MX2011005868A - Proceso de terminacion de polimero. - Google Patents

Abstract

Un proceso de terminación de polímero incluyendo: recuperar polvo de polímero a partir de un reactor de polimerización; alimentar el polvo de polímero a una entrada de un transportador de tornillo de flujo de masa y uno o mas dispositivos medidores de masa para determinar una masa de polvo de polímero dentro de por lo menos una porción del transportador de tornillo de flujo de masa; medir por lo menos una de una masa del polvo de polímero en el transportador de tornillo y una masa combinada del transportador de tornillo y el polvo de polímero dentro del transportador de tornillo con el uno o mas dispositivos medidores de masa; y determinar una tasa de flujo de masa de polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa con base en la por lo menos una de la masa medida de polvo de polímero en el transportador de tornillo de flujo de masa y la masa combinada medida. Un método para controlar un proceso de polimerización usando un transportador de tornillo de flujo de masa también se divulga.

Description

PROCESO DE TERMINACIÓN DE POLÍMERO Campo de la Invención Formas de realización divulgadas en la presente se refieren de manera general a terminación de polímeros. Mas específicamente, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso para terminación de polímeros incluyendo medir una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero. Mas específicamente aun, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso para terminación de polímeros incluyendo por lo menos uno de medir y controlar la tasa de flujo de masa de un polvo de polímero.

Antecedentes Previo a usarse en manufactura, un producto de reacción de polimerización bruto, o polímero bruto, típicamente sufre varios pasos de procesamiento, colectivamente conocidos como terminado de polímeros.

Por ejemplo, la figura 1 de la patente US 6,867,270 y la descripción detallada relacionada ilustran un proceso para una polimerización conducida en un reactor en fase de gas para producir un producto de polímero bruta. Como se muestra en la figura 1 de esa patente, en reactores en fase de gas, la polimerización puede conducirse en un lecho fluidizado en el cual la mezcla de reacción (incluyendo un lecho de partículas de polímero, catalizador, reactivos, y gases inertes) pueden mantenerse en una condición fluidizada por el flujo continuo hacia arriba de una corriente de gas fluidizada a partir de la base del reactor en fase de gas 75. El ciclo de gas puede tomarse a partir de la parte superior del reactor 75 a través de la línea 135. El gas de ciclo circulante puede comprimirse por un compresor 145 y enfriarse por un intercambiador de calor 155 antes de ser re-introducido en la base del reactor 75 como una corriente de gas fluidizada. La corriente de gas fluidizada también puede contener reactivos de recuperación y gases inertes, los cuales pueden introducirse dentro de la línea 135 por la línea 161 y/o la línea 160. Conforme polímero fresco se produce, producto de polímero puede ser retirado por una o mas salidas de descarga 30 dispuestas en la porción inferior del reactor 75. El producto de polímero puede ser transferido hacia una cámara de producto 205 y luego hacia un tanque de insuflado de producto 215 el cual permite la transferencia del producto de polímero a través de la línea de transferencia 25 hacia un recipiente de purga de producto 200.

Un proceso de polimerización similar también puede conducirse en un reactor en fase de líquido, tal como un reactor de polimerización en solución. Por ejemplo, una reacción de polimerización en fase de líquido puede conducirse en un lecho fluidizado en el cual la mezcla de reacción (incluyendo un lecho de partículas de polímero, catalizador, reactivos y solvente) puede mantenerse en una condición fluidizada por el flujo continuo de una corriente de líquido fluidizada. Después de la polimerización, el solvente puede recuperarse a partir del producto de polimerización, por ejemplo, mediante destello, centrífuga, u otro tipo de separación. Después de separación del solvente, el producto de polímero puede ser retirado del reactor y transferido hacia un recipiente de purga de producto, para almacenamiento y desgasificación del polímero previo a procesamiento adicional .

En un sistema de reacción de polimerización ya sea en fase de líquido o en fase de gas, nitrógeno y/o vapor pueden inyectarse hacia el contenedor de purga para remover reactivos y terminar o prevenir cualquier polimerización que continúe. El producto de polímero, por ejemplo en la forma de un polvo de polímero, puede entonces transferirse fuera del recipiente de purga de producto a operaciones corriente abajo, las cuales pueden incluir operaciones de extrusión o empacado, y serán referidas en la presente como "terminado de polímero" .

Durante el terminado de polímero, el polímero resultan-te a partir de tales polimerizaciones en fase de líquido o fase de gas puede componerse con aditivos y/o mezclarse físicamente con otros polímeros para formar composiciones que pueden entonces usarse en artículos de manufactura. Por ejemplo, la mezcla física de polímero compuesto puede extrudirse a través de un troquel para formar resina de polímero en pelotillas que puede procesarse adicionalmente , tal como mediante inyección o moldeado por insuflado. Los aditivos pueden incluir antioxidantes, agentes de nucleación, despojadores ácidos, plastificantes , estabilizantes, agentes anti-corrosión, agentes de insuflado, absorbentes de luz ultravioleta, extintores, agentes anti-estática, agentes de derrape, pigmentos, colorantes y rellenos, y agentes de curado, tales como peróxidos, entre otros.

El manejo de sólidos es una parte integral del proceso de terminado de polímero. Bandas transportadoras han sido usadas típicamente para transportar un polímero, por ejemplo en la forma de un polvo de polímero, a partir de un recipiente de purga a un mezclador, donde el polímero puede componerse con otros polímeros y aditivos. Para producir compuestos de polímero consistentemente teniendo las propiedades deseadas, las proporciones relativas de componentes a ser compuestos deben medirse, controlarse y mantenerse cuidadosamente.

Una variedad de dispositivos han sido usados para pesar sólidos durante el terminado de polímero, incluyendo recipientes de pesado especializados, tanques alimentadores, y bandas transportadoras de pesado. Por ejemplo, la patente US 4,395,131 divulga el uso de un tanque alimentador de pesado para medir el peso de un sólido, tal como un polvo de polímero, donde un transportador de tornillo puede usarse para alimentar el sólido a un tanque alimentador de pesado equipado con una báscula de pesado .

Un contenedor o tanque alimentador de pesado puede típicamente proporcionar una medición precisa de flujo de masa de polvo de polímero fuera del contenedor en lo que se refiere como la medición de pérdida en peso. Sin embargo, el método de contenedor de pesado solo no proporciona una medición continua, pues el contenedor de pesado alterna entre una etapa de llenado y una de drenado. También, mientras es mas grande el tamaño del contenedor o el tanque alimentador siendo usado, es menor la precisión de la medición de tasa de flujo de masa de pérdida en peso, pues el valor absoluto del cambio en masa dentro del contenedor o tanque alimentador puede ser de varias magnitudes mas pequeño que la masa global del contenedor o tanque alimentador, y por ende requiere una escala de medición diferente. Además, la tasa de flujo de masa de un polvo de polímero saliendo del contenedor de pesado, aunque precisa, puede no ser la indicación verdadera de la tasa de flujo de polímero a través del transportador corriente abajo y hacia el mezclador.

Otro dispositivo para pesar un sólido, tal como se divulga en la patente US 6,523,721, incluye un sistema de banda transportadora de pesado teniendo un dispositivo de pesado, tal como una celda de carga, para pesar la cantidad de material sólido en la banda transportadora. Usando la masa del polvo de polímero en la banda transportadora, la longitud de la banda transportadora a lo largo de la cual se mide la masa, y la velocidad de la banda transportadora, la tasa de flujo de masa del polvo de polímero puede determinarse. Sin embargo, distribución desigual del polvo de polímero sobre una banda transportadora de pesado y movimiento no intencional del polvo de polímero sobre la banda transportadora debido a desempolvado, deslizamien-to, o arrastre puede tener impacto significativamente en la precisión de la medición de tasa de flujo de masa de la banda transportadora de pesado.

Además, cualquier imprecisión y/o inconsistencia en una medición de tasa de flujo de masa del polvo de polímero puede resultar en control pobre de las tasas de flujo de masa y/o las relaciones de tasas de flujo de masa del polvo de polímero y los otros polímeros y/o aditivos, lo cual a su vez puede resultar en pobres calificación y/o consistencia del producto de polímero terminado .

De manera acorde, existe una necesidad por sistemas y métodos para terminado de polímeros, incluyendo dispositivos mas robustos para medir y controlar la tasa de flujo de masa de un material de polímero sólido para mezclar con otros polímeros y/o aditivos, para mejorar la conflabilidad y precisión del equipo y la consistencia del producto de polímero resultante.

Compendio En un aspecto, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso de terminado de polímero, incluyendo: recuperar un polvo de polímero a partir de un reactor de polimerización; alimentar el polvo de polímero a un extremo de entrada de un transportador de tornillo de flujo de masa, el transportador de tornillo de flujo de masa incluyendo: un alojamiento; por lo menos un barreno helicoidal por lo menos parcialmente contenido dentro del alojamiento para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo de flujo de masa; y uno o mas dispositivos de medición de masa para determinar una masa de polvo de polímero dentro de por lo menos una porción del alojamiento; girar al por lo menos un barreno helicoidal para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo; recuperar al polvo de polímero en un extremo de salida del transportador de tornillo; medir por lo menos uno de una masa del polvo de polímero en el transportador de tornillo y una masa combinada del transportador de tornillo y el polvo de polímero dentro del transportador de tornillo con los uno o mas dispositivos medidores de masa; y determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa con base en la por lo menos una de la masa medida del polvo de polímero en el transportador de tornillo de flujo de masa y la masa combinada medida.

En otro aspecto, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un sistema para terminado de polímero, incluyendo: por lo menos un dispositivo para proporcionar un flujo de polvo de polímero a un tanque alimentador de onda durante un ciclo de llenado y no proporcionando un flujo de polvo de polímero durante un ciclo de vaciado; una línea de flujo conectando de manera fluida al tanque alimentador de onda con un transportador de tornillo de flujo de masa, el transportador de tornillo de flujo de masa comprendiendo: un alojamiento,- por lo menos un barreno helicoidal por lo menos parcialmente contenido dentro del alojamiento para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo de flujo de masa; y uno o mas dispositivos de medición de masa para determinar una masa de polvo de polímero dentro de por lo menos una porción del alojamiento; por lo menos un dispositivo de medición de masa para determinar una tasa de flujo de masa de polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa; por lo menos un dispositivo medidor de masa para determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa; por lo menos uno de un sistema de control digital y un controla-dor de lógica programable para: durante un ciclo de vaciado, ajustar por lo menos una de una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivos al transportador de tornillo de flujo de masa con base en la tasa de flujo de masa determinada de polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa; y durante un ciclo de llenado, ajustar por lo menos una de una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa con base en la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa .

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

La figura 2 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

La figura 3 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

La figura 4 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

La figura 5 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

La figura 6 es un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente.

Descripción Detallada Antes de que los presentes compuestos, componentes, composiciones, dispositivos, softwares, hardwares, equipos, configuraciones, esquemas, sistemas, y/o métodos se divulguen y describan, se entenderá que a menos de que se indique de otra manera esta invención no se limita a compuestos, componentes, composiciones, dispositivos, softwares, hardwares, equipos, configuraciones, esquemas, sistemas, métodos, o similares específicos, pues tales pueden variar, a menos que se especifique de otra manera. Se entenderá también que la terminología usada en la presente es para el propósito de describir formas de realización particulares solamente y no tiene la intención de ser limitante .

También deberá notarse que, como se usan en la especificación y las reivindicaciones anexas, las formas singulares "uno", "una", "el" y "la" incluyen referentes plurales a menos de que se especifique de otra manera.

En un aspecto, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso para terminado de polímero. En otro aspecto, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso para terminado de polímero incluyendo medir una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero. En aun otro aspecto, formas de realización divulgadas en la presente se refieren a un proceso por al menos uno de medir y controlar la tasa de flujo de masa de un polvo de polímero.

Como se usa en las formas de realización divulgadas en la presente, "polvo de polímero" se refiere a un producto de reacción de polimerización bruto, o polímero bruto, recuperador a partir de un contenedor de purga de polímero en la forma de un polvo que puede ser alimentado a terminado de polímero, incluyendo extrusión y empacado.

Procesos de terminado de polímero, de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente, pueden incluir el uso de un transportador de tornillo de flujo de masa. Un transportador de tornillo de flujo de masa de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente puede incluir: i) un alojamiento; ii) uno o mas barrenos helicoidales, cada uno por lo menos parcialmente contenido dentro del alojamiento; para transportar un polvo de polímero a través del transportador; y iii) uno o mas dispositivos de medición de masa para determinar la masa del polvo de polímero en por lo menos una porción del alojamiento del transportador de tornillo de flujo de masa. En algunas formas de realización, el dispositivo de medición de masa puede ser una báscula de pesado para medir un peso del transportador de tornillo de flujo de masa y el polvo de polímero contenido dentro y siendo transportado por el transportador de tornillo de flujo de masa. En otras formas de realización, el dispositivo de medición de masa puede usarse para medir el peso de solamente una porción del transportador de tornillo de flujo de masa y los contenidos. El peso del transportador de tornillo de flujo de masa, una constante, puede tomarse en cuenta para, permitir para una determinación precisa de la masa total del polvo de polímero dentro del transportador de tornillo de flujo de masa, o una porción del mismo, y la tasa a la cual el polvo de polímero está siendo transportador a través del transportador de tornillo de flujo de masa.

Tales transportadores de tornillo de flujo de masa pueden usarse para medir y/o controlar una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero a través de procesos de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente. Transportadores de tornillo de flujo de masa también pueden incorporarse en un proceso de terminado de polímero, el cual puede incluir dispositivos adicionales para determinar tasas de flujo de masa de polvo de polímero, para mejorar la precisión de flujo de masa y control de tasa de flujo de masa de polvo de polímero y aditivos a través del proceso de terminado de polímero .

Usar un transportador de tornillo de flujo de masa para medir una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero en un proceso de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente puede mejorar la precisión y la consistencia de la medición de tasa de flujo de masa del polvo de polímero. Por ejemplo, usar un transportador de tornillo de flujo de masa puede eliminar o sustancialmente reducir los problemas de desempolvado, deslizamiento, arrastre, y distribu- ción desigual de polvo de polímero que pueden ser enfrentados por dispositivos de medición de flujo de masa convencionales, tales como bandas transportadoras de pesado.

Medición y control de la tasa de flujo de masa de polvo de polímero a través de los procesos de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente puede ser solamente mediante mediciones de masa obtenidas con uno o mas transportadores de tornillo de flujo de masa. En otras formas de realización, medición y control de la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través de procesos de terminado de polímero divulgados en la presente pueden ser mediante mediciones de masa obtenidas con uno o mas transportadores de tornillo de flujo de masa en asociación con mediciones de masa obtenidas con equipo adicional, tales como válvulas giratorias, las cuales pueden controlar una tasa de flujo de polvo de polímero mediante la velocidad de rotación, así como tanques alimentadores de onda y otros recipientes de alimentación, intermedios al contenedor de purga y el transportador de tornillo de flujo de masa, teniendo dispositivos de pesado diferenciales para medir una tasa de flujo de polímero a partir de o al recipiente.

El polvo de polímero puede alimentarse al transportador de tornillo de flujo de masa a partir de un recipiente de purga por una variedad de métodos. En algunas formas de realización, el polvo de polímero puede alimentarse al transportador de tornillo de flujo de masa a través de una válvula de alimentación. La válvula de alimentación puede proporcionar un suministro continuo de polvo de polímero o puede operar de manera intermitente, por ende proporcionando alimentación no uniforme de polvo de polímero. En algunas formas de realización, la válvula de alimentación puede ser una válvula giratoria, alimentador de tornillo, alimentador de banda, o alimentador de vibración. En otras formas de realización, la válvula de alimentación puede ser una válvula giratoria cortadora de trozos. En aun otras formas de realización, el polímero puede alimentarse a la válvula de alimentación directamente a partir del contenedor de purga.

En otras formas de realización, un tanque alimentador de onda puede usarse para alimentar directamente el polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa. Por ejemplo, un volumen de onda del polvo de polímero almacenado en el tanque alimentador de onda puede usarse para proporcionar una alimentación continua al transportador de tornillo de flujo de masa .

Como se menciona anteriormente, los barrenos helicoidales pueden usarse para transportar polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo de flujo de masa. En algunas formas de realización, los barrenos helicoidales pueden incluir vuelos teniendo una inclinación uniforme (distancia axial entre vuelos) a lo largo de la longitud del transportador. Como se usa en formas de realización divulgadas en la presente, "compartimento" se refiere al volumen abierto entre vuelos que puede llenarse por polvo de polímero para transporte a lo largo de la longitud del barreno helicoidal. En algunas formas de realización, el barreno helicoidal puede mantener llenado de compartimento aproximadamente constante a lo largo de la longitud del transportador de tornillo, tal como con una inclinación uniforme, y una tasa de alimentación de entrada aproximadamente constante, tal como a partir de una válvula giratoria u otros dispositivos de control de flujo corriente arriba.

En otras formas de realización, la inclinación de los vuelos del barreno helicoidal puede variar a lo largo de la longitud del transportador. Por ejemplo, un barreno helicoidal teniendo una inclinación en la entrada menor que aquella de los vuelos próximos a la salida puede proporcionar para llenado uniforme del barreno helicoidal en la entrada, tal como 100% de llenado del volumen entre los vuelos, y debido a la inclinación incrementada, volumen adicional entre las inclinaciones por masa de polímero se crea, proporcionando volumen útil dentro del transportador de tornillo de flujo de masa para aditivos a ser combinados con el polvo de polímero. Por ejemplo, el barreno helicoidal puede ser un tornillo de medición progresiva para reducir el llenado del compartimento de aproximadamente 100 porciento en el extremo de entrada del transportador de tornillo de flujo de masa a un llenado de compartimento fijo, tal como aproximadamente 50 porciento, en el extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa.

Transportadores de tornillo de flujo de masa de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente pueden no ser tan susceptibles a problemas de desempolvado, deslizamiento, arrastre, y distribución desigual como otros dispositivos de medición de flujo de masa de polvo de polímero, por ejemplo, transportadores de banda. Debido a que los vuelos del barreno helicoidal no se extienden por completo al alojamiento, la precisión de la tasa de flujo de masa determinada de polvo de polímero a lo largo del transportador de tornillo puede depender de la cantidad de resbalamiento del polvo de polímero entre los vuelos y el alojamiento (es decir, polímero pasando a través de los espacios entre un vuelo de barreno helicoidal y el alojamiento) . Sin embargo, a operación de tasa constante, la tasa de resbalamiento no debe tener un impacto significativo sobre la precisión de medición de flujo de masa debido a una tasa de resbalamiento constante.

Procesos de terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente, usando transportadores de tornillo de flujo de masa solos o en conjunto con dispositivos medidores de masa adiciónale, tales como tanques alimentadores de onda con un dispositivo de pesado diferencial, pueden proporcionar para un alto grado de precisión con respecto a la tasa de flujo de masa de polvo de polímero a través del proceso de terminado de polímero. En algunas formas de realización, la precisión de la medición de flujo de masa puede ser mejor que aproximadamente 10 porciento (es decir, dentro del rango de -10% a +10% del actual) . En otras formas de realización, la precisión de la medición de flujo de masa puede ser mejor que aproximadamente 5 porciento. En aun otras formas de realización, la precisión de la medición de flujo de masa puede ser mejor que aproximadamente 3 porciento. En aun otras formas de realización, la precisión de la medición de flujo de masa puede ser mejor que aproximadamente 1 porciento.

El alojamiento del transportador de tornillo de flujo de masa puede comprender una o mas secciones. En algunas formas de realización, el alojamiento puede ser un alojamiento sólido de una sola pieza. En otra forma de realización, el alojamiento puede incluir dos o mas porciones de alojamiento sólido separadas, cada una conectada por un medio de conexión flexible tal como una manguera flexible. Por ejemplo, el polvo de polímero puede ser transportado mediante uno o mas barrenos helicoidales a través de una porción de entrada del alojamiento correspondiente al extremo de entrada del transportador de tornillo de flujo de masa, a través de los medios de conexión flexibles, y hacia una porción de salida del alojamiento correspondiente al extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa. Esta partición del alojamiento mediante unos medios de conexión flexibles puede usarse para permitir mediciones de masa independientes del polvo de polímero dentro de cada porción del alojamiento usando los uno o mas dispositivos medidores de masa, como se describe mas adelante. Medición separada de la tasa de flujo de masa en los extremos de entrada y salida puede usarse para redundancia de proceso, tal como en el caso de una falla de una báscula de pesado, tal como para medir el peso del transportador de tornillo de flujo de masa y el polvo de polímero próximo al extremo de entrada. Mediciones separadas de los extremos de entrada y salida también puede proporcionar para una determinación de la cantidad de aditivos añadidos al polvo de polímero, tal como donde los aditivos se añaden próximos al extremo de salida .

Los uno o mas dispositivos de medición de masa pueden disponerse próximos al alojamiento o una porción del mismo para medir una masa del polvo de polímero dentro del alojamiento o la porción del mismo. En algunas formas de realización, las una o mas mediciones de masa pueden usarse adicionalmente para calcular una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero. En otras formas de realización, las una o mas mediciones de masa pueden usarse para calcular la tasa de flujo de masa de por lo menos uno del polvo de polímero y otro polímero y/o aditivo. En aun otras formas de realización, las una o mas mediciones de masa pueden usarse para calcular y/o controlar la tasa de flujo de masa de por lo menos uno del polvo de polímero y otro polímero y/o aditivo .

Una variedad de dispositivos medidores de masa puede usarse de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente para medir una masa de un polvo de polímero. En algunas formas de realización, el dispositivo medidor de masa puede ser una báscula de pesado. Tal báscula de pesado puede incluir, por ejemplo, por lo menos una de una celda de carga, una báscula de resorte, una báscula de medidor de tensión, una báscula hidráulica, y una báscula neumática. En otras formas de realización, un dispositivo medidor de masa puede incluir un dispositivo ultrasónico o de radiación nuclear. Por ejemplo, un dispositivo ultrasónico o de radiación nuclear puede usarse para determinar un llenado de volumen porcentual del polvo de polímero dentro de los compartimentos dentro del transportador de tornillo de flujo de masa, lo cual a su vez puede usarse para determinar la masa del polvo de polímero con base en la densidad conocida. Un técnico en la materia reconocería que otros dispositivos de medición de masa para medir la masa del polvo de polímero también pueden usarse.

En algunas formas de realización, los uno o mas dispositivos medidores de masa, tales como una báscula de pesado, pueden estar en contacto con el alojamiento o la porción del mismo. En un aspecto, los uno o mas dispositivos medidores de masa pueden estar en contacto con la superficie inferior del alojamiento o la porción del mismo. En otro aspecto, por lo menos una porción del transportador de tornillo puede descansar en las una o mas básculas de pesado mediante la superficie inferior del alojamiento o una porción del mismo. Por ejemplo, las una o mas básculas de pesado pueden medir inicialmente la masa total del transportador de tornillo y el polvo de polímero contenido dentro. La masa constante del transportador de tornillo vacío puede entonces sustraerse o tararse para determinar la masa neta del polvo de polímero dentro del transportador de tornillo.

En algunas formas de realización, el alojamiento puede ser de una sola pieza, y las una o mas básculas de pesado pueden usarse para medir la masa del polvo de polímero contenido dentro del alojamiento entero. Por ejemplo, el alojamiento entero puede descansar en las una o mas básculas de pesado, y por lo tanto la masa medida por las una o mas básculas de pesado puede corresponder a la masa total del transportador e tornillo y el polvo de polímero dentro. En otras formas de realización, el alojamiento puede incluir dos o mas porciones de alojamiento separadas conectadas por medios de conexión flexibles, y dos o mas mediciones de masa separadas e independientes pueden conducirse usando dos o mas básculas de pesado. Por ejemplo, la porción de entrada del alojamiento puede descansar en una báscula de pesado para determinar solamente la cantidad del polvo de polímero dentro de la porción de entrada del alojamiento. La porción de salida del alojamiento puede descansar en otra báscula de pesado para determinar solamente la cantidad de polvo de polímero dentro de los compartimentos formados por la porción de salida del aloj amiento .

Las mediciones de masa independientes del material dentro de cada una de las dos o mas porciones del alojamiento pueden usarse para medir tanto la masa del polvo de polímero y la masa de cualquier otro polímero y/o aditivo que pueda añadirse próximo al extremo de salida del transportador de tornillo durante el proceso de terminación. Por ejemplo, tales características pueden usarse para medir de manera precisa la relación de alimentación entre el polvo de polímero y cualquier otro polímero y/o aditivo para producir un polímero terminado de alta calidad y alta consistencia.

Las mediciones de masa independientes tomadas simultáneamente en el extremo de entrada del transportador de tornillo de flujo de masa y el extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa también pueden usarse para calcular el llenado de compartimento promedio a lo largo de la longitud del barreno helicoidal. En algunas formas de realización, el llenado de compartimento promedio puede usarse para determinar la tasa de flujo de masa del polvo de polímero dentro del transportador de tornillo, como se describe mas adelante.

Una variedad de métodos puede usarse para determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero usando mediciones de masa producidas por los uno o mas dispositivos medidores de masa. Por ejemplo, el método de cálculo de tasa de flujo de masa específico puede depender del perfil de llenado de compartimento durante el proceso de medición. En algunas formas de realización, el llenado de compartimento puede ser uniforme en la dirección axial a lo largo de la longitud del transportador de tornillo de flujo de masa. Por ejemplo, una válvula de alimentación puede operar continuamente para alimentar al polvo de polímero con el transportador de tornillo a una tasa constante. La longitud axial del alojamiento o una porción del mismo, y por ende el número de compartimentos contenidos en el mismo, a través del cual la masa de polvo de polímero puede medirse, se fija. Por ende, una masa de polvo de polímero por unidad de longitud del alojamiento o por compartimento puede calcularse. La velocidad de rotación del tornillo transportador puede usarse para calcular una velocidad de desplazamiento axial del polvo de polímero dentro del transportador de tornillo como ya sea una longitud de desplazamiento por unidad de tiempo o un número de compartimentos por unidad de tiempo. La tasa de flujo de masa del polvo de polímero en el transportador de tornillo puede entonces calcularse usando la masa del polvo de polímero por unidad de longitud o por compartimento y la velocidad de desplazamiento axial del tornillo transportador .

En otras formas de realización, el llenado de compartimento puede no ser uniforme en la dirección axial a lo largo del transportador de tornillo de flujo de masa. El llenado de compartimento no uniforme puede ser debido a interrupciones o inconsistencias en la alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo y/o puede ser debido a cambios en la velocidad de rotación del tornillo transportador. Por ejemplo, una válvula de alimentación puede ciclarse entre posiciones abierta y cerrada, por ende alimentando al polvo de polímero con el transportador de tornillo a una tasa no uniforme. Formación de puentes temporal de partículas de polímero dentro de la tubería de transporte o próximas a la entrada al transportador de tornillo de flujo de masa también puede resultar en llenado no uniforme. Dos o mas mediciones de masa independientes pueden conducirse axialmente a lo largo de la longitud del alojamiento o porciones del mismo usando dos dispositivos medidores de masa. Por ejemplo, el alojamiento puede incluir dos o mas porciones de alojamiento separadas conectadas por medios de conexión flexibles, cada uno equipado con uno o mas dispositivos medidores de masa, como se describe anteriormente. En una forma de realización, una medición de masa puede hacerse en la porción de entrada del alojamiento y otra medición de masa puede hacerse en la porción de salida del alojamiento. Dos o mas tasas de flujo de masa independientes pueden calcularse para cada porción de alojamiento, como se describe anteriormente. Dado que el llenado de compartimento puede no ser uniforme, ninguno de los dos o mas cálculos de tasa de flujo de masa independientes puede por si mismo ser preciso. Sin embargo, los dos o mas cálculos de tasa de flujo de masa independientes hechos en cada porción de alojamiento pueden promediarse para determinar la tasa de flujo de masa promedio del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa. Calcular una tasa de flujo de masa promedio con base en el llenado de compartimento promedio, donde llenado no uniforme próximo a la entrada es probable a ocurrir, puede proporcionar mejores precisión y consistencia.

En aun otras formas de realización, el perfil de llenado de compartimento puede ser tanto uniforme en el extremo de entrada del transportador de tornillo de flujo de masa, pero no uniforme sobre la longitud del transportador de tornillo de flujo de masa. Por ejemplo, el perfil de llenado de compartimento usando un tornillo de medición progresivo puede cambiar de aproximadamente 100 porciento de llenado en la entrada a aproximadamente 50 porciento de llenado próximo al extremo de salida del transportador de tornillo. Como se describe anteriormente, una medición de masa del polvo de polímero contenido solamente en la porción del alojamiento teniendo un llenado de compartimento uniforme puede hacerse. Por ejemplo, una medición de masa puede hacerse en o próxima al extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa teniendo un tornillo de medición progresivo. La tasa de flujo de masa puede entonces determinarse como se describe anteriormente con precisión incrementada, pues el llenado de compartimento a través de esa porción de alojamiento puede ser uniforme, según se compara con una uniformidad asumida.

La configuración específica y el diseño mecánico del transportador de tornillo de flujo de masa puede variar dependiendo del modo de suministro del polvo de polímero a partir del recipiente de purga al transportador de tornillo de flujo de masa. Por ejemplo, el tipo de tornillo transportador, el tipo de alojamiento, la colocación de los dispositivos de medición de masa, el método para calcular una tasa de flujo de masa y el método para controlar una tasa de flujo de masa y/o relación de alimentación de varios componentes puede depender de si el polvo de polímero se alimenta a partir del tambor de purga al transportador de tornillo de flujo de masa continuamente o intermitentemente, y si un tanque alimentador de onda es provisto en la entrada al transportador de tornillo. Como se describe anteriormente, la medición de masa y la determinación de tasas de flujo de masa del polvo de polímero puede ser de manera similar variada para tomar en cuenta por tales operaciones corriente arriba. Adicionalmente , transportadores de tornillo de flujo de masa pueden incorporarse hacia un proceso de terminación de polímero, incluyendo dispositivos adicionales para determinar las tasas de flujo de masa de polvo de polímero, para mejorar la precisión de flujo de masa y control de tasa de flujo.

Con referencia ahora a la figura 1, un diagrama de flujo simplificado de un sistema para terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra. El transportador de tornillo de flujo de masa 14, como se menciona anteriormente, puede incluir un alojamiento 14a, y un barreno helicoidal 14b, el cual puede ser girado por la flecha 14c y el motor 14d. El barreno helicoidal 14b puede tener varios vuelos 14e, entre los cuales pueden formarse "compartimentos" 14f, como se define anteriormente, para transportar polvo de polímero a partir del extremo de entrada 14g al extremo de salida 14h. Un polvo de polímero puede alimentarse al extremo de entrada 14g del transportador de tornillo de flujo de masa 14 mediante una línea de flujo 102, tal como a partir del contenedor de purga o un tanque alimentador de onda (no mostrado) . El polvo de polímero puede entonces llenar por lo menos parcialmente el espacio entre los vuelos 14e (es decir, los compartimentos 14f) , y rotación del barreno helicoidal puede resultar en el transporte axial del polímero hacia la salida 104.

Por lo menos un dispositivo 16 para medir la masa de por lo menos una porción del transportador de tornillo de flujo de masa 14 y el polvo de polímero dentro del transportador de tornillo de flujo de masa 14 es provisto. Como se describe anteriormente, el llenado de compartimentos 14f puede fijarse, calcularse, o estimarse. Usando una medición de peso obtenida a partir del dispositivo 16, un peso vacío o de tara dado, el porcentaje de llenado de compartimento, características del barreno helicoidal (L/d, etc.), y una velocidad de rotación del barreno helicoidal, la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a partir del extremo de entrada 14g hacia el extremo de salida 14h puede determinarse.

En algunas formas de realización, polvo de polímero puede alimentarse a una tasa deseada a la línea de flujo 104 para mezcla con aditivos o procesamiento adicional corriente abajo, donde el dispositivo de peso 14 puede usarse para controlar la tasa de flujo del polvo de polímero. En otras formas de realización, polvo de polímero provisto por la línea de flujo 102 puede mezclarse dentro del transportador de tornillo de flujo de masa 14 con otros polímeros y/o aditivos alimentados mediante la línea de flujo 103. Por ejemplo, aditivos pueden alimentarse próximos al extremo de salida 14h del transportador de tornillo de flujo de masa 14. Polvo de polímero mezclado con otros polímeros y/o aditivos puede ser recuperado a partir del extremo de salida 14h del transportador de tornillo de flujo de masa 14 mediante la línea de flujo 14. El dispositivo de pesado 16, permitiendo para determinación de la tasa de flujo de masa del polvo de polímero dentro del transportador de tornillo de flujo de masa 14, puede usarse para determinar y controlar de manera precisa la tasa de alimentación del polvo de polímero mediante la entrada 102 y/o la tasa de alimentación de aditivos mediante la línea de flujo 103, con ello resultando en una relación deseada de polvo de polímero a aditivos alimentados. Esto puede proporcionar una manera robusta para medir continuamente una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero a través de procesos de terminado de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente, incluyendo alta precisión de medición y buena conflabilidad .

Con referencia ahora a la figura 2, un diagrama de flujo simplificado de un sistema para terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra. El transportador de tornillo de flujo de masa 24 puede incluir un alojamiento 24a (24al y 24a2) , y un barreno helicoidal 24b, el cual puede girarse por la flecha 24c y el motor 24d. El barreno helicoidal 24b puede tener varios vuelos 24e, entre los cuales se pueden formar compartimentos 24f para transportar polvo de polímero a partir de un extremo de entrada 24g hacia un extremo de salida 24h. En esta forma de realización, el alojamiento del transportador de tornillo de flujo de masa 24 puede incluir dos porciones de alojamiento: la porción de alojamiento de entrada 24al y la porción de alojamiento de salida 24a2, conectadas entre sí por medios de conexión flexibles 24i. Tal un arreglo puede permitir para medición redundante de tasas de flujo de masa de polvo de polímero, o medición separada de tasas de flujo de masa de polvo de polímero y tasas de flujo de aditivos, tal como donde el aditivo se alimenta a la porción de alojamiento de salida 24a2, así como determinación y control avanzados de las tasas y relaciones de alimentación de polvo de polímero y aditivo .

Un polvo de polímero puede alimentarse hacia el extremo de entrada 24e del transportador de tornillo de flujo de masa 24 mediante la línea de flujo 202, tal como a partir del contenedor de purga o un tanque alimentador de onda (no mostrado) , donde el flujo de polímero puede regularse mediante la válvula 22, tal como una válvula giratoria. El polvo de polímero puede entonces por lo menos parcialmente llenar el espacio entre los vuelos 24e (es decir, compartimentos 24f) , y rotación del barreno helicoidal puede resultar en el transporte axial de polímero hacia la salida 204.

La porción de alojamiento de entrada 24al puede descansar sobre por lo menos un primer dispositivo medidor de masa 26a, el cual puede usarse para medir o determinar una masa del polvo de polímero solamente dentro de la porción de alojamiento de entrada 24al del transportador de tornillo de flujo de masa 24. La porción de alojamiento de salida 24a2 puede descansar sobre por lo menos un segundo dispositivo de medición de masa 26b, el cual puede usarse para medir o determinar una masa del polvo de polímero solamente dentro de la porción de alojamiento de salida 24a2 del transportador de tornillo de flujo de masa 24. Como se describe anteriormente, tasas de flujo de masa individuales dentro de cada porción de alojamiento pueden determinarse con base en mediciones de masa individuales mediante el primer dispositivo medidor de masa 26a y el segundo dispositivo medidor de masa 26b, respectivamente.

Cuando se usan para redundancia, los dispositivos medidores de masa 26a y 26b separados pueden proporcionar para medición continua si uno u otro fallara. Adicionalmente, una tasa de flujo de masa promedio a lo largo del transportador de tornillo de flujo de masa entero 24 puede determinarse usando las mediciones de tasa de flujo de masa individuales. En un aspecto, esta tasa de flujo de masa promedio puede proporcionar un mayor grado de precisión para la medición de tasa de flujo de masa.

Adicionalmente , donde otros polímeros y/o aditivos pueden añadirse mediante la línea de flujo 203, por ejemplo, el primer dispositivo medidor de masa 26a puede usarse para determinar la tasa de flujo de masa de polvo de polímero provista a la porción de alojamiento de entrada 24al. Simultáneamente, el segundo dispositivo medidor de masa 26b puede usarse para determinar la tasa de flujo de masa de los polímeros y/o aditivos provistos a la porción de alojamiento de salida 24a2 mediante la línea de flujo 203, como se describe anteriormente. Por ejemplo, una tasa de flujo de masa combinada del polvo de polímero y los otros polímeros y/o aditivos puede medirse por el segundo dispositivo medidor de masa 26b. La tasa de flujo de masa del polvo de polímero simultáneamente medido por el primer dispositivo medidor de masa 26a puede entonces sustraerse para determinar la tasa de flujo de masa de los otros polímeros y/o aditivos alimentados mediante la línea de flujo 203. Además, una relación de la tasa de flujo de masa del polvo de polímero alimentado mediante la línea de flujo 202 a la tasa de flujo de masa de los polímeros y/o aditivos alimentados mediante la línea de flujo 203 puede calcularse y controlarse para producir un polímero terminado de alta calidad.

Tres o mas porciones de alojamiento pueden también usarse. Las porciones de alojamiento pueden equiparse con una o mas básculas de pesado para medir de manera independiente una tasa de flujo de masa, como se describe anteriormente, según sea necesario o deseado. Tales mediciones de masa independientes pueden usarse para calcular las tasas de flujo de masa correspondientes del polvo de polímero y los múltiples aditivos, permitiendo determinación y control independientes de las tasas de alimentación y relaciones de alimentación respectivas.

Con referencia ahora a la figura 3, un diagrama de flujo simplificado de un sistema para terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra, donde números similares representan partes similares. Previo a alimentar al transportador de tornillo de flujo de masa 24, el polímero a partir de la válvula 32 puede alimentarse a un tanque alimentador de onda 38 mediante la línea de flujo 306. El tanque alimentador de onda 38 puede usarse para mantener un volumen de onda del polvo de polímero para alimentar al transportador de tornillo de flujo de masa 24. Por ejemplo, el volumen de onda en el tanque alimentador de onda 38 puede compensar por interrupciones de corto plazo en el flujo de polvo de polímero a partir de la válvula 32. Un volumen de polvo de polímero en el tanque alimentador de onda puede proporcionar un suministro continuo de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, permitiendo para transiciones corriente arriba, tiempos caídos, u otros eventos que pudieran interrumpir o necesitaran en paro del flujo a o a partir de la válvula 32. La tasa de flujo de masa del polvo de polímero puede controlarse mediante ajustar la velocidad de rotación de los uno o mas barrenos helicoidales mientras se mantiene el nivel en el tanque alimentador de onda.

En algunas formas de realización, tal como se muestra en la figura 3, el tanque alimentador de onda 38 también puede estar equipado con uno o mas dispositivos medidores de masa 39 para medir una masa del polvo de polímero dentro del tanque alimentador de onda. Como un ejemplo, ante el llenado del tanque alimentador de onda 38 mediante rotación de la válvula 32, dispositivos medidores de masa 39 pueden usarse para medir una disminución en peso del tanque alimentador de onda 38 y sus contenidos (es decir, una medición de pérdida en peso) . Tales mediciones de masa o mediciones de masa diferencial pueden usarse, por ejemplo, para calibrar al transportador de tornillo de flujo de masa, como medios alternativos para medir la tasa de flujo de masa del polvo de polímero, y/o para controlar adicio-nalmente una tasa de flujo de masa del polvo de polxmero a través de procesos de terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente. Una variedad de dispositivos de medición de masa pueden usarse para medir la masa del polvo de polímero dentro del tanque alimentador de onda 38, incluyendo pero no limitado a: básculas de pesado, celdas de carga, instrumentos ultrasónicos, e instrumentos de radiación nuclear. Otros tipos de dispositivos de medición de masa también pueden usarse.

En algunas formas de realización, los uno o mas dispositivos medidores de masa 39 pueden disponerse próximos al tanque alimentador de onda. En otras formas de realización, los uno o mas dispositivos medidores de masa 39 pueden estar en contacto con el tanque alimentador de onda para facilitar la medición deseada. En aun otras formas de realización, el tanque alimentador de onda 38 puede descansar en los uno o mas dispositivos medidores de masa 39. Por ejemplo, el tanque alimentador de onda 38 puede descansar en una báscula de pesado. La báscula de pesado puede medir una masa combinada del tanque alimentador de onda y el polvo de polímero dentro del tanque alimentador de onda. El peso vacío del tanque alimentador de onda puede entonces restarse para determinar la masa del polvo de polímero dentro del tanque alimentador 38.

Una variedad de métodos de medición de masa pueden usarse, dependiendo del modo de operación del tanque alimentador de onda 38. En algunas formas de realización, el tanque alimentador de onda 38 puede operar en un modo continuo, con el polvo de polímero siendo alimentado continuamente a partir de una válvula de alimentación 32 hacia el tanque alimentador de onda 38, y a partir del tanque alimentador de onda 38 hacia el transportador de tornillo de flujo de masa 24. Durante tal operación, la masa neta del polvo de polímero dentro del tanque alimentador de onda 38 puede permanecer relativamente constante.

En otras formas de realización, el tanque alimentador de onda 38 puede alternar entre un modo de llenado y un modo de drenado. Por ejemplo, en el modo de llenado, el polvo de polímero puede alimentarse al tanque alimentador de onda 38 mediante la válvula de alimentación 32, hasta que el tanque alimentador de onda 38 se llena a un nivel deseado. En el modo de drenado, la válvula de alimentación 32 puede cerrarse para detener el flujo del polvo de polímero hacia el tanque alimentador de onda 38, y el polvo de polímero continúa fluyendo a partir del tanque alimentador de onda 38 hacia el transportador de tornillo de flujo de masa 24.

Conforme la masa del polvo de polímero dentro del tanque alimentador de onda 38 se incrementa durante los ciclos de llenado, el dispositivo de pesado 39 puede no proporcionara para medición continua de tasas de flujo de masa de polvo de polímero a través del proceso de terminación de polímero. En tales instancias, la redundancia de dispositivos de pesado 26a/b puede proporcionar tales mediciones, asegurando control de las relaciones de polvo de polímero a aditivo a través de ambos de los ciclos de llenado y drenado. Durante los ciclos de drenado, el cambio en la masa del tanque alimentador de onda 38 puede usarse para determinar la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa 24, con ello permitiendo para calibración o medición directa de la tasa de flujo de masa de polvo de polímero, según sea deseado o necesario.

Por ende, mediciones de flujo de masa dentro de procesos de terminación de polímero divulgados en la presente pueden proporcionar flexibilidad adicional al proceso de terminación de polímero, tal como mediante combinar las mediciones de masa hechas usando el transportador de tornillo de flujo de masa con la medición de pérdida en peso hecha usando el tanque alimentador de onda, incluyendo varias capacidades de calibración de instrumentos y/o validación cruzada.

Además de medir una tasa de flujo de masa de polvo de polímero a través de procesos de terminación de polímero, formas de realización divulgadas en la presente también pueden usarse para control mejorado de las tasas de flujo de masa y/o relaciones de alimentación del polvo de polímero y/o uno o mas aditivos proporcionados al proceso de terminación de polímero. Como se discute anteriormente, mantener relaciones de componentes precisas y consistentes a través del proceso de terminación es crucial a la calidad del producto de polímero terminado.

Con referencia ahora a la figura 4, un diagrama de flujo simplificado de un sistema para terminación de polímero, incluyendo un posible esquema de control, de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra, donde números similares representan partes similares. La tasa de flujo de masa de un polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa 24 puede medirse usando un dispositivo de pesado 26a, como se describe anteriormente. La salida de medición a partir del dispositivo 26a puede enrutarse a un Controlador de Lógica Programable (PLC) , un sistema de control digital (DCS) o dispositivos similares, o puede controlarse manualmente por un operador. La salida puede entonces usarse para controlar directamente o indirectamente, por ejemplo, la velocidad de rotación de los barrenos helicoidales 24b para controlar la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del sistema. En otras formas de realización, la posición y/o velocidad de rotación de la válvula de alimentación 22 puede ajustarse usando la salida a partir de dispositivos de medición 26a y/o 26b. En aun otras formas de realización, tanto la válvula de alimentación 22 y la velocidad de los barrenos helicoidales 24b pueden ajustarse para controlar la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del proceso de terminación de polímero .

Si uno o mas otros polímeros y/o aditivos se añaden durante el proceso de terminación de polímero mediante la línea de flujo 203, segundos dispositivos de medición de masa 26b pueden usarse para controlar su tasa de flujo mediante ajustar la velocidad de rotación y/o la posición de la válvula de aditivos 52. Los dispositivos medidores de masa 26a pueden medir simultáneamente la tasa de flujo del polvo de polímero. Una relación calculada de las tasas de flujo de cada componente pueden entonces usarse para controlar las relaciones de componentes en el producto de polímero terminado, con ello proporcionando medios precisos y consistentes para controlar relaciones de componentes durante terminación de polímero, produciendo un producto de polímero terminado, consistente, de alta calidad.

Con referencia ahora a la figura 5, un diagrama de flujo simplificado de un sistema para terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra, donde números similares representan partes similares. El dispositivo de medición de masa 39 para medir una masa del contenedor de onda 38 también puede usarse para controlar la tasa de flujo de masa de un polvo de polímero a través del proceso de terminación de polímero. En algunas formas de realización, la tasa de flujo de masa de un polvo de polímero puede controlarse usando la salida a partir de por lo menos uno de: un dispositivo medidor de masa 26a, un dispositivo medidor de masa 26b, y un dispositivo medidor de masa 39. Por ejemplo, por lo menos una de las mediciones de tasa de flujo de masa puede usarse para controlar la tasa de flujo de polvo de polímero mediante ajustar la velocidad de rotación de barrenos helicoidales 24b y/o la válvula de alimentación 32.

En otras formas de realización, una tasa de flujo de masa de un polímero puede controlarse por un ciclo de alimentación hacia adelante. Por ejemplo, la velocidad de rotación de los barrenos helicoidales 24b puede controlarse con base en una salida a partir de una válvula de alimentación 32, con ello controlando una tasa de flujo de masa del polvo de polímero en el transportador de tornillo de flujo de masa 24. También, por ejemplo, una medición de tasa de flujo de masa usando al dispositivo de medición de masa 39 puede usarse para controlar la velocidad de rotación de barrenos helicoidales 24b. Otros tipos de control de tasa de flujo de masa de alimentación hacia adelante pueden usarse.

Estos métodos para controlar una tasa de flujo de masa del polímero pueden proporcionar flexibilidad adicional del proceso de terminación de polímero mediante combinar las mediciones de masa hechas usando al transportador de tornillo de flujo de masa con la medición de pérdida en peso hecha usando al tanque alimentador de onda, incluyendo varias capacidades de calibración de instrumentos y/o validación cruzada.

Con referencia aun a la figura 5, controlar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero puede alternar ventajosamente entre usar dispositivos medidores de masa 26a/b y el dispositivo medidor de masa 39. Por ejemplo, cuando el tanque alimentador de onda 38 está en un modo de llenado, primer y/o segundo dispositivos medidores de masa 26a/b pueden usarse para controlar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero mediante controlar la velocidad de rotación del barreno helicoidal 24b.

Conforme el tanque alimentador de onda 38 cambia del odo de llenado al modo de drenado, la válvula de alimentación 32 se cierra, y el dispositivo medidor de masa 39 de nuevo puede usarse para controlar una tasa de flujo de masa del polímero mediante controlar la velocidad de rotación del barreno helicoidal 24b.

Estas formas de realización ilustran flexibilidad adicional de usar una combinación de las mediciones de flujo de masa de transportador de tornillo de pérdida en peso y de peso. Por ejemplo, ambos tipos de mediciones pueden usarse en combinación cuando el tanque alimentador de onda está en el modo de drenado. Cuando el tambor de onda está en el modo de llenado, las mediciones de transportador de tornillo de flujo de masa solas pueden usarse.

Con referencia ahora a la figura 6, un diagrama de flujo simplificado de un proceso de terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente se ilustra. Un polvo de polímero puede alimentarse a partir de la válvula de alimentación 82 mediante la línea de flujo 806 a un primer tanque alimentador de onda 88a teniendo por lo menos un dispositivo medidor de masa 89a. El polvo de polímero a partir del primer tanque alimentador de onda 88a puede alimentarse mediante la línea de flujo 808 a un segundo tanque alimentador de onda 88b teniendo por lo menos un dispositivo medidor de masa 89b. El polvo de polímero a partir del segundo tanque alimentador de onda 88b puede alimentarse al transportador de tornillo de flujo de masa 84 mediante la línea de flujo 802. La válvula de aislamiento 88c localizada en la línea de flujo 808 entre el primer tanque alimentador de onda 88a y el segundo tanque alimentador de onda 88b pueden usarse para detener el flujo del polvo de polímero a partir del primer tanque alimentador de onda 88a hacia el segundo tanque alimentador de onda 88b.

En algunas formas de realización, la válvula de aislamiento 88c puede ser una válvula de corredera. Otros tipos de válvulas de aislamiento también pueden usarse. En algunas formas de realización, el polímero a partir de la válvula de alimentación 82 puede enviarse a través de una criba para lograr una mejor distribución de tamaño de partículas mediante separar trozos grandes y láminas. En algunas formas de realización, la válvula de alimentación82 puede ser una válvula giratoria cortadora de trozos seguida por la criba. En otras formas de realización, la válvula de alimentación 82 puede ser una válvula giratoria separadora cortadora de trozos. Otros tipos de válvulas de alimentación y cribas también pueden usarse.

En algunas formas de realización, la válvula de aislamiento 88c puede estar abierta, con lo cual el polvo de polímero puede fluir a través del primer tanque alimentador de onda 88a y el segundo tanque alimentador de onda 88b directamente hacia un transportador de tornillo de flujo de masa 84. En otras formas de realización, la válvula de aislamiento 88c puede cerrarse, con lo cual el primer tanque alimentador de onda 88a puede operar en un modo de llenado y el segundo tanque alimentador de onda 88b puede operar en un modo de drenado. Por lo menos un dispositivo medidor de masa 89a puede usarse para determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero dentro del primer tanque alimentador de onda 88a usando un método de ganancia en peso. Por ejemplo, con la válvula de aislamiento 88c cerrada, por lo menos un segundo dispositivo medidor de masa 89a puede medir el cambio en masa del polvo de polímero en el primer tanque alimentador de onda 88a sobre el tiempo. De manera similar, por lo menos un dispositivo medidor de masa 89b puede usarse para calcular una tasa de flujo de masa del polvo de polímero fuera del segundo tanque alimentador de onda 88b usando un método de pérdida en peso, como se describió previamente. Por ejemplo, con la válvula de aislamiento 88c cerrada, por lo menos un dispositivo medidor de masa 89b puede medir el cambio en masa del polímero en el segundo tanque alimentador de onda 88b sobre el tiempo.

Estas formas de realización pueden proporciona flexibilidad adicional de las mediciones de masa durante el proceso de terminación de polímero. En algunas formas de realización, una medición de tasa de flujo de masa del polímero usando por lo menos uno de los métodos de pérdida en peso y de ganancia en peso pueden usarse para calibración de equipo. Por ejemplo, la medición puede usarse para calibrar la velocidad de rotación de (tasa de flujo de masa a través de) por lo menos uno de la válvula de alimentación 82 y el barreno helicoidal, como se describe anteriormente. En otras formas de realización, una medición de tasa de flujo de masa del polvo de polímero usando por lo menos uno de los métodos de pérdida en peso y ganancia en peso puede usarse para controlar, por ejemplo, la velocidad de rotación de por lo menos uno de la válvula de alimentación 82 y el por lo menos un barreno helicoidal. Como con la figura 5, las mediciones de pérdida en peso a partir de dispositivos 86a/b pueden suplementarse con salida a partir de dispositivos de pesado 86a/b para permitir control del proceso de terminación de polímero, aun durante los ciclos de llenado de recipiente de onda .

Procesos para terminación de polímero de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente, como se ilustra en las figuras 1-6 y se describe anteriormente, pueden ofrecer una variedad de ventajas sobre los procesos de terminación de polímero tradicionales. Por ejemplo, el equipo robusto y los esquemas de control que pueden emplearse usando formas de realización divulgadas en la presente pueden proporcionar para un alto grado de precisión y conflabilidad con respecto a control de alimentación de polvo de polímero y/o aditivo. Además, formas de realización divulgadas en la presente puede proporcionar para control de proceso continuo, aun cuando los recipientes de onda están en un ciclo de llenado.

Adicionalmente , sistemas y procesos de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente pueden implemen-tarse mediante retro-ajustar equipo de procesamiento existente en una instalación de terminación de polímero. Por ejemplo, instalaciones de terminación de polímero pueden ya tener por lo menos uno de un contenedor de purga, una válvula de corte de trozos giratoria, un tanque alimentador de onda, y un transportador de tornillo. Un dispositivo medidor de masa de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente pueden instalarse para medir la masa del polímero en un transportador de tornillo existente y el tanque alimentador de onda existente para medir la tasa de flujo de masa del polvo de polímero.

Otra ventaja de usar sistemas y procesos de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente es que pueden mejorar el proceso de terminación de polímero mediante producir mediciones de tasa de flujo de masa mas precisas que los dispositivos de medición de masa tradicionales. Por ejemplo, usar un transportador de tornillo de flujo de masa de acuerdo con formas de realización presentes hace la medición de flujo de masa menos susceptible a error debido a desempolvado y arrastre, los cuales son problemas que ocurren comúnmente con transportadores de banda de pesado tradicionales, por ejemplo.

Otra ventaja de usar procesos de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente es que la precisión y conflabilidad de la medición de tasa de flujo de masa del polvo de polímero puede además incrementarse mediante calibrar al transportador de tornillo de peso contra una segunda fuente, tal como una medición de pérdida en peso a partir de un contenedor de onda. Por ejemplo, medir una tasa de flujo de masa de un polvo de polímero usando un transportador de tornillo de flujo de masa puede combinarse con datos a partir de uno o mas contenedores de pesado de acuerdo con formas de realización divulgadas en la presente para calibrar o re-calibrar las mediciones de tasa de flujo de mása y por ende lograr mayor precisión que ya sea el contenedor de pesado o el transportador de banda de pesado pueden lograr solos.

Las frases, a menos que se especifiquen de otra manera, "consiste esencialmente de" y "consistiendo esencialmente de" no excluyen la presencia de otros pasos, elementos, o materiales, ya sea o no, específicamente mencionados en esta especificación, siempre y cuando tales pasos, elementos, o materiales, no afectan las características básicas y novedosas de la invención, adicionalmente, no excluyen impurezas y variaciones normalmente asociadas con los elementos y materiales usados.

Solamente ciertos rangos son divulgados de manera explícita en la presente. Sin embargo, rangos a partir de cualquier límite inferior pueden combinarse con cualquier límite superior para recitar un rango no recitado de manera explícita, así como, rangos a partir de cualquier límite inferior pueden combinarse con cualquier otro límite inferior para recitar un rango no recitado de manera explícita, en la misma manera, rangos a partir de cualquier límite superior pueden combinarse con cualquier otro límite superior para recitar un rango no recitado de manera explícita. Adicionalmente, dentro de un rango se incluye cada punto o valor individual entre sus puntos de extremo aunque no se recite de manera explícita. Por ende, cada punto o valor individual puede servir como su propio límite inferior o superior combinado con cualquier otro punto o valor individual o cualquier otro límite inferior o superior, para recitar un rango no recitado de manera explícita.

Todos los documentos citados en la presente se incorporan por completo por referencia para todas las jurisdicciones en las cuales tal incorporación se permita y al grado en que tal divulgación sea consistente con la descripción de la presente invención.

Aunque la invención ha sido descrita con respecto a un número de formas de realización y ejemplos, los técnicos en la materia, teniendo el beneficio de esta divulgación, apreciarán que otras formas de realización pueden devisarse que no salen del alcance y espíritu de la invención como se divulgan en la presente .

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un proceso de terminación de polímero comprendiendo: recuperar un polvo de polímero a partir de un reactor de polimerización; alimentar el polvo de polímero a un extremo de entrada de un transportador de tornillo de flujo de masa, el transportador de tornillo de flujo de masa comprendiendo: un alojamiento; por lo menos un barreno helicoidal contenido por lo menos parcialmente dentro del alojamiento para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo de flujo de masa; y uno o mas dispositivos de medición de masa para determinar una masa del polvo de polímero dentro de por lo menos una porción del alojamiento; girar al por lo menos un barreno helicoidal para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo; recuperar al polvo de polímero en un extremo de salida del transportador de tornillo; medir por lo menos una de una masa del polvo de polímero en el transportador de tornillo y una masa combinada del transportador de tornillo y el polvo de polímero dentro del transportador de tornillo con los uno o mas dispositivos medidores de masa; y determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa con base en la por lo menos una de la masa medida del polvo de polímero en el transportador de tornillo de flujo de masa y la masa combinada medida .

2. El proceso de la reivindicación 1, en donde el polvo de polímero comprende por lo menos uno de un polímero de polietileno y uno de polipropileno.

3. El proceso de las reivindicaciones 1 o 2, en donde la determinación comprende: determinar una masa promedio del polvo de polímero en el transportador de tornillo de flujo de masa por longitud unitaria de la por lo menos una porción del alojamiento usando la masa medida del polvo de polímero; determinar una velocidad de desplazamiento axial del polvo de polímero ocasionada por la rotación del por lo menos un barreno helicoidal usando una velocidad de rotación del mismo; determinar la tasa de flujo de masa del polvo de polímero con base en la masa promedio por unidad de longitud y la velocidad de desplazamiento axial .

4. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-3 , comprendiendo además : ajustar la tasa de flujo de masa mediante ajustar una velocidad de rotación de los uno o mas barrenos helicoidales en respuesta a la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero .

5. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-4 , comprendiendo además : alimentar por lo menos un aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa intermedio a un extremo de entrada y un extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa; medir una masa del polímero y el por lo menos un aditivo dentro del extremo de salida del transportador de tornillo de flujo de masa usando un segundo dispositivo medidor de masa.

6. El proceso de la reivindicación 5, comprendiendo además : determinar una tasa de flujo de masa del por lo menos un aditivo con base en la masa medida del polímero y el por lo menos un aditivo dentro del extremo de salida; calcular una relación de la tasa de flujo de masa del polvo de polímero a la tasa de flujo de masa del por lo menos un aditivo con base en la tasa de flujo de masa determinada del polímero y la tasa de flujo de masa del por lo menos un aditivo; ajustar por lo menos una de una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa en la relación calculada.

7. El proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1-6 , comprendiendo además : llenar un tanque alimentador de onda con el polvo de polímero; detener un flujo de polvo de polímero al tanque alimentador de onda; alimentar el polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al extremo de entrada del transportador de tornillo de flujo de masa; medir una masa del polvo de polímero en el tanque alimentador de onda usando por lo menos un dispositivo medidor de masa; y determinar una tasa de flujo de masa de polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa como una función de la disminución en la masa medida en el tanque alimentador de onda sobre el tiempo .

8. El proceso de la reivindicación 7, comprendiendo además : generar una curva de calibración para la tasa de flujo de masa de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa como una función de velocidad de rotación de barreno helicoidal con base en la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa.

9. El proceso de la reivindicación 7, comprendiendo además : cuando un flujo de polvo de polímero al tanque alimentador de onda se detiene, ajustar por lo menos una de la tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa con base en la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa; y durante el llenado del tanque alimentador de onda con el polvo de polímero, ajustar por lo menos una de una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa con base en la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa.

10. Un sistema para terminación de polímero que comprende : por lo menos un dispositivo para proporcionar un flujo de polvo de polímero a un tanque alimentador de onda durante un ciclo de llenado y no proporcionando un flujo de polvo de polímero durante un ciclo de vaciado; una línea de flujo conectando de manera fluida al tanque alimentador de onda a un transportador de tornillo de flujo de masa, el transportador de tornillo de flujo de masa comprendiendo : un alojamiento; por lo menos un barreno helicoidal por lo menos parcialmente contenido dentro del alojamiento para transportar al polvo de polímero axialmente a través del transportador de tornillo de flujo de masa; y uno o mas dispositivos medidores de masa para determinar una masa de polvo de polímero dentro de por lo menos una porción del alojamiento; por lo menos un dispositivo medidor de masa para determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa; por lo menos un dispositivo medidor de masa para determinar una tasa de flujo de masa del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa; por lo menos un sistema de control digital y un controlador de lógica programable para: durante un ciclo de vaciado, ajustar por lo menos una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transporta- dor de tornillo de flujo de masa con base en una tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a partir del tanque alimentador de onda al transportador de tornillo de flujo de masa; y durante un ciclo de llenado, ajustar por lo menos uno de una tasa de alimentación de polvo de polímero al transportador de tornillo de flujo de masa, una velocidad de rotación del barreno helicoidal, y una tasa de alimentación de aditivo al transportador de tornillo de flujo de masa con base en la tasa de flujo de masa determinada del polvo de polímero a través del transportador de tornillo de flujo de masa.