PL187758B1 - Sposób regulacji gęstości zwojów walca folii - Google Patents

Abstract

1. Sposób regulacji gestosci zwojów walców folii, znamienny tym, ze na podstawie jakosci profilu Rw , kurczenia S, szczeliny powietrza L, sredniej grubosci folii D, jak równiez z przekroju zewnetrznego zwoju D walca folii i przekroju rdzenia d, ustala sie i wzajemnie porównuje w regulatorze wartosc zadana gestosci zwoju Wdso ll i wartosc istniejaca gestosci zwoju Wd1 st, a obliczona wartosc wyjsciowa y wy- równuje odchylenie regulatora ponad wielkosci na- stawcze ciagnienie folii 1 docisk folii. Fig 2 PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji gęstości zwojów walca folii.

W procesie produkcji folii, grubość nawijania maszyny, względnie folii, znajduję się w centrum uwagi. Podczas nawijania folii na rolkę, między pojedynczymi warstwami folii niezbędna jest pewna ilość powietrza, aby umożliwić skurczenie się folii podczas składowania walca folii przed jej podziałem na mniejsze części i wyrównać nieregulamości profilu. Jeżeli taśma foliowa, wykonana zgodnie ze specyfikacją zostanie źle nawinięta, może dojść do całkowitego zniszczenia walca folii przez zniszczenie taśmy foliowej, w szczególności podczas składowania. W związku z tym, podczas nawijania taśmy foliowej można zaobserwować zjawisko zawijania znacznych ilości powietrza w zwoje folii. Część tego powietrza uchodzi ze zwojów folii podczas ich składowania, przy czym w zwojach i na zwojach foliowych mogą powstawać rozmaite braki, jak pęknięcia, uwypuklenia i wały poprzeczne, które mogą prowadzić do całkowitej bezużyteczności zwoju folii.

W urządzeniu opisanym w DE-C 32 65 570 (US-A4 576 344), folię nawijaną na zawój, za pomocą tak zwanego walca kontaktowego dociska się do zwoju folii i w ten sposób zawija się mniejsze ilości powietrza, niż bez zastosowania tego sposobu. Nacisk wywoływany przez walec kontaktowy można regulować. Jednak wraz ze zwiększaniem prędkości, zmniejsza się działanie walca kontaktowego wypierające powietrze tak, że konieczny jest kompromis między prędkością nawijania a zawijaniem powietrza.

Z EP-B 0 393 519 znane jest urządzenie do nawijania taśmy foliowej na rdzeń nawojowy, które obejmuje walce kontaktowe, przez które prowadzona jest taśma foliowa do zwoju folii. Przy tym, walce kontaktowe i zwój foliowy obracają się z tą samą prędkością obrotową w przeciwnych kierunkach. Przewidziane są dwie rolki ustawione równolegle osiowo do rdzenia zwojowego i walca kontaktowego, które są dociskane do taśmy foliowej i zwoju foliowego, względnie taśmy foliowej na walcu kontaktowym. Przy tym walec kontaktowy ma gładką, twardą powierzchnię, która posiada średnią miarę chropowatości R_a < 0,4 pm i twardość Brinella > niż 10 HP 2,5/62,5. Walec leżący przy walcu kontaktowym jest w czasie procesu nawijania ustawiony na stałe i przyciskany do walca kontaktowego. Jest on połączony na każdym końcu za pomocą dźwigni kątowej z cylindrem, a każdy cylinder zamocowany jest na uchwycie walca kontaktowego. Walec znajdujący się przy zwoju foliowym jest łożyskowany przesuwnie i prowadzony w ten sposób, że połączony jest z cylindrem, który jest łożyskowany obrotowo w przegubach na uchwycie walca kontaktowego. W przegubach walca osiowego ułożyskowana jest obrotowo rozporka, która łączy obydwie rolki ze sobą i utrzymuje je w odległości od siebie. Jeżeli zawinięta w zwój foliowy ilość powietrza jest za mała, to procesy kurczenia folii wraz z błędami profilowania prowadzą do wyciągnięć, a tym samym do ograniczenia jakości aż do pełnej nieprzydatności folii.

Jeżeli zawinięta w zwój foliowy ilość powietrza jest za duża, prowadzi to do wielu innych problemów, jak na przykład płowienia, przy czym pod tym pojęciem należy rozumieć wzajemne przesuniecie pojedynczych warstw folii albo tez przerwanie w środku. Ponadto, w przypadku tego rodzaju walców foliowych ze zbyt duzą ilością zawiniętego powietrza, niemożliwe jest konfekcjonowanie przy dużych prędkościach, co z reguły prowadzi do ograniczenia zdolności produkcyjnych.

Pod pojęciem gęstości zwoju należy rozumieć stosunek gęstości nawiniętego tworzywa sztucznego plus zawiniętego powietrza do gęstości samego nawiniętego tworzywa sztucznego. Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji gęstości zwojów walca folii, w którym wartość żądaną gęstości zwoju Wdsoii, obliczoną na podstawie aktualnego pomiaru jakości profilu R_w, kurczenia wzdłużnego folii S, szczeliny powietrza L i środkowej gęstości folii D porównuje się w regulatorze z wartością istniejącą gęstości zwoju, obliczoną na podstawie przekroju zwoju D, przekroju rdzenia d, długości powietrza 1 i środkowej gęstości folii D, a otrzymana wartość ustawienia y wyrównuje odchylenie regulatora poprzez wielkości nastawcze naciągnięcie folii i docisk.

Korzystnie, wartość ustawienia y obliczoną z regulatora mnoży się przez zalezny od długości biegu współczynnik dopasowania a, który tylko w pobliżu średnicy rdzenia zwoju jest mniejszy od 1. Tak skorygowaną wartość ustawienia y_f = a · y rozdziela się na docisk i ciąg owijarki.

187 758

Wartość żądaną gęstości zwoju Wdsoii ustala się zgodnie ze stosunkiem

Wd_soH = - - - - !== + R_w + S + Lv D przy czym jakość profilu R_w i środkowa grubość folii D podaje się za pomocą pomiaru inline, a kurczenie wzdłużne S i szczelina powietrzna L są zadane.

Wartość żądaną gęstości zwoju Wd,_st ustala się zgodnie ze stosunkiem

Wd

ISt

1»D

D²-d²*7t/4 przy czym S jest wartością długości bieżącej nawiniętej folii, D jest korespondującą wartością średnicy zewnętrznej zwoju, a d średnicą rdzenia.

Wymiar jakości profilu R_wjest zadany przez max u min

D z maksymalną grubością D_max, minimalną grubością D_min i średnią grubością aktualnego profilu grubości poprzecznej odpowiedniej folii. Zachowanie się folii w procesie kurczenia/retardacji zawarte w pojęciu „zmiana długości”, określone w skrócie jako S, wynika z z Al jako zmianą długości i So jako długością wyjściową. Zachowanie się folii w procesie kurczenia/retardacji uwzględnia czas przechowywania, temperaturę przechowywania, kurczenie wzdłużne, jak również ciągnienie taśmy, które działają każdorazowo na taśmę.

W sposobie zgodnym z wynalazkiem, wartość żądana gęstości zwoju dla poszczególnego typu folii nie jest juz wartością stałą, jak to ogólnie zakładano w stanie techniki, ale raczej gęstość zwoju zależy od parametrów jakości profilu R_w, średniej grubości folii D, szczeliny powietrznej L i kurczenia S.

Sposób zgodny z wynalazkiem do regulacji gęstości zwojów walców folii, względnie zwojów folii, zostaje poniżej dokładniej objaśniony na podstawie rysunku, na którym fig. S przedstawia schematyczny przebieg grubości profilu grubości poprzecznej folii, fig. 2 - walec kontaktowy przy dociskaniu folii do wałka rozciągającego, fig. 3 - schematycznie - kurczenie wzdłużne folii, i fig. 4 - diagram regulacji gęstości nawijania zwojów folii.

Na figurze S grubość folii D jest nałożona przez szerokość taśmy foliowej, jak to zostało ustalone za pomocą tradycyjnych metod, które nie zostąją tu bliżej omówione. Grubość folii D waha się wokół średniej grubości folii D i pokazuje maksymalną grubość folii D_max i minimalną grubość folii D_mm. Jakość profilu R_w zostaje określona przez pomiar profilu poprzecznego i wynika z formuły

AD

187 758

Jak wiadomo, nie chodzi tu o czysty pomiar grubości poprzecznej, ponieważ trawersująca głowica pomiarowa porusza się w poprzek biegnącej taśmy foliowej. Wpływa ona jednak najwyżej nieznacznie na opisany sposób.

Figura 2 pokazuje walec rozciągający 1 i walec kontaktowy 2, przy czym folia 3 przebiega między tymi obydwoma walcami 1 i 2. Walec kontaktowy 2 wywiera nacisk na folię 3, przy czym nacisk ten może być zmieniany poprzez nie pokazany tu człon nastawczy. Folia poddawana jest następnie ciągnieniu w kierunku strzałki, przy czym ciągnienie folii jest również zmienne.

Przelicznikowi 4 na diagramie regulacji zgodnie z fig. 4 zostają odpowiednio zadane parametry folii 3, jakość profilu R_w, kurczenie S, szczelina powietrza L i średnia grubość D.

Zadana wartość szczeliny powietrza L jest zmienna w zakresie 0,1 do 5 pm i dostosowuje się do aktualnego typu folii. W przypadku polipropylenu, szczelina powietrza mieści się w zakresie od 0,5 do 1 pm. L ustalana jest głównie przez szorstkość folii, która może zostać pomierzona w znany sposób.

Średnia grubość D profilu poprzecznego folii i jakość profilu R_w zostają pomierzone znanym sposobem podczas produkcji. Kurczenie wzdłużne zalezy od materiału i waha się między 0,1 a 4% długości wyjściowej 1o .

Wychodząc z ogólnej formuły na grubość zwoju

Wd =

Σρ,ν,

Pks Σ v, (1) z gęstością p, dla i = KS,L; przy czym KS oznacza tworzywo sztuczne, a L powietrze i objętością Vj wynika z (1)

Wj — Pks^ks ⁺ Pl^l Pks(VKs ⁺ Vl) (2) przy czym w liczniku podana jest ilość tworzywa sztucznego i powietrza, a w mianowniku ilość tworzywa sztucznego w pojemności mieszaniny tworzywo sztuczne/powietrze. Ponieważ gęstość powietrza p << Pks i objętość powietrza Vl < Vks, wynika pks · Vks » Pl · Vl i tym samym z (2) _{wd =} Pks^Vks + Pl^Vl ₌_L__ (3)

P_Ks(V_KS+V_L) 1 + V_l/V_ks z objętością powietrza V_L = d_L · L · B i objętością tworzywa sztucznego Vks = dxs · L · B; z długością L i szerokością B folii jak również średnią grubością dL, dxs zawiniętego powietrza, względnie folii wynika z (3)

Wd =1 + d_L/d_KS

Średnia grubość dL powietrza składa się następująco:

(4) d_L = d_L, min + Ad_L, s + Ad_L, R (5) z minimalną grubością powietrza LVD = dL, min/d_Ks, Kurczeniem S = A8l, s/d_Ks i jakości profilu Rw = A5l, s/cKs wynika z równań (4) i (5)

187 758 (6)

Wd soli _1_ + Rw + S + lVd

Dla istniejącej gęstości zwoju wynika z równania (3)

Wd

ISt

V,

KS v_KS+v_L (7)

V_KS + V_L = π/4 (D² - d²) · B

Vks = 1*D*B (8) (9) wynika _Wd - 1*D ₌ l«D»10⁶ (10) ^,st π/4(D² -d²) “ 0,7854 «(D² -d²) jeżeli średnia grubość folii D jest podana w milimetrach, a pozostałe wymiary zostają przyjęte w metrach.

W przeliczniku 4 diagramu regulacji zgodnie z figurą 4 są na bieżąco przeliczane podczas procesu nawijania, żądana gęstość zwoju Wd_Son z parametrów S, L, D i R_w według uprzednio przedstawionego równania (6). Obliczenie istniejącej gęstości zwoju Wd_lst następuje zgodnie z przedstawionym wcześniej równaniem (10), a otrzymaną wartością zostaje zasilony regulator 5, do którego dostarczona zostaje również wartość żądana gęstości zwoju. Umieszczone w regulatorze 5 wartości: żądaną gęstości zwoju Wd_S(,ll i istniejącą gęstości zwoju Wdl_St zostają przetworzone na wartość wyjściową y, którą jest mnożona w przełączniku mnożenia 6 z tak zwaną wartością dopasowania a dla średnicy walca folii. Wartość dopasowania a jest funkcją długości biegu 1 folii i służy do tego aby unikać zbyt dużych odchyleń w pobliżu przekroju rdzenia zwoju. Na koniec, wartość dopasowania stanowi współczynnik tłumiący, który wznosi się stromo w pobliżu średnicy rdzenia zwoju i nasyca się już po stosunkowo krótkim biegu 1. Produkt z wartości dopasowania a i z wartości wyjściowej y regulatora 5 daje wartość nastawczą y1, która jest mnożona raz przez współczynnik A, a raz przez współczynnik B, przy czym w przypadku tych współczynników działa stosunek A + B = 1. Współczynniki A i B oddają dopasowanie do ciągnienia folii i jej dociskania. Dopasowane wartości nastawcze y1 • A i y1 • B są porównywane z wartościami zadanych przebiegów krzywej dla ciągnienia folii i jej dociskania w zależności od długości bieżącej folii 1. Poprzez to porównanie zostają ustalone wartości żądane dla członu nastawczego do ciągnienia folii 7 i dla członu nastawczego dociskania i człony nastawcze są zasilone tymi wartościami żądanymi. Gęstość zwoju jest dla każdego typu folii zalezna od jakości profilu, średniej grubości folii, kurczenia i szczeliny powietrza i dlatego nie przedstawia wartości stałej W przypadku złej jakości profilu, to znaczy stosunkowo wysokiego R_w, powinno się bardziej miękko nawijać niz w przypadku małego R«.

187 758

Dmax

Fig.l

Ao δΑ

Fig. 3

187 758

Fig. 4 yi

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób regulacji gęstości zwojów walców folii, znamienny tym, ze_na podstawie jakości profilu R_w, kurczenia S, szczeliny powietrza L, średniej grubości folii D, jak również z przekroju zewnętrznego zwoju D walca folii i przekroju rdzenia d, ustala się i wzajemnie porównuje w regulatorze wartość żądaną gęstości zwoju Wd_Son i wartość istniejącą gęstości zwoju Wdm, a obliczona wartość wyjściowa y wyrównuje odchylenie regulatora ponad wielkości nastawcze ciągnienie folii i docisk folii.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wartość wyjściową y regulatora mnoży się przez współczynnik dopasowania a, który tylko w pobliżu przekroju rdzenia zwoju jest mniejszy od 1.
3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość żądaną gęstości zwoju Wdsoll ustala się zgodnie ze stosunkiem ^^soll - , _{n c} τ /K

   1 + R_w + S + La/D przy czym kurczenie S i szczelina powietrza zostają zadane, a średnia grubość folii, jak również R_w pomierzone technicznie.
4. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze wartość istniejącą gęstości zwoju Wdlst ustala się zgodnie ze stosunkiem

   Wd

   ISt

   1»D

   D²-d²»7t/4 przy czym 1 jest długością bieżącą nawijanej folii, D średnią grubością folii, D średnicą zewnętrzną zwoju, a d stanowi średnicę rdzenia.
5. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość nastawcza yj = a · y przełącznika mnożenia mnoży się przez odpowiednio współczynnik A, względnie B, przy czym A + B = 1, a współczynniki A, B oddają dopasowanie do ciągnienia folii i docisku folii.
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, ze dopasowane wartości nastawcze ypA i yjB porównuje się z wartościami zadanych przebiegów krzywych dla ciągnienia folii, a dociskanie folii porównuje się w zależności od długości bieżącej folii i ustala się wartości żądane dla członu nastawczego dociskania i członu nastawczego ciągnienia, które to wartości przesyła się do członów nastawczych.
7. 7. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że skorygowane przebiegi krzywych dla ciągnienia i docisku wybrane zostają jako krzywe zadane do następnego procesu nawijania.
8. 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że szczelina powietrza L znajduje się w przedziale od 0,5 do 5 pm, najlepiej od 0,5 do 1 pm.
9. 9. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, ze kurczenie S wynosi 0,1 do 4% w stosunku do długości nie skurczonej folii.
10. 10. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że jakość profilu jest

    z grubością maksymalną D_max, grubością minimalną D_mm i średnią grubością D profilu grubości poprzecznej folii.

    * * *

    187 758