RU2375294C2 - Automated system for examining chemical fibres - Google Patents
Automated system for examining chemical fibres Download PDFInfo
- Publication number
- RU2375294C2 RU2375294C2 RU2006116379/12A RU2006116379A RU2375294C2 RU 2375294 C2 RU2375294 C2 RU 2375294C2 RU 2006116379/12 A RU2006116379/12 A RU 2006116379/12A RU 2006116379 A RU2006116379 A RU 2006116379A RU 2375294 C2 RU2375294 C2 RU 2375294C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thread
- heat chamber
- rollers
- chamber
- heat
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
- Treatment Of Fiber Materials (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к системам исследования характеристик полимерных материалов, а именно к системам и приборам исследования напряженно-деформационных и вязкоупругих характеристик полимеров в широком диапазоне температур и деформаций.The present invention relates to systems for studying the characteristics of polymeric materials, namely to systems and devices for studying the stress-strain and viscoelastic characteristics of polymers in a wide range of temperatures and strains.
Известны динамометр типа Поляни [1, стр.203], релаксометр на основе рычажных весов с автоматическим уравновешиванием [1, стр.203-204], наклонный релаксометр [1, стр.204-205], известен релаксометр научно-исследовательского института шинной промышленности [2, стр.36], содержащий сосуд с термостатирующей рубашкой, систему закрепления образцов полимером в виде полосок, груз для растяжения образца и удерживания его в растянутом состоянии, автоматизированную систему измерения и записи усилия натяжения образца.A known dynamometer of the Polyany type [1, p. 203], a relaxometer based on a lever balance with automatic balancing [1, p. 203-204], an inclined relaxometer [1, p. 204-205], a relaxometer of the research institute of the tire industry is known [2, p. 36], containing a vessel with a thermostatic jacket, a system for fixing samples with polymer in the form of strips, a load for stretching the sample and holding it in a stretched state, an automated system for measuring and recording the tension of the sample.
Известно устройство для измерения релаксационных, реологических и дилатометрических характеристик сжатия при постоянной скорости деформации и при постоянном давлении, включающее электропечь с регулятором температуры, поршень с электрическим приводом, датчики напряжения и деформации с регистрирующими приборами [3, стр.229-231].A device for measuring relaxation, rheological and dilatometric characteristics of compression at a constant strain rate and at a constant pressure, including an electric furnace with a temperature controller, a piston with an electric drive, stress and strain sensors with recording devices [3, p.229-231].
Известен прибор «Релакс» [3, стр.231-233] для определения релаксационных характеристик каучуков и резиновых смесей в процессе сжатия образца с постоянной скоростью, содержащий термокамеру, электрический привод с кулачком для сжатия образцов с заданной скоростью, приборы измерения усилия в процессе сжатия и дальнейшей выдержки при постоянной составляющей.The known device "Relax" [3, p.231-233] for determining the relaxation characteristics of rubbers and rubber compounds in the process of compressing a sample at a constant speed, containing a heat chamber, an electric drive with a cam for compressing samples at a given speed, pressure measuring devices in the compression process and further exposure with a constant component.
Данные приборы предназначены для исследования отдельных образцов исследуемых материалов. Они позволяют определить релаксационные характеристики исследуемого полимера и по ним судить об особенностях его структуры [4, стр.7], но они имеют большую трудоемкость установки и замены образцов и проведения самих исследований, что исключает возможность быстрого проведения большого количества анализов, что часто необходимо для получения статистически обоснованных выводов, а также принятия решений по ведению технологических процессов.These devices are designed to study individual samples of the studied materials. They make it possible to determine the relaxation characteristics of the studied polymer and to judge the features of its structure [4, p. 7], but they have a high complexity of installing and replacing samples and conducting the studies themselves, which excludes the possibility of quickly carrying out a large number of analyzes, which is often necessary for obtaining statistically valid conclusions, as well as making decisions on the conduct of technological processes.
Известен прибор динамического механического анализа DMA/STDA861 фирмы METTLER TOLEDO [5, 6], позволяющий путем исследования динамического модуля и модуля потерь материалов анализировать вязкоупругие и релаксационные характеристики материалов. Прибор имеет широкие возможности по исследованию фазовых и релаксационных переходов в широком диапазоне температур и деформационных воздействий, большую точность, большие возможности по обработке и представлению результатов исследования. Но данный прибор также работает с одним образцом. Это требует ручной работы по установке и замене образцов, что также не позволяет быстро получить большое количество результатов исследований. Кроме того, данный прибор имеет высокую стоимость.The known device of dynamic mechanical analysis DMA / STDA861 made by METTLER TOLEDO [5, 6] allows analyzing the viscoelastic and relaxation characteristics of materials by studying the dynamic modulus and material loss modulus. The device has wide capabilities for studying phase and relaxation transitions over a wide range of temperatures and deformation effects, great accuracy, and great opportunities for processing and presenting research results. But this device also works with one sample. This requires manual installation and replacement of samples, which also does not allow you to quickly get a large number of research results. In addition, this device has a high cost.
Известна автоматизированная система исследования волокон [7], включающая камеру нагрева с системой регулирования температуры и системой подачи воздуха в камеру нагрева, силоизмерительный ролик, проходной ролик, устройство для вытягивания волокна, содержащего винт с электроприводом, на котором находится подвижный ролик, верньерное устройство для ввода образца в камеру и его вывода, систему подачи воздуха в камеру нагрева, системы управления температурой внутри камеры нагрева, вытяжкой, верньерным устройством, подачей воздуха в камеру нагрева волокна. Данная система имеет большие возможности по исследованию химических волокон, оптимизации процессов обработки. Но большим недостатком системы являются большая трудоемкость исследований, связанная с ручной установкой и заменой образцов, выводом режимов на заданные значения. Кроме того, система имеет повышенную дисперсию воспроизводимости результатов исследования вследствие изменения начальных длины, натяжения, температуры при каждом исследовании.A well-known automated fiber research system [7], including a heating chamber with a temperature control system and an air supply system to the heating chamber, a force measuring roller, a feed roller, a device for drawing fibers containing an electric screw, on which there is a movable roller, a vernier input device sample into the chamber and its output, the air supply system to the heating chamber, the temperature control system inside the heating chamber, the exhaust hood, the vernier device, the air supply to the chamber overheating fibers. This system has great potential for the study of chemical fibers, optimization of processing processes. But the big drawback of the system is the great complexity of research associated with manual installation and replacement of samples, the conclusion of the modes to the specified values. In addition, the system has an increased dispersion of reproducibility of the research results due to changes in the initial length, tension, and temperature during each study.
Таким образом, имеются приборы, которые позволяют исследовать те или иные механические характеристики полимеров, по которым можно судить о структуре полимеров. Но вследствие проведения анализа отдельных образцов данные приборы могут использоваться в основном только в научных целях. В них реализованы функции установки образцов, реализации режимов испытаний, съема результатов испытаний. В приборе DMA/STDA861, содержащем компьютерную систему, кроме того, реализованы функции программного управления, обеспечивающие автоматизированное выполнение программ исследования, обработки и представления результатов при исследовании данного образца. Но ввиду большой трудоемкости данные приборы не могут использоваться для управления характеристиками волокон непосредственно в процессе их производства, когда в реальном времени прохождения технологического процесса необходимо делать большое количество анализов, например при анализе временного ряда характеристик волокна в процессе управления, при выявлении источников нарушений технологического процесса, оценке спектральных составляющих возмущающих воздействий, анализе эффективности систем управления. Кроме того, для управления технологическим процессом не требуется такая высокая точность измерения, что позволяет упростить системы измерения и снизить их стоимость.Thus, there are devices that allow one to study various mechanical characteristics of polymers, which can be used to judge the structure of polymers. But due to the analysis of individual samples, these devices can be used mainly for scientific purposes only. They have the functions of installing samples, implementing test modes, and taking test results. In addition, the DMA / STDA861 instrument containing a computer system implements program control functions that provide automated execution of research programs, processing and presentation of results during the study of this sample. But due to the high complexity of these devices can not be used to control the characteristics of the fibers directly in the process of their production, when in real time the passage of the technological process it is necessary to do a large number of analyzes, for example, when analyzing the time series of the characteristics of the fiber in the control process, when identifying sources of process violations, assessment of the spectral components of disturbances, analysis of the effectiveness of control systems. In addition, such a high accuracy of measurement is not required for process control that it allows to simplify measurement systems and reduce their cost.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является прибор термомеханического анализа Динафил М производства немецкой фирмы Textechno [8,9]. Прибор содержит катушку с исследуемой нитью, натяжитель нити, первую галету, компенсирующих ролик, питающую галету ступенчатой галеты, термокамеру, измерительный ролик, выходную галету ступенчатой галеты, направляющий ролик, приемную катушку, системы управления скоростью прохождения нити, температурой камеры нагрева, счетчик количества пройденной нити, систему измерения усилия натяжения нити, систему сбора, обработки и представления результатов исследований, реализованную на персональном компьютере. Прибор предназначен для измерения натяжения нити при растяжении, силы усадки нити, силы упругости извитка, силы трения. Достоинством прибора является то, что после одной ручной операции - установки катушки с исследуемой нитью и ее заправки, он позволяет определить характеристики всей нити, находящейся на катушке. Это позволяет получить статистически обоснованные результаты, провести анализ временных рядов характеристик нити и т.д. Недостатками прибора являются ограниченность исследований, которые можно реализовать на непрерывно проходящей нити, а также фиксированные значения кратности вытягивания нити, которые ограничены соотношениями диаметров питающей и выходной галеты ступенчатой галеты.Closest to the proposed technical essence is the thermomechanical analysis device Dinafil M manufactured by the German company Textechno [8,9]. The device contains a coil with the thread being studied, a thread tensioner, a first biscuit, a compensating roller, a feeding batch of a step biscuit, a heat chamber, a measuring roller, an output biscuit of a step biscuit, a guiding roller, a receiving coil, a system for controlling the speed of passage of the thread, the temperature of the heating chamber, a count of the number of passed threads, a system for measuring the efforts of the tension of the threads, a system for collecting, processing and presenting research results implemented on a personal computer. The device is designed to measure the tension of the thread under tension, the force of shrinkage of the thread, the elastic force of the twist, the friction force. The advantage of the device is that after one manual operation - installation of the coil with the studied thread and its refueling, it allows you to determine the characteristics of the entire thread located on the bobbin. This allows you to obtain statistically valid results, to analyze the time series of the characteristics of the thread, etc. The disadvantages of the device are the limited research that can be implemented on a continuously passing thread, as well as the fixed values of the ratio of the pulling of the thread, which are limited by the ratio of the diameters of the supply and output biscuits of the stepped biscuit.
Задача изобретения - расширение функций и области применения системы исследования химических волокон.The objective of the invention is the expansion of the functions and scope of the chemical fiber research system.
Поставленная задача достигается тем, что в систему исследования волокон, включающую термокамеру, систему измерения натяжения нити, систему управления температурой в термокамере, систему сбора, обработки и представления информации введены система подачи нити в термокамеру, система приема нити из термокамеры, например вальцы с электрическим приводом, система управления углом положения вальцев системы подачи нити в термокамеру, система управления скоростью вальцев системы подачи нити в термокамеру, система управления углом поворота вальцев системы приема нити из термокамеры, система управления скоростью вальцев системы приема нити из термокамеры, система управления усилием натяжения нити, система программного управления, реализующая автоматизированное выполнение программ исследования.The problem is achieved in that a fiber supply system to a heat chamber, a system for receiving filament from a heat chamber, for example, rollers with an electric drive, are introduced into a fiber research system including a heat chamber, a system for measuring the tension of a thread, a system for controlling the temperature in a heat chamber, a system for collecting, processing and presenting information , a system for controlling the angle of the rolls of the system for supplying the thread to the heat chamber, a system for controlling the speed of the rollers of the system for feeding the thread into the heat chamber, a system for controlling the angle of rotation of the shaft the system of receiving the thread from the heat chamber, the speed control system of the rollers of the system of receiving the thread from the heat chamber, the control system of the tension force of the thread, the program control system that implements the automated execution of research programs.
На фиг.1 представлена функциональная схема автоматизированной системы исследования химических волокон.Figure 1 presents a functional diagram of an automated system for the study of chemical fibers.
На фиг.2 представлены деформационные характеристики полимеров при различных температурах.Figure 2 presents the deformation characteristics of the polymers at different temperatures.
На фиг.3 представлены графики релаксации напряжения полипропиленовой нити.Figure 3 presents graphs of stress relaxation of a polypropylene yarn.
Предлагаемая система (см. фиг.1) содержит катушку 1 с исследуемой нитью, систему подачи нити в термокамеру 2 с электроприводом 3, датчиками скорости вращения 4 и угла поворота 5, измерительный ролик 6, термокамеру 7 с нагревательными элементами 8, промежуточный ролик 9, систему приема нити из камеры 10 с электроприводом 11 и датчиками скорости вращения 12 и угла поворота 13, приемную катушку 14, блок управления 15, включающий систему управления скоростью вальцев системы подачи нити в термокамеру, систему управления углом поворота вальцев системы подачи нити в термокамеру, систему управления скоростью вальцев системы приема нити из термокамеры, систему управления углом поворота вальцев системы приема нити из термокамеры, систему измерения усилия натяжения нити, систему управления усилием натяжения нити, систему управления температурой в термокамере, систему программного управления, реализующую в автоматизированном режиме программы исследования, систему сбора, обработки и представления информации 16 о процессе и результатах исследования. Данные от датчиков автоматизированной системы исследования химических волокон поступают на блок управления и в систему сбора, обработки и представления информации, управляющие воздействия поступают с блока управления на исполнительные механизмы и на систему сбора, обработки и представления информации.The proposed system (see Fig. 1) contains a
Предлагаемая автоматизированная система исследования химических волокон позволяет выполнять исследования как непрерывно проходящей нити при заданной температуре и скорости движения, так и вводить заданные участки нити, т.е. производить дискретные исследования образцов нити с заданным шагом по заданной программе при их автоматической замене, что иллюстрируется следующими примерами.The proposed automated system for the study of chemical fibers allows you to perform research as a continuously passing thread at a given temperature and speed, and enter the specified sections of the thread, i.e. to conduct discrete studies of yarn samples with a given step according to a given program when they are automatically replaced, as illustrated by the following examples.
Пример 1. На фиг.2 приведены типовые диаграммы напряжение - деформация для полимеров при различных температурах [10, стр.26, 29]. Предлагаемая система позволяет снять все семейство кривых. Производится заправка исследуемой нити в систему. Запускается программа исследования деформационных характеристик. В программу управления системой заводятся данные о количестве экспериментов, значениях температуры при каждом эксперименте, начальном напряжении нити, скорости деформации. После запуска системы управление процессом исследований производится системой программного управления. При этом дается задание системе регулирования температуры вывести температуру термокамеры на первый заданный уровень, после выхода температуры выдается задание системе управления усилием натяжения нити, которая устанавливает вальцы системы приема нити из термокамеры в такое положение, при котором усилие напряжения нити равно заданному начальному напряжению, затем выдается задание системе управления скоростью системы приема нити из термокамеры производить вытяжку нити с заданной скоростью. При этом регистрируются деформация и усилие натяжения нити. После разрушения образца система приостанавливается для заправки нити оператором. Затем система продолжает исследования при последующих значениях температуры.Example 1. Figure 2 shows typical stress-strain diagrams for polymers at various temperatures [10, p. 26, 29]. The proposed system allows you to remove the entire family of curves. The investigated thread is refilled into the system. A program for the study of deformation characteristics is launched. Data on the number of experiments, temperature values for each experiment, initial filament stress, and strain rate are entered into the system control program. After the launch of the system, the research process is controlled by a program management system. In this case, the task is given to the temperature control system to bring the temperature of the heat chamber to the first predetermined level, after the temperature is issued, the task is given to the control system of the thread tension force, which sets the rollers of the thread receiving system from the heat chamber to a position in which the force of the thread voltage is equal to the specified initial voltage, then the task of the speed control system of the filament receiving system from the heat chamber to draw the thread at a given speed. In this case, the deformation and tension of the thread are recorded. After the destruction of the sample, the system is suspended for threading by the operator. The system then continues the study at subsequent temperatures.
Данное исследование проводится с разрушением образцов, поэтому не позволяет полностью показать положительный эффект предлагаемого устройства. Следующие примеры иллюстрируют преимущества данной системы в случае работы с неразрушающими методами исследований.This study is carried out with the destruction of the samples, therefore, does not fully show the positive effect of the proposed device. The following examples illustrate the advantages of this system when working with non-destructive research methods.
Пример 2. Измерение усилия натяжения нити в процессе вытягивания при заданной температуре. Производится заправка исследуемой нити. Запускается программа исследования усилия натяжения нити при вытягивании. Вводятся данные о температуре исследования, скорости движения, кратности вытягивания нити. Система регулирования температуры по заданию системы программного управления выводит температуру на заданное значение. Системы управления скоростями вальцев систем подачи нити в термокамеру и приема нити из термокамеры выводят скорости на входе и выходе термокамеры на заданное значение скорости прохождения нити. Затем система управления скоростью вальцев системы приема нити из термокамеры выводит скорость на значение, обеспечивающее заданное значение кратности вытяжки нити. Происходит вытягивание нити при заданной температуре и кратности вытяжки. При этом периодически происходит регистрация параметров системы. В результате исследования выдается массив и графики усилия натяжения нити в процессе вытягивания при заданных параметрах по длине нити на катушке.Example 2. Measurement of the tension of the thread in the process of drawing at a given temperature. The test thread is being refueled. The program starts researching the efforts of the tension of the thread when pulling. Data are entered on the temperature of the study, the speed of movement, the multiplicity of stretching the thread. The temperature control system on the instructions of the program control system displays the temperature to a predetermined value. The speed control systems of the rollers of the systems for supplying the thread to the heat chamber and receiving the thread from the heat chamber output the speeds at the input and output of the heat chamber to a predetermined value of the speed of passage of the thread. Then, the speed control system of the rollers of the filament receiving system from the heat chamber outputs the speed to a value that provides a predetermined value of the multiplicity of the filament draw. The thread is drawn at a given temperature and a draw ratio. In this case, system parameters are periodically recorded. As a result of the study, an array and graphs of the tension of the thread during the drawing process are given for the given parameters along the length of the thread on the spool.
Пример 3. Управление температурой ориентационной вытяжки крашеной полипропиленовой нити. Ориентационная вытяжка полипропиленовой нити производится в режиме вынужденной высокоэластической деформации, которой на фиг.2 соответствуют кривые с максимумами на начальном этапе деформации 4, 5, 6. Пусть процесс ориентационной вытяжки производится при температуре Т5, соответствующей кривой 5. Изменение характеристик исходного полипропилена типа или количества добавляемого в него красителя существенно влияет на структуру сформованной нити и ее деформационные характеристики. При этом может быть получена структура нити со смещенной деформационной характеристикой в сторону. Пусть, например, при значении температуры Т5 характеристика имеет вид линии 4 и производится нарушение процесса ориентации и обрыв технологической линии. Смещение деформационной характеристики в сторону линии 6 приводит к снижению характеристик получаемой нити. Для обеспечения нормального прохождения процесса ориентации при заданном типе и концентрации красителя необходимо подобрать новую температуру ориентационной вытяжки, обеспечивающей возврат деформационной кривой из положений 4 или 6 в положение 5.Example 3. Temperature control orientational drawing dyed polypropylene thread. Orientational drawing of a polypropylene yarn is performed in the forced high elastic deformation mode, which in Fig. 2 corresponds to curves with peaks at the initial stage of
Нахождение оптимальной температуры ориентации для данного типа и концентрации красителя производится следующим образом. Длинный образец нити с линии после формования (до прохождения ориентационной вытяжки) заправляется в систему и запускается программа нахождения температуры ориентационной вытяжки, обеспечивающей требуемую кратность вытяжки. Система выводит термокамеру на температуру Т5 и, включая системы подачи нити в термокамеру и приема нити из термокамеры с одинаковой скоростью, контролируя усилие натяжения нити, вводит новый образец в термокамеру. Затем, устанавливая заданное значение скорости вальцев системы приема нити из термокамеры, производит вытяжку нити с заданной скоростью. При этом регистрируются деформация и усилие натяжения нити. После прохождения максимума усилия натяжения нити (точка А) полученное значение усилие натяжения нити сравнивается с заданным (σ5). Превышение текущего значения над заданным означает, что диаграмма напряжение-деформация сместилась в сторону диаграммы 4. Анализ данного образца прекращается и он выводится, а в термокамеру вводится новый образец. Второй анализ производится при повышенной температуре термокамеры, и снова усилие натяжения нити в точке А сравнивается с заданным значением. Автоматизированный эксперимент продолжается до выхода на температуру, при которой получается усилие натяжения нити, равное заданному. Если в первом эксперименте текущее значение напряжения меньше заданного, то все делается аналогично, но второй эксперимент делается при повышенной температуре. Выбор температуры производится с использованием алгоритмов одномерного поиска. После вывода режима на заданное значение напряжения производится вытяжка образца до выхода в точку В (начала повышения напряжения). Если полученная кратность вытяжки соответствует требованиям (готовая нить получается с заданным значением текса), то данный режим выставляется на технологическом процессе. В противном случае принимается решение по корректировке толщины, диаметра рукава при формовании, параметров резки для получения требуемого текса нити. Процесс поиска оптимальной температуры вытяжки производится автоматически без перезаправки исследуемой нити.Finding the optimal orientation temperature for a given type and dye concentration is as follows. A long sample of thread from the line after molding (before passing the orientation hood) is loaded into the system and the program for finding the temperature of the orientation hood, which provides the required draw ratio, is launched. The system displays the heat chamber at a temperature of T 5 and, including the systems for feeding the thread into the heat chamber and receiving the thread from the heat chamber at the same speed, controlling the tension of the thread, introduces a new sample into the heat chamber. Then, setting the preset value of the speed of the rollers of the system for receiving the filament from the heat chamber, it draws the filament at a predetermined speed. In this case, the deformation and tension of the thread are recorded. After passing the maximum of the thread tension force (point A), the obtained value of the thread tension force is compared with the set value (σ 5 ). Exceeding the current value over the specified value means that the stress-strain diagram has shifted towards diagram 4. The analysis of this sample is terminated and it is output, and a new sample is introduced into the heat chamber. The second analysis is carried out at an elevated temperature of the heat chamber, and again the force of the thread tension at point A is compared with the set value. An automated experiment continues until it reaches a temperature at which a thread tension force equal to a given one is obtained. If in the first experiment the current voltage value is less than the set value, then everything is done in the same way, but the second experiment is done at elevated temperature. The temperature is selected using one-dimensional search algorithms. After the regime is brought to the set voltage value, the sample is drawn to reach point B (the beginning of voltage increase). If the obtained stretch ratio meets the requirements (the finished thread is obtained with a predetermined tex value), then this mode is set for the technological process. Otherwise, a decision is made to adjust the thickness, diameter of the sleeve during molding, cutting parameters to obtain the desired tex thread. The process of finding the optimum temperature of the hood is carried out automatically without refilling the investigated thread.
Пример 4. Исследование стабильности и управление структурой полимера по равновесной и релаксационной составляющим напряжения [11, стр. 172, рис.24-4]. На фиг.3 приведены релаксационная кривая 1 напряжения полипропиленовой нити при ступенчатой деформации. Напряжение равно сумме напряжения равновесной составляющей 2 и релаксационной составляющей 3. Величина напряжения после ступенчатой деформации (точка А), величина напряжения после определенного времени релаксации (точка В), величина напряжения химической сетки (линия 2), величина и скорость падения напряжения релаксирующей составляющей (линия 3) характеризуют структуру полимера. После заправки исследуемой нити и запуска программы исследования релаксационных характеристик система программного управления в автоматизированном режиме производит снятие заданного количества данных кривых при заданных температурах. В процессе обработки результатов релаксационные кривые могут быть разложены на составляющие, а также может быть описана зависимость времен релаксации компонент от температуры.Example 4. The study of stability and control of the polymer structure according to the equilibrium and relaxation stress components [11, p. 172, Fig. 24-4]. Figure 3 shows the
Количество примеров применения данной системы может быть продолжено, и оно постоянно расширяется.The number of examples of the application of this system can be continued, and it is constantly expanding.
Рассмотренное подтверждает наличие в предлагаемом техническом решении технического результата, полученного в результате наличия существенных признаков:The above confirms the presence in the proposed technical solution of a technical result obtained as a result of the presence of essential features:
- расширение функций - системы управления углами положения вальцев систем ввода нити в термокамеру и вывода нити из термокамеры позволили получить режим ввода очередного образца из исследуемой катушки, остановки и его исследования (старт-стопный режим), что позволило кроме исследования усилия натяжения при вытягивании, силы усадки, силы трения проводить исследование напряженно-деформационных, упруго-вязкостных характеристик и по ним судить о структуре полимеров; дополнительное программное управление позволило производить поиск оптимальных параметров проведения технологического процесса (пример 3),- expansion of functions - control systems for the angle of the rolls of the systems for introducing the filament into the heat chamber and for removing the filament from the heat chamber made it possible to obtain the mode of entering the next sample from the test coil, stopping and examining it (start-stop mode), which made it possible, in addition to studying the pulling force when pulling, the force shrinkage, friction forces to study stress-strain, elastic-viscous characteristics and judge the structure of polymers from them; additional software control allowed to search for the optimal parameters of the process (example 3),
- расширение области применения - повышение производительности системы, возможность получения большого количества анализов позволяют исследовать динамические характеристики нитей во времени (по длине нити на катушке), производить корреляционный и спектральный анализы, выявлять наличие возмущающих воздействий, действующих на технологический процесс, использовать систему в реальном времени непосредственно для управления технологическим процессом, находить оптимальные режимные параметры проведения технологического процесса (пример 3); при управлении технологическим процессом вместо стабилизации режимных параметров - температуры технологических переходов, скорости вальцев и т.д. использование данной системы позволяет производить управление непосредственно структурными характеристиками полимеров и вывести показатели готовой продукции на новый качественный уровень.- expanding the scope of application - increasing the performance of the system, the possibility of obtaining a large number of analyzes allow us to investigate the dynamic characteristics of the threads in time (along the length of the thread on the spool), perform correlation and spectral analyzes, detect the presence of disturbing effects acting on the technological process, use the system in real time directly to control the process, find the optimal operating parameters of the process (example 3); when controlling a technological process instead of stabilizing the operational parameters - temperature of technological transitions, speed of rollers, etc. the use of this system makes it possible to directly control the structural characteristics of polymers and bring finished product indices to a new qualitative level.
Возможность реализации обусловлена работоспособностью элементов предлагаемого технического решения и частичной практической его проверкой при реализации технического решения [7].The possibility of implementation is due to the performance of the elements of the proposed technical solution and its partial practical verification during the implementation of the technical solution [7].
Недостатком предлагаемой автоматизированной системы исследования химических волокон ввиду особенностей нитепроводного тракта, фиксации нити на вальцах, наличия краевого эффекта у термокамеры является меньшая точность получения характеристик полимеров, чем у современные приборов, например у рассмотренного прибора динамического механического анализа фирмы фирмы METTLER TOLEDO. Но опыт работы с системой [7] показал, что полученной точности достаточно как для исследования характеристик нити в процессе их получения, так и для научных исследований. При большой дисперсии характеристик большее значение имеет возможность снижения трудоемкости исследований и быстрого получения большого количества анализов для статистического обоснования полученных результатов.The disadvantage of the proposed automated system for the study of chemical fibers due to the features of the filament path, the fixation of the filament on the rollers, the presence of the edge effect of the heat chamber is less accurate in obtaining the characteristics of the polymers than modern devices, for example, the considered dynamic mechanical analysis device from METTLER TOLEDO. But experience with the system [7] showed that the obtained accuracy is sufficient both for studying the characteristics of the thread in the process of their production, and for scientific research. With a large dispersion of characteristics, it is more important to reduce the complexity of research and quickly obtain a large number of analyzes for statistical justification of the results.
Источники информацииInformation sources
1. М.М.Резниковский, А.И.Лукомская. Механические испытания каучука и резины. М.: Химия. 1968. - 500 с.1. M.M. Reznikovsky, A.I. Lukomskaya. Mechanical testing of rubber and rubber. M .: Chemistry. 1968 .-- 500 s.
2. Лабораторный практикум по технологии резины. Под. ред. Н.Д.Захарова. М.: Химия, 1988. - 256 с.2. Laboratory workshop on rubber technology. Under. ed. N.D. Zakharova. M .: Chemistry, 1988 .-- 256 p.
3. Б.И.Андрашников. Справочник по автоматизации и механизации производства шин и РТИ. М.: Химия. 1981. - 296 с.3. B.I. Andrashnikov. Handbook of automation and mechanization of tire and rubber products manufacturing. M .: Chemistry. 1981. - 296 p.
4. Г.М.Бартенев. Структура и релаксационные свойства эластомеров. - М.: Химия, 1979. - 288 с.4. G.M. Bartenev. Structure and relaxation properties of elastomers. - M.: Chemistry, 1979. - 288 p.
5. Динамический механический анализ устанавливает новые стандарты. Проспект фирмы METTLER TOLEDO. 2002 г. Представительство в СНГ. Меттлер-Толедо Восток. Москва. (495) 021-92-11. Копия проспекта представлена в материалах заявки.5. Dynamic mechanical analysis sets new standards. Company prospectus METTLER TOLEDO. 2002 Representation in the CIS. Mettler-Toledo East. Moscow. (495) 021-92-11. A copy of the prospectus is presented in the application materials.
6. www.mtrus.com6. www.mtrus.com
7. Бирюков В.П., Бирюков А.В. Автоматизированная система исследования волокон. // Доклады международной конференции по химическим волокнам «Химволокна-2001» / Российская инженерная академия. - Тверь, 2000. - С.135-138.7. Biryukov V.P., Biryukov A.V. Automated fiber research system. // Reports of the international conference on chemical fibers "Khimvolokna-2001" / Russian Engineering Academy. - Tver, 2000. - S.135-138.
8. Динафил М. Прибор для измерения сил при усадке и растяжении. Инструкция по эксплуатации (копия приложена к заявочным материалам).8. Dinafil M. A device for measuring forces during shrinkage and tension. Instruction manual (a copy is attached to the application materials).
9. ww.textechno.com9. ww.textechno.com
10. Р.В.Торнер. Теоретические основы переработки полимеров (механика процессов). М.: Химия, 1997. - 464 с.10. R.V.Torner. Theoretical foundations of polymer processing (process mechanics). M .: Chemistry, 1997 .-- 464 p.
11. А.А.Аскадский. Лекции по физико-химии полимеров. М., МГУ. 2001. - 224 с.11. A.A. Askadsky. Lectures on the physical chemistry of polymers. M., Moscow State University. 2001 .-- 224 p.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116379/12A RU2375294C2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Automated system for examining chemical fibres |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006116379/12A RU2375294C2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Automated system for examining chemical fibres |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2006116379A RU2006116379A (en) | 2007-11-27 |
| RU2375294C2 true RU2375294C2 (en) | 2009-12-10 |
Family
ID=38959929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006116379/12A RU2375294C2 (en) | 2006-05-15 | 2006-05-15 | Automated system for examining chemical fibres |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2375294C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639910C1 (en) * | 2016-09-08 | 2017-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Laboratory line of production and research of carbon fibres |
| RU2731272C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Automated system for analysis of polymer and composite materials |
-
2006
- 2006-05-15 RU RU2006116379/12A patent/RU2375294C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БИРЮКОВ В.П., БИРЮКОВ А.В. АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВОЛОКОН. ДОКЛАДЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ПО ХИМИЧЕСКИМ ВОЛОКНАМ «ХИМВОЛОКНА 2001» /РОССИЙСКАЯ ИНЖЕНЕРНАЯ АКАДЕМИЯ. ТВЕРЬ, 2000, С.135-138. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2639910C1 (en) * | 2016-09-08 | 2017-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" | Laboratory line of production and research of carbon fibres |
| RU2731272C1 (en) * | 2019-12-25 | 2020-09-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Иркутский государственный университет путей сообщения (ФГБОУ ВО ИрГУПС) | Automated system for analysis of polymer and composite materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2006116379A (en) | 2007-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2375294C2 (en) | Automated system for examining chemical fibres | |
| EP3293595A1 (en) | An integrated system and method for online monitoring and offline testing in a textile unit | |
| Ünal et al. | The effect of fiber properties on the characteristics of spliced yarns: Part II: Prediction of retained spliced diameter | |
| CN110346208A (en) | A kind of high density textile physical property detection method | |
| Peng et al. | A simple method for the cross-section area determination of single profiled fibers and its application | |
| US3813919A (en) | Testing apparatus for measuring thermal behaviors of filament yarn | |
| JPH03185174A (en) | Method and device for measurement of characteristics of fiber sliver and roving | |
| US5295401A (en) | Textile on-line sampling inspection | |
| US9581531B2 (en) | Yarn entanglement strength tester | |
| Vlad et al. | Research regarding uniaxial tensile strength of nylon woven fabrics, coated and uncoated with silicone | |
| Gao et al. | Analytical approach of creep behavior of carpet yarn | |
| CN109540671A (en) | A kind of the lever device for measuring force and purposes of bundle fiber tension and compression | |
| Moghassem | Application of TOPSIS approach on parameters selection problem for rotor spinning machine | |
| RU217460U1 (en) | TESTING MACHINE FOR BAT FIBER SAMPLES IN THE FORM OF A BEAM | |
| Janieva et al. | RESEARCH OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF FIBERS OF DIFFERENT SELECTION VARIETIES | |
| Deng et al. | Diameter variations of irregular fibers under different tensions | |
| WO1997047956A1 (en) | Measurement of bundle strength of fibres | |
| RU2787708C1 (en) | Method for assessing the heterogeneity of the discontinuous characteristics of bast fibers | |
| Houda et al. | Uniaxial Tensile Properties of Dorlastan® Core Spun Yarns: Effects of Yarn Count, Dorlastan® Draft, and Dorlastan® Linear Density on the Shape of Stress-Strain Curves | |
| Gui et al. | Comprehensive Characterization Model of Integrated Cotton Fiber Quality Index. | |
| Longree et al. | Characterizing Single Fibers with a Profile Meter1 | |
| Abdel-Hamied et al. | Analytical study of factors affecting yarn coefficient of mass variation estimated by artificial neural networks | |
| Lord | Problems and Possibilities in Sliver Monitoring | |
| Iqbal et al. | A tensile study of fancy multicount yarn sections | |
| CZ2016814A3 (en) | A method and a device for continuous measurement of elongation forces of roving in both elongation zones of a two-zone elongation mechanism when spinning or simulating spinning on a spinning machine, particularly an annular one |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FA92 | Acknowledgement of application withdrawn (lack of supplementary materials submitted) |
Effective date: 20080407 |
|
| FZ9A | Application not withdrawn (correction of the notice of withdrawal) |
Effective date: 20080602 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090830 |