CN114750394A - 一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，通过熔体压力传感器对挤出机的过滤网进行网前压力值的实时获取，并上传给挤出机控制系统，由挤出机的控制系统对实时网前压力值与网前压力预警值进行比较，判断挤出机的真空排气口是否会发生真空冒料现象；如果有出现真空冒料现象，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时降低喂料电机、挤出电机的转速，进而降低挤出机料筒内的熔体压力，使实时的网前压力值降到网前压力预警值以下，避免出现熔体进入真空系统管道而产生真空冒料现象，从而大大减少工厂的损失。

Description

一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法

技术领域

本发明涉及挤出机技术领域，尤其涉及一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法。

背景技术

一些具有真空排气口的挤出机（比如双螺杆挤出机）在生产过程中，可能由于生产工艺上或者挤出机本身设备上的原因，导致挤出机挤出料筒里面的熔体从真空排气口冒出来，这种现象就是真空冒料现象。如果不能及时检测到真空冒料现象并反馈给挤出机的控制系统和操作人员，冒出的熔体会进一步进入真空系统的管道，造成堵塞，进而导致挤出机无法进行正常的生产作业，同时还需要耗费大量的人力物力去清理真空系管道里面冒出的废料，严重影响正常的生产作业。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，这种一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法能够监测挤出机的真空排气口的实时情况，并在出现真空冒料现象时进行自动处理，大大降低真空冒料现象所带来的损失。采用的技术方案如下：

一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在挤出机的过滤网的前方安装熔体压力传感器；

（2）通过实验获得挤出机稳定工作时的常规网前压力值P_c以及挤出机发生冒料的网前压力最大值P_max，当挤出机的实时网前压力值大于网前压力最大值P_max，挤出机容易发生冒料；

（3）在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值P_c和过滤网的网前压力预警值P₀，P₀<P_max；

（4）在挤出机作业过程中，熔体压力传感器每隔一定时间t获取实时网前压力值P_t并上传给控制系统；

（5）在控制系统中，进行如下步骤：

（5-1）从熔体压力传感器获取实时网前压力值P_t；

（5-2）将P_t与P₀进行比较，若P_t>P₀，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时降低喂料电机、挤出电机的转速，将喂料电机的转速从S₁降至S₂，将挤出电机的转速从S₃降至S₄，其中，S₁是挤出机在稳定工作时喂料电机的转速，S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速；

（5-3）经过时间t后，再次从熔体压力传感器获取实时网前压力值P_t’；

（5-4）将P_t’与P_c进行比较，（P_t’－P_c）/ P_c≤±10%，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时提升喂料电机、挤出电机的转速，将喂料电机的转速从S₂提升到S₁，将挤出电机的转速从S₄提升到S₃；

（5-5）回到步骤（5-1）。

上述步骤（2）中，常规网前压力值P_c和网前压力最大值P_max均可从以往日常生产作业中积累获得，不同熔体的常规网前压力值P_c和网前压力最大值P_max均不同，可根据熔体进行常规网前压力值P_c和网前压力最大值P_max的设置。

熔体在挤出过程中，受到挤出杆的作用会对挤出料筒的各处均产生相应方向的压力，该压力随着挤出机作业时间的增长逐渐变大，当该压力过大时，熔体会出现真空冒料现象。由于过滤网位于挤出料筒的前端，熔体在挤压过程中所产生的压力，也会传递到过滤网处。因此，可以检测过滤网处的熔体压力，来判断挤出料筒内的熔体压力是否过大。如图1所示，x轴表示挤出机的生产作业时间t，y轴表示挤出机过滤网的网前压力值P，在挤出机持续进行生产作业的情况下，网前压力值会随生产作业时间而持续上升，当在某一时刻t_m网前压力值P_m超过网前压力最大值的P_max时，就会出现真空冒料现象。

因此，在过滤网之前安装熔体压力传感器，并根据熔体和生产工艺的不同预设一个网前压力预警值为P₀（P₀<P_max，P_max也会因不同的熔体和生产工艺的而不同），通过熔体压力传感器获取实时的网前压力值P_t，当检测到P_t>P₀时，视为当前挤出机料筒内的熔体压力已经超过网前压力预警值，必须降低当前挤出机料筒内的熔体压力，以防止出现真空冒料现象。此时，熔体压力传感器发送相关的反馈信号到挤出机的控制系统，挤出机的控制系统根据不同的熔体和生产工艺，降低挤出机的喂料电机和挤出电机的转速，从而降低挤出机料筒内的熔体压力，使实时的网前压力值P_t降到P₀以下，当P_t<P₀时，视为当前挤出机料筒内的熔体压力低于网前压力预警值，不会产生真空冒料现象。

但是，由于确保正常的生产作业，挤出机需要保持在一个正常的挤出速度，不能长时间处于低速挤出状态，因此，当一段时间后网前压力值P_t’降至靠近挤出机稳定工作时的常规网前压力值P_c，甚至低于常规网前压力值P_c，表明此时挤出机已经处于稳定工作状态，在一定时间内不会产生真空冒料现象，此时，再将喂料电机、挤出电机的转速恢复到降低前的转速，以确保挤出机的正常挤出作业。为了确保降速后的网前压力值P_t’不会过低，因此选用在常规网前压力值P_c的±10%浮动区间内，一旦网前压力值P_t’降至此区间内，即可对喂料电机、挤出电机进行提速处理。

作为本发明的优选方案，所述步骤（5-2）中，挤出机的控制系统通过以下速度调整公式（1）降低挤出机的喂料电机的转速：

S₂=S₁k_w（0< k_w<1）；

其中，S₁是挤出机在稳定工作时喂料电机的转速，k_w是喂料电机的减速系数，S₂是调整后喂料电机的实时转速；所述挤出机的控制系统通过以下速度调整公式（2）降低挤出机的挤出电机的转速：S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速；

S₄=S₃k_j（0< k_j<1）；

其中，S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速，k_j是挤出电机的减速系数，S₄是调整后挤出电机的实时转速。

上述喂料电机的减速系数k_w、挤出电机的减速系数k_j均可根据不同的熔体和生产工艺采取不同的系数在挤出机作业之前进行预设置，也可以在检测到当前挤出机料筒内的熔体压力已经超过网前压力预警值时，由操作人员根据实际情况进行实时设置。

作为本发明进一步的优选方案，所述喂料电机的减速系数k_w、挤出电机的减速系数k_j满足以下关系：

k_w=k_j。

将喂料电机和挤出电机进行同系数降速，确保喂料电机和挤出电机在降速后，能够在快速有效地将当前挤出机料筒内的熔体压力降到小于网前压力预警值P₀。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明挤出机真空冒料现象的检测及处理方法通过熔体压力传感器对挤出机的过滤网进行网前压力值的实时获取，并上传给挤出机控制系统，由挤出机的控制系统对实时网前压力值与网前压力预警值进行比较，判断挤出机的真空排气口是否会发生真空冒料现象；如果有出现真空冒料现象，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时降低喂料电机、挤出电机的转速，进而降低挤出机料筒内的熔体压力，使实时的网前压力值降到网前压力预警值以下，避免出现熔体进入真空系统管道而产生真空冒料现象，从而大大减少工厂的损失。

附图说明

图1为挤出机在持续作业时生产作业时间t与挤出机过滤网的网前压力值P的坐标关系图；

图2至图6为各个实施例的“生产作业时间-网前压力值”的坐标关系图。

具体实施方式

下面结合附图和本发明的优选实施方式做进一步的说明。

实施例一

本实施例的熔体材料为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），挤出机稳定工作时的常规网前压力值（P_c）为6Mpa，挤出机发生冒料的网前压力最大值（P_max）为8Mpa；在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值（P_c）为6Mpa，预设过滤网的网前压力预警值（P₀）为7Mpa，挤出机在稳定工作时喂料电机的转速（S₁）为800rpm、挤出电机的转速（S₃）为500rpm，预设喂料电机的减速系数（k_w）为0.5、挤出电机的减速系数（k_j）为0.5。

挤出机开始工作后，经过240分钟后，此时的实时网前压力值（P_t）为7.2Mpa，第一次超过网前压力预警值（P₀），挤出机的控制系统对喂料电机和挤出电机进行降速处理，将喂料电机的转速降至（S₂）400rpm、挤出电机的转速降至（S₄）250rpm；经过20min后，此时的实时网前压力值（P_t’）为6.3Mpa，在网前压力值（P_c）的±10%浮动区间内，因此，对喂料电机和挤出电机进行提速处理，将喂料电机的转速提至800rpm、挤出电机的转速提至500rpm。

具体的“作业时间（t）-网前压力值（P_t）”坐标关系图参见图2。

实施例二

本实施例的熔体材料同样为PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯），在另外一种生产工艺下挤出机稳定工作时的常规网前压力值（P_c）为8Mpa，挤出机发生冒料的网前压力最大值（P_max）为10Mpa；在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值（P_c）为8Mpa，预设过滤网的网前压力预警值（P₀）为9.2Mpa，挤出机在稳定工作时喂料电机的转速（S₁）为1200rpm、挤出电机的转速（S₃）为800rpm，预设喂料电机的减速系数（k_w）为0.4、挤出电机的减速系数（k_j）为0.5。

挤出机开始工作后，经过300分钟后，此时的实时网前压力值（P_t）为9.6Mpa，第一次超过网前压力预警值（P₀），挤出机的控制系统对喂料电机和挤出电机进行降速处理，将喂料电机的转速降至（S₂）480rpm、挤出电机的转速降至（S₄）250rpm；经过30min后，此时的实时网前压力值（P_t’）为7.5Mpa，在网前压力值（P_c）的±10%浮动区间内，因此，对喂料电机和挤出电机进行提速处理，将喂料电机的转速提至1200rpm、挤出电机的转速提至800rpm。

具体的“作业时间（t）-网前压力值（P_t）”参见图3。

实施例三

本实施例的熔体材料为PP（聚丙烯），在挤出机稳定工作时的常规网前压力值（P_c）为7.2Mpa，挤出机发生冒料的网前压力最大值（P_max）为8.5Mpa；在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值（P_c）为7.2Mpa，预设过滤网的网前压力预警值（P₀）为8Mpa，挤出机在稳定工作时喂料电机的转速（S₁）为900rpm、挤出电机的转速（S₃）为1000rpm，预设喂料电机的减速系数（k_w）为0.4、挤出电机的减速系数（k_j）为0.35。

挤出机开始工作后，经过270分钟后，此时的实时网前压力值（P_t）为8.2Mpa，第一次超过网前压力预警值（P₀），挤出机的控制系统对喂料电机和挤出电机进行降速处理，将喂料电机的转速降至（S₂）360rpm、挤出电机的转速降至（S₄）350rpm；经过15min后，此时的实时网前压力值（P_t’）为7.7Mpa，在网前压力值（P_c）的±10%浮动区间内，因此，对喂料电机和挤出电机进行提速处理，将喂料电机的转速提至900rpm、挤出电机的转速提至1000rpm。

具体的“作业时间（t）-网前压力值（P_t）”参见图4。

实施例四

本实施例的熔体材料为PS（聚苯乙烯），挤出机稳定工作时的常规网前压力值（P_c）为8.5Mpa，挤出机发生冒料的网前压力最大值（P_max）为10Mpa；在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值（P_c）为8.5Mpa，预设过滤网的网前压力预警值（P₀）为9.6Mpa，挤出机在稳定工作时喂料电机的转速（S₁）为750rpm、挤出电机的转速（S₃）为900rpm，预设喂料电机的减速系数（k_w）为0.6、挤出电机的减速系数（k_j）为0.4。

挤出机开始工作后，经过270分钟后，此时的实时网前压力值（P_t）为9.7Mpa，第一次超过网前压力预警值（P₀），挤出机的控制系统对喂料电机和挤出电机进行降速处理，将喂料电机的转速降至（S₂）450rpm、挤出电机的转速降至（S₄）360rpm；经过30min后，此时的实时网前压力值（P_t’）为8Mpa，在网前压力值（P_c）的±10%浮动区间内，因此，对喂料电机和挤出电机进行提速处理，将喂料电机的转速提至750rpm、挤出电机的转速提至900rpm。

具体的“作业时间（t）-网前压力值（P_t）”坐标关系图参见图5。

实施例五

本实施例的熔体材料为PE（聚乙烯），挤出机稳定工作时的常规网前压力值（P_c）为7.5Mpa，挤出机发生冒料的网前压力最大值（P_max）为9Mpa；在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值（P_c）为7.5Mpa，预设过滤网的网前压力预警值（P₀）为8.5Mpa，挤出机在稳定工作时喂料电机的转速（S₁）为750rpm、挤出电机的转速（S₃）为600rpm，预设喂料电机的减速系数（k_w）为0.6、挤出电机的减速系数（k_j）为0.7。

挤出机开始工作后，经过210分钟后，此时的实时网前压力值（P_t）为8.7Mpa，第一次超过网前压力预警值（P₀），挤出机的控制系统对喂料电机和挤出电机进行降速处理，将喂料电机的转速降至（S₂）450rpm、挤出电机的转速降至（S₄）420rpm；经过15min后，此时的实时网前压力值（P_t’）为7.7Mpa，在网前压力值（P_c）的±10%浮动区间内，因此，对喂料电机和挤出电机进行提速处理，将喂料电机的转速提至750rpm、挤出电机的转速提至600rpm。

具体的“作业时间（t）-网前压力值（P_t）”坐标关系图参见图6。

在此将实施例一至五的各项数据汇总成下表：

实施例	熔体材料	P<sub>c</sub>	P<sub>max</sub>	P<sub>0</sub>	S<sub>1</sub>	S<sub>2</sub>	k<sub>w</sub>	S<sub>3</sub>	S<sub>4</sub>	k<sub>j</sub>
											一	PET	6	8	7	800	400	0.5	500	200	0.5
二	PET	8	10	9.2	1200	480	0.4	800	400	0.5
											三	PP	7.2	8.5	8	900	360	0.4	1000	350	0.35
四	PS	8.5	10	9.6	750	450	0.6	900	360	0.4
											五	PE	7.5	9	8.5	750	450	0.6	600	420	0.7

上述表格中，各项压力数值（P_c、P_max、P₀）的单位为兆帕（Mpa），各项电机转速数值（S₁、S₂、S₃、S₄）的单位为转/分钟（rpm）。

从上述各实施例及相应的附图可以看出，当经过一段时间之后，当前挤出机料筒内实时的网前压力值P_t已经超过网前压力预警值P₀，通过预设的减速系数k_w、k_j将喂料电机、挤出电机分别减速，经过一定时间之后实时的网前压力值P_t’降低到P₀网前压力预警值以下，避免出现真空冒料现象。降低后网前压力值P_t’处于常规网前压力值P_c的±10%浮动区间内，为了确保正常的生产作业，再将喂料电机、挤出电机的转速恢复到降低前的转速，以确保挤出机的正常挤出作业。后续当试试网前压力值再次超过网前压力预警值时，采用同样的步骤对喂料电机、挤出电机进行相应的减速处理。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其各部分名称等可以不同，凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）在挤出机的过滤网的前方安装熔体压力传感器；

（2）通过实验获得挤出机稳定工作时的常规网前压力值P_c以及挤出机发生冒料的网前压力最大值P_max，当挤出机的实时网前压力值大于网前压力最大值P_max，挤出机容易发生冒料；

（3）在挤出机的控制系统中预设挤出机的常规网前压力值P_c和过滤网的网前压力预警值P₀，P₀<P_max；

（4）在挤出机作业过程中，熔体压力传感器每隔一定时间t获取实时网前压力值P_t并上传给控制系统；

（5）在控制系统中，进行如下步骤：

（5-1）从熔体压力传感器获取实时网前压力值P_t；

（5-2）将P_t与P₀进行比较，若P_t>P₀，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时降低喂料电机、挤出电机的转速，将喂料电机的转速从S₁降至S₂，将挤出电机的转速从S₃降至S₄，其中，S₁是挤出机在稳定工作时喂料电机的转速，S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速；

（5-3）经过时间t后，再次从熔体压力传感器获取实时网前压力值P_t’；

（5-4）将P_t’与P_c进行比较，（P_t’－P_c）/ P_c≤±10%，控制系统同时发送控制信号给喂料电机、挤出电机，同时提升喂料电机、挤出电机的转速，将喂料电机的转速从S₂提升到S₁，将挤出电机的转速从S₄提升到S₃；

（5-5）回到步骤（5-1）。

2.根据权利要求1所述的挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，其特征在于：所述步骤（5-2）中，挤出机的控制系统通过以下速度调整公式（1）降低挤出机的喂料电机的转速：

S₂=S₁k_w（0< k_w<1）；

其中，S₁是挤出机在稳定工作时喂料电机的转速，k_w是喂料电机的减速系数，S₂是调整后喂料电机的实时转速；所述挤出机的控制系统通过以下速度调整公式（2）降低挤出机的挤出电机的转速：S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速；

S₄=S₃k_j（0< k_j<1）；

其中，S₃是挤出机在稳定工作时挤出电机的转速，k_j是挤出电机的减速系数，S₄是调整后挤出电机的实时转速。

3.根据权利要求2所述的挤出机真空冒料现象的检测及处理方法，其特征在于：所述喂料电机的减速系数k_w、挤出电机的减速系数k_j满足以下关系：

k_w=k_j。

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