FI95009B - Arrangement for detecting lack of homgeneity in plastic materials - Google Patents
Arrangement for detecting lack of homgeneity in plastic materials Download PDFInfo
- Publication number
- FI95009B FI95009B FI941571A FI941571A FI95009B FI 95009 B FI95009 B FI 95009B FI 941571 A FI941571 A FI 941571A FI 941571 A FI941571 A FI 941571A FI 95009 B FI95009 B FI 95009B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- tubular body
- plastic
- pair
- plastic material
- channel
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B29C47/92—
Landscapes
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
, 95009, 95009
Sovitelma muovimateriaalin epähomogeenisuuksien havaitsemiseksiAn arrangement for detecting inhomogeneities in a plastic material
Keksinnön kohteena on sovitelma muovimateriaalin 5 epähomogeenisuuksien havaitsemiseksi muovipuristusproses- sin, edullisesti suulakepuristusprosessin yhteydessä, jossa muovimateriaali on sovitettu tuotavaksi puristinväli-neelle, ohjattavaksi puristusvyöhykkeelle ja sieltä edelleen sulassa muodossa sihtielimen kautta kanavaan sekä 10 edelleen kanavaa pitkin suulakepuristuspäähän tai vastaavaan ja jossa sihtielimiltä suulakepuristuspäähän tai vastaavaan johtavan kanavan seinämiin on sovitettu ainakin yksi tarkkailuikkunapari ja tarkkailuikkunaparin kohdalle välineet kanavaa pitkin suulakepuristuspäähän tai vastaa-15 vaan virtaavan sulan muovimateriaalin tarkastelemiseksi muovimateriaalin ja tarkkailuikkunaparin läpi, jolloin tarkkailuikkunapari on muodostettu läpinäkyvää materiaalia olevasta putkimaisesta kappaleesta.The invention relates to an arrangement for detecting inhomogeneities of a plastic material 5 in connection with a plastic compression process, preferably an extrusion process, wherein the plastic material is adapted to be introduced into a press means at least one pair of viewing windows and means for viewing the molten plastic material flowing along the channel through the plastic material and the pair of viewing windows, the pair of viewing windows being formed of a transparent piece of transparent material.
Erilaisissa muovipuristusprosesseissa, etenkin suu-20 lakepuristuksessa, joissa valmistetaan esimerkiksi kalvoa, lääketieteen käyttämiä ohuita letkuja, ohuita kuituja jne., sekä erityisesti sähköeristeitä, ovat erilaiset epä-homogeenisuudet varsin haitallisia. Epähomogeenisuuksilla tarkoitetaan tässä yhteydessä varsinaisesta puristettavas-25 ta muovista poikkeavia ainehiukkasia kuten metallipartik-keleita, paperikuituja yms. Lisäksi tärkeän ryhmän muodostavat erilaisten muovien hajoamismekanismien kuten hapettumisen aiheuttamat partikkelit.Various inhomogeneities are quite detrimental in various plastic compression processes, especially in the mouth-20 molding, which produce, for example, film, thin tubes used in medicine, thin fibers, etc., and in particular electrical insulation. In this context, inhomogeneities refer to material particles other than the actual compressible plastic, such as metal particles, paper fibers, etc. In addition, particles caused by various plastic degradation mechanisms, such as oxidation, form an important group.
Epähomogeenisuuksia saattaa päästä valmistettavaan 30 tuotteeseen useallakin eri tavalla. Erilaiset epähomogee-nisuudet voivat tulla prosessiin sen suppilon kautta, jonka avulla muovimateriaali tuodaan puristinvälineelle. Epä-homogeenisuudet voivat tulla suppilon kautta prosessiin joko muovirakeiden sisällä tai niiden ulkopuolella. Epäho-35 mogeenisuudet voivat tulla prosessiin myös itse puristi- 95009 2 mesta, jolloin syinä ovat puristimen muovin kanssa kosketuksissa olevien pintojen huono puhdistus tai puristimen ruuvissa ja sylinterissä tapahtuva kuluminen tai satunnainen vaurio, jolloin epähomogeenisuudet ovat metallipartik-5 keleita. Epähomogeenisuuksia voi syntyä prosessiin myös muovin hajoamisesta, jonka voi aiheuttaa esimerkiksi muo-vipuristimessa esiintyvä normaalia korkeampi paikallinen lämpötila. Jos muovin kulkutiessä puristimessa on kulmauksia, koloja jne., joihin muovi jää seisomaan, saattaa pit-10 käaikainen normaalisti virtaavalle muoville sopiva lämpötila aiheuttaa hajoamista. Erityisen hankala materiaali on nykyisin hyvin yleisesti keski- ja korkeajännitekaapeleis-sa eristeenä käytetty silloittuva polyetyleeni, joka sisältää silloitusreaktiossa tarvittavaa orgaanista peroksi-15 dia ja sitä kautta happea. Kun tällainen materiaali pysähtyy jossakin puristimen kohdassa, se alkaa lämpötilan vaikutuksesta aikaa myöten silloittua, jolloin sen viskositeetti kasvaa ja siitä muodostuu muuhun muovimateriaaliin nähden epähomogeenista materiaalia. Normaalissa ajossa 20 silloitusreaktio aikaansaadaan esim. lisälämmityksen avulla vasta valmiissa tuotteessa, ennen sen lopullista jäähdytystä. Tällaista suuremman viskositeetin omaavaa materiaalia kertyy helposti prosessin aikana muovin virtaus-kanavien epäjatkuvuuskohtiin ja myös sihtipaketteihin, 25 joista sitten ajon jatkuessa saattaa irrota silloittuneita ja hapettuneita osasia virtaavan muovin mukaan. Em. epähomogeeniset massapartikkelit aiheuttavat hankaluuksia valmiissa tuotteessa.Inhomogeneities can be achieved in the 30 products to be manufactured in several different ways. Various inhomogeneities can enter the process through the hopper by which the plastic material is introduced into the press medium. Non-homogeneities can enter the process through the funnel either inside or outside the plastic granules. The inhomogeneities of the inhomogene-35 can also come from the press itself, due to poor cleaning of the surfaces in contact with the plastic of the press or wear or accidental damage to the screw and cylinder of the press, in which case the inhomogeneities are metal particles. Inhomogeneities can also arise in the process from the decomposition of the plastic, which can be caused, for example, by a higher than normal local temperature in the plastic press. If there are angles, cavities, etc. in the plastic path in the press where the plastic will stand, a pit-10 temperature suitable for normally flowing plastic may cause decomposition. A particularly difficult material today is crosslinkable polyethylene, which is very commonly used as an insulator in medium and high voltage cables, and which contains the organic peroxy-dia required for the crosslinking reaction and thus oxygen. When such a material stops at some point in the press, it begins to crosslink over time under the influence of temperature, increasing its viscosity and forming a material that is inhomogeneous to the rest of the plastic material. In the normal run 20, the crosslinking reaction is effected, e.g. by means of additional heating, only in the finished product, before its final cooling. Such a higher viscosity material easily accumulates during the process in the discontinuities of the plastic flow channels and also in the screen packages, from which crosslinked and oxidized particles may then detach as the flow continues, depending on the flowing plastic. Em. inhomogeneous mass particles cause inconveniences in the finished product.
Epähomogeenisuuksien poistamiseksi on alalla jo 30 aiemmin käytetty tiheitä sihtejä. Valmistettaessa korkea-jännitekaapeleita käytetään yleensä tiheimpinä sihteinä verkkoja, jotka päästävät läpi kiinteitä partikkeleita, joiden koko on luokkaa 50 - 35 pm. Sihdit ovat tällöin 240 - 360 mesh:n verkkoja. Tätä paljon tiheämpien sihtien 35 käyttö ei ole käytännössä mahdollista, johtuen suhteelli- li 95009 3 sen korkeista massan paineista ja suurista virtausnopeuksista. Silloittunut ja hapettunut muovipartikkeli, joka läpäisee sihdin, voi olla myös paljon suurempi kuin em. partikkelikoko, sillä sihtiverkon langat jakavat ensin 5 partikkelin pienempiin osiin, jotka sitten yhtyvät uudestaan sihdin jälkeen. Toisen epähomogeenisuusjoukon, jonka läpimenoa ei sihti läheskään aina pysty estämään, muodostavat pitkät ohuet kuidut, joiden pituus voi olla kymmeniä kertoja paksuutta suurempi. Jos tällainen epähomogeenisuus 10 asettuu esimerkiksi kaapelieristeessä säteen suuntaan, seuraukset saattavat olla tuhoisia.To eliminate inhomogeneities, dense screens have already been used in the art in the past. In the manufacture of high-voltage cables, networks that pass through solid particles of the order of 50 to 35 μm are generally used as the densest screens. The sieves are then 240 to 360 mesh nets. The use of screens 35 much denser than this is practically impossible due to its relatively high pulp pressures and high flow rates. The crosslinked and oxidized plastic particle that passes through the sieve can also be much larger than the aforementioned particle size, as the yarns of the sieve network first divide the 5 particles into smaller parts, which then reunite after the sieve. The second set of inhomogeneity, the passage of which is almost not always possible to prevent, is formed by long thin fibers, the length of which can be tens of times greater than the thickness. If such inhomogeneity 10 settles in the radial direction of the cable insulation, for example, the consequences can be devastating.
Nykyisin käytössä olevat ratkaisut epähomogeeni-suuksien havaitsemiseksi esimerkiksi kaapeliteollisuudessa perustuvat esimerkiksi muovirakeiden osittaiseen tai täy-15 delliseen tarkastukseen ennen niiden pääsyä muovipuristi-meen. Eräässä tunnetussa menetelmässä tarkastetaan muovi-rakeet tai osa niistä valon ja valodetektorin avulla. Esimerkiksi polyetyleenirakeet ovat kuitenkin sameita, joten pienten epähomogeenisuuksien havaitseminen on lähes mahdo-20 tonta. Lisäksi koko puristimelle tulevan raevirran tutkiminen on varsin vaikeata, sillä nykyaikaisen korkeajänni-tekaapelin valmistuslinja kuluttaa useita tuhansia rakeita sekunnissa. Toisessa alalla tunnetussa menetelmässä otetaan varsinaiseen tuotantopuristimeen menevästä raevirras-25 ta muutama prosentti jatkuvaa näytettä, joka johdetaan pieneen kalvopuristimeen. Ohut kalvo tutkitaan valodetektorin avulla. Tätä menetelmää käyttävät myös muovin valmistajat laaduntarkkailuun. Esimerkkinä voidaan mainita Unidot-menetelmä, jota käyttää Neste Chemicals.The solutions currently in use for detecting inhomogeneities, for example in the cable industry, are based, for example, on a partial or complete inspection of the plastic granules before they enter the plastic press. In one known method, the plastic granules or part of them are inspected by means of light and a light detector. However, for example, polyethylene granules are cloudy, so it is almost impossible to detect small inhomogeneities. In addition, it is quite difficult to study the whole stream of hail coming to the press, as the production line of a modern high-voltage artificial cable consumes several thousand grains per second. In another method known in the art, a few percent of the continuous stream from the stream stream to the actual production press is taken and passed to a small film press. The thin film is examined using a light detector. This method is also used by plastic manufacturers for quality control. An example is the Unidot method used by Neste Chemicals.
30 Alalla tunnetaan myös ratkaisuja, joissa tarkastel laan putkessa virtaavaa sulaa muovimateriaalia. Esimerkkinä tällaisista ratkaisuista voidaan mainita US-patentti-julkaisussa 4 529 306 esitetty ratkaisu. Tämä ratkaisu on kuitenkin toteutuksena monimutkainen ja näin ollen verra-35 ten kallis, joten lopputulos ei ole paras mahdollinen.30 Solutions are also known in the art for considering molten plastic material flowing in a pipe. An example of such a solution is the solution disclosed in U.S. Patent 4,529,306. However, this solution is complicated to implement and therefore relatively expensive, so the end result is not the best possible.
95009 495009 4
Ratkaisun epäkohtana on lisäksi sen yksipuolisuus, sillä ratkaisua on suhteellisen vaikea muunnella.Another disadvantage of the solution is its one-sidedness, as the solution is relatively difficult to modify.
Lisäesimerkkeinä voidaan mainita lisäksi EP-julkaisussa 0 582 865 ja FI-patenttihakemuksessa 935222 esi-5 tetyt ratkaisut. Nämä ratkaisut ovat kuitenkin käytännössä vaikeita toteuttaa, jolloin kustannukset muodostuvat epäedullisiksi .Further examples are the solutions disclosed in EP 0 582 865 and FI patent application 935222. However, these solutions are difficult to implement in practice, making the costs disadvantageous.
Keksinnön tarkoituksena on saada aikaan sovitelma, joiden avulla aiemmin tunnetun tekniikan epäkohdat voidaan 10 eliminoida. Tähän on päästy keksinnön mukaisen sovitelman avulla, joka on tunnettu siitä, että putkimainen kappale on tuettu paikalleen esijännitysvälineen avulla niin, että putkimaiseen kappaleeseen kohdistuu muovipuristusprosessin aikana ainoastaan puristusjännitys.The object of the invention is to provide an arrangement by means of which the disadvantages of the prior art can be eliminated. This is achieved by means of an arrangement according to the invention, characterized in that the tubular body is supported in place by means of a prestressing means so that only the compressive stress is applied to the tubular body during the plastic compression process.
15 Keksinnön etuna on ennen kaikkea se, että sen avul la voidaan havaita vielä suodattimen läpäisevätkin epäpuhtaudet ja näin ollen suhteellisen tarkasti paikantaa syntyvästä tuotteesta mahdolliset laatupoikkeamat ja jopa estää niiden synty esimerkiksi keskeyttämällä tuotantoajo 20 kun havaitaan pahoja epäpuhtauksia. Aiemmin esim. kaapeli-eristyksessä laatua on pääsääntöisesti voitu tarkastella vasta eristysprosessin jälkeen. Keksintö mahdollistaa myös koko ajettavan materiaalin valvonnan vielä välittömästi ennen tuotteen syntymistä. Keksinnön etuna on lisäksi sen 25 yksinkertaisuus ja joustavuus käytännössä, jolloin keksinnön käyttöönotto muodostuu edulliseksi ja keksintöä voidaan soveltaa edullisella tavalla myös jo olemassa oleviin laitteisiin.The advantage of the invention is, above all, that it makes it possible to detect impurities which still pass through the filter and thus to locate possible quality deviations from the resulting product relatively accurately and even to prevent them from occurring, for example by interrupting the production run 20 when severe impurities are detected. In the past, for example in cable insulation, it has generally only been possible to look at quality after the insulation process. The invention also makes it possible to monitor the entire material to be driven even immediately before the product is formed. A further advantage of the invention is its simplicity and flexibility in practice, whereby the implementation of the invention becomes advantageous and the invention can also be applied in an advantageous manner to existing devices.
Keksintöä ryhdytään selvittämään seuraavassa tar-30 kemmin oheisessa piirustuksessa kuvattujen edullisten sovellutusesimerkkien avulla, jolloin kuvio 1 esittää periaatteellisena sivukuvantona suulakepuristuksessa käytetyn yksiruuvipuristimen muovin kanssa kosketuksissa olevia osia, 95009 5 kuvio 2 esittää kuvion 1 nuolten II-II mukaisena periaatteellisena leikkauskuvantona keksinnön mukaista sovitelmaa kuvion 1 mukaiseen puristimeen sovellettuna ja kuvio 3 esittää periaatteellisena sivukuvantona 5 keksinnön mukaisen sovitelman toista edullista sovellutus-muotoa .The invention will now be described in more detail by means of the preferred embodiments described in the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a schematic side view of parts in contact with the plastic of a single screw extruder. applied to the press and Fig. 3 shows in principle a side view 5 of another preferred embodiment of the arrangement according to the invention.
Kuviossa 1 on esitetty suulakepuristuksessa yleisesti käytetyn yksiruuvipuristimen muovin kanssa kosketuksissa olevat osat. Yleensä raemuodossa oleva muovi tuodaan 10 suppiloon 1, josta se joutuu syöttöaukon 2 kautta sylinterin 3 ja pyörivän ruuvin 4 väliseen tilaan. Sylinteri 3 on varustettu lämpösäätövyöhykkeillä 5, joilla sylinterin lämpötila pidetään sopivana. Lämpötilan mittaus tapahtuu antureilla 6. Ruuvin 4 pyöriessä muovirakeet liikkuvat 15 eteenpäin syöttövyöhykkeessä 7 ruuvin harjan 8 työntämänä. Muovirakeet siirtyvät edelleen puristusvyöhykkeeseen 9, jossa rakeet sulavat ruuvin tekemän mekaanisen työn ja sylinteristä tulevan lämmön vaikutuksesta. Annostus- ja sekoitusvyöhykkeen 10 tarkoituksena on tasata muovin paine 20 ja lämpötila, sekä muutenkin sekoittaa muovi ennen sihti-pakettia 11 ja reikälevyä 12. Reikälevy 12 ja sihdit 11 muodostavat yhdessä sihtielimen. Reikälevyn 12 tukemien sihtien 11 tarkoituksena on estää epähomogeenisuuksien pääsy valmistettavaan tuotteeseen. Muovi virtaa reikälevyn 25 12 jälkeen kanavan 13 kautta suulakepuristuspäähän 14, jonka rakenne määräytyy puristettavan tuotteen mukaan.Figure 1 shows the parts in contact with the plastic of a single screw extruder commonly used in extrusion. Generally, the plastic in granular form is introduced into the hopper 1, from where it enters the space between the cylinder 3 and the rotating screw 4 through the feed opening 2. The cylinder 3 is provided with temperature control zones 5, in which the temperature of the cylinder is kept suitable. The temperature is measured by sensors 6. As the screw 4 rotates, the plastic granules 15 move forward in the feed zone 7 pushed by the screw brush 8. The plastic granules are further transferred to the compression zone 9, where the granules melt under the influence of the mechanical work done by the screw and the heat coming from the cylinder. The purpose of the dosing and mixing zone 10 is to equalize the pressure 20 and the temperature of the plastic, and otherwise to mix the plastic before the sieve package 11 and the perforated plate 12. The perforated plate 12 and the sieves 11 together form a sieve member. The purpose of the screens 11 supported by the perforated plate 12 is to prevent inhomogeneities from entering the product to be manufactured. After the perforated plate 25 12, the plastic flows through a channel 13 to an extrusion head 14, the structure of which is determined by the product to be extruded.
Edellä esitetyn puristimen yleinen rakenne ja toiminta on alan ammattimiehelle täysin tavanomaista tekniikkaa, joten ko. seikkoja ei esitetä tässä yhteydessä tar-30 kemmin.The general construction and operation of the press described above is a completely conventional technique for a person skilled in the art, so that the no further details are given in this context.
Keksintö liittyy esimerkiksi kuvion 1 mukaisen järjestelyn parantamiseen niin, että epähomogeenisuuksien pääsy valmistettavaan tuotteeseen saadaan entistä paremmin estettyä.The invention relates, for example, to the improvement of the arrangement according to Figure 1, so that the entry of inhomogeneities into the product to be manufactured can be better prevented.
6 950096 95009
Keksinnön perustana on se, että ainakin osaa purist invälineeltä 1, 2, 3, 4 tulevasta sulasta muovimateriaalista tarkkaillaan sopivalla tavalla, esimerkiksi valosähköisestä muovimateriaalin läpi ennen suulakepuristus-5 päätä tai vastaavaa 14. Muovimateriaalin tarkkailua varten sihtielimiltä 11,12 suulakepuristuspäähän tai vastaavaan 14 johtavan kanavan 13 seinämiin on sovitettu ainakin yksi tarkkailuikkunapari 15a, 15b. Em. seikat näkyvät selvästi kuviossa 2. Tarkkailuikkunaparin kohdalle on lisäksi sovi-10 tettu välineet kanavaa 13 pitkin suulakepuristuspäähän tai vastaavaan 14 virtaavan sulan muovimateriaalin tarkastelemiseksi muovimateriaalin ja tarkkailuikkunaparin läpi. Keksintö liittyy nimenomaan tarkkailuikkunoiden muodostamistapaan.The invention is based on the fact that at least a part of the molten plastic material coming from the press means 1, 2, 3, 4 is monitored in a suitable manner, for example through a photoelectric plastic material before the extrusion head 5 or the like 14. For monitoring the plastic material from the screen members 11,12 to the extrusion head 14 or the like At least one pair of observation windows 15a, 15b is arranged on the walls of the 13. Em. the details are clearly shown in Fig. 2. At the observation window pair, means are further provided for viewing the molten plastic material flowing along the channel 13 to the extrusion head or the like 14 through the plastic material and the observation window pair. The invention relates specifically to a method of forming observation windows.
15 Keksinnön olennaisen idean mukaisesti tarkkailuik kunapari 15a, 15b on muodostettu läpinäkyvää materiaalia olevasta putkimaisesta kappaleesta 19. Putkimainen kappale on tuettu paikalleen esijännitysvälineen 15 avulla niin, että putkimaiseen kappaleeseen kohdistuu muovipuristuspro-20 sessin aikana ainoastaan puristusjännitys. Kuvion 2 mukaisessa sovellutusmuodossa esijännitysväline 15 on muodostettu aukoilla 21 varustetusta hoikista 20, joka on valmistettu materiaalista, jonka lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin putkimaisen kappaleen materiaalin lämpölaa-25 jenemiskerroin. Holkki 20 on sovitettu ympäröimään putkimaista kappaletta 19 ja aikaansaamaan huonelämpötilassa putkimaiseen kappaleeseen puristusjännityksen. Putkimainen kappale 19 voidaan valmistaa esimerkiksi lasista ja holkki 20 vastaavasti esi-merkiksi Invar-metallista.According to the essential idea of the invention, the pair of observation windows 15a, 15b is formed from a tubular body 19 of transparent material. The tubular body is supported in place by means of prestressing means 15 so that only the compressive stress is applied to the tubular body during the plastic molding process. In the embodiment according to Figure 2, the prestressing means 15 is formed by a sleeve 20 provided with openings 21, which is made of a material having a coefficient of thermal expansion lower than the coefficient of thermal expansion of the material of the tubular body. The sleeve 20 is adapted to surround the tubular body 19 and to apply compressive stress to the tubular body at room temperature. The tubular body 19 can be made of, for example, glass and the sleeve 20 of Invar metal, for example.
30 Perusajatuksena keksinnössä on se, että lasin huo non vetolujuuden vuoksi aiheutetaan siihen sellainen puristusjännitys, ettei se käyttöolosuhteissa joudu vetojännitykselle alttiiksi. On nimittäin huomattava, että lasin puristus-/vetojännitys suhde on noin 10/1. Invar-metallin 35 lämpölaajenemiskerroin on 1,5 - 1,7 x 10'6/°C, joka on pie- 95009 7 nempi kuin esimerkiksi Schott-Duran lasin lämpölaajenemis-kerroin, joka on 3,25 x 10 "6/°C saadaan aikaan rakenne, jossa käyttölämpötilassa putkimaisen kappaleen 19 puristusjännitys on suurempi kuin huoneenlämpötilassa.The basic idea of the invention is that, due to the poor tensile strength of the glass, it is subjected to such a compressive stress that it is not exposed to tensile stress under the conditions of use. It should be noted that the glass compression / tension ratio is about 10/1. The thermal expansion coefficient of the Invar metal 35 is 1.5 to 1.7 x 10 '6 / ° C, which is less than, for example, the thermal expansion coefficient of Schott-Dura glass, which is 3.25 x 10' 6 / ° C. a structure is provided in which, at the operating temperature, the compressive stress of the tubular body 19 is higher than at room temperature.
5 Putkimainen kappale 19 mitoitetaan niin, että sen sisähalkaisija vastaa käyttölämpötilassa kanavan 13 halkaisijaa, jotta virtauskanavaan ei synny epäjatkuvuuskohtia. Putkimaisen kappaleen 19 ulkohalkaisija mitoitetaan suhteessa hoikin 20 sisähalkaisijaan niin, että lämpölii-10 toksen avulla putkimaiseen kappaleeseen 19 saadaan haluttu puristusesijännitys. Edellä esitetyllä tavalla saadaan aikaan tarkkailuikkunarakenne, jossa lasimateriaalia olevaan putkimaiseen kappaleeseen kohdistuu huoneenlämpötilassa kohtuullinen puristusjännitys, joka lämpötilan nous-15 tessa kasvaa. Käyttölämpötila on esimerkiksi ristisilloit-tuvaa polyeteeniä ajettaessa noin 120 °C.5 The tubular body 19 is dimensioned so that its inner diameter corresponds to the diameter of the channel 13 at the operating temperature, so that no discontinuities occur in the flow channel. The outer diameter of the tubular body 19 is dimensioned relative to the inner diameter of the sleeve 20 so that the desired compression bias is obtained in the tubular body 19 by means of a thermal connection. As described above, an observation window structure is provided in which a tubular body of glass material is subjected to a moderate compressive stress at room temperature, which increases as the temperature rises. The operating temperature, for example, when running crosslinkable polyethylene is about 120 ° C.
Kuviossa 2 on kuvattu keksinnön mukainen sovitelma sovitettuna kuvion 1 mukaiseen laitteeseen. Kuvion 2 mukaisen sovitelman sijainti kuvion 1 mukaisessa laitteessa 20 on merkitty kuvioon 1 yleisesti viitteellä T. Kuvioiden mukaisessa esimerkissä on reikälevyn 12 ja suulakepuris-tinpään tai vastaavan 14 väliseen kanavaan 13 sijoitettu edellä esitetyllä tavalla muodostettu tarkkailuikkunapari 15a, 15b, jonka ohi sula muovi virtaa.Figure 2 illustrates an arrangement according to the invention fitted to the device according to Figure 1. The location of the arrangement according to Fig. 2 in the device 20 according to Fig. 1 is indicated in Fig. 1 generally by reference T. In the example, a pair of observation windows 15a, 15b formed as shown above are placed in the channel 13 between the perforated plate 12 and the extruder head or the like.
25 Kuvion 2 mukaisessa sovellutuksessa sula muovi vir taa putkimaisen kappaleen 19 sisällä. Hoikkiin 20 on työstetty aukot 21 valolähteestä 16 kondensorilinssin 17 kautta tulevan valon päästämiseksi valovastaanottimena toimivalle valosähköiselle elementille 18, jona voidaan käyttää 30 edullisesti CCD-menetelmää hyväksikäyttävää elementtiä (CCD = Charge Coupled Device). CCD-elementissä 6 voi olla 13 pm:n välein valoherkkiä alueita rivissä esimerkiksi 2048 kappaletta tai enemmänkin. Jokaisesta alueesta saadaan sen valoisuuteen verrannollinen sähköinen signaali ja 35 koko 2048 pisteen rivin antamat signaalit voidaan tutkia 95009 8 7500 kertaa sekunnissa. Jos esimerkiksi virtauskanavan putkimaisen kappaleen 19 sisäläpimitta on 40 mm ja sen läpi virtaa sulaa matalatiheyksistä polyetyleeniä 360 dm3/h voidaan osoittaa, että muovin suurin virtausnopeus kanavan 5 keskellä on noin 120 mm/s. Jos epähomogeenisuuden pituus virtaussuunnassa on esimerkiksi 20 pm, on partikkelin vii-pymisaika näkökentässä 20 pm/120 mm/s = 1/6000 s, joten se voidaan hyvin havaita.In the embodiment of Figure 2, the molten plastic flows inside the tubular body 19. Apertures 21 are machined in the sleeve 20 to allow light from the light source 16 to pass through the condenser lens 17 to the photoelectric element 18, which can be used as a light receiver, preferably 30 elements using a CCD method (CCD = Charge Coupled Device). The CCD element 6 may have light-sensitive areas in a row at intervals of 13 μm, for example 2048 or more. An electrical signal proportional to its brightness is obtained from each region, and the signals given by 35 of the entire 2048-point row can be examined 95009 8 7500 times per second. For example, if the inner diameter of the tubular body 19 of the flow channel is 40 mm and molten low density polyethylene 360 dm 3 / h flows through it, it can be shown that the maximum flow rate of plastic in the middle of the channel 5 is about 120 mm / s. For example, if the length of the inhomogeneity in the flow direction is 20 μm, the residence time of the particle in the field of view is 20 μm / 120 mm / s = 1/6000 s, so that it can be well observed.
Yleensä CCD-elementin ja tarkkailuikkunan 15a vä-10 Iissä on myös optiikkaa, jonka tarkoituksena on kohdistaa haluttu viivamainen näkökenttä CCD-elementille 18. Tätä optiikkaa ja valon taittumista lasiputkessa ei ole selvyyden vuoksi esitetty kuviossa 2.In general, the color of the CCD element and the observation window 15a also has optics designed to apply the desired linear field of view to the CCD element 18. This optics and the refraction of light in the glass tube are not shown in Figure 2 for clarity.
Kuvion 2 tilanteessa epähomogeenisuus 22 joko kat-15 kaisee kokonaan tai heikentää CCD-elementin valoherkälle alueelle tulevan valon. Epähomogeenisuuden 22 koko kohtisuorassa virtaussuuntaa vastaan voidaan päätellä CCD-elementin vierekkäisten valoherkkien alueiden antamista signaaleista kun taas epähomogeenisuuden 22 pituus virtaus-20 suunnassa saadaan selville ajasta, jona sama tai samat valoherkät alueet ovat valaistukseltaan normaalista poikkeavia. On selvää, että CCD-elementin antamien signaalien käsittelyyn tarvitaan mikroprosessoria tai vastaavaa, joka voidaan ohjelmoida laskemaan kokojakautumia ja lukumääriä.In the situation of Figure 2, the inhomogeneity 22 either completely cuts off or attenuates the light entering the photosensitive area of the CCD element. The entire perpendicularity of the inhomogeneity 22 to the flow direction can be deduced from the signals given by the adjacent photosensitive regions of the CCD element, while the length of the inhomogeneity 22 in the flow direction 20 can be ascertained from the time when the same photosensitive regions are illuminated. It is clear that a microprocessor or the like is required to process the signals provided by the CCD element, which can be programmed to calculate size distributions and numbers.
25 Jos käytetään kahta tarkkailuikkunaparin, valolähteen ja CCD-elementin yhdistelmää, jotka ovat toisiaan vasten kohtisuorassa, voidaan määritellä epähomogeenisuuden paikka virtauskanavassa. Toisaalta tiedetään, mihin epähomogeeni-suudet asettuvat esimerkiksi suulakepuristettaessa kaape-30 Iin eristettä. Tällöin voidaan partikkelikoon sallia suurentuvan sähköisen kentän heiketessä, jolloin eristeessä lähellä johdinta sallitaan pienempiä ja eristeen ulkolaidoilla suurempia epähomogeenisuuksia.25 If two combinations of a pair of observation windows, a light source and a CCD element are used, which are perpendicular to each other, the location of the inhomogeneity in the flow channel can be determined. On the other hand, it is known where the inhomogeneities settle, for example when extruding a 30-inch insulation. In this case, the particle size can be allowed to increase as the electric field decreases, whereby smaller inhomogeneities are allowed in the insulator near the conductor and larger on the outer edges of the insulator.
Kuviossa 3 on esitetty keksinnön mukaisen sovitel-35 man toinen edullinen sovellutusesimerkki. Kuvion 3 sovi- 95009 9 telma voi sijaita esimerkiksi kuvion 1 sovellutusmuodossa kohdassa T aivan samoin kuin kuvion 2 sovellutusmuotokin. Kuvion 3 mukaisessa sovellutusesimerkissä putkimaisen kappaleen 29 päät on muodostettu kartiopinnoiksi niin, että 5 päiden pinnat suuntautuvat säteittäissuunnassa katsottuna toisiaan kohti. Putkimaisen kappaleen 29 päitä vasten on sovitettu päiden kanssa yhteensopivalla pinnalla varustetut tukikappaleet 26. Esijännitysväline 25 on tässä sovellutusmuodossa muodostettu vetosauvoiksi 27, jotka on valio mistettu materiaalista, jonka lämpölaajenemiskerroin on pienempi kuin putkimaisen kappaleen 29 materiaalin lämpölaajenemiskerroin. Vetosauvat 27 on sovitettu aikaansaamaan huonelämpötilassa tukikappaleiden 26 välityksellä putkimaiseen kappaleeseen 29 puristusjännityksen. Putki-15 mainen kappale 29 voidaan valmistaa esimerkiksi lasista ja vetosauvat vastaavasti esimerkiksi Invar-metallista, jolloin saadaan aikaan tilanne, että käyttölämpötilassa putkimaisen kappaleen 29 puristusjännitys on suurempi kuin huoneenlämpötilassa.Figure 3 shows another preferred embodiment of the arrangement according to the invention. The embodiment of Fig. 3 may be located, for example, in the embodiment of Fig. 1 at point T, as well as in the embodiment of Fig. 2. In the application example according to Fig. 3, the ends of the tubular body 29 are formed as conical surfaces so that the surfaces of the ends 5 face each other in the radial direction. Arranged against the ends of the tubular body 29 are support members 26 having a surface compatible with the ends. In this embodiment, the prestressing means 25 is formed as tension rods 27 selected from a material having a coefficient of thermal expansion lower than that of the material of the tubular body 29. The drawbars 27 are adapted to provide a compressive stress to the tubular body 29 at room temperature via the support members 26. The tubular body 29 can be made of, for example, glass and the drawbars of Invar metal, for example, so that at the operating temperature the compressive stress of the tubular body 29 is higher than at room temperature.
20 Edellä esitettyjä sovellutusesimerkkejä ei ole mi tenkään tarkoitettu rajoittamaan keksintöä, vaan keksintöä voidaan muunnella patenttivaatimusten puitteissa täysin vapaasti. Näin ollen on selvää, että keksinnön mukaisen sovitelman tai sen yksityiskohtien ei välttämättä tarvitse 25 olla juuri sellaisia kuin kuvioissa on esitetty. Esimerkiksi putkimaisen kappaleen, jonka avulla tarkkailuikkunat muodostetaan, poikkileikkaus voi olla muukin kuin ympyrä. Kuviossa 2 esitetty tarkkailutapa on ymmärrettävä ainoastaan esimerkkinä tarkkailusta. Ko. toiminto voidaan luon-30 nollisesti toteuttaa toisinkin. Valolähteenä voidaan esimerkiksi käyttää viivamaista valolähdettä, jolloin kon-densorilinssiä ei tarvita. Lisäksi esimerkiksi CCD-ele-mentti voidaan korvata optiikalla ja nopealla valoilmaisimella, mikäli esimerkiksi laserista tuleva ohut valokimppu 35 poikkeutetaan pyyhkimään koko näkökentän yli esimerkiksi 10 95009 pyörivällä monisärmäisellä peilillä jne. CCD-elementti on kuitenkin teknisesti ja taloudellisesti hyvä ratkaisu, koska CCD-elementtejä käyttäviä ns. viivakameroita varustettuna mikroprosessorilla ja sopivilla ohjelmilla on kau-5 pallisesti saatavilla. Keksinnön olennaisena osana oleva tarkkailuikkunapari voidaan sijoittaa puristinvälineeseen niin, että kaikki suulakepuristinpäähän kulkeva muovimateriaali kulkee em. tarkkailuikkunaparin ohi kuten kuvioissa on esitetty. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa mahdollinen ratio kaisu, vaan keksintöä voidaan soveltaa myös niin, että tarkkailuikkunapari sijoitetaan sivukanavaan, jonka kautta kulkee ainoastaan osa sulasta muovimateriaalista jne.The application examples presented above are in no way intended to limit the invention, but the invention can be modified completely freely within the scope of the claims. Thus, it is clear that the arrangement according to the invention or its details do not necessarily have to be exactly as shown in the figures. For example, the cross-section of the tubular body by which the observation windows are formed may be other than a circle. The monitoring method shown in Figure 2 is to be understood only as an example of monitoring. Ko. the function can naturally be implemented differently. For example, a line-like light source can be used as the light source, in which case a condenser lens is not required. In addition, for example, a CCD element can be replaced by optics and a high-speed photodetector if, for example, a thin beam 35 from a laser is deflected to wipe the entire field of view with a rotating polygonal mirror, e.g. the so-called. line cameras equipped with a microprocessor and suitable programs are commercially available. A pair of observation windows, which are an integral part of the invention, can be placed in the press means so that all the plastic material passing to the extruder head passes the above pair of observation windows as shown in the figures. However, this is not the only possible ratio, but the invention can also be applied by placing a pair of observation windows in a side channel through which only a part of the molten plastic material passes, etc.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI941571A FI95009C (en) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | Device for detecting non-homogeneity in plastic material |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI941571A FI95009C (en) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | Device for detecting non-homogeneity in plastic material |
| FI941571 | 1994-04-06 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI941571A0 FI941571A0 (en) | 1994-04-06 |
| FI95009B true FI95009B (en) | 1995-08-31 |
| FI95009C FI95009C (en) | 1995-12-11 |
Family
ID=8540455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI941571A FI95009C (en) | 1994-04-06 | 1994-04-06 | Device for detecting non-homogeneity in plastic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI95009C (en) |
-
1994
- 1994-04-06 FI FI941571A patent/FI95009C/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI941571A0 (en) | 1994-04-06 |
| FI95009C (en) | 1995-12-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR940006643B1 (en) | Method of making a fiber reinforced thermoplastic material and product obtained thereby | |
| KR102365855B1 (en) | Spinneret assembly for spinning polymeric fibers | |
| US3410938A (en) | Method and apparatus for hot melt extrusion | |
| AU773690B2 (en) | High speed melt spinning of fluoropolymer fibers | |
| FI114144B (en) | A method for producing a biaxially directed tube | |
| FI95009B (en) | Arrangement for detecting lack of homgeneity in plastic materials | |
| US3773449A (en) | Apparatus for producing continuous round jacketed lightguides | |
| DE4128844A1 (en) | OPTICAL TEMPERATURE SENSOR | |
| US20020079610A1 (en) | High melt spinning of fluoropolymer fibers | |
| EP0144698A1 (en) | Adjustable extrusion die and method for its use | |
| JP4640381B2 (en) | Colored tracer abnormality detection device and abnormality detection method | |
| KR0176735B1 (en) | Device for detecting foreign objects in resin | |
| CA2255638A1 (en) | Device and method for producing cellulose tubular films | |
| NO20023310L (en) | Apparatus for the production of optical fibers made of semi-crystalline polymers | |
| KR840000379B1 (en) | Process for melt-spinning acrylonitrile polymer fiber using vertically disposed compression zone | |
| JPH08207122A (en) | Foreign matter inspection device of extruded resin | |
| US2750626A (en) | Apparatus for plasticizing and straining organic plastic compounds | |
| US3990829A (en) | Oriented crystallization of polymers | |
| JPH06304995A (en) | Mesh breakage sensing device for resin molding machine | |
| SU1298091A1 (en) | Straight-flow tube extrusion head | |
| KR102452901B1 (en) | Apparatus for manufacturing hollow fiber | |
| JPH06315951A (en) | Observing method of interior of molding die | |
| EP3546811B1 (en) | Tube and method for manufacturing same | |
| CH720029A2 (en) | Method, installation body and device for online speck detection in flowing polymer melts | |
| Desa | Quality monitoring of recycled plastic waste during extrusion, in-line particle detection |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB | Publication of examined application |