CS259378B1

CS259378B1 - Continuous additivation of synthetic pHlymers and apparatus for this purpose

Info

Publication number: CS259378B1
Application number: CS862303A
Authority: CS
Inventors: Stefan Cuba; Jan Skok; Koloman Ondrejmiska
Original assignee: Stefan Cuba; Jan Skok; Koloman Ondrejmiska
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1988-10-14
Also published as: CS230386A1

Abstract

Pře zvýšenie prevádzkové) istoty a zníženie odpadov pri spravovaní aditlvovaných tavenín polymérov slůži spůsob, pódia ktorého sa aditíva dávkujú viacerými prúdmi do polymeru, čím sa dosiahne v případe poruchy niektorého z prúdov neprerušenej aditivizácie, čo je výhodné hlavně u kontinu- álnych výrob spracovávaného polymeru, ktorý sa následné aditivuje. Zariadenie spo čívá v zaradení aspoň dvoch samostatných větví s čerpadlem! medzi taviace zaríadenie pre aditíva a aditivizačnů zónu výrobného zariadenia pre polymer, Dávkovacle čerpadla sů navzájom spáté tak, že integrač- ným rladiacím členom sa zabezpečuje kon- štantný súčet ich otáčok.To increase operational reliability and reduce waste when managing additive polymer melts, a method is used whereby additives are dosed in multiple streams into the polymer, thereby achieving uninterrupted additization in the event of a failure of one of the streams, which is advantageous mainly in continuous production of the processed polymer, which is subsequently additived. The device consists in the inclusion of at least two separate branches with a pump! between the melting device for additives and the additization zone of the polymer production device. The dosing pumps are interconnected in such a way that the integral control element ensures a constant sum of their speeds.

Description

Predmetom vynálezu jé spůsob kontinuálneho adltivovania syntetických polymérov do hmoty injekčným spůsobom a zariadenie pre tátu aditiváciu, ktoré rieši prevádzkovú istotu kontinuitnej přípravy aditivovaného polyméru z monomérov a jeho spracovanie, ako i zníženie odpadu pri výrobě vláken, filmov a podobných výrobkov.It is an object of the present invention to provide a process for continuously adding synthetic polymers to a mass by an injection method and an apparatus for dad additivation which provides operational reliability of continuous preparation of additive polymer from monomers and its processing, as well as waste reduction in fiber, film and related products.

Injekčný spůsob aditivácie do hmoty je známy a popísaný v mnohých patentech, kde cielom je zabezpečenie konstantnosti poměru aditíva k polyméru alebo konštantného dávkovania aditíva do polyméru. Podlá čs. AO 166 492 sa aditíva dávkujú injekčným spůsobom do lineárnych syntetických polymérov v roztavenom stave pomocou dávkovacieho čerpadla v nastavitelnom konštantnom pomere k základnému polyméru, s ktorým sa homogenizujú a hnetú. Podobné je to aj podlá čs. AO 153 788, kde sa aditíva dávkujú pomocou jedného dávkovacielm zubového čerpadla, pričom tlak před a za dávkovacím čerpadlom aditív sa udržuje konštantný. Tieto sposoby aditivácie sú vyhovujúce pre výrobu a spracovanie syntetických polymérov hlavně tam, kde sa vychádza z granulovaného polyméru a kde je možné počas prevádzkovania tavenie granulátu prerušiť a previesť v případe poruchy na dávkovacom zariadení nutné opravy, hoci aj tu sa odpad tvoří prechodmi a přerušením prevádzky. Ak sa pri kontinuálnej výrobě vychádza z monomérov, potom nie je možné polykondenzáciu polyméru přerušit a pri poruche zariadenia na aditivovanie dochádza ku vzniku velkého množstva odpadu.An injection method for additivation to the mass is known and described in many patents where the aim is to ensure that the ratio of additive to polymer is constant or that the additive is polymerised consistently. Podlá čs. AO 166 492, the additives are dosed by injection into linear synthetic polymers in the molten state by means of a metering pump in an adjustable constant ratio to the base polymer with which they are homogenized and kneaded. Similar is according to MS. AO 153 788, wherein the additives are dosed by means of one metering gear pump, while the pressure upstream and downstream of the dosing pump is kept constant. These additivation methods are suitable for the production and processing of synthetic polymers, especially where granulated polymer is used and where the melting of the granulate can be interrupted during operation and necessary repairs can be carried out in the event of a failure at the metering device, even here . If the continuous production is based on monomers, then the polycondensation of the polymer cannot be interrupted and a large amount of waste is generated when the additive device fails.

Tieto nedostatky odstraňuje riešenie íohto vynálezu, podl'a ktorého sa roztavené aditíva před přivedením do taveniny základného polyméru rozdelia do najmenej dvoch prúdoiv, pričom objemový poměr privádzaného roztaveného aditíva ku objemu taveniny základného polyméru je konštantný.These drawbacks are overcome by the solution according to the invention, wherein the molten additives are divided into at least two streams before being fed into the melt of the base polymer, the volume ratio of the molten additive being fed to the melt volume of the base polymer being constant.

Tento spůsob umožňuje zariadenie, ktorého podstatou je, že výstup taviaceho zariadenia pre aditíva je opatřený čerpadlovým blokom s najmenej dvomi vedla seba zapojenými čerpadlami. Spoločný vývod týchto čerpadiel je napojený na vynášací šnek z reaktora. Pohony dávkovačích čerpadiel sú spojené elektronickou riadiacou jednotkou a táto so sčítacím členom otáčok dávkovačích čerpadiel na rozvodnej vetve.This method allows a device whose essence is that the output of the additive melter is provided with a pump block with at least two pumps connected side by side. The common outlet of these pumps is connected to the discharge screw from the reactor. The metering pump drives are connected by an electronic control unit and this to the metering pump speed counter on the distribution branch.

Takéto usporiadanie vylučuje použitie dávkovacieho čerpadla pre základý polymér alebo aditivovaný polymér ako aj jeho regulovaný pohon, tým je zariadenie jednoduchšie a lacnejšie. Ďalšou výhodou je, že pri akýchkolvek poruchách dávkovačích čerpadiel pre aditíva ako aj pri výpade niektorých spriadacích miest na rozvodnej vetve, objemový poměr roztaveného aditíva k objemu základného polyméru zostáva vždy konštantný, takže celá kontinuálna výrobna jednotka může stále produkovat bez toho, aby došlo ku tvorbě odpadu.Such an arrangement avoids the use of a metering pump for the base polymer or additive polymer as well as its controlled drive, making the device easier and cheaper. A further advantage is that in any failure of the additive dosing pumps as well as the failure of some spinning points on the distribution branch, the volume ratio of the molten additive to the volume of the base polymer remains constant so that the entire continuous production unit can still produce without formation. waste.

Ďalšie výhody podlá vynálezu sú zřejmé podlá přiloženého obrázku, kde je schématicky znázorněné jedno z možných převedení zariadenia na kontinuálnu aditiváciu syntetických polymérov a dvoch príkladov prevedenia sposobu tohto vynálezu. Toto zariadenie pozostáva z taviaceho zariadenia 10 pre aditíva, na ktorého výstupe je uchytený čerpadlový blok 20 s dvorná dávkovacími čerpadlami 21, 22 a ich pohonmi 24, 25 s vývodom 23, ktorý je napojený na vynášací šnek 30 základného polyméru z reaktora 32 s pohonom 31. Rozvodná vetva 40 je opatrená dávkovacími čerpadlami 41 už aditivovanej zmesi, pričom pohony dávkovačích čerpadiel sú opatřené bezdotykovými snímačmi 50 otáčok, ktoré sú přepojené cez sčítací člen 60 a riadiacou elektronickou jednotkou 61 s pohonmi 25, 24 dávkovačích čerpadiel 21, 22 pre aditíva.Further advantages according to the invention are apparent from the accompanying drawing, in which one possible embodiment of a continuous additive additive synthetic polymer device and two embodiments of the method of the invention are shown schematically. This apparatus consists of an additive melting apparatus 10 at the outlet of which a pump block 20 is mounted with the yard metering pumps 21, 22 and their actuators 24, 25 having an outlet 23, which is connected to a discharge screw 30 of the base polymer from the reactor 31 The manifold 40 is provided with metering pumps 41 of the already additive mixture, wherein the metering pump drives are provided with non-contact speed sensors 50, which are connected via the addition member 60 and the electronic control unit 61 with drives 25, 24 of the metering pumps 21, 22 for additives.

Základný polymér sa připravuje v reaktore 32, z ktorého je vynášecím šnekom 30 dopravovaný k rozvodnej vetve 40, kde sa zubovými dávkovacími čerpadlami 41 s pohonom 42 vytlačuje a tvaruje cez hubicu do výrobkov. Aditíva sa pripravujú v taviacom stroji 10, odkial sa dávkovacími čerpadlami 21, 22 privádzajú cez spoločný přívod 23 do základného polyméru, kde sa pomocou šneku připadne statických zmešovačov homogenizujú zo základným polymérom.The base polymer is prepared in a reactor 32 from which it is conveyed via a discharge screw 30 to a distribution line 40 where it is extruded by gear metering pumps 41 with a drive 42 and formed into a product through a die. The additives are prepared in the melter 10, from where they are fed by metering pumps 21, 22 through a common inlet 23 to the base polymer, where they are homogenized by means of a screw or static mixers with the base polymer.

Přesný a konštantný objemový poměr medzi taveninou základného polyméru a aditíva zaisťujú bezdotykové snímače 50 otáčok dávkovačích čerpadiel, spojených cez sčítací člen 60 otáčok dávkovačích čerpadiel, elektronickú jednotku 61 a pohony 24, 25 dávkovačích čerpadiel.An accurate and constant volume ratio between the melt of the base polymer and the additives is provided by the proximity sensor 50 of the dosing pump connected via the dosing member 60 of the dosing pump, the electronic unit 61 and the dosing pump drives 24, 25.

Příklad 1Example 1

Pigmentový koncentrát pozostávajúci z 20 % hmot. sadzí, 1 % hmot. silikonového oleja a 79 % hmot. polyesteru sa po vysušení v kontinuálnej sušiarni taví v extrudéri, na konci ktorého je čerpadlový blok s dvomi rovnako velkými čerpadlami, ktorýml sa dávkuje tavenina koncentrátu v množstve 9 % do taveniny základného polyméru na začiatku v.ynášacieho šneku polykondenzačného reaktora. Konštantné tlakové poměry dávkovania sú zabezpečené reguláclou otáčok vřetena taviaceho stroja. Pohony oboch čerpadiel sú spáté regulačnou technikou, ktorá zabezpečuje v případe poruchy jedného z nich okamžitú konštantnosť dávkovania aditíva. Tavenina koncentrátu sa homogenizuje s taveninou polyesteru jednak vo vynášacom šneku, jednak v potrubí v zabudovaných statických zmešovačoch. Tavenina je vynášacím šnekom tlačená cez rozvodnú vetvu k jednotlivým zvlákňovacím (odběrovým) miestam, ktorých je 12, kde sa dávkovacími čerpadlami pretláča cez sústavu filtračných sít a otvormi zvlákňovacej hubice na vlákna.Pigment concentrate consisting of 20 wt. % carbon black, 1 wt. % silicone oil and 79 wt. After drying in a continuous drier, the polyester is melted in an extruder at the end of which is a pump block with two equally sized pumps which feeds a 9% concentrate melt into the melt of the base polymer at the start of the polycondensation reactor. Constant dosing ratios are provided by controlling the speed of the melter spindle. The drives of both pumps are controlled by the control technology, which in the case of failure of one of them ensures immediate constant dosing of the additive. The concentrate melt is homogenized with the polyester melt both in the discharge screw and in the pipeline in the built-in static mixers. The melt is pushed through a distribution worm through a distribution branch to individual spinning (sampling) sites, of which there are 12, where they are pushed through metering pumps through the filter screen assembly and through the fiber spinner orifices.

Chod jednotlivých zvlákňovacích čerpadiel je snímaný bezdotykovými snímačmi otáčok, od ktorých súčtovým signálom sú regulované otáčky čerpadiel koncentrátu. V případe, že sa odstaví jedno zvlákňovacie miesto, na základe signálu sa znížia úměrně otáčky čerpadiel koncentrátu. Vyfarbenie vláken v časovej následnosti bolo konstantně.The operation of individual spinning pumps is sensed by non-contact speed sensors, from which the speed of the concentrate pumps is controlled by the sum signal. If one spinning point is shut down, the speed of the concentrate pumps will be reduced proportionally based on the signal. The coloring of the fibers over time was constant.

Příklad 2Example 2

Za podmienok ako v příklade 1 došlo k poruche jednélm čerpadla koncentrátu. Elektronický obvod, ktorý zaisťuje kontinuálnu kontrolu chodu oboch čerpadiel t. j. bezdotykový snímač otáčok a snímač zaťaženia pohonu dává signál pre okamžitý nárast otáčok čerpadla, ktoré je v činnosti, na dvojnásobná hodnotu. Sústava pohonov a prislušnej elektroniky je tak dynamická, že přechod z jedného stavu do druhého· je takmer okamžitý a nesposobil změny v aditivácii vlákna.Under conditions as in Example 1, one liter of the concentrate pump failed. An electronic circuit that ensures continuous monitoring of the operation of both pumps t. j. the non-contact speed sensor and the drive load sensor give a signal for an instantaneous increase in the speed of the pump in operation to twice its value. The drive and associated electronics assembly is so dynamic that the transition from one state to another is almost instantaneous and has not caused changes in fiber additive.

Claims

259378 extrudes through the array of filter screens and openings of the spinneret to the fibers. The operation of the individual spinning pumps is sensed by non-contact tweeter sensors, from which the concentrate speed is controlled by the speed of the concentrate pumps. In case one spinning station is shut down, the signal of the concentrate pumps is reduced proportionally based on the signal. The color of the fibers in the time sequence was constant. Example 2 Under conditions as in Example 1, one-concentrate pump failed. An electronic circuit that provides continuous control of both pumps, i.e., a non-contact speed sensor and a drive load sensor, provides a signal to double the pump speed that is in operation to twice the value. The drive system of the respective electronics is so dynamic that the transition from one state to the other is instantaneous and has not made changes in the addition of the fiber. OBJECT

1. A process for continuously adding additive polymers to an injection molding composition, characterized in that the molten additive is separated into at least two separate streams prior to being introduced into the melt of the base polymer, the volume ratio of the molten additive added to the melt volume of the base polymer being constant.

2. Devices for continuously additivating synthetic polymers according to clause 1, comprising a reactor equipped with a discharge screw connected to the melting process by the additive control and the distribution branch of the respective metering pumps, characterized in that the melter (10) and the nozzle is provided with a pump block (20) with at least two guided self-connected metering pumps (21,22), the common outlet (23) of which is connected to the discharge screw (30), the actuators (24, 25) of the metering pumps (21, 22) are connected by an electronic control unit (61) and this to a summation member (60) of a dosing pump (41) of a manifold (40). 1 sheet of drawings