DE7022345U

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Publication number: DE7022345U
Application number: DE7022345U
Authority: DE
Original assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Current assignee: Werner and Pfleiderer GmbH
Priority date: 1970-06-13
Filing date: 1970-06-13
Publication date: 1970-11-05

Description

& PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,& PFLEIDERER Stgt.-Feuerbach,

23. Juni 197οJune 23, 197ο

PG 6924PG 6924

G 7ο 22 345.9G 7ο 22 345.9

on deron the

Vorrichtung zur Messung von Verweil- ^eitspektron bei der kontinuierlichen Verarbeitung Theologischer Medien Device for measuring dwell spectrons in the continuous processing of theological media

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtuno zur Messung von Verweilzeitspektrum und Summenkurve bei der kontinuierlichen Verarbeitung von Theologischen Medien, insbesondere Kunststoffschmelzen.The invention relates to a device for measuring of residence time spectrum and cumulative curve in the continuous processing of theologicals Media, especially plastic melts.

Die Verweilzeit ist einer der wichtigsten Verarbeitungsparameter bei der kontinuierlichen Behandlung eines Produktes, Man versteht darunter die Zeit, welche das Material der Behandlung ausgesetzt ist. Nur bei der sogenannten Propfströmung ist diese Zeit eindeutig definiert. In allen übrigen Fällen ergibt sich ein sogenanntes Verweilzeitspektrum, d. h".r es gibt Materialteilchen bei dem zu behandelnden Gut, welche langer oder weniger langThe residence time is one of the most important processing parameters in continuous treatment of a product, it is understood to be the time that the material is exposed to the treatment. This time is only clearly defined for the so-called plug flow. In all other cases the result is a so-called residence time spectrum, i.e. h ".r there are material particles in the to be treated Well, which one is longer or shorter

als eine mittlere Verweilzeit in der Maschine bzw. dem Behandlungsraum bleiben.remain in the machine or the treatment room as an average dwell time.

Die mittlere Verweilzeit kann auf verschiedene Weise definiert sein, zur Bestimmung ist jedoch immer das Verweilzeitspektrum erforderlich. Das Verweilzeitepektrurn laßt ferner Aussagen über die Mischwirkung einer Verarbeitungsmaschine zu.(So bedeutet z.B. ein enges Verweilzeitspektrum eine geringe Längsmischung, ein breites Spektrum eine stärkere Längsmischung in der Maschine). Anhand des Verweilzeitspektrums kann auch die Selbstreinigung einer Verarbeitungsmaschine beurteilt werden, ebenso wie sich "tote Ecken" in einer solchen Verarbeitungsmaschine nachweisen lassen.The mean residence time can be defined in various ways, but this is always used to determine it Residence time spectrum required. The residence time spectrum furthermore allow statements about the mixing effect of a processing machine (e.g. means a narrow residence time spectrum a low longitudinal mixing, a broad spectrum a stronger longitudinal mixing in the machine). The self-cleaning of a processing machine can also be based on the residence time spectrum can be assessed, just as "dead corners" can be detected in such a processing machine permit.

Die Kenntnis der Verweilzeit, bzw. des Verweilzeitspektrums ist also eine wichtige Voraussetzung bei der Durchführung von kontinuierlichen Bearbeitungsverfahren an Theologischen Medien. Um ein Verweilzeitspektrum im beschriebenen Sinne zu messen ist man bisher so vorgegangen, daß man einen in die üinfüllöffnung des Behandlungsraumes dem zu ver-Knowing the dwell time or the dwell time spectrum is therefore an important prerequisite for the implementation of continuous processing procedures on theological media. Around a dwell time spectrum To measure in the sense described, one has so far proceeded in such a way that one is in the üfilling opening of the treatment room to be

arbeitenden Material zugegebenen Indikator nach einer Zeitspanne an einem stromabwärts gelegenen Meßpunkt der Verarbeitungsmaschinen bzw. des Behandlungsraumes - z.B. an der Austrittsöffnung desselben in dem dort austretenden Materialstrom des behandelten Gutes registrierte. Dabei wurde als Indikator eine Substanz verwendet, die in dem verarbeiteten Medium z.B. chemisch nachgewiesen werden kann. Man nimmt dann am Ende des Behandlungsraumes periodisch Proben, in denen der Indikator nach Gewichtsanteil ermittelt wird. Dazu verbrennt man beispielsweise, wenn das zu verarbeitende Material ein brennbarer Kunststoff ist, dasselbe und wiegt die Mengeworking material added indicator after a Time span at a downstream measuring point of the processing machines or the treatment room - E.g. at the outlet opening of the same in the material flow of the treated material exiting there Good registered. A substance was used as an indicator, which was processed in the Medium can e.g. be detected chemically. One then takes periodically at the end of the treatment room Samples in which the indicator is determined by weight percentage. To do this, for example, one burns if the material to be processed is a flammable plastic, the same and weighs the amount

des nichtbrennbaren Indikators- z.B. Eisenoxyd zurück. Die Werte der Indikatorkonzentration im verarbeiteten Material werden dann als Funktion von der Zeit aufgetragen und ergeben so schließlich das Verweilzeitspektrum bzw. die Summenkurve (Wichtig ist im übrigen, daß der Indikator in kleinen Mengen dosiert wird, und die Strömungsverhältnisse im Behandlungsraum nicht verändert. Zur Bestimmung der Summenkurve wird der Indikator kontinuierlich zugegeben. Bei einer exakt gleichmäßigen Dosierung des Indikators läßt sich so anof the non-flammable indicator - e.g. iron oxide back. The values of the indicator concentration in Processed material are then applied as a function of time and so ultimately result the residence time spectrum or the cumulative curve (it is also important that the indicator in small amounts are dosed, and the flow conditions in the treatment room are not changed. The indicator is added continuously to determine the cumulative curve. With an exactly even Dosing of the indicator can be done in this way

Hand der Summenkurve die makroskopische Mischwirkung einer Mischmaschine beurteilen).Hand of the cumulative curve the macroscopic mixing effect a mixer).

Die beschriebene Verwendung eines chemisch naciizuweisenden Indikators mit periodischer Probennahme usw. hat nun allerdings schwerwiegende Nachteile. Diese Methode ist erstens einmal ungenau und vor allem sehr zeitraubend. So ist zum Beispiel über längere Zeit hinweg eine Bedienungsperson ständig damit beschäftigt, die Proben vom austretenden Strang abzuschneiden, zu verbrennen und zu wiegen. Eine kontinuierliche und zerstörungsfreie Arbeitsweise direkt an der Maschine ist nicht möglich. Außerdem ist die beschriebene Methode" nicht bei allen plastischen Materialien anwendbar.The described use of a chemically applicable Indicator with periodic sampling etc. now, however, has serious disadvantages. First of all, this method is imprecise and, above all, very time-consuming. So is for example over a long period of time an operator is constantly busy removing the samples from the exiting Cut off the strand, burn it and weigh it. A continuous and non-destructive It is not possible to work directly on the machine. In addition, the described Method "not applicable to all plastic materials.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung von Verweilzeitspektrum und Summenkurve bei der kontinuierlichen Verarbeitung von Theologischen Medien, insbesondere Kunststoffschmelzen, zu schaffen, welche die beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Ein kontinuierlicher und zerstörungsfreier Meßvorgang direkt an der Maschine bzw. während der Produktion soll ermöglicht werden, welcher bei allen in Frage kommenden Medien anwendbar ist, relativ wenig Bauaufwand erfordert und vor allem dieThe invention is based on the object of a device for measuring the residence time spectrum and Cumulative curve for the continuous processing of theological media, especially plastic melts, to create which does not have the disadvantages described. A continuous and non-destructive one Measuring process directly on the machine or during production should be made possible, which is applicable to all media in question, requires relatively little construction effort and, above all, the

bisherigen sehr hohen Kosten durch den Zeitaufv/and vermeidet.avoids previous very high costs due to the time expenditure.

Durch die Erfindung witd die -'jus wellte Aufgabe gelost. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß an der als Meßpunkt vorgesehenen Austrittsöffnung einer kontinuierlich wirkenden Verarbeitungsmaschine z.B. einer Schneckenstrangpresse - unmittelbar anschließend eine aus nicht magnetischem Werkstoff z.B. Glas- bestehende Röhre angeordnet ist, deren Innendurchmesser dem Durchmesser des zu extrudierenden, mit Einschlüssen magnetischen Indikatormaterials versehenen Stranges und deren Außendurchmesser dem Innendurchmesser einer auf der Röhre, diese umschließend angeordneten, mit elektrischen Meß- und Anzeigemitteln verbundenen Prüfspule entspricht.The invention solves the problem. The invention is characterized in that at the outlet opening provided as the measuring point a continuously operating processing machine, e.g. a screw extruder - immediately afterwards a tube made of non-magnetic material, e.g. glass, is arranged, whose Inner diameter the diameter of the inclusion magnetic indicator material to be extruded provided strand and its outer diameter the inner diameter of one on the tube, enclosing it arranged test coil connected to electrical measuring and display means corresponds.

In besonders günstiger Weise gestaltet man die Vorrichtung so, daß die Prüfspule als Prüftransformator ausgebildet ist, dem ein Abgleichtransformator zugeordnet ist, wobei die Sekundärwicklungen beider Transformatoren über je einen Zwischengleichrichter aus vier Dioden, Ladekondensator und Entladewiderstand in Brückenschaltung zueinander angeordnet sind und wobei ferner ein Potentiometer zur Einstellung des die Primärwicklungen beider Transformatoren durchfließenden, in den Sekundärwicklungen eine Spannung induzierenden Stromes in der Vorrichtung vorgesehen ist, sowie entsprechend angeordnete Mittel zur Messung einer elektrischen Spannungsdifferenz an den Kntladewiderstcinden.In a particularly advantageous manner, the device is designed so that the test coil acts as a test transformer is designed, which is assigned a matching transformer, the secondary windings of both transformers Via an intermediate rectifier each made up of four diodes, a charging capacitor and a discharge resistor in a bridge circuit are arranged to each other and furthermore a potentiometer for setting the primary windings both transformers flowing through, in the secondary windings a voltage inducing current in the Device is provided, as well as appropriately arranged means for measuring an electrical voltage difference on the discharge resistors.

Im Folgenden wird anhand von Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel beschrieben.An exemplary embodiment is described below with reference to drawings described.

Fig. 1 zeigt die Anordnung der Prüfsnule init Zubehör an d<5r Austrittsöffnung einer kontinuierlichen Schneckenstrangpresse für die Bearbeitung von Kunststoffmassen.Fig. 1 shows the arrangement of the test column with accessories at d <5r outlet opening of a continuous Screw extruder for processing plastic masses.

Fig. 2 stellt in vereinfachter V.'eise die weitere Anordnung der Eauteile der Vorrichtung zueinander und ihre elektrische Schaltung dar.2 shows the further arrangement in a simplified manner the components of the device to each other and their electrical circuit.

Es steht bei der bei spiel swei sen Anv/endung der Erfindung eine zv;eiwellige Schneckenstrangpresse 2 zur Verfügung, deren Schneckenlänge 1 = 774 mn\, deren Schneckendurchmesser d = 2B mm, deren Schneckensteiqung H » 3o mm und deren Schneckendrehzahl η =« 2oo Undrehunoen pro Minute beträgt. Das in der Maschine zu verarbeitende strömende Medium ist Hochdruckpolyäthylen des Typs, der unter dem Handelsnamen Lupolen 1812 H bekannt ist. Dor Durchsatz soll 4,8 kg Schmelze pro Stunde sein. Man arbeitet mit einer spezifischen Fneraieeinleitung von o,27 kWh/kg. Der Erreqerstrom des Meßgerätes boträqt 5o mA, die Empfindlichkeit des zum Meßoorat geschalteten Komoensationsschreibcrs i± 5o mV.In the example of the invention, a single-shaft screw extruder 2 is available, whose screw length 1 = 774 mm, whose screw diameter d = 2B mm, whose screw pitch H »30 mm and whose screw speed η =« 2oo Undrehunoen per minute is. The flowing medium to be processed in the machine is high pressure polyethylene of the type known under the trade name Lupolen 1812 H. The throughput should be 4.8 kg of melt per hour. One works with a specific outdoor discharge of 0.27 kWh / kg. The excitation current of the measuring device offered 50 mA, the sensitivity of the compensation recorder connected to the measuring unit i ± 50 mV.

über die Eintrittsüffnung (nicht in der Fig. 1 dargestellt) der Schneckenrrasc'iine 2 worden dem darin zu verarbeitenden Medium 5 q Ilncnoulvor als Indikatormatcrial zugesetzt. Am AustrittGor.de der Tcnneckcnmaschine 2 ist wie üblich eine Düsonnlattc 2a vorgesehen. In die Aus-Via the inlet opening (not shown in FIG. 1) of the screw thread 2, q Ilncnoulvor was added as an indicator material to the medium to be processed therein. As usual, a nozzle blade 2a is provided at the outlet gate of the cylinder machine 2. In the out

triti-^cif.-iunq 1 dieser Platte 2a ist ein Glasröhrchen 3 cinq- ■·. ·' it, dcsr.en Inn endure hrp.ee se r den Durchmesser des 2U C- udierenden Stranger, entspricht. Der Außendurchmesser des Glasröhrchens entspricht hingegen dem Innendurchmesser einer auf der Röhre 3, diese unscniießend, angeordneten Prüfspule 4 , welche als Transformator ausgebildet ist. Der Prüftransformator 4 ist auf einem Ständer Io angeordnet, über die-teilv;eise strichpunktiert gezeichnete - Leitung 11 mit Stecker wird die elektrische Verbindung zu den anderen Teilen der Vorrichtung hergestellt.triti- ^ cif.-iunq 1 of this plate 2a is a glass tube 3 cinq- ■ ·. · 'It, the inner endure hrp.ee se r corresponds to the diameter of the 2U C- udenden Stranger. The outside diameter of the glass tube, on the other hand, corresponds to the inside diameter of a test coil 4, which is arranged on the tube 3, unscrewing it, and which is designed as a transformer. The test transformer 4 is arranged on a stand Io, the electrical connection to the other parts of the device is established via the line 11 with plug, which is partly shown in dash-dotted lines.

Das in der Maschine 2 verarbeitete Medium strömt nun, mit den Einschlüssen des erwähnten Indikatormaterials versehen, in den Pfeilrichtunaen A der Austrittsöffnung zu und dort durch das Glasröhrchen 3 und damit durch den Prüf transformator 4 hindurch. Fs v/irkt sozusagen als Kern dieses Prüftransformators 4. Da das Indikatormaterial aus Eisenpulver besteht, also eine magnetische Substanz ist, verleiht es dem strömenden, verarbeiteten Medium je nach Anteil an magnetischem IndikatormaterialThe medium processed in the machine 2 now flows with the inclusions of the mentioned indicator material provided, in the direction of the arrows A of the outlet opening to and there through the glass tube 3 and thus through the test transformer 4. Fs v / irks so to speak as the core of this test transformer 4. Since the indicator material consists of iron powder, i.e. a magnetic one There is substance, it gives the flowing, processed Medium depending on the proportion of magnetic indicator material

'■ unterschiedliche elektromagnetische Eiaenschaften. Die '■ different electromagnetic properties. the

Spule bzw. der Prüftransformntor 4 registriert also dasThe coil or the test transformer 4 registers this

! durch die Röhre 3 fließende magnetische Material abhängig! magnetic material flowing through the tube 3 is dependent

! von seiner Konzentration in don gleichfalls die Röhre! from its concentration in don likewise the tube

durchströmenden Medium.flowing medium.

-B--B-

D em Prüftransformator 4 ist ein /'.bnleichtrarisformacor rr.it Abaleichkern zugeordnet. Die Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren 4 und 5 sind über je einen Zv.-ischenqleichrichter aus vier Dioden 6, Lade-kondensator 7 und Entladew. Verstand °, in Brücke aeschaltet. Die Primärwicklunaen beider Transformatoren 4 und 5 werden von einem mit dem Potentiometer 9 einstellbaren Strom durchflossen, der in den Sekundarwicklunaen eine Spannung induziert. Durch Verschieben des Eisenkernes im Abgleichtransformator 5 kann die Brückensnannuno zu TTuIl gemacht v/erden, da sich dadurch die Konplung im Abgleichtransformator variieren läßt. Durch das zusammen mit dem strömenden Medium jev?eils i ,·.· der Glasröhre befindliche Eisenpulver verändert sich die KoODluna im Prüftransformator 4. Die daraus resultierende Veränderung der Brückenspannung ist bei den kleinen verwendeten Mengen von Indikatormaterial pronortional der Mencre des im Kunststoff enthaltenen Eisennulvcrs. Die an den Widerständen 8 entstehende Spannunosdifferenz kann an einem entsprechend eingebauten Instrument abaelesen oder von einem Schreiber 14 festaehalten v/erdcn. So entstehen dann die gewünschten Meßangaben oder "cßaufzeichnungen über das VerweilzGitsnektrum bzw. die Summenkurve.T em test transformer 4 is assigned a /'.bnleichtrarisformacor rr.it Abaleichkern. The secondary windings of the two transformers 4 and 5 are each via an intermediate rectifier made up of four diodes 6, charging capacitor 7 and discharging. Mind °, switched on in the bridge. The primary windings of the two transformers 4 and 5 are traversed by a current which can be set with the potentiometer 9 and which induces a voltage in the secondary windings. By moving the iron core in the compensation transformer 5, the bridge measurement can be made into TTuIl, since this allows the coupling in the compensation transformer to be varied. Jev through together with the flowing medium? Eils i, ·. · Of the glass tube iron powder contained changes the KoODluna in test transformer 4. The resulting change of the bridge voltage is pronortional with the small amounts used by indicator material of Mencre of Eisennulvcrs contained in the plastic. The voltage difference that arises at the resistors 8 can be read on a suitably installed instrument or recorded by a recorder 14. In this way, the desired measurement data or recordings are created over the dwell spectrum or the cumulative curve.

Die Empfindlichkeit der Vorrichtuna läßt sich durch Verändern des Ctromos in den Primärwicklunocn durchThe sensitivity of the device lets through Changing the Ctromos in the primary winding through

das crhon crv/'ihntf» Potentiometer 9 der jev/eils verwendeten Menue von Tndikatormaterial anpassen.the crhon crv / 'ihntf »potentiometer 9 that jev / eils used Adjust menu of indicator material.

In der Firf. 2 sind noch mit 12 eine Sicherung und mit 13 eine vierpoliqe Buchse an sich bekannter Bauart bezeichnet, deren Pole mit römischen Ziffern numeriert sind.In the Firf. 2 are still a fuse with 12 and with 13 denotes a four-pole socket of known design, the poles of which are numbered with Roman numerals are.

Claims

ά PFLEIiJERER Stgt. -Feuerbach, June 23, 1997o Pat.-Dä / Kn / Hl PG 6924 G 7o 22 345.9 Protection claims

1. Device for measuring the residence time spectrum and cumulative curve in continuous processing of rheological media, in particular plastic melts, characterized in that that at the outlet opening (1) provided as a measuring point one continuously v / irkenJen processing machine - e.g. a screw extruder (2) - immediately afterwards a tube (3) made of non-magnetic material - e.g. glass - is arranged whose inner diameter is the same as the diameter of the one to be extruded, with inclusions magnetic indicator material provided strand and its outer diameter the inner diameter a test coil (4) which is arranged on the tube and encloses it and is connected to electrical measuring and display means is equivalent to.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the test coil (4) as test trans-

Formator is designed to which a balancing transformer (5) is assigned, the secondary windings of both transformers via one each Intermediate rectifier made up of four diodes (6), charging capacitor (7) and discharge resistor (8) in Bridge circuit are arranged to each other and furthermore a potentiometer (9) for Adjustment of the secondary windings flowing through the primary windings of both transformers a voltage-inducing current is provided in the device, sovLc accordingly arranged means for measuring an electrical voltage difference across the En: charging resistors (8).