022695A3 CZ 20022695 A CZ20022695 A CZ 20022695A CZ 20022695 A CZ20022695 A CZ 20022695A CZ 20022695 A3 CZ20022695 A3 CZ 20022695A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
temperature
extruder
reset
screw
controller
Prior art date
Application number
CZ20022695A
Other languages
English (en)
Inventor
Saulius Thomas Eiva
Original Assignee
Davis-Standard Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Davis-Standard Corporation filed Critical Davis-Standard Corporation
Publication of CZ20022695A3 publication Critical patent/CZ20022695A3/cs

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/84—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders by heating or cooling the feeding screws
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/82—Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/83—Heating or cooling the cylinders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/83—Heating or cooling the cylinders
    • B29C48/832—Heating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/80—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling at the plasticising zone, e.g. by heating cylinders
    • B29C48/83—Heating or cooling the cylinders
    • B29C48/834—Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/78—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling
    • B29C48/875—Thermal treatment of the extrusion moulding material or of preformed parts or layers, e.g. by heating or cooling for achieving a non-uniform temperature distribution, e.g. using barrels having both cooling and heating zones
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92085—Velocity
    • B29C2948/92095—Angular velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/92209—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92323—Location or phase of measurement
    • B29C2948/92361—Extrusion unit
    • B29C2948/9238—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/9239—Screw or gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/9259—Angular velocity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92885—Screw or gear
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92819—Location or phase of control
    • B29C2948/92857—Extrusion unit
    • B29C2948/92876—Feeding, melting, plasticising or pumping zones, e.g. the melt itself
    • B29C2948/92895—Barrel or housing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S366/00—Agitating
    • Y10S366/601—Motor control

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Description

JUDr. Miloš Všetečka advokát
120 00 Praha 2, Hálkova 2
I · · · · · <
·· »> · · · · ·
REGULÁTOR TEPLOTY EXTRUDÉRU SE STÁLÝM NULOVÁNÍM TEPLOTY -A-Z^ŮSO©-YTEHO~OBSEUHY
Oblast techniky extrudéru a vytlačováním
Předložený vynález se týká regulátoru teploty extrudéru se stálým nulováním teploty a způsobu regulace teploty roztaveného materiálu zpracovávaného ve vytlačovacím stroji. Konkrétně se předložený vynález týká regulátoru teploty způsobu regulace teploty roztaveného, zpracovávaného materiálu pomocí tohoto regulátoru teploty a spočívá v tom, že se kontrolní výstražná signalizace zpožďuje o předem stanovený časový ve kterém se generování výstupního řídicího ovládání aktivace teplosměnných prostředků uskutečňuje při nebo v blízkosti maximálního výkonu systému extrudéru.
interval, signálu
Dosavadní stav techniky
Vytlačovací stroje se ve většině případů používají pro zpracovávání plastů, jakož i v dalších průmyslových odvětvích pro kontinuální tavení, kombinování, tvarové lisování a tuhnutí plastů nebo dalších materiálů do požadované tvarové konfigurace a formy. Typické vytlačovací stroje zahrnují otáčející se šnek, který je koaxiálně uložený v ohřívaném plášti válcové konfigurace. Uvnitř
84632(84632a)
PV 2002-2695 • · · · · « • · • · » · · · · · válcového pláště se otáčející šnek nuceně přemísťuje vytlačováním zpracovávaný materiál, například plast, skrze tento plášť. Vytlačovaný materiál se po jeho přemístění po délce válcového pláště protlačuje skrze otvor nebo průvlak lisovnice uspořádané na výstupním konci pláště. Pokles teploty, ke kterému dochází při výstupu vytlačovaného materiálu z ohřívaného pláště, umožňuje materiálu tuhnout do lisovaného produktu, jehož tvarová konfigurace je určená a vymezená profilem otvoru lisovnice.
udržování této teploty přibližující hodnotě
Teplota vytlačováním zpracovávaného plastového nebo jiného materiálu uvnitř pláště extrudéru se musí z důvodu na hodnotě maximálně možně se požadované teploty regulovat.
Provozování pláště extrudéru je možné provádět tak, že regulace teploty vytlačovaného materiálu nacházejícího se uvnitř pláště probíhá při jednom nebo více ze tří stavů regulace. Plášť extrudéru je za tímto účelem způsobilý zajišťovat (1) zvyšování tepla zpracovávaného materiálu, (2) odebírání tepla z materiálu, nebo (3) udržování materiálu na odpovídající tepelné hladině. Třetí podmínka regulace, kterou je udržování teploty vytlačováním zpracovávaného materiálu, se týká případu, kdy je extrudér provozovaný při rychlosti, při které během příslušného zpracovávání vytlačovaného materiálu v plášti extrudéru dochází, v důsledku tření tohoto materiálu, k vyvíjení tepla, jehož velikost se přibližně rovná tepelným ztrátám pláště extrudéru. Tato podmínka žádného přírůstku nebo ztráty tepla je známá jako adiabatický stav.
Většina extrudérů vytlačovacích strojů vykazuje množství teplosměnných zón. Teplotu každé z těchto teplosměnných zón je možné regulovat nezávisle na sobě tak,
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·· · · « · · · že jedna nebo více teplosměnných zón zajišťuje ohřev zpracovávaného materiálu, zatímco zbývající teplosměnné zóny se nacházejí v adiabatickém stavu nebo zajišťují ochlazování materiálu. Teplosměnné zóny nacházející se na nebo v blízkosti konce pláště extrudéru se obvykle používají pro ochlazování vytlačovaného materiálu tak, že k ochlazování tohoto materiálu dochází ještě před jeho vytlačováním skrze otvor lisovnice. Tento postup umožňuje rychlý přechod vytlačovaného materiálu do tuhého stavu bezprostředně po jeho výstupu z lisovnice. V typickém případě plášť extrudéru vykazuje osm teplosměnných zón, nicméně, tento počet se může měnit.
Uspořádání extrudéru umožňuje provádění regulace teploty jeho pláště pomocí teplosměnných prostředků. Plášť extrudéru je obklopený skříní, ve které jsou uvedené teplosměnné prostředky uspořádané. Těmito teplosměnnými prostředky mohou být (1) ohřívače, například odporové ohřívací prvky, které zajišťují zvyšování teploty pláště extrudéru, a (2) chladicí trubky pro oběh vody nebo jiného chladicího média, jejichž účelem je zajištění snižování teploty uvedeného pláště. Pro uvedený účel je možné použít i alternativní teplosměnné prostředky. Takto může například chladicí soustavu tvořit žebrováním opatřená skříň se vzduchovým ventilátorem k zajištění proudění vzduchu kolem žeber.
Ve válcovém plášti extrudéru jsou umístěné snímače teploty, například termočlánky, jejichž účelem je signalizace teploty v poloze umístění snímače. Obvykle jsou v každé teplosměnné zóně upravené dva termočlánky, které jsou vůči sobě navzájem elektricky odizolované. První termočlánek uvedené dvojice termočlánků je známý jako
84632 (84632a)
PV 2002-2695 *« ·· • · • ·
A termočlánek a umístěný na vnitřním povrchu pláště extrudéru. Druhý termočlánek uvedené dvojice termočlánků je známý jako B termočlánek a umístěný ve vnitřním prostoru skříně vybavené teplosměnnými prostředky pro ohřev nebo ochlazování. Podobně je v podstatě stejným způsobem umístěnou dvojicí termočlánků, tj . A termočlánkem a B termočlánkem, opatřená každá teplosměnné zóna extrudéru. V případě vzduchem chlazeného extrudéru je B termočlánek umístěný rovněž ve vnitřním prostoru skříně.
Signály vysílané snímači teploty přijímá regulátor teploty extrudéru. Na základě těchto signálů pak regulátor teploty extrudéru stanovuje, zda je teplota dané teplosměnné zóny příliš nízká nebo příliš vysoká a, pokud je to nezbytné, odesílá do příslušných teplosměnných prostředků podnět ke zvýšení nebo ke snížení dodávání tepla do konkrétní teplosměnné zóny, ovládané tímto regulátorem.
Plášť extrudéru teplosměnné prostředky sou spotřebiče tepla, což ve svém důsledku způsobuje zpožďování vykonávání signálů ke teplosměnné regulátor regulátorem teploty vydávaných příkazových zvýšení nebo ke snížení teploty příslušné zóny. Tak například v případě, kdy vydá teploty extrudéru ohřívacímu prvku příkaz k přerušení aplikace tepla, ohřev teplosměnné zóny pláště extrudéru pokračuje v důsledku energie akumulované v příslušném ohřívacím prvku. Pokračující ohřev pak ve svém důsledku způsobuje, že v této teplosměnné zóně pláště extrudéru pokračuje i narůstání teploty. Uvedený interval zpoždění mezi vydáním a odesláním příkazu regulátorem teploty a odezvou teplosměnných prostředků pak způsobuje kolísání teploty pláště extrudéru kolem požadované teploty.
84632 (84632a)
PV 2002-2695
4 4 4 • » ·· ·* ·· • 9 9 9 99 9 9 · 9 • 4 4499 9 · 4
449 444499 9 4
999 99 9 · 4 4
44 ·· 94 4* 4444
V patentových dokumentech US 3 866 669, původce Gardiner, a US 3 751 014, původce Waterloo, se řeší problém týkající se kolísání teplot pláště extrudéru. V systémech popisovaných ve shora zmiňovaných patentových dokumentech zajišťuje první snímač teploty nebo termočlánek měření tzv. hloubkové teploty, neboli teploty reprezentující teplotu vytlačovaného materiálu. Druhý snímač teploty nebo termočlánek uspořádané dvojice termočlánků je umístěný ve vnitřním prostoru skříně obklopující plášť extrudéru a zajišťuje měření tzv. povrchové teploty, neboli teploty reprezentující teplotu teplosměnných prostředků. Elektrické signály vysílané touto dvojicí termočlánků se navzájem kombinují a poskytují, jako výsledek, průměrnou hodnotu. Získaná průměrná hodnota je podrobena přezkoumání regulátorem teploty extrudéru, který na jejím základě selektivně aktivuje ohřívací nebo chladicí prvky za účelem udržování průměrné hodnoty na teplotě, která se přibližně s nastavenou hodnotou reprezentující teplotu požadovanou pro zpracovávání vytlačovaného materiálu.
Řízené ovládání teplosměnných prostředků pomocí regulátoru teploty extrudéru, které, namísto v odezvě na skutečnou teplotu zpracovávaného vytlačovaného materiálu, spočívá v odezvě na průměrnou hodnotu teploty, redukuje kolísání teploty a/nebo řídicího signálu. Příklad takového kolísání teploty se vyskytuje za stavu, při kterém se prostřednictvím odporového ohřívacího prvku aplikuje teplo zvyšující teplotu pláště extrudéru. Zatímco je uvedený ohřívací prvek činný, je naměřená velikost povrchové teploty větší než naměřená velikost hloubkové teploty. Existence uvedeného rozdílu teplot je důsledkem umístění snímače pro měření povrchové teploty v blízkosti činného ohřívacího prvku. Proto je zjištěná průměrná hodnota regulátoru teploty
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·«·· ·· * * ·· ·· ·· » · ·· · * ·· «········ ♦
Ό ·«···· ··· · · · · « · · · « · · · · ·· *« φ· · · · * · · · · extrudéru také větší než velikost naměřené hloubkové nebo skutečné teploty vytlačovaného materiálu. Takto průměrná hodnota dosahuje nastavené hodnoty teploty, zatímco skutečná teplota vytlačovaného materiálu se stále ještě nachází pod hodnotou požadované teploty. Regulátor teploty extrudéru pak poté, co průměrná hodnota dosáhne nastavenou hodnotu teploty, provede vyřazení ohřívacího prvku z činnosti, avšak ještě před tím než vytlačovaný materiál dosáhne požadovanou teplotu. Teplota vytlačovaného materiálu směrem k požadované teplotě však pokračuje v důsledku tepla akumulovaného v ohřívacím prvku. K podobným kolísáním teploty může stejně tak docházet během pracovních podmínek, při kterých se uskutečňuje snižování teploty vytlačovaného materiálu.
Vyřazení ohřívacích prvků z činnosti ještě před tím než vytlačovaný materiál dosáhne požadovanou teplotu zajišťuje, aby teplota vytlačovaného materiálu nepřekračovala požadovanou teplotu, neboť uvedené překračování může vyvolávat nežádoucí kolísání teploty. Tato výhoda je ovšem docílena na úkor redukce přesnosti regulace, prostřednictvím které se teplota vytlačovaného materiálu reguluje. Konkrétněji řečeno, protože regulátor teploty extrudéru během své funkční činnosti koriguje teplotu pouze v případě, kdy se hodnota průměrné teploty odchyluje od požadované teploty, není tento regulátor teploty schopný teplotu nastavovat, a to dokonce ani tehdy, kdy teplota vytlačovaného materiálu zůstává pod požadovanou zvýšenou teplotou nebo nad požadovanou ochlazovací teplotou.
Ve znovu vydaném patentovém dokumentu US Re 31 903, původce Faillace, se popisuje regulátor teploty extrudéru, který změny teploty pláště extrudéru odhaduje předem. Tento regulátor provádí monitorování hodnoty průměrné teploty a na
84632(84632a)
PV 2002-2695 základě tohoto monitorování zjišťuje, zda po stanovený časový interval nedochází k podstatné změně teploty, nebo zda je systém stabilizovaný. Jakmile regulátor teploty zjistí, že je systém stabilizovaný, provádí přezkoumávání skutečné teploty vytlačovaného materiálu, indikované velikostí měřené hloubkové teploty, a porovnávání zjištěné skutečné teploty s požadovanou teplotou. Jestliže se porovnáním zjistí, že se skutečná teplota podstatně odlišuje od požadované teploty, provede regulátor teploty příslušný výpočet a změní nastavenou hodnotu teploty tak, aby průměrná hodnota dosáhla požadovaného nastavení teploty. V případě, kdy je skutečná teplota například příliš nízká, provádí regulátor teploty extrudéru podle Faillace zvyšování nastavené hodnoty nad požadovanou teplotu. Průměrná hodnota se pak nachází pod nastavenou hodnotou, což ve svém důsledku způsobuje, že regulátor teploty provádí nastavování teploty až do té doby, dokud se průměrná hodnota nerovná nastavené hodnotě teploty.
Při uvádění vytlačovacího stroje nebo výrobní linky do chodu, jakož i během přerušení nebo při ukončování jejich chodu dochází k normální změně počtu otáček vytlačovacího šneku, respektive ke změně rychlosti otáčení šneku. Uvedené změny rychlosti otáčení šneku s sebou však typicky nesou i změny tepelného zatížení, které ve svém důsledku způsobují určité problémy procesu vytlačování. Tento stav se vyskytuje například v technologických procesech lisování vyfukováním, při kterých dochází k zablokování lisovaného kusu na výstupu z lisovacího zařízení. Snímače, které jsou uspořádané k detekování takto zablokovaných kusů, rychle, z důvodu zabránění dalšího blokování a případného poškození lisovacího zařízení, přeruší pracovní chod extrudéru. Extrudér při normálním pracovním chodu v technologickém
84632 (84632a)
PV 2002-2695 · 44 4« » · • · ·· 4 4 procesu lisování běží předem naprogramovanou rychlostí otáčení.
Regulátor teploty extrudéru podle patentu US Re 31 903, původce Faillace, použitý ve spojení s technologickým procesem lisování vyfukováním, analyzuje a přiděluje každé teplosměnné zóně nulovací hodnotu, která je proporcionální tepelnému zatížení příslušné teplosměnné zóny. Regulátor teploty extrudéru podle Faillace řeší příslušnou nulovací hodnotu pro každou teplosměnnou zónu nezávisle na ostatních.
V případě, kdy je při technologickém procesu lisování vyfukováním přerušen pracovní chod extrudéru, jehož součástí je regulátor podle patentu US Re 31 903, původce Faillace, z důvodu jeho zablokování, dojde k jeho opětnému uvedení do chodu v rozmezí několik minut. Minimální doba, která je nezbytná pro stabilizaci teplosměnné zóny, neboli minimální časový interval stabilizace nulování, je přibližně čtyři minuty. Skutečná doba, která uplyne k opětnému nastavení teplosměnné zóny na odpovídající stav od kroku změny zatížení, například náhlého přerušení chodu, je přibližně 10 až 12 minut. V důsledku uvedených skutečností nejsou proto nulovací prostředky regulátoru teploty extrudéru podle Faillace schopné dostatečně rychle reagovat a kompenzovat krok změny zatížení, který trvá dobu kratší než 10 až 12 minut. Výsledkem tohoto stavu je, že odchylka teploty v teplosměnné zóně se rovná rozdílu tepelného zatížení při normální rychlosti otáčení šneku (normální pracovní chod) ve srovnání s tepelným zatížením při rychlosti otáčení šneku při přerušení chodu. Kromě toho způsobuje odchylku teploty teplosměnné zóny nesprávné nastavení nulovací hodnoty v případě, kdy chod extrudéru zůstává přerušený po časový interval, který umožňuje aktivaci nulování, to je například
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • * · 4 * 4» * · * » · · · * · 4 4 4 4 44*4 4 » »
444 444444 4 4
4444 44 4 444 • 4 «4 44 ·4 4 * 4444 v případě, kdy je zablokovaný kus odstraněn a pracovní chod extrudéru se navrací na normální rychlost otáčení šneku. Tato odchylka teploty se vyskytuje až do té doby, dokud není možné nastavení nulovací hodnoty analyzovat na základě normální rychlosti otáčení šneku a při této rychlosti otáčení pak dochází ke kompenzování tepelného zatížení. Popsaný stav v procesu lisování vyfukováním způsobuje na výstupu z extrudéru podstatné změny charakteristických vlastností roztaveného plastu. Tyto změny pak způsobují kolísání hmotnosti lisováním vyfukováním vytvářených produktů. Uvedené kolísání hmotnosti může pak být příčinou snižování kvality konečného produktu, které je způsobené kolísáním tloušťky stěny tohoto produktu. Konečným důsledkem kolísání kvality je velká zmetkovitost a odpad, nedostatečná výkonnost a nepřiměřené náklady.
V patentovém dokumentu US 5 149 193, původce Faillace, se popisuje regulátor teploty extrudéru, který při změně rychlosti otáčení šneku extrudéru předem odhaduje řídicí nastavenou hodnotu teploty pro každou teplosměnnou zónu. Tento regulátor teploty nastavuje řídicí nastavenou hodnotu v odezvě na změnu rychlosti otáčení šneku, což tomuto regulátoru umožňuje odhadovat nepříznivou změnu teploty pláště extrudéru a nepříznivou změnu teploty vytlačovaného materiálu nacházejícího se v tomto plášti. Ukládání souboru dříve vypočtených řídicích nastavených hodnot pro různé rychlosti otáčení šneku do paměti umožňuje regulátoru určovat odpovídající řídicí nastavenou hodnotu rychle, prostřednictvím vytažení příslušné řídicí nastavené hodnoty odpovídající aktuální nebo skutečné rychlosti otáčení šneku z paměti. Uvedené dříve vypočtené řídicí nastavené hodnoty umožňují vyhnout se při pracovním chodu extrudéru existenci podstatných změn teploty vytlačovaného materiálu nebo
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • 999 «9 9* • 9 9 9
9 9 9 »9·· 99 9 9 9 9 • 9 99 99 « · 9 · 9999 nežádoucímu kolísání teplot pláště extrudéru, kteréžto oba stavy jsou ve většině případů součástí přezkoumávání a výběru řídicí nastavené hodnoty za účelem zajištění požadované teploty pláště extrudéru.
Zdokonalený regulátor podle patentu US 5 149 193, původce Faillace, umožňuje zavedení tabulky nulovacích hodnot teplosměnné zóny pro každý pracovní profil. Při volbě čísla příslušného profilu dojde současně k výběru odpovídajících tabulek nulovacích hodnot. Kromě toho, schopnost adaptivního nulování, kterou tento regulátor vykazuje a která mu umožňuje provádění regulace hloubkové a povrchové teploty s nulováním teploty, tomuto regulátoru, umožňuje aplikaci tohoto regulátoru ve spojení s technologickým proces zpracovávání plastu vytlačováním, při kterém se rychlost otáčení šneku extrudéru může buď spojitě nebo nahodile měnit. Typicky tento regulátor udržuje regulaci teploty pláště extrudéru stabilní v rozmezí 1 °F při všech pracovních rychlostech otáčení šneku. Schopnost adaptivního nulování tohoto regulátoru dále zajišťuje zdokonalení procesu zpracovávání plastové taveniny na výstupu z extrudéru během plynule probíhajících nebo nahodilých změn pracovní rychlosti otáčení šneku. Dále tato schopnost podstatně snižuje dobu potřebnou pro stabilizování regulace teploty teplosměnné zóny po té, co došlo ke změně rychlosti otáčení šneku, zvyšuje kvalitu získaného produktu během uvádění vytlačovacího stroje nebo linky do chodu a při přerušení nebo ukončení jeho činnosti, a redukuje množství celkového odpadu.
Regulátor teploty extrudéru podle patentu US 5 149 193, původce Faillace, dále, jakmile ohřívací výkon dosáhne
100 procent, spouští kontrolní výstražnou signalizaci. Tato
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·· 00 • · * • » ·
0· • 00 • · ··»·
0·00 ··
0 ·
0 0
0 0
0 0 » 0· »0 • · · · ♦ 0 ♦
0 · 0
0 000 ·· 0 kontrolní výstražná signalizace provede vynulování časovače stabilizace a zajistí, že po předem stanovený časový interval tří nebo čtyř minut nedojde k výpočtu hodnoty pro nové nulování. Uvedená charakteristická vlastnost tohoto regulátoru v případě, v blízkosti chod extrudéru zbytečně omezuje pracovní kdy se jeho ohřívací výkon nachází na nebo 100 procent. Tento regulátor není schopný zjišťovat nově zvolené nulovací hodnoty pro rychlosti otáčení šneku v případě, kdy je teplota pláště extrudéru stabilizovaná, a vymazat do paměti uložené rychlosti otáčení šneku v případě, kdy dojde k detekování podstatné změny průběhu pracovního procesu.
Stávající průmysl plastů postrádá ve spojení se systémem extrudéru regulátor teploty se schopností adaptivního nulování a regulátor teploty se dvěma snímači teploty, které umožňují pracovní chod extrudéru při dosažení nebo v blízkosti jeho maximálního ohřívacího výkonu. Dále stávající průmysl plastů postrádá regulátor, který je schopný zjišťovat nově zvolené nulovací hodnoty pro rychlosti otáčení šneku při docílení stabilizované teploty pláště extrudéru, a/nebo vymazávat do paměti uložené rychlosti otáčení šneku při detekování podstatné změny průběhu pracovního procesu.
Podstata vynálezu
Vzhledem ke shora uvedeným skutečnostem se podle předloženého vynálezu poskytuje regulátor teploty pro ovládání systému extrudéru. Tento regulátor teploty extrudéru zahrnuje prostředky pro snímání skutečné rychlosti otáčení vytlačovacího šneku v plášti extrudéru. Tento plášť
84632 (84632a)
PV 2002-2695 φφφφ ΦΦ φ* ·♦ ♦ · φ φ φ φ « φ φ φ φφφφ φ φ φ φ · φ · · φ • φ φ φ φ φ φ
ΦΦ «· ΦΦ «φ ♦ φ φ ·
I · ΦΦΦΦ a volicí prostředky přitom vykazuje alespoň jedny teplosměnné prostředky. Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro indexování a ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti. Každá z těchto do paměti uložených rychlostí otáčení šneku koresponduje s nulovací hodnotou teploty. Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje porovnávací prostředky. Uvedené porovnávací a volicí provádějí porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každou z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku, a na základě tohoto porovnávání provádějí volbu jedné z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Zvolená rychlost otáčení šneku je členem souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a vykazuje hodnotu, která představuje aritmeticky nejbližší ekvivalent skutečné rychlosti otáčení šneku. Porovnávací a volicí prostředky vyhledávají nulovací hodnotu teploty korespondující se zvolenou do paměti uloženou rychlostí otáčení šneku. Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků. Tento výstupní řídicí signál ovládání je odezvou na vyhledanou nulovací hodnotu teploty přijímanou z porovnávacích a volicích prostředků. Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace o předem stanovený časový interval, ve kterém se generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků uskutečňuje při nebo v blízkosti maximálního výkonu.
Podle předloženého vynálezu se dále poskytuje způsob regulace teploty pláště extrudéru pomocí navrhovaného regulátoru. Tento způsob zahrnuje snímání skutečné rychlosti otáčení vytlačovacího šneku v plášti extrudéru. Tento plášť je přitom opatřený alespoň jedněmi teplosměnnými prostředky.
84632(84632a)
PV 2002-2695 ··♦· 99 ·
•9 9* 999·
Způsob dále zahrnuje indexování a ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti. Každá z těchto do paměti uložených rychlostí otáčení šneku koresponduje s nulovací hodnotou teploty. Následně se provádí porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každou z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Poté se provádí volba jedné z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Zvolená rychlost otáčení šneku je přitom členem souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a vykazuje hodnotu, která představuje aritmeticky nejbližší ekvivalent skutečné rychlosti otáčení šneku. Během uvedeného kroku volení se současně vyhledává nulovací hodnota teploty korespondující se zvolenou do paměti uloženou rychlostí otáčení šneku. Poté dochází ke generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků. Tento výstupní řídicí signál ovládání je odezvou na vyhledanou nulovací hodnotu teploty. Navrhovaný způsob dále, jakožto jeho zdokonalení, zahrnuje zpožďování kontrolní výstražné signalizace o předem stanovený časový interval, ve kterém se generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků uskutečňuje při nebo v blízkosti maximálního výkonu.
Přehled obrázků na výkresech
Předložený vynález bude blíže vysvětlen na základě dále uvedeného podrobného popisu příkladů jeho konkrétního provedení ve spojení s připojenými výkresy, ve kterých představuj e:
obr. 1 boční pohled na uspořádání skříně extrudéru zahrnující regulátor teploty ovládaný za použití
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • toto · to • toto · toto · to • to to to · * • · to · to · • · ··» · ··«· *· to ··· to· toto ·· · · *· totototo způsobu podle předloženého vynálezu, znázorněný v příčném řezu;
obr. 2 diagram průběhu funkční činnosti regulátoru teploty extrudéru ovládaného za použití způsobu podle předloženého vynálezu při stavu tepelného zatížení; a obr. 3 blokové schéma regulátoru teploty extrudéru, který zahrnuje regulátor adaptivního nulování s prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace o předem stanovený časový interval, ovládaný za použití způsobu podle předloženého vynálezu.
Příklady provedení vynálezu
Podle předloženého vynálezu se poskytuje regulátor teploty extrudéru pro teplosměnné prostředky, který se používá k regulaci teploty alespoň jedné teplosměnné zóny pláště extrudéru. Tento regulátor zahrnuje prostředky pro snímání nebo určování skutečné rychlosti otáčení šneku. Regulátor dále zahrnuje prostředky pro indexování a ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti. Každá rychlost otáčení šneku odpovídá jedinému členu souboru množství do paměti uložených nulovacích hodnot teploty. Regulátor dále zahrnuje prostředky pro porovnávání a volení jedné z množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Tyto porovnávací a volicí prostředky provádějí porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každou z množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a zvolení implicitní rychlosti otáčení šneku z množství příslušných do
84632(84632a)
PV 2002-2695 •·«· 99 *9 9« ·4 99
9 9 9 · · · * * ·
9 9 · · · · 9 · 9
999 9 999 999 9
9999 99 9 999
9· 99 ♦· «9 ·· 9·99 paměti uložených rychlostí. Implicitní rychlost otáčení šneku vykazuje menší odchylku od skutečné rychlosti otáčení šneku než každý další člen souboru porovnávaných do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Regulátor dále zahrnuje prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků. Tento výstupní řídicí signál ovládání je odvozený z korespondující do paměti uložené nulovací hodnoty teploty pro implicitní rychlost otáčení šneku. Regulátor dále zahrnuje prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace o předem stanovený časový interval, ve kterém se generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků uskutečňuje při nebo v blízkosti maximálního výkonu.
Výraz nulovací hodnota, použitý pro účely popisu předloženého vynálezu, koresponduje s rychlostí otáčení šneku a nikoliv s teplotou pláště extrudéru. Tato nulovací hodnota se stanovuje pro stabilní rychlost otáčení šneku a ukládá do paměti regulátoru teploty extrudéru v přiřazení k nastavené hodnotě teploty. Vzhledem k uvedeným skutečnostem neexistuje ve spojení s požadovanými provedeními předloženého vynálezu žádná možnost manuálního vkládání této nulovací hodnoty. Nulovací hodnotou je buď nula nebo regulátorem rozhodnutá hodnota. Tato nulovací hodnota se typicky řeší a rozhoduje pro každou teplosměnnou zónu pláště v závislosti na termodynamickém zatížení, které na systém extrudéru působí během jeho normálního pracovního stavu.
Regulátor podle předloženého vynálezu zahrnuje prostředky pro určování skutečné rychlosti otáčení šneku.
Těmito prostředky pro určování skutečné rychlosti otáčení
84632 (84632a)
PV 2002-2695
MM ·· ·· ·· 9· ·· * · tt · tttt tt · · » tt · · tttttttt tt* · •tt ··· ······ · · • •tttt tttt · tt·· tttt tttt tt« «tt ·♦ tttttttt šneku mohou být elektronické nebo elektromechanické prostředky pro snímání otáček vytlačovacího šneku za jednotku času. Vhodné a pro uvedený účel použitelné prostředky pro určování skutečné rychlosti otáčení šneku zahrnují komerčně dostupná číslicová kódovací zařízení nebo otáčkoměry, poskytující vstupní signál skutečné rychlosti otáčení šneku a jeho zavádění do regulátoru teploty extrudéru.
Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti. Tyto paměťové prostředky musí být schopné ukládat rychlosti otáčení šneku do paměti tak, že každá do paměti uložená rychlost otáčení šneku koresponduje se specifickou konkrétní nebo skutečnou nulovací hodnotou teploty, stanovenou pro každou teplosměnnou zónu válcového pláště extrudéru a každou rychlost otáčení šneku. Jednotlivé, navzájem nezávislé rychlosti otáčení šneku se ukládají společně s jim korespondující skutečnou nulovací hodnotou teploty za použití prostředků pro vkládání vstupního signálu nulovací hodnoty teploty, který představuje požadovanou skutečnou nulovací hodnotu teploty každé teplosměnné zóny pláště extrudéru pro každou do paměti uloženou rychlost otáčení šneku. Uvedenými paměťovými prostředky jsou s výhodou elektronické paměťové prostředky. Vhodné a pro uvedený účel použitelné paměťové prostředky jsou ze stávajícího stavu techniky známé a osoby obeznámené s příslušným stavem techniky jsou schopné tyto prostředky pro konkrétní použití ve spojení s předloženým vynálezem přizpůsobit.
Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro porovnávání a volbu rychlosti otáčení šneku z množství do paměti uložených rychlostí. Tyto porovnávací a volicí
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ···· 44 ·· 44 ·· 44 • · 4 4 44 4 4 44
444 4444 44 4
444 4 444 444 4
4444 44 4 4 · 4
4> ·4 ·· «4 4444 prostředky slouží k provádění porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každým členem souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Poté porovnávací a volicí prostředky provádějí volbu do paměti uloženou rychlost otáčení šneku, která je nejbližším ekvivalentem skutečné rychlosti otáčení šneku. Pokud mezi skutečnou teplotou pro příslušnou teplosměnnou zónu a skutečnou nulovací hodnotou teploty pro zvolenou do paměti uloženou rychlost otáčení šneku existuje podstatný rozdíl, pak regulátor teploty extrudéru automaticky určí příslušnou implicitní nebo vybere příslušnou zvolenou do paměti uloženou rychlost otáčení šneku. Skutečnou nulovací hodnotu teploty, která koresponduje s touto buď implicitní nebo zvolenou rychlostí otáčení šneku, pak regulátor teploty použije pro odvození nové individuální nulovací hodnoty teploty pro každou teplosměnnou zónu pláště extrudéru.
Regulátor teploty extrudéru dále zahrnuje prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků. Tyto prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání zahrnují prostředky pro odesílání výstupního řídicího signálu ovládání do každé teplosměnné zóny pláště extrudéru. Prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání reagují v odezvě na do paměti uložený výstupní signál nulovací hodnoty teploty, který koresponduje s implicitní rychlostí otáčení šneku. Uvedené prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání dále zahrnují prostředky pro měnění výstupního řídicího signálu ovládání v odezvě na korigovanou nulovací hodnotu pro každou teplosměnnou zónu. Výstupní řídicí signál ovládání slouží k ovládání nebo spouštění teplosměnných prostředků každé teplosměnné zóny. Prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání jsou
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • fe♦· fefe
• · • fe fefefe • fefe · · · • fefe typicky naprogramované na provádění změny výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků tak, aby v případě, kdy dochází ke změně rychlosti otáčení vytlačovacího šneku, nedocházelo k změně skutečné teploty teplosměnné zóny, která ovlivňuje teplotu vytlačovaného materiálu. Teplotu vytlačovaného materiálu kromě toho ovlivňuje řada dalších faktorů, například tlak, tření vytlačovaného materiálu uvnitř válcového pláště extrudéru a typ materiálu zpracovávaného vytlačováním.
Nejvíce požadovaná provedení systémů extrudéru zahrnují uspořádání, ve kterém je systém extrudéru vybavený regulátorem adaptivního nulování teploty podle předloženého vynálezu ve spojení s alespoň jedním dalším regulátorem teploty, který nepřetržitě monitoruje, porovnává a nastavuje pracovní teploty extrudéru. Tyto další regulátory teploty, které nepřetržitě monitorují, porovnávají a nastavují pracovní teploty extrudéru, vykonávají svou funkci správně v případě, kdy vytlačovací šnek pracuje konstantní rychlostí. Uvedená kombinace regulátorů teploty, navrhovaná podle předloženého vynálezu, poskytuje systémy extrudéru s další přídavnou schopností, která spočívá v tom, že při změnách rychlosti otáčení šneku zajišťuje ukládání nulovacích hodnot do paměti a jejich vyhledávání. Zvýšená funkční flexibilita regulátoru teploty extrudéru, který zahrnuje regulátor adaptivního nulování teploty podle předloženého vynálezu, poskytuje díky snížení množství odpadu vytlačovaného materiálu, k jehož vzniku dochází při změně rychlosti otáčení šneku během pracovního chodu, ekonomické výhody. Uvedené ekonomické výhody takového zdvojeného regulátoru teploty extrudéru se docilují zejména ve spojení s postupy, které vykazují plynule probíhající nebo nepředvídatelné či nahodilé změny rychlosti
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·
99 ··♦· 99
4 4 • · · • · · • · · · • 4 99 otáčení šneku. Další zdokonalení funkční flexibility regulátoru teploty extrudéru zajišťují prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace regulátoru teploty extrudéru podle předloženého vynálezu, umožňující ovládání teplosměnných prostředků při nebo v blízkosti maximálního výkonu systému extrudéru, což ve svém důsledku umožňuje využít jeho celý navržený výkon.
obsažených používaných
Přednostní provedení zdvojeného regulátoru teploty extrudéru podle předloženého vynálezu zajišťuje udržování stabilní a přesné regulace teploty jednotlivých teplosměnných zón pláště extrudéru i během plynule probíhajících nebo nepředvídatelných či nahodilých změn rychlosti otáčení šneku. Toto přednostní provedení předloženého vynálezu představuje zdokonalení regulátoru teploty extrudéru a způsobu, které jsou podrobně popsané v patentu US 5 149 193, původce Faillace, jehož popis je začleněný do odvolávek předloženého popisu. Citovaný dokument se do předloženého popisu začleňuje z důvodu v něm charakteristik ve stavu techniky standardně odborných výrazů, obecného popisu a charakteristik konstrukčních uspořádání vytlačovacích strojů a charakteristik regulátoru teploty extrudéru s adaptivním nulováním.
Systém extrudéru, ve kterém je začleněný regulátor teploty extrudéru podle předloženého vynálezu, vykazuje válcový plášť s podélnou osou a alespoň jednu teplosměnnou zónu rozkládající se podél této osy. Systém extrudéru dále vykazuje uvnitř uvedeného pláště uspořádaný vytlačovací šnek a skříň tento plášť obklopující. Teplosměnnou zónou se ve zde popisovaných souvislostech míní úsek válcového pláště a jemu odpovídající úsek skříně, ve kterém je možné
84632 (84632a)
PV 2002-2695
4494 «4 44 «*
4 4 4 4 4 4
4 4 4 4 4 4
999 9 944
4 9 4 4 4 4
44 49 4· • 4
44 • 94
4 4*4 prostřednictvím teplosměnných prostředků regulovat teplotu. Tyto teplosměnné prostředky jsou upravené pro každou teplosměnnou zónu. Teplosměnné prostředky zahrnují teplosměnné prvky zajišťující v příslušné teplosměnné zóně výměnu tepla. Teplosměnné prvky jsou vybavené prostředky pro ovládání výměny tepla.
Systém extrudéru, navrhovaný podle předloženého vynálezu, vykazuje prostředky pro určování skutečné rychlosti otáčení šneku. Tyto prostředky pro určování skutečné rychlosti otáčení šneku zahrnují prostředky pro snímání skutečné rychlosti otáčení šneku a prostředky pro generování vstupního signálu skutečné rychlosti otáčení šneku, určeného pro regulátor teploty extrudéru. Systém extrudéru dále vykazuje prostředky pro vkládání vstupního signálu nulovací hodnoty teploty reprezentujícího požadovanou nulovací hodnotu teploty pláště extrudéru a jeho přiřazování každému členu souboru množství zvolených do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Systém extrudéru dále vykazuje paměťové prostředky pro nezávislé ukládání každého signálu nulovací hodnoty teploty do paměti. Systém extrudéru dále vykazuje porovnávací a volicí prostředky, které slouží k porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každou ze souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a provádění volby implicitní rychlosti otáčení šneku z uvedeného souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení Šneku. Implicitní rychlost otáčení šneku vykazuje menší odchylku od skutečné rychlosti otáčení šneku než každý jiný člen souboru množství porovnávání podrobených a do paměti uložených rychlostí otáčení šneku. Volbu implicitní rychlosti otáčení šneku určuje signál nulovací hodnoty teploty, který je vyhledaný regulátorem teploty extrudéru podle předloženého vynálezu.
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • ••to «« to» tow toto *· toto to · toto to to · · «·· ···« ·· · •to · · to to····# to to «•toto ·· · ·♦· toto ·· ·» toto »· ·<«·
Systém extrudéru dále vykazuje prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání. Tyto generovací prostředky reagují v odezvě na do paměti uložený signál nulovací hodnoty teploty. Těmito generovacími prostředky s výhodou jednotka řízení, respektive ovladač výstupu, reagující v odezvě na do paměti uloženou nulovací hodnotu teploty pro implicitní rychlost otáčení šneku. Uvedené generovací prostředky zahrnují prostředky pro měnění výstupního řídicího signálu ovládání pro každou teplosměnnou zónu. Tyto měnící prostředky jsou uváděné do činnosti v okamžiku, kdy jsou, v důsledku zjištění existence podstatné odchylky mezi skutečnou rychlostí otáčení šneku a zvolenou rychlostí otáčení šneku, do činnosti uvedené porovnávací a volicí prostředky. Řídicí nastavená hodnota nulovací hodnoty teploty řídí ovládací prostředky výměny tepla každé teplosměnné zóny tak, aby poskytovaly zajištění odpovídající teploty v každé z uvedených teplosměnných zón.
Obr. 1 představuje úsek válcového pláště systému extrudéru 1, který je opatřený dvěma regulátory 22 adaptivního nulování teploty ovládanými za použití způsobu podle předloženého vynálezu. Systém extrudéru 1 obsahuje pracovní neboli vytlačovací šnek 10, který je uložený ve válcovém plášti 12 extrudéru. Otáčení vytlačovacího šneku 10 způsobuje nucené přemísťování roztaveného vytlačovaného materiálu, například plastu, ve směru podélné osy pláště 12. extrudéru. Plášť 12 extrudéru zahrnuje alespoň jednu a vhodně množství teplosměnných zón 14.. Každá z těchto teplosměnných zón 14 obsahuje teplosměnné prostředky 15, které slouží k zajištění ohřevu nebo ochlazování pláště 12. extrudéru. Tyto teplosměnné prostředky 15 zahrnují například odporové ohřívací prvky 18, jejichž funkcí je zvyšování
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • ttí ·» 4· ·* ** • · 4 » ·· 4 · ··
4 4 »4·· »4 4 t · 4*4 «4 44 4· · 4
4··· * · 4 4 4 4 *· 44 4* 44 «4 4*4« teploty teplosměnné zóny .14, a chladicí trubky 20 pro oběh vody nebo jiného chladicího média kolem teplosměnné zóny 14, jejichž funkcí je snižování teploty teplosměnné zóny 14. Číslicový kodér 16a určuje skutečnou rychlost otáčení šneku a poskytuje vstupní signál 17 rychlosti otáčení šneku pro regulátor 22 adaptivního nulování teploty. Ovládací panely pro vkládání řídicích signálů, opatřené příslušnými klávesnicemi a zobrazovací jednotkou (v připojených výkresech neznázorněné), jsou ze stavu techniky známé a je možné použít například ty, které jsou popsané ve shora citovaném patentu US Re 31 903, původce Faillace.
Teplosměnným prostředkům 15 je vhodně přiřazený vždy jeden regulátor 22 adaptivního nulování teploty. Tyto teplosměnné prostředky 15, kterými je vybavená každá teplosměnná zóna 14, jsou ovládané uvedeným regulátorem 22 adaptivního nulování teploty v odezvě na dvojí měření teploty prováděné dvěma v každé teplosměnné zóně 14 uspořádanými snímači teploty. Snímač hloubkové teploty nebo A termočlánek 24 je umístěný v těsné blízkosti vnitřního povrchu 28 pláště 12 extrudéru, přičemž s výhodou se nachází ve styku s vnitřní vložkou 3 pláště, a poskytuje signál hloubkové teploty Td reprezentující teplotu v hloubce stěny pláště 12 extrudéru, tj . teplotu na nebo v těsné blízkosti vnitřního povrchu pláště. Snímač povrchové teploty nebo B termočlánek 26 je umístěný přímo v teplosměnných prostředcích 15 a poskytuje signál povrchové teploty Ts reprezentující teplotu teplosměnných prostředků 15, které jsou zdrojem tepla pro ohřev nebo zajišťují zdroj ochlazování.
Obr. 2 představuje graficky znázorněnou závislost mezi jednotlivými parametry, které se vyskytují při ovládání
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • · · · • · · · · · systému extrudéru 1. za použití způsobu podle předloženého vynálezu. Tento průběhový diagram graficky znázorňuje funkční činnost regulátoru teploty se zdvojeným snímáním teploty při stavu tepelného zatížení. Regulátor teploty se zdvojeným snímáním teploty podle předloženého vynálezu vykazuje funkci adaptivního nulování. Ovládání systému extrudéru 1_, jehož průběh je znázorněný na obr. 2, představuje stav, ve kterém se teplosměnné zóna nachází ve stavu tepelného zatížení, neboli ve stavu přídavného ohřevu v této teplosměnné zóně se nacházejícího vytlačovaného materiálu. Tento systém extrudéru 1. je také možné použít při stavu chladicího zatížení, neboli ve stavu, při kterém se během přemísťování vytlačovaného materiálu skrze plášť 12 extrudéru uskutečňuje jeho ochlazování.
V grafu znázorněném na obr. 2 je na jediné ose x vynesený čas s počátkem v čase to. Tři křivky, které jsou vynesené nad osou x, respektive časovou osou, reprezentují teplotu povrchového nebo B termočlánku, řídicí nastavenou hodnotu, a teplotu hloubkového nebo A termočlánku. Dvanáct křivek, které jsou vynesené pod osou x, respektive časovou osou, reprezentuje souběžně probíhající funkce ostatních, na ose y vynesených hodnot. Těmito hodnotami, vynesenými na ose y grafu, jsou: (1) chyba ”E” kontrolního součtu; (2) chyba A neboli rozdíl mezi nastavenou hodnotou teploty a teplotou hloubkového nebo A termočlánku; (3) skutečná rychlost Sd otáčení šneku; (4) procentuální přírůstek tepla ohřívače v čase; (5) nulování; (6) aktivace nulování; (7) skutečná výstražná signalizace (AEA), při které je skutečná chyba například větší než 0,1 °Fahrenheita (0,06 “Celsia) (stupně Fahrenheita a Celsia jsou v dalším popisu, v uvedeném pořadí, označované symboly °F a °C); (8) kontrolní výstražná signalizace, při které je hodnota vztahu
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • · [ (ΚχΑ + Κ2Β) / (Κι + Κ2) ] větší než pásmo proporcionality (jehož hodnota je typicky 6 °F pro ohřev) po podstatnou dobu trvání (typicky 60 sekund); (9) mezní hodnota nulování; (10) narůstání časového intervalu stabilizace nulování; (11) změna rychlosti otáčení šneku; (12) stabilizování rychlosti otáčení šneku; a (13) nulování spouštění události.
Při první aktivaci systému extrudéru 1 nebo při změně zatížení v čase t0 provádí regulátor nastavené hodnoty teploty nastavování řídicí nastavené hodnoty Tcp na hodnotu rovnající se požadované nastavené hodnotě teploty příslušné teplosměnné zóny, kterou volí operátor. Regulátor průměrné chyby uplatňuje řídicí signály H a C aktivace výměny tepla, které jsou nezbytné pro ohřev, respektive ochlazování teplosměnné zóny. Řídicí signál H aktivace výměny tepla uvádí teplosměnné prostředky 15, za účelem zvýšení nebo snížení teploty v příslušné teplosměnné zóně 14, do činnosti. Na shora zmiňovaném obr. 2 je mezi časem t0 a časem t4 znázorněný stav, ve kterém (1) odporové ohřívací prvky 18 dodávají teplo, a (2) signál hloubkové teploty Td a signál povrchové teploty Ts rychle narůstají.
Činnost regulátoru 22 adaptivního nulování teploty pokračuje uplatňováním řídicího signálu H aktivace výměny tepla až do času t2, ve kterém signál chyby E kontrolního součtu dosáhne přibližně hodnotu nula. Uplatňování řídicího signálu ”H” aktivace výměny tepla je v čase t2 ukončeno a signál povrchové teploty Ts přestává narůstat a začíná, v důsledku ochlazování odporových ohřívacích prvků 18, klesat. Zbytkové teplo, které je akumulované v teplosměnných prostředcích 15, způsobuje pokračování ohřevu pláště 12 extrudéru. Signál Td hloubkové teploty narůstá až do času t3, ve kterém dochází ke stabilizaci jak hloubkové, tak i
84632 (84632a)
PV 2002-2695 povrchové teploty.
Obr. 2 představuje systém extrudéru 1, který se v čase t4 nachází ve stabilním stavu a který vykazuje signál skutečné chyby A větší než 0,1 °F (0,06 °C) . Hodnota citlivosti skutečné chyby může být zvolena výrobcem nebo programátorem regulátoru teploty extrudéru. Citlivost skutečné chyby se typicky pohybuje v rozmezí 0,05 °F až 1 °F (cca 0,03 °C až 0,6 °C) . Na obr. 2 je příkladně znázorněné přednostní provedení ovládání regulátoru 22 adaptivního nulování teploty podle předloženého vynálezu, které může v důsledku změny rychlosti otáčení šneku probíhat buď na základě provádění funkce normálního nulování nebo na základě provádění funkce adaptivního nulování. Průběh, který je na obr. 2 znázorněný křivkami naznačenými plnou spojitou čárou, se vyskytuje ve spojení s regulátorem normálního nulování teploty. Průběh reprezentovaný křivkami naznačenými přerušovanou čárou se vyskytuje ve spojení s regulátorem adaptivního nulování teploty.
Vkládání nastavené hodnoty Td může provést operátor. Tato nastavená hodnota Td reprezentuje teplotu požadovanou pro teplosměnnou zónu pláště extrudéru. První normální nulování, o kterém rozhoduje a které provádí regulátor 22 adaptivního nulování teploty, se podle obr. 2 udává v čase t4. Regulátor normálního nulování teploty řeší a přiděluje řídicí nastavené hodnotě Tcp novou hodnotu, která zvyšuje procentuální přírůstek tepla ohřívače poskytovaný teplosměnným prostředkům 15 v čase.
Křivka hloubkového nebo A termočlánku vykazuje v důsledku změny rychlosti otáčení šneku mezi časem t7 a časem tio pokles. Přednostní provedení předloženého vynálezu
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·· • · · poskytuje navíc, k operátorem prováděné volbě časového intervalu stabilizace nulování o délce tří nebo čtyř minut, ještě přídavné čtyřminutové zpoždění. Vzhledem k uvedené skutečnosti odděluje čas t7 a čas ti0 časová prodleva sedm nebo osm minut. Zvýšení rychlosti otáčení šneku je příčinou buď zvýšení tepelného zatížení nebo požadavku na zvýšení tepla aplikovaného teplosměnnými prostředky .15.. Teplota hloubkového nebo A termočlánku v tomto stavu normálně klesá až do té doby, dokud v čase tio nedojde k normálnímu nulování.
Křivka funkce nulování představuje jak normální, tak i adaptivní nulování regulace systému extrudéru. K prvnímu aktivnímu normálnímu nulování dochází v čase t4. Plná čára nulovací hodnoty představuje dvě další normální nulování, přičemž první z nich se vyskytuje v čase ti0 a druhé se vyskytuje v čase tis. Přerušovaná čára funkce nulování představuje výskyt adaptivního nulování, které zajišťuje regulátor adaptivního nulování (blíže popsaný dále) podle předloženého vynálezu. Zmiňovaná křivka představuje dvě adaptivní nulování, přičemž k výskytu prvního nulování tohoto typu dochází v čase t7 a k výskytu druhého v čase ti2.
Regulátor adaptivního nulování podle předloženého vynálezu provádí v čase t7 předběžný odhad nulovací hodnoty, což je naznačeno prostřednictvím přerušované čáry nulování. Tento předběžný odhad nulovací hodnoty způsobuje v čase t7 změnu řídicí nastavené hodnoty, což je naznačeno prostřednictvím přerušované čáry znázorňující tuto hodnotu. Změny řídicí nastavené hodnoty aktivují v čase t7 procentuální přírůstek tepla ohřívače v čase, což je naznačeno prostřednictvím přerušované čáry pro příslušnou nulovací hodnotu. Aktivace procentuálního přírůstku tepla
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ······ ·· *· ·· ·· *·· * · · · ♦ · · • · · · ♦ · · · · φ • · ··· · · · · · · « · • · · · · · · ··· ·· ·· ·· *· ·· ···· poskytovaného ohřívačem v čase zajišťuje udržování konstantní teploty v teplosměnné zóně 14, což je naznačeno prostřednictvím přerušované čáry pro hloubkový nebo A termočlánek. Uvedené udržování teploty účinně eliminuje kolísání skutečné chyby A. Skutečná chyba A se rovná nastavená hodnota mínus hodnota hloubkové teploty Td.
Adaptivní nulování poskytuje na základě předběžného odhadu požadavku na úpravu nebo modifikaci řídicí nastavené hodnoty kýžené a neočekávané výsledky a, v důsledku toho, účinně eliminuje nebo A termočlánku, předběžně odhaduje kolísání teploty hloubkového
Regulátor adaptivního nulování dále a provádí změnu množství energie přiváděné do teplosměnných prostředků systému extrudéru.
Tato změna se termodynamického provádí za účelem vyrovnávání změn zatížení způsobovaných stabilní změnou rychlosti otáčení šneku extrudéru.
Ohřívač, použitý v kombinaci se systémem extrudéru pro zpracovávání plastového materiálu, je typicky provozovaný s alespoň určitým procentuálním přírůstkem tepla v čase a tak dlouho, dokud se systém extrudéru nachází v pracovním chodu nebo pod zatížením. Udržování konstantní teploty v systému extrudéru pod zatížením indikuje, že tento systém extrudéru není schopný docílit teoretický nekonečný přírůstek nebo průměrnou chybu nula. Z uvedeného důvodu vykazuje systém extrudéru pracující při teplotě například 300 °F (asi 150 °C) trvalou odchylku teploty, která systému poskytuje, za účelem udržování teploty 300 °F (asi 150 °C) , alespoň určitý procentuální přírůstek tepla poskytovaný ohřívačem v čase. Teoreticky dokonalý systém extrudéru vykazuje v případě, kdy se nachází ve stavu stabilního zatížení, nulovou průměrnou chybu a při teplotě 300 °F (asi
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • 444 ·· • · • · · • · · • · • · ·· ·· >44 •44 4 • 4 4 4 4 • 4 4 4
4444
150 °C) vykazuje ohřívač nulový procentuální přírůstek tepla v čase. Chyba E kontrolního součtu je tudíž přímo úměrná zatížení, které působí na systém extrudéru.
Procentuální přírůstek tepla ohřívače v čase se odvozuje z chyby kontrolního součtu. Tato chyba E kontrolního součtu není při provádění regulace skutečného pracovního chodu systému extrudéru, s výjimkou stavu, ve kterém na systém extrudéru nepůsobí žádné zatížení, nikdy rovna nule. Chyba E kontrolního součtu se odvozuje ze dvou chyb a to chyby a chyby B. Tyto dvě chyby 'B' jsou odvozené z řídicí nastavené hodnoty. Chyba A se rovná řídicí nastavená hodnota Tcp mínus hodnota hloubkové teploty Ta. Chyba B se rovná řídicí nastavená hodnota T mínus hodnoty povrchové teploty Ts.
cp
Regulátor 38 adaptivního nulování podle předloženého vynálezu zavádí pro chybu E kontrolního součtu novou hodnotu, k čemuž dochází, jak je naznačeno prostřednictvím přerušované čáry, v čase t7 a v čase ti2. Aktivaci tohoto přizpůsobování chyby E kontrolního součtu způsobuje stabilní změna rychlosti otáčení šneku. Uvedené přizpůsobování chyby E kontrolního součtu zajišťuje, aby nedocházelo ke změně křivky nebo hodnoty skutečné chyby A, což může být seznatelné představující tuto hodnotu, hodnoty skutečné chyby A z průběhu přerušované čáry Skutečnost neexistence změny indikuje, že nedošlo k žádné změně teploty hloubkového nebo A termočlánku.
Regulátor teploty extrudéru podle předloženého vynálezu poskytuje vhodné ochranné logické řídicí funkce, které systému extrudéru umožňují stabilizovat se po provedení nulování. Tyto řídicí funkce poskytují systému extrudéru
84632 (84632a)
PV 2002-2695
9«
I · · · ·· 9« • 9 9
9 9 <
9
9 4 » 9 9 4
99
99 «· 9994 zajišťuj ί, nežádoucích představuj e dostatečný časový interval, například tři minuty, pro dosažení stability v požadovaném rozmezí kolísání teploty, například v rozmezí 0,1 °F (0,06 °C). Regulátor teploty podle předloženého vynálezu poskytuje v případě, kdy regulátor adaptivního nulování teploty odesílá do paměti uloženou nulovací hodnotu do regulátoru teploty se zdvojeným snímáním teploty, další dodatečné čtyřminutové nebo srovnatelné časové zpoždění. Tyto řídicí funkce dále aby nedocházelo k výskytu nadbytečných a nulování. Příklad takové řídicí funkce nastavování časového intervalu stabilizace nulování. Další řídicí funkce umožňuje systému extrudéru stupňovité zvyšování rychlosti bez nutnosti aktivace nově zvolené nulovací hodnoty až do té doby, dokud není docílena příslušná pracovní rychlost. Systém extrudéru může v případě, ve kterém by existující pracovní podmínky mohly způsobit poškození systém extrudéru, zahrnovat i další řídicí funkce nebo kroky ovládání pro ukončení jeho pracovního chodu. Tyto řídicí funkce, které mohou zahrnovat kontrolní výstražné signalizační a indikační funkce, jsou podrobně popsané ve shora citovaném patentu US Re 31 903, původce Faillace, a příkladně znázorněné na obr. 2.
Na obr. 3 je znázorněné přednostní provedení regulátoru 22 adaptivního nulování podle předloženého vynálezu. Tento regulátor 22 adaptivního nulování teploty podle předloženého vynálezu představuje zdokonalení regulátoru teploty extrudéru známého ze stavu techniky a popsaného ve shora citovaných patentech US Re 31 903 a US 5 149 193, původce Faillace. Regulátor 38 adaptivního nulování nastavuje nulovací hodnotu Rn a řídicí nastavenou hodnotu Tcp při každé změně rychlosti otáčení šneku. Toto přizpůsobování rychlosti otáčení šneku zabraňuje, aby při změně rychlosti otáčení
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·’=»« ·· »» ·· »» ·» • · * · 4* · a a t • · · c · · · ·· · • · 9 9 9 9 999 9 9 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·· ·« a· et ···· šneku nedocházelo k žádné podstatné změně teploty pláště extrudéru při změně rychlosti otáčení šneku. Regulátor 38 adaptivního nulování může být použitý v kombinaci s regulátorem teploty extrudéru s jednoduchým snímáním teploty.
Snímač 16 rychlosti otáčení šneku nebo otáčkoměr poskytuje analogový signál Sa rychlosti otáčení šneku reprezentující dosavadní trvající nebo skutečnou rychlost otáčení vytlačovacího šneku 10, který se zavádí do regulátoru 38 adaptivního nulování. Provedení regulátoru znázorněné na obrázku zahrnuje hnací prostředky 9 pro pohánění vytlačovacího šneku. Uvedený analogový signál Sa rychlosti otáčení šneku přijímá upřesňovací vyrovnávací paměť 110 a na jeho základě generuje základě analogický signál Sc rychlosti otáčení šneku. Velikost tohoto analogického signálu Sc rychlosti otáčení šneku se mění tak, aby se nacházel uvnitř vstupního rozsahu analogově číslicového převodníku (A/D převodníku) 112. V analogově číslicovém převodníku 112 se analogický signál So rychlosti otáčení šneku převádí na číslicový signál Sd rychlosti otáčení šneku, který reprezentuje rychlost otáčení vytlačovacího šneku. Pro uvedený účel mohou být použity jakékoliv další prostředky pro převádění vstupního signálu rychlosti otáčení šneku na číslicový signál vybavené časovacím čítačem. Výsledný signál rychlosti otáčení šneku se odesílá do časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování.
Na obr. 3 je dále znázorněný volitelný snímač rychlosti otáčení nebo číslicový kodér 16a. Rychlost otáčení šneku snímaná číslicovým kodérem 16a se zpracovává prostřednictvím časovacího čítače 116. Výsledný číslicový signál Sd rychlosti
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • φ · φ · · • φ • · · φ · · φ φ φ φ φ · · φ · · φ φ φ φ φφφ φφ φφ φφ φφ φφ φφφφ otáčení šneku se odesílá do časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování.
Regulátor 38 adaptivního nulování provádí volbu nulovací hodnoty pro každou danou pracovní rychlost otáčení šneku. Po zvolení a rozhodnutí se příslušná nulovací hodnota Rn zavede do časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování a uloží na adrese určené číslicovým signálem Sd rychlosti otáčení šneku. Časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky 114 nulování pak poskytují logické řídicí signály zahrnující stabilní signál rychlosti otáčení šneku a signál změny rychlosti otáčení šneku pro první logický AND člen. Spínač 48 umožňuje ukládání nulovací hodnoty do paměti a její vyhledávání. Funkce spínače 48 je volitelná operátorem a poskytuje povolovací signál adaptivního nulování pro první logický AND člen 39. Signál generovaný prvním logickým AND členem 39 se odesílá do logického OR členu 46. Tento logický OR člen 46 poskytuje signál pro nulovací spínače 41a a 41b.
Časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky nulování, jakož i další prvky, které jsou nezbytné pro zajištění způsobu ovládání systému podle přednostního provedení předloženého vynálezu, jsou zajištěné prostřednictvím komerčně dostupných elektronických součástí. Pro programování časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků nulování tak, aby poskytovaly jak (i) prostředky pro indexování a ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti, tak i (ii) prostředky pro porovnávání, časování a volení rychlosti otáčení šneku, za použití elektronického nebo dalšího logického obvodu systému, požadované nezbytné pro uskutečňování předloženého vynálezu, postačuje standardní úroveň odborné dovednosti
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ···· 4 9 ·· ·· ·· 444 · ····· · 9
4 ·· ·· ·· · 4 9 9 9 9 v oblasti programování elektronických prostředků, kterou musí příslušná osoba disponovat. Vhodné časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky nulování poskytuje odpovídajícím způsobem naprogramovaný, komerčně dostupný mikroprocesor. Pro účely určování existence nebo neexistence jednotlivých porovnávacích a časovačích parametrů regulace, například splnění podmínky stability rychlosti otáčení šneku, je nezbytný logický obvod.
Časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky 114 nulování, které tvoří součást shora popisovaného zdokonaleného regulátoru 22 adaptivního nulování teploty, vykazují množství paměťových míst (tj. částí paměti označených adresou) pro ukládání rychlostí otáčení šneku. Přednostní provedení těchto prostředků využívá alespoň jedenáct takových paměťových míst rychlostí otáčení šneku. Logický obvod použitý v kombinaci s přednostním provedením předloženého vynálezu zahrnuje také naprogramování vymazání do paměti uložených hodnot v případě zjištění podstatných změn průběhu pracovního chodu.
Regulátor 38 adaptivního nulování podle přednostního provedení předloženého vynálezu, zahrnuje volitelný logický obvod 210. Tento logický obvod 210 je běžně komerčně dostupný a může být uspořádaný buď odděleně od časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování, nebo jako součást těchto časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování, začleněná v jejich logickém obvodu. Logický obvod 210 je naprogramovaný na zjišťování nulovacích hodnot rychlosti otáčení šneku v případě, kdy je teplota stabilní. Takový logický obvod 210 proto regulátoru 22 adaptivního nulování teploty výslovně dovoluje přidávat nebo upřesňovat ty
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ♦ · toto · · to · · · ·· toto to · ···· ··« ·· ··· ······ · · ···· ·· · ··· ·· ·· ·· ·· ·· ···· nulovací hodnoty, které nejsou spouštěné regulátorem teploty se zdvojeným snímáním teploty. Pro programování funkce tohoto logického obvodu 210 postačuje standardní úroveň odborné dovednosti v oblasti programování elektronických prostředků.
Regulátor 22 adaptivního nulování teploty, použitý v kombinaci s přednostním provedením předloženého vynálezu, je vybavený regulátorem 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty, například takovým jako regulátor teploty extrudéru podle patentu US 5 149 193, původce Faillace. Tento regulátor 121 teploty zdvojeným snímáním teploty monitoruje logické řídicí signály zahrnující signál aktivace nulování, signál nedosažení mezní hodnoty nulování, skutečný výstražný signál, signál narůstání časového intervalu stabilizace, a signál nedosažení kontrolní výstražné signalizace. Signál aktivace nulování a signál nedosažení mezní hodnoty nulování jsou poskytované druhým logickým AND členem 47. Tento druhý logický AND člen 47 poskytuje příslušný signál pro první logický AND člen 39 a třetí logický AND člen 45. Skutečný výstražný signál, signál narůstání časového intervalu stabilizace, a signál nedosažení kontrolní výstražné signalizace jsou poskytované třetím logickým AND členem 45. Signál třetího logického AND členu 45 se kromě toho odesílá do logického OR členu 46.
Regulátor 121 teploty zdvojeným snímáním teploty podle předloženého vynálezu poskytuje zdokonalenou regulaci teploty jednak na základě kritéria, na které je naprogramovaný třetí logický AND člen 45. Toto kritérium, v kombinaci s přednostním provedením vynálezu, definuje skutečnou výstražnou signalizaci plus/mínus 0,1 °F (0,06 °C). Kritérium definující skutečnou výstražnou
84632 (84632a) \
PV 2002-2695 • · · · fefe ·· ·· ·· fefe • fe · · «fe « « ·· ··· ···· ·· fe ·· ··· ······ · · • fe·· · · · fefe· • fe ·· ·· ·· ·· ···· signalizaci výslovně umožňuje systému zajistit přesnější shodu skutečné teploty s nastavenou hodnotou teploty pro každou teplosměnnou zónu. s přednostním provedením výstražné signalizaci v
Toto kritérium, v kombinaci vynálezu, dovoluje kontrolní případě, kdy regulátor 22 adaptivního nulování teploty generuje výstupní řídicí signál pri nebo ovládání aktivace teplosměnných prostředků v blízkosti maximálního výkonu, spouštět nulovací hodnotu do jedné minuty. Vzhledem k uvedenému tak toto kritérium výslovně umožňuje ovládání systému extrudéru při nebo v blízkosti jeho maximálního výkonu.
Logický OR člen 46 poskytuje, prostřednictvím signalizačního členu 50 s monostabilním klopným obvodem, spouštěcí signál jednotlivých událostí pro nulovací spínače 41a a 41b. Zpožďovací časovač 220 v případě, kdy regulátor 38 adaptivního nulování aplikuje v paměti uloženou nulovací hodnotu na regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty, zpožďuje spouštění nově zvolené nulovací hodnoty. Zpožďovací časovač 220 současně zpožďuje kritérium pro spouštění nulovací hodnoty z regulátoru 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty o zvolený časový interval. Velikost tohoto zvoleného časového intervalu zpoždění je v přednostním provedení předloženého vynálezu čtyři minuty. Zpožďovací časovač 220 zabraňuje nebo eliminuje kolísání skutečné teploty.
Nulovací spínače 41a a 41b zajišťují zavádění signálu skutečné chyby A do časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování a jsou vybavené, jak může být ze znázornění na obr. 3 seznatelné, paměťové prostředky 52 nulovací hodnoty. Tyto paměťové prostředky nulování vysílají signál nulovací hodnoty do logického obvodu 210.
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ···· to* · • to • to ·· ··· · ··
Regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty v případě, kdy je stabilizovaný, poskytuje nulovací hodnoty Rn. Skutečná chyba A je regulátoru 38 adaptivního nulování poskytována v případě, kdy nulovací spínače 41a a 41b přijmou signál spouštění nulování.
K vyvolávání spouštění nulování dochází při jednom ze tří dále uvedených stavů. Prvním stavem je adaptivní nulování, které se udává v případě, kdy (1) došlo ke změně nebo stabilizaci nově zvolené rychlosti otáčení, (2) existuje změna rychlosti otáčení šneku, (3) je aktivováno nulování, a (4) je aktivováno adaptivní nulování. Druhým stavem je stabilní adaptivní nulování, které se udává v případě, kdy (1) je rychlost otáčení šneku stabilní, (2) změna stabilní rychlosti otáčení šneku trvá po zvolený časový interval (nejlépe o délce 1 minuty), (3) regulátor nedosáhl mezní hodnotu nulování nebo neudržuje mezní hodnotu nulování po zvolený časový interval (nejlépe o délce 1 minuty), (4) je aktivováno nulování, a (5) je aktivováno adaptivní nulování. Třetím stavem je normální nulování, které se udává v případě, kdy (1) je aktivováno nulování, (2) regulátor nedosáhl mezní hodnotu nulování nebo neudržuje mezní hodnotu nulování po zvolený časový interval (nejlépe o délce 1 minuty), (3) vyskytuje se skutečná výstražná signalizace, (4) regulátor nedosáhl mezní hodnotu teploty, (5) časový interval stabilizace narůstá, a (6) nevyskytuje se žádná kontrolní výstražná signalizace.
Regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty podle přednostního provedení předloženého vynálezu vykazuje první komparátor £0, druhý komparátor 42, třetí komparátor
43, čtvrtý komparátor 44 a pátý komparátor 51. První komparátor 40 algebraicky sčítá nastavenou hodnotu a hodnotu
84632 (84632a)
PV 2002-2695
4 4 ·· · · ·· 44 4 4 ♦ 4 4 4 4 4 « 4 44
4 4 4 4 44444 4 4 • 444 44 4 444
44 44 44 44 4444 hloubkové teploty Td za odvození skutečné chyby A, kterou poskytuje nulovacímu spínači 41a.
Při uplatnění nulovací hodnoty prostřednictvím časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování nastavuje druhý komparátor nebo regulátor 42 řídicí nastavené hodnoty v čase spouštění nulování řídicí nastavenou hodnotu Tcp. Při změně nastavení řídicí nastavené hodnoty se provede nastavení jí rovnocenné nastavené hodnoty. Regulátor 42 řídicí nastavené hodnoty uplatňuje řídicí nastavenou hodnotu Tcp a poskytuje příslušné signály pro třetí komparátor 43 a čtvrtý komparátor 44. Regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty provádí, prostřednictvím třetího komparátoru 43, algebraické sčítání příslušných hodnot za účelem výpočtu signálu chyby A. Třetí komparátor 43 odesílá signál chyby A do pátého komparátoru 51. Čtvrtý komparátor 44 porovnává povrchovou teplotu Ts s řídicí nastavenou hodnotou Tcp a základě odvozuje signál chyby B. Signál chyby B rovněž odesílaný do pátého komparátoru 51.
na jejich je
Regulátor 38 adaptivního nulování poskytuje regulátoru 42 řídicí nastavené hodnoty nulovací hodnotu Rv indikující rozsah, ve kterém se bude řídicí nastavená hodnota Tcp nastavovat. Velikost nulovací hodnoty Rv se prostřednictvím regulátoru 42 řídicí nastavené hodnoty za použití aritmetického modulu zesilování nulovací hodnoty Rn modifikuje podle následně uvedené rovnice (1):
( 1 ) R-n Zbg . Ry kde: rg je konstantní přírůstek nulování.
84632 (84632a)
PV 2002-2695 tttttttt ·· 4· 44 tttt ·· ·· · · ·· · tt tttt ·· ··· tttt···· · · ···· tttt · ··· • tt 4 4 4 4 tt tttt tttttttt
Typicky je přírůstek rg nulování nastavený tak, že vykazuje hodnotu 1. Nově zvolená nebo zesílená nulovací hodnota Rn se odesílá do regulátoru 42 řídicí nastavené hodnoty. Tento regulátor 42 řídicí nastavené hodnoty pak provádí algebraické sčítání zesílené nulovací hodnoty Rn s řídicí nastavenou hodnotou Tcp v čase spouštění nulování podle následně uvedené rovnice (2):
(2) = Ra+ Tep
Po té co regulátor 22 adaptivního nulování teploty rozhodne zesílenou nulovací hodnotu Rn, zůstává regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty při skutečné chybě menší než 0,1 °F (0,06 °C) stabilní. Podstatná změna tepelného zatížení systému extrudéru však způsobuje změnu hloubkové teploty Td teplosměnné zóny. Regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty se v době, kdy se snaží tuto změnu hloubkové teploty Td v teplosměnné zóně korigovat, stává nestabilním. Regulátor 22 adaptivního nulování teploty zahrnuje regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty pro generování výstupních řídicích signálů H a C ovládání aktivace ohřevu a ochlazování, které zajišťují selektivní aktivování příslušných teplosměnných prostředků 15. Třetí a čtvrtý komparátor 43 a 44 generují, v uvedeném pořadí, příslušné signály chyby A a B reprezentující rozdíl mezi řídicí nastavenou hodnotou Tcp a příslušným signálem hloubkové teploty Td nebo signálem povrchové teploty Ts. Aritmetický modul pátého komparátoru 51 pak na základě následně uvedené rovnice (3) vypočte chybu ”E” kontrolního součtu:
Kt.A + K2.B (3) E =----------Kí + K2
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ··«· 9«
9 • 9 99 99 99 • 9 99 9 9 99
9 9 9 9 99999 9 9
999 99 9 999
99 99 99 99 9999 kde: Κι a Κ2 jsou konstanty zvolené na základě příslušné závažnosti každého ze signálů chyby A a chyby B. V odezvě na chybu E kontrolního součtu nastavuje ovladač výměny tepla nebo regulátor 36 výstupní řídicí signály H a C ovládání aktivace buď odporových ohřívacích prvků .18 nebo tekutinové chladicí soustavy (není znázorněna), která zajišťuje průtok chladicího média skrze chladicí trubky 20 teplosměnných prostředků 15 až do té doby, dokud nedojde ke snížení chyby E kontrolního součtu na minimum.
Logický obvod regulátoru 22 adaptivního nulování teploty zahrnuje časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky 114 nulování, které slouží k monitorování číslicového signálu Sd rychlosti otáčení šneku za účelem přesného určení okamžiku, ve kterém nastává změna rychlosti otáčení šneku. Při změně číslicového signálu Sd rychlosti otáčení šneku provedou časovači, logické, indexovací a paměťové prostředky 114 nulování volbu do paměti uložené nulovací hodnoty a příslušných signálů pro regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty. Tento regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty pak za použití shora uvedené rovnice (2) provádí přepočet řídicí nastavené hodnoty Tcp.
První logický AND člen 39 určuje, kdy je regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty stabilizovaný na nově zvolenou nulovací hodnotu. Jakmile je regulátor 121 teploty se zdvojeným snímáním teploty stabilizovaný, logický AND člen 39 přijímá signály generované na základě shora definovaných podmínek nulování. Nulovací hodnota Rv se uloží do tabulky časovačích, logických, indexovacích a paměťových prostředků 114 nulování na paměťové místo korespondující
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ···· ♦· ·· 99 49 49
9 9 9 9 9 9 9 4 9
999 999999 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9
99 99 99 99 9999 s aktuální pracovní rychlostí otáčení šneku indikovanou číslicovým signálem Sd rychlosti otáčení šneku.
Navrhovaný regulátor teploty extrudéru, jehož blokové schéma je znázorněné na obr. 3, provádí, za účelem zajištění plynulé změny tepelného zatížení během pracovního chodu systému extrudéru, regulaci hloubkové a povrchové teploty prostřednictvím nulování teploty. Tento regulátor poskytuje prostředky pro předcházení důsledkům změn tepelného zatížení způsobovaných změnami rychlosti otáčení šneku. Regulátor podle předloženého vynálezu zajišťuje aplikaci příslušné nulovací hodnoty teploty pro každou teplosměnnou zónu 14 na základě konkrétních pracovních rychlostí extrudéru, nebo poskytuje adaptivní nulování v předstihu před snímáním skutečné změny tepelného zatížení. Adaptivní nulování řeší a rozhoduje nebo zjišťuje nulovací hodnotu pro každou teplosměnnou zónu 14 při všech normálních pracovních rychlostech otáčení šneku. To znamená, že při měnění rychlosti otáčení šneku extrudéru adaptivní nulování aplikuje nebo automaticky opakuje posledně použitou nulovací hodnotu teploty, která byla zjištěna pro každou teplosměnnou zónu 14 při předchozím výpočtu nulování pro každou teplosměnnou zónu při dané rychlosti otáčení šneku. Tuto funkci při ovládání systému extrudéru zajišťují porovnávací a volicí prostředky, které (i) jsou činné v odezvě na stabilizovanou pracovní nulovací hodnotu teploty pro každou z pracovních rychlostí otáčení šneku, a (ii) ukládají skutečnou rychlost otáčení šneku s této rychlosti korespondující nulovací hodnotou teploty do paměťových prostředků.
Regulátor teploty extrudéru podle předloženého vynálezu snímá rychlost otáčení šneku skrze standardní analogový
84632 (84632a)
PV 2002-2695 • toto· toto • to ·· ·· et toto • · · · · · · · • · · · · < · «· · ·· toto· · ····· to to ···· ·· · ··· ·· ·· ·· ·· ·· ···· vstup pro zavádění dat a zapisuje rychlost otáčení šneku jako číselný Index nebo datový prvek do tabulky zjištěných nulovacích hodnot. Tyto do paměti uložené nulovací hodnoty je pak možné po té, co došlo ke změně rychlosti otáčení šneku a její následné stabilizaci na nově zvolenou rychlost, prostřednictvím jejich automatického opakování, opětně použít pro každou teplosměnnou zónu. Pro každou teplosměnnou zónu se podle přednostního provedení předloženého vynálezu použije tabulka obsahující 100 v paměti uložených adres, které představují nulovací hodnoty pro 1 procento až 100 procent dosažitelné rychlosti otáčení šneku. Zjištěná nulovací hodnota se analyzuje a řeší stejně jako v případě regulátoru teploty extrudéru podle patentu US 5 149 193, původce Faillace. Nicméně, v navrhovaném způsobu se zjištěná nulovací hodnota ukládá do nezávislé permanentní paměťové tabulky nulovacích hodnot, například takové jako je paměťová jednotka typu EEPROM, na paměťové místo specifické konkrétní rychlosti otáčení šneku v čase, ve kterém je nulovací hodnota vypočtena.
Při změně nově zvolené rychlosti otáčení šneku systému extrudéru a její následné stabilizaci a současně při splnění kritérií nulování teploty se na základě nově zvolené rychlosti otáčení šneku provede výpočet nově zvolené nulovací hodnoty teploty a tato nulovací hodnota se uloží do tabulky nulovacích hodnot na příslušnou adresu reprezentující nově zvolenou rychlost. Tato sekvence adaptivního nulování se opakuje pro každou nově zvolenou pracovní rychlost otáčení šneku, která je systémem identifikována s rozlišením na 1 procento plné rychlosti otáčení šneku.
Ovládání systému extrudéru, navrhované podle
84632 (84632a)
PV 2002-2695 ·»·* 99 99 99 ·9 99 • * 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9 9 9 9 9
9 999 9 99999 9 9 • 9 9 9 9 9 9 9 9 9 ·· ·· ·· 99 9 9 999 9 předloženého vynálezu, nevykazuje během prvního časového intervalu při nově zvolené pracovní rychlosti otáčení šneku žádnou skutečnou nulovací hodnotu rozhodnutou pro počáteční rychlost otáčení šneku. Přibližná nulovací hodnota pro takovou rychlost otáčení šneku se podle předloženého vynálezu vypočte na základě lineární aproximace nejblíže vedle sebe se nacházejících dříve rozhodnutých nulovacich hodnot rychlosti otáčení šneku. Tato přibližná nulovací hodnota se uloží do tabulky nulovacich hodnot pro nově zvolenou pracovní rychlost otáčení šneku. Nicméně, jestliže se nově zvolená rychlost otáčení šneku pro nově zvolenou nulovací hodnotu vypočtenou na základě normálních kritérií nulování udržuje dostatečně dlouhou dobu, je pak přibližná nulovací hodnota nahrazena skutečnou nulovací hodnotou pro nově zvolenou rychlost otáčení šneku.
Navrhovaný regulátor teploty extrudéru poskytuje v kombinaci se systémem extrudéru stejné výhody jako systém extrudéru podle patentu US 5 149 193, původce Faillace. Kromě toho poskytuje regulátor teploty extrudéru podle předloženého vynálezu další přídavné výhody spočívající v mnohem přesnější regulaci teploty a optimalizaci navrhované funkční schopnosti systému extrudéru. Docílení přesné regulace teploty je zajištěné na základě kritérií skutečné výstražné signalizace, schopnosti zjišťovat nulovací hodnotu za stabilního stavu, použití zpožďovacího obvodu pro zabránění kolísání signálů nulovací hodnoty a skutečné teploty, a/nebo dalších, shora podrobně popsaných charakteristických parametrů. Docílení optimalizace navrhované funkční schopnosti systému extrudéru je zajištěné na základě kritérií kontrolní výstražné signalizace, což výslovně umožňuje zavádění dalších dodatečných nulovacich hodnot během ovládání systému extrudéru při nebo v blízkosti
84632(84632a)
PV 2002-2695 jeho maximálního výkonu.
• *to · toto toto toto • « · · ·· · • · · · · · · ·· ··· · ··· • · · · ·· · ·· ·· <· ·« ♦ to • · • · to · • · • to
Zastupuj e:
Dr. Miloš Všetečka v.r.
84632 (84632a)
PV 2002-2695
JUDr. Miloš Všetečka advokát
120 00 Praha 2, Hálkova 2
4444 *«· · « ·· ·· ·· · · 4 · « · · · • 44 4 · 4 4 · 4 ·
I · 4 4 4 4 4 · 4 4 · · · · · · 4 · 4 4 4 4 •4 *4 «4 ·« 4« 4 4 4 4

Claims (12)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Regulátor teploty extrudéru zahrnuje:
    prostředky pro snímání skutečné rychlosti otáčení vytlačovacího šneku (10) v plášti (12) extrudéru, přičemž tento plášť vykazuje alespoň jedny teplosměnné prostředky (15) ;
    prostředky pro indexování a ukládání množství rychlostí otáčení šneku do paměti, přičemž každá z těchto do paměti uložených rychlostí otáčení šneku koresponduje s nulovací hodnotou teploty;
    porovnávací a volicí prostředky, přičemž tyto porovnávací a volicí prostředky provádějí (i) porovnávání skutečné rychlosti otáčení šneku s každou z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku, a (ii) volbu jedné z do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a s tím, že zvolená rychlost otáčení šneku je členem souboru množství do paměti uložených rychlostí otáčení šneku a vykazuje hodnotu, která představuje aritmeticky nejbližší ekvivalent skutečné rychlosti otáčení šneku, a že porovnávací a volicí prostředky vyhledávají nulovací hodnotu teploty korespondující se zvolenou do paměti uloženou rychlostí otáčení šneku;
    prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků (15), přičemž tento výstupní řídicí signál ovládání je odezvou na vyhledanou nulovací hodnotu teploty přijímanou z porovnávacích a volicích prostředků; a
    16 84632 (84632a)
    PV 2002-2695 • ♦ prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace o předem stanovený časový interval, ve kterém se generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků (15) uskutečňuje při nebo v blízkosti maximálního výkonu.
  2. 2. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 1, vyznačující se tím, že prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace zpožďují spouštění nově zvolené nulovací hodnoty, když regulátor (38) adaptivního nulování aplikuje v paměti uloženou nulovací hodnotu na regulátor (121) teploty se zdvojeným snímáním teploty.
  3. 3. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 2, vyznačující se tím, že prostředky pro zpožďování kontrolní výstražné signalizace posouvají kritéria pro spouštění nově zvolené nulovací hodnoty z regulátoru (121) teploty se zdvojeným snímáním teploty o první zvolený časový interval.
  4. 4. Regulátor vyznačující se intervalu zpoždění je teploty extrudéru tím, že délka čtyři minuty.
    podle nároku 3, zvoleného časového
  5. 5. Regulátor teploty vyznačující se tím, kolísání skutečné teploty.
    že extrudéru časovač podle nároku 3, zpožďování zabraňuje
  6. 6. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále zahrnuje logický obvod (210), kterýžto logický obvod (210) zjišťuje nově zvolenou nulovací hodnotu skutečné rychlosti otáčení šneku, když je teplota v plášti (12) extrudéru stabilní po předem stanovený
    16 84632 (84632a)
    PV 2002-2695 • φ ΦΦ • φ φ φ φ · časový interval.
  7. 7. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 6, vyznačující se tím, že logický obvod (210) vykazuje prostředky pro spouštění stabilního adaptivního nulování, když (a) je skutečná rychlost otáčení šneku stabilní, (b) změna stabilní rychlosti otáčení šneku trvá po druhý zvolený časový interval, (c) regulátor (38) adaptivního nulování nedosáhl mezní hodnotu nulování a neudržuje mezní hodnotu nulování po třetí zvolený časový interval, (d) je aktivováno nulování, a (e) je aktivováno adaptivní nulování.
  8. 8. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 7, vyznačující se tím, že délka druhého zvoleného časového intervalu a délka třetího zvoleného časového intervalu jev obou případech jedna minuta.
  9. 9. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále zahrnuje logický obvod (210), kterýžto logický obvod (210) zjišťuje nově zvolenou nulovací hodnotu skutečné rychlosti otáčení šneku, když je teplota v plášti (12) extrudéru stabilní po předem stanovený časový interval.
  10. 10. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 1,
    vyznačuj ící se tím, že porovnávací a volicí prostředky během ovládání systému extrudéru (a) jsou činné v odezvě na stabilizovanou pracovní nulovací hodnotu teploty pro každou z pracovních rychlostí otáčení šneku, a (b) ukládaj í skutečnou rychlost otáčení šneku s jí
    korespondující nulovací hodnotou teploty do indexovacích a paměťových prostředků.
    16 84632 (84632a)
    PV 2002-2695
  11. 11. Regulátor teploty extrudéru podle nároku 1, vyznačující se tím, že dále obsahuje regulátor teploty, kterýžto regulátor teploty zahrnuje:
    (a) první komparátor (40), kterýžto první komparátor porovnává signál nastavené hodnoty se signálem (Td) hloubkové teploty pláště (12) extrudéru, a poskytuje signál skutečné chyby (A) pro porovnávací a volicí prostředky;
    (b) druhý komparátor (42), kterýmžto druhým komparátorem je regulátor řídicí nastavené hodnoty a provádí algebraické sčítání signálu do paměti uložené řídicí nastavené hodnoty (Tcp) s nulovací hodnotou teploty, a poskytuje signál řídicí nastavené hodnoty (Tcp) ;
    (c) třetí komparátor (43), kterýžto třetí komparátor porovnává signál (Td) hloubkové teploty pláště (12) extrudéru se signálem řídicí nastavené hodnoty (Ταρ) , a poskytuje první signál chyby (A);
    (d) čtvrtý komparátor (44), kterýžto čtvrtý komparátor porovnává signál (Ts) povrchové teploty pláště (12) extrudéru se signálem řídicí nastavené hodnoty (Ταρ) , a poskytuje druhý signál chyby (B);
    (e) pátý komparátor (51), uvedený pátý komparátor porovnává signál první chyby (A) a signál druhé chyby (B) a poskytuje signál chyby (E) kontrolního součtu pro prostředky pro generování výstupního řídicího signálu ovládání aktivace teplosměnných prostředků (15).
    Zastupuj e:
    Dr. Miloš Všetečka v.r.
  12. 16 84632 (84632a)
    PV 2002-2695
CZ20022695A 2000-02-09 2001-02-08 Regulátor teploty extrudéru se stálým nulováním teploty CZ20022695A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18132400P 2000-02-09 2000-02-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20022695A3 true CZ20022695A3 (cs) 2003-01-15

Family

ID=22663803

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20022695A CZ20022695A3 (cs) 2000-02-09 2001-02-08 Regulátor teploty extrudéru se stálým nulováním teploty

Country Status (12)

Country Link
US (1) US6755564B2 (cs)
EP (1) EP1254012B1 (cs)
JP (1) JP3799273B2 (cs)
KR (1) KR100865181B1 (cs)
CN (1) CN1217782C (cs)
AT (1) ATE313423T1 (cs)
AU (1) AU783412B2 (cs)
CA (1) CA2399117C (cs)
CZ (1) CZ20022695A3 (cs)
DE (1) DE60116057T2 (cs)
MX (1) MXPA02007763A (cs)
WO (1) WO2001058667A1 (cs)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1254013E (pt) * 2000-02-09 2004-09-30 Davis Standard Corp Metodo para accionar um controlador de temperatura de extrusao com reposicao de temperatura estavel
US20050213423A1 (en) * 2004-03-25 2005-09-29 Ferencz Joseph M Apparatus for manufacturing thermosetting powder coating compositions with dynamic control including low pressure injection system
US7738993B2 (en) * 2003-10-10 2010-06-15 Boston Scientific Scimed, Inc. Extrusion of articles
EP1738446B1 (de) * 2004-04-03 2011-09-14 KraussMaffei Technologies GmbH Wassergekühlte steuereinrichtung für eine spritzgiessmaschine
EP1642699A3 (de) * 2004-09-30 2011-04-27 Battenfeld-cincinnati Germany GmbH Vorrichtung zum Plastifizieren von Kunststoff
US7653460B2 (en) * 2006-08-14 2010-01-26 Husky Injection Molding Systems Ltd. Thermal management of extruder of molding system, amongst other things
US7882734B2 (en) * 2007-10-31 2011-02-08 Whirlpool Corporation Utilizing motor current variations to control mixer operation
US8011825B2 (en) * 2007-10-31 2011-09-06 Whrilpool Corporation Smoothing motor speed during mixing
CN102202848B (zh) * 2008-10-31 2014-03-12 康宁股份有限公司 陶瓷前体挤出批料的双循环控制
ITMI20112128A1 (it) * 2011-11-23 2013-05-24 Semplice Spa Macchina per estrusione a struttura perfezionata, particolarmente per mescole termoplastiche.
CN102601987A (zh) * 2012-03-17 2012-07-25 广东达诚机械有限公司 一种气压热成型机的温控方法及温控系统
TWI519403B (zh) * 2013-06-24 2016-02-01 緯創資通股份有限公司 量測熔體溫度的熱澆道結構
US9592528B2 (en) * 2015-04-22 2017-03-14 Delphi Technologies, Inc. Extruding machine
CN112739521B (zh) * 2018-09-13 2023-06-27 戴维斯-标准有限责任公司 挤压设备的诊断故障排除系统
RU192846U1 (ru) * 2019-06-19 2019-10-03 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российский государственный университет им. А.Н. Косыгина (Технологии. Дизайн. Искусство)" Устройство для управления процессом экструзии в производстве синтетических нитей
KR102714652B1 (ko) * 2019-11-25 2024-10-10 주식회사 엘지화학 압출장치
KR20210063644A (ko) * 2019-11-25 2021-06-02 주식회사 엘지화학 압출장치
DE102020101724A1 (de) * 2020-01-24 2021-07-29 Sikora Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen der Temperatur eines rohrförmigen Strangs
JP7491038B2 (ja) * 2020-04-24 2024-05-28 セイコーエプソン株式会社 可塑化装置、三次元造形装置、および射出成形装置
KR102446657B1 (ko) * 2021-01-05 2022-09-23 주식회사 휴비스 에어링 터널을 구비한 발포시트 제조장치
CN114939976B (zh) * 2022-07-20 2022-10-11 南京欧格节能环保科技有限公司 用于挤塑板生成线的温度控制方法及系统

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3751014A (en) * 1970-09-21 1973-08-07 Graham Engin Corp Apparatus for extruding synthetic plastic resins at low temperatures
US3866669A (en) * 1972-12-13 1975-02-18 Crompton & Knowles Corp Extruder and temperature control apparatus therefor
US4262737A (en) * 1979-06-15 1981-04-21 Crompton & Knowles Corporation Extruder temperature controller
USRE31903E (en) * 1979-06-15 1985-06-04 Crompton & Knowles Corporation Extruder temperature controller
US4272466A (en) * 1980-08-04 1981-06-09 Harrel, Incorporated System and method of temperature control for plastics extruder
JPS58148740A (ja) * 1982-02-27 1983-09-03 Fujikura Ltd プラスチツク成形機の樹脂温度制御方法
US4488838A (en) * 1982-05-24 1984-12-18 Textron Inc. Process and apparatus for feeding particulate material into a pressure vessel
US4437046A (en) * 1982-06-18 1984-03-13 Crompton & Knowles Corporation Extrusion drive control system
JPH03161802A (ja) * 1989-11-21 1991-07-11 Toshiba Corp シーケンス制御における渋滞予測装置
JPH0497816A (ja) * 1990-08-16 1992-03-30 Omron Corp 成形機のコントローラ
US5149193A (en) * 1991-01-15 1992-09-22 Crompton & Knowles Corporation Extruder temperature controller and method for controlling extruder temperature

Also Published As

Publication number Publication date
CA2399117A1 (en) 2001-08-16
KR100865181B1 (ko) 2008-10-23
CN1217782C (zh) 2005-09-07
US6755564B2 (en) 2004-06-29
JP2003525143A (ja) 2003-08-26
MXPA02007763A (es) 2002-10-11
JP3799273B2 (ja) 2006-07-19
CN1416388A (zh) 2003-05-07
WO2001058667A1 (en) 2001-08-16
EP1254012B1 (en) 2005-12-21
ATE313423T1 (de) 2006-01-15
KR20020073583A (ko) 2002-09-27
DE60116057T2 (de) 2006-07-20
AU3493301A (en) 2001-08-20
AU783412B2 (en) 2005-10-27
EP1254012A1 (en) 2002-11-06
CA2399117C (en) 2007-11-20
US20030211189A1 (en) 2003-11-13
DE60116057D1 (de) 2006-01-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ20022695A3 (cs) Regulátor teploty extrudéru se stálým nulováním teploty
CZ20022696A3 (cs) Způsob ovládání regulátoru teploty extrudéru se stabilním nulováním teploty
EP0522137B1 (en) Extruder temperature controller and method for controlling extruder temperature
US5720912A (en) Method for controlling the temperature of an injection-molding machine and mold tool units
EP2054185B1 (en) Thermal management of extruder of molding system
US6861018B2 (en) Temperature control method and apparatus for injection molding structure
JPH09248847A (ja) 射出成形機のノズル温度制御方法
JP6909260B2 (ja) 成形機の制御出力カット機能付き温度制御装置