RU2741756C2 - Способ, устройство для онлайн-определения вязкости полимера и способ переработки полимера - Google Patents

Способ, устройство для онлайн-определения вязкости полимера и способ переработки полимера Download PDF

Info

Publication number
RU2741756C2
RU2741756C2 RU2019103436A RU2019103436A RU2741756C2 RU 2741756 C2 RU2741756 C2 RU 2741756C2 RU 2019103436 A RU2019103436 A RU 2019103436A RU 2019103436 A RU2019103436 A RU 2019103436A RU 2741756 C2 RU2741756 C2 RU 2741756C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
measuring
polymer
volume
measuring volume
viscosity
Prior art date
Application number
RU2019103436A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2019103436A3 (ru
RU2019103436A (ru
Inventor
Себастьян СОХОР
Флориан ШИДЕР
Original Assignee
Эрема Энджиниринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезелльшафт М.Б.Х.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Эрема Энджиниринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезелльшафт М.Б.Х. filed Critical Эрема Энджиниринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезелльшафт М.Б.Х.
Publication of RU2019103436A publication Critical patent/RU2019103436A/ru
Publication of RU2019103436A3 publication Critical patent/RU2019103436A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2741756C2 publication Critical patent/RU2741756C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/02—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
    • G01N11/04—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture
    • G01N11/06—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material through a restricted passage, e.g. tube, aperture by timing the outflow of a known quantity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping
    • G01N1/2042—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials by deviating part of a fluid stream, e.g. by drawing-off or tapping using a piston actuated by the pressure of the liquid to be sampled
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009—Measured parameter
    • B29C2948/922—Viscosity; Melt flow index [MFI]; Molecular weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92323—Location or phase of measurement
    • B29C2948/92361—Extrusion unit
    • B29C2948/92409—Die; Nozzle zone
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92523—Force; Tension
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/9258—Velocity
    • B29C2948/9259—Angular velocity
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N2001/1031—Sampling from special places
    • G01N2001/105—Sampling from special places from high-pressure reactors or lines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62—Plastics recycling; Rubber recycling

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Other Resins Obtained By Reactions Not Involving Carbon-To-Carbon Unsaturated Bonds (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу, а также к устройству для онлайн-определения вязкости находящегося в процессе переработки, в частности, экструзии полимера, присутствующего в форме от тестообразной до жидкой. В соответствии с изобретением предусмотрено, что для онлайн-определения вязкости полимера (10) от находящегося в процессе переработки полимера ответвляют по меньшей мере одну порцию и подводят ее к измерительному объему (40) в измерительном устройстве (12), что заданный объем соответствующей порции выдавливают из измерительного объема (40) путем нагружения порции заданным давлением через выполненное в устройстве управления измерительное сопло (3), что измеряют длительность выдавливания заданного объема порции через измерительное сопло (3), что эти полученные величины измерения используют для расчета вязкости полимера, и что перед заполнением измерительного объема (40) подлежащим измерению полимером измерительный объем (40) промывают по меньшей мере однократно количеством подлежащего переработке полимера. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу онлайн-определения вязкости полимера, к устройству для осуществления способа и к способу переработки полимера.
Способ касается переработки, в частности, вторичной переработки полимера, причем полимер расплавляют и используют способ для онлайн-определения вязкости полимера в соответствии с одним из пп. 1-5, а также к устройству для переработки, в частности, для вторичной переработки полимера, с плавильным устройством для полимера, предпочтительно экструдером, и подключенным к нему устройством для онлайн-определения вязкости в соответствии с одним из пп. 8-12.
Уровень техники
При обработке полимеров, в частности, термопластичных полимеров, большое значение имеет знание характеристик, в частности, характеристик их вязкости. В случае необходимости оценки полимеров применительно к характеристикам их вязкости существуют согласованные с различными полимерами способы оценки, проводимые в значительной мере в режиме офлайн, то есть, большей частью в лаборатории. Однако, все большее значение приобретает определение этих характеристик непосредственным путем или во время процесса переработки. Обычно и, в частности, в случае подлежащих вторичной переработке полимеров эти полимеры подвергают предварительной обработке, большей частью измельчают и подготавливают в резервуаре для нарезания с помощью инструментов. При этом плавления еще не происходит, а в течение времени пребывания в этом резервуаре производят нагрев или размягчение. Из этого резервуара предварительно обработанный материал подводят к экструдеру для плавления.
Таким образом, переработка полимеров включает, как правило, процесс экструзии. При этом полимер в большинстве случаев полностью расплавляют и вязкость можно определить с помощью различных известных способов.
Использование многих систем онлайн-измерения ограничено наличием загрязнений. Эти системы часто работают с использованием небольших насосов расплава, размер зазора которых лежит в диапазоне 20 мкм. При вторичной переработке полиолефина в зависимости от конечной аппликации загрязнения в расплаве имеют обычно размер от 100 мкм до 1000 мкм. В таких условиях известные системы не обладают длительной прочностью.
Раскрытие изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание конструктивно несложного и обладающего длительной прочностью устройства и способа для «онлайн»-определения вязкости, предоставляющего точные величины измерения. В частности, должны быть возможны длительные измерения без прерывания процесса переработки полимера.
С этой целью предусмотрены признаки п. 1 формулы изобретения, а именно:
- что для онлайн-определения вязкости полимера от находящегося в стадии переработки полимера отводят, по меньшей мере, одну порцию, предпочтительно через временные интервалы поочередно определенное количество порций, и подводят их к измерительному объему измерительного устройства,
- что заранее заданный объем соответствующей порции вследствие нагружения порции заданным давлением выдавливают из измерительного объема через выполненное в измерительном устройстве измерительное сопло, при необходимости с помощью поршня, нагруженного заданной, предпочтительно неизменной силой,
- что измеряют длительность выдавливания заранее заданного объема порции через измерительное сопло,
- что эти определенные величины измерения привлекают для расчета вязкости полимера, и
- что перед заполнением измерительного объема подлежащим измерению полимером измерительный объем и при необходимости также линию подвода полимера к измерительному объему промывают, по меньшей мере, однократно количеством подлежащего переработке полимера.
Соответствующее изобретению устройство отличается тем,
- что к плавильному устройству подключена подводящая линия для забора порций полимера, находящегося в форме от тестообразной до жидкой,
- что подводящая линия подключена через запирающее устройство к содержащему предпочтительно вытянутый в продольном направлении измерительный объем измерительному устройству, которое содержит измерительное сопло, через которое подведенная к измерительному объему порция может быть полностью или на величину заданной части выдавлена из измерительного объема посредством нагружения давления устройством для выработки силы сжатия,
- что предусмотрен измеритель времени для измерения продолжительности выдавливания заданного количества полимера через измерительное сопло,
- что предусмотрен блок оценки для расчета вязкости из полученных величин измерения времени, и
- что предусмотрен блок управления для приведения в действие запирающего устройства и устройства для выработки силы сжатия, с помощью которого запирающее устройство можно регулировать в заданные моменты времени в положениях отпирания или запирания, за счет чего можно управлять протеканием полимера к измерительному объему и этот полимер может быть использован в целях промывки или измерения.
За счет осуществляемой между измерениями промывки обеспечивается возможность длительной переработки полимера и текущего определения величин вязкости. Отложения в устройстве, остатки от предшествовавших измерений и загрязнения, в частности, в измерительном объеме, не оказывают влияния на величины измерения.
Заданный объем подлежащей измерению порции после полного выведения использующегося для чистки полимера из измерительного объема или поршневого цилиндра может быть введен в измерительный объем. Отложения или образовавшиеся комки не оказывают влияния или не изменяют действующую на поршень силу во время движения поршня.
Процесс промывки может быть выполнен быстро и эффективно, если подведенный к измерительному объему для промывки полимер из измерительного объема отводят через измерительное сопло и/или, по меньшей мере, один отводящий канал, расположенный предпочтительно в верхней области измерительного объема или в расположенной напротив измерительного сопла концевой области измерительного объема. Процесс промывки можно легко интегрировать в способ измерения, если используемый для промывки полимер подводят к измерительному объему под давлением, которое действует на него при его обработке в его месте ответвления. Для измерения предусмотрено, что при завершении процесса промывки прекращают подвод полимера к измерительному объему и осуществляют либо ответвление следующего полимера и его подвод к измерительному объему и выдавливание его через измерительное сопло, либо еще находящийся в измерительном объеме полимер процесса промывки выдавливают в качестве ответвленной порции через измерительное сопло и измеряют длительность выдавливания.
В зависимости от температуры и степени размягчения полимера предусмотрено, что измерительный объем и по мере необходимости отводящий канал промывают количеством полимера, которое больше объема измерительного объема и ведущего от места ответвления к измерительному объему подводящего канала и при необходимости, по меньшей мере, в два раза больше этих обоих объемов, вместе взятых.
Изобретение относится также к способу переработки, в частности, вторичной переработки полимера, причем полимер расплавляют и используют способ о онлайн-определения вязкости полимера в соответствии с пп. 1-5. При этом выгодно, если полученные величины измерения используют для управления способом переработки, в частности, процессом плавления полимера, и/или для управления экструдером, в частности, его числа оборотов, причем при необходимости оказывают влияние на подчиненный клапан расплава или размягчитель гранулята, и выработанный полимер отделяют или сортируют в соответствии с его вязкостью. Предпочтительно пригодное для этого устройство отличается тем, что устройству или блоку плавления приданы размягчитель гранулята или клапан расплава, к которым может быть подведен полимер, измеренный в отношении его вязкости.
Конструктивно несложной конструкции, допускающей быстрые и точные измерения, причем одновременно может быть осуществлена быстрая и хорошая промывка измерительного объема и, в частности, несложное освобождение его от оставшихся загрязнений, достигают в случае, если входное отверстие подводящей линии и входное отверстие отводящего канала расположены в противоположных концевых областях измерительного объема и/или измерительное сопло и входное отверстие отводящего канала расположены во взаимно вертикально противоположных концевых областях измерительного объема.
Определенного управления процессом промывки и процессом измерения достигают с помощью точного переключения запирающего устройства и/или за счет того, что входное отверстие отводящего канала в момент начала движения поршня в измерительный объем может быть заперто поршнем устройства для выработки давления. Поршень запирает отводящий канал и после запирания отводящего канала может быть начат процесс измерения или выдавливание через измерительное сопло.
Краткое описание чертежей
На чертежах схематически изображено соответствующее изобретению устройство.
Фиг. 1 показывает соответствующее изобретению устройство с поршнем в верхнем концевом положении. Фиг. 2 показывает устройство с поршнем, введенным в измерительный объем.
Осуществление изобретения
Как видно из чертежа, к блоку 100 переработки полимера, предпочтительно к экструдеру, подключена подводящая линия 1 для забора в заданных количествах или порциями полимера 10, присутствующего, по меньшей мере, в форме от тестообразной до жидкой.
К служащей в качестве подводящей линии 1, в которой расположено запирающее устройство 2, например, сервоклапан, подключен измерительный объем 40, который содержит измерительное сопло 3, через которое за счет нагружения порции нажимным пуансоном или поршнем 6 может быть выдавлено заданное количество порции, заполняющей измерительный объем 40. Далее, предусмотрены измерительное устройство 21 для измерения длительности выдавливания порции через измерительное сопло 3 и блок 29 оценки для расчета вязкости из полученных величин измерения времени. Альтернативно для определения количества выдавленного через измерительное сопло 3 полимера 10 было бы возможным также измерение пути, пройденного поршнем 6, в заданных единицах времени.
Таким образом, в выбираемом месте экструзионной системы или блока 5 плавления, в месте которого подлежащий переработке полимер или соответствующая смесь полимера присутствует в форме, позволяющей осуществлять транспортировку, измерительное устройство 12 для определения вязкости подключено непосредственно к экструзионной системе или к блоку 5 плавления или подводящей линии и направляет текучий полимер 10 для измерения в измерительное устройство 12.
Измерительное устройство 12 содержит блок 21 измерения времени, подводящую линию 1 и запирающее устройство 2, например, запорный клапан. Подводящая линия может быть выполнена различным образом; важно то, чтобы полимер можно было направлять по возможности просто и быстро к измерительному объему 40. Запорный клапан 2 расположен между экструзионной системой и измерительным объемом 40 в подводящей линии 1. Размеры и исполнение соответствующего изобретению устройства выбирают таким образом, чтобы влияние времени пребывания, температуры и т.д. на забранную порцию было по возможности малым, чтобы добиться соответствующего измерения, репрезентирующего главный поток в экструдере 5 блока плавления. Подводящая линия 1 выполнена предпочтительно таким образом, что она проходит во внутреннее пространство охваченного экструдером канала расплава, чтобы обеспечить там возможность забора репрезентативного количества полимера.
Блок 12 измерения содержит при известных условиях сменное измерительное сопло 3 (сопло MFR), которое при необходимости может быть составлено из количества измерительных сопел с различным поперечным сечением. Далее, поршень 6 с выбираемым или изменяемым весом или регулируемым устройством 30 выработки усилия нажима расположен с возможностью регулировки в поддерживаемом по мере необходимости на равномерной температуре цилиндре 8, определяющем измерительный объем 40. Нагружение весом или устройством 30 для выработки усилия нажима происходит через пригнанный в цилиндре 8 поршень 6, который продавливает полимер 10 через измерительное сопло 3. С помощью блока 21 измерения времени изменяют длительность выдавливания находящегося в измерительном объеме 40 полимера или его заданной доли.
Дополнительно к измерению вязкости можно осуществлять измерение температуры и давления расплава. Цилиндр 8 и, следовательно, измерительный объем 40, можно регулировать по температуре, то есть нагревать или охлаждать. Для регулировки температуры измеряют температуру цилиндра 8 и регулировку этой температуры можно осуществлять, например, например, путем электрического нагрева или охлаждения.
С помощью системы 29 управления или компьютерной системы, которая управляет работой запирающего устройства 2 или нагружением поршня 6 давлением, можно автоматизировать или частично автоматизировать процесс измерения. Для измерения длительности выдавливания порции, в частности, для осуществления автоматизации, можно точно распознать движение поршня 6, в частности, продольное движение поршня 6. Тем самым, возможно точное задание или определение объема выдавленного полимера. Полезным в смысле достижения цели оказалось также непрерывное распознавание пройденного измерительным поршнем 6 участка пути и определение, таким образом, выдавленного объема. Это обеспечивает возможность согласования способа измерения с различными величинами времени измерения, полимерами и т.д. Для этого задают или распознают верхнюю стартовую точку и нижнюю конечную точку поршня 6. Это можно осуществить, например, за счет прохождения определенной точки поршня через световой затвор. На основании определения пройденного поршнем пути можно определить выдавленный объем порции или выдавливание определенного количества полимера может быть определено на основании хода поршня. Таким образом, при регламентированном пути поршня можно измерить длительность выдавливания или длительность выдавливания можно измерить при регламентированном давлении, чтобы получить необходимые величины измерения.
В практических условиях процесс измерения может протекать следующим образом:
Расплав системы переработки, давление которого определено инструментом, следующим за экструдером или нагружаемым им полимером, отжимает при открытом запирающем устройстве 2 через подводящую линию 1 измерительный поршень 6 в его верхнюю позицию (фиг. 1) и заполняет цилиндр 8 или измерительный объем 40. При нахождении поршня 6 в верхней позиции подвод расплава прерывают и начинают процесс измерения порции путем опускания поршня 6. С помощью устройства, в частности, механического или гидравлического или геометрического устройства, поршень 6 можно удерживать в его верхней позиции до момента полного завершения подвода или запирания подводящей линии. При отсутствии противодавления или сброшенном давлении в измерительном объеме 40 поршень 6 деблокируется. После этого измерительный поршень 6 под усилием своего веса или за счет нагружения устройством 30 выработки усилия нажима движется вниз (фиг. 2) и выдавливает полимер через измерительное сопло 3. Геометрию измерительного сопла 3, температуру полимера в измерительном объеме 40 и давление поршня выбирают в соответствии с нормой или в соответствии с заданными параметрами. Определяют время, протекающее до достижения поршнем 6 заранее заданной или его самой нижней точки. Для этого может быть произведено измерение пути. На основании известных геометрий и измеренного времени можно рассчитать параметр MFR (Melt Flow Rate) (скорость течения расплава) в г/10 мин. или MVR (Melt Volume Rate) (объемная скорость течение расплава) в см3/10 мин. в соответствии с нормой DIN EN ISO 1133-2. Возможна также калибровка блока измерения с помощью субстанций с известной вязкостью. В этом случае измеренное время можно рассматривать как прямо пропорциональную вязкости. На основании точного определения параметров окружающей среды, в частности, температуры плавления, можно произвести корректировку полученных величин и, следовательно, получить величины, регламентированные нормой. Принципиально температура плавления полимера вследствие его малого количества в измерительном объеме 40 приближается к температуре измерительного цилиндра 8, и эту температуру измерительного цилиндра 8 регулируют в соответствии с нормой.
Вместо веса поршня 6 можно использовать устройство 30 для выработки усилия нажима, которое нагружает поршень 6 заданным, неизменным, по мере необходимости согласованным с консистенцией полимера усилием сжатия.
Для предотвращения изменения скорости движения поршня 6 вследствие вибраций экструдера позитивным оказалось устранение связей по вибрации между экструдером и измерительной аппаратурой или соответствующим изобретению устройством. Далее, выгодно, если измерительную аппаратуру или измерительный объем можно регулировать по вертикали независимо от экструдера или подводящая линия 1, чтобы также и в этом случае минимизировать влияния монтажного положения на движение поршня 6.
Далее, позитивной мерой оказалось обеспечение термической развязки относительно окружающей среды. Это можно осуществить относительно несложным образом путем использования кожухов и пригодной изоляции. Поскольку температурный режим является важным для точности измерения признаком, ни теплые, ни холодные потоки воздуха не должны оказывать влияния на температуру измерительной аппаратуры. Если поддержание равномерной температуры цилиндра 8 должно осуществляться лишь с помощью нагрева, то в этом случае следует позаботиться об естественной конвекции, чтобы также обеспечить охлаждение цилиндра 8.
Выгодным зарекомендовало себя предусмотрение отводящего (дренажного) канала 25, с помощью которого можно быстро промыть измерительный объем 40 или цилиндр 8, если поршень 6 находится в своей верхней позиции. Эта очистка измерительного объема 40 позволяет осуществлять длительную эксплуатацию на протяжении дней, недель, месяцев без очистки измерительной аппаратуры. За счет использования автоматизированного процесса измерения может быть произведена запись измеренных данных и определена долговременная тенденция.
Отводящий канал 25 содержит входное отверстие 26 в верхней области измерительного объема 40 и вследствие своего поперечного сечения обеспечивает возможность быстрого процесса промывки. Для обеспечения возможности по возможности полной промывки измерительного объема 40 входное отверстие 26 выполняют на одном конце предпочтительно вытянутого в длину, в частности, цилиндрического измерительного объема 40, предпочтительно на расположенном на стороне поршня конце, а входное отверстие 27 подводящей линии 1 выполняют на другом, противолежащем конце. При входе или движении внутрь измерительного объема 40 поршень 6 может запирать входное отверстие 26 для предотвращения нежелательного выхода полимера и может быть начат процесс измерения.
За счет ориентации измерительной аппаратуры на норму, далее, получают возможность расчета также вязкости тех полимеров, которые обычно не указывают применительно к параметрам MFR или MVR и для которых существуют соответствующие формулы пересчета или модели. Поэтому возможно также измерение вязкости полиэфира.
Особо следует отметить простоту и надежность принципа измерения или измерительного устройства. По этой причине это измерительное устройство можно использовать также для загрязненных полимерных материалов, которые содержат более грубые загрязнения.
Измерение вязкости полимеров осуществляют с температурой выше температуры размягчения по Вика, по мере необходимости в диапазоне плавления полимера, предпочтительно, однако, в диапазоне температур, в котором полимер находится в полностью расплавленном состоянии.
Принципиально в отводящем канале 25 нет необходимости. Если выпускное отверстие 27 подводящей линии 1 расположено в верхней концевой области измерительного объема 40, то измерительный объем 40 может быть промыт полимером, который выходит через измерительное сопло 3, если поршень 6 находится в своей верхней конечной позиции.
Из фиг. 1 и 2 видно, что предусмотрен блок 29 оценки для расчета вязкости на основании полученных величин измерения времени, и что предусмотрен блок 20 управления для приведения в действие запирающего устройства 2 и устройства 30 для выработки усилия нажима, с помощью которого запирающее устройство 2 можно регулировать в заданные моменты времени в положении отпирания и запирания, за счет чего можно управлять протеканием полимера 10 к измерительному объему 40 и использовать этот полимер для промывки или измерения. Применительно к 41 подводящая линия 1 присоединен к блоку 100 обработки или блоку 5 плавления.

Claims (29)

1. Способ онлайн-определения вязкости находящегося в процессе переработки, в частности, экструзии, полимера, присутствующего в форме от тестообразной до жидкой, причем для онлайн-определения вязкости полимера (10) от находящегося в процессе переработки полимера ответвляют, по меньшей мере, одну порцию, предпочтительно непрерывно поочередно через интервалы времени количество порций, и подводят их к измерительному объему (40),
- заданный объем соответствующей порции выдавливают из измерительного объема (40) путем нагружения порции заданным давлением через выполненное в измерительном устройстве измерительное сопло (3), по мере необходимости с помощью поршня (6), нагруженного заданной, предпочтительно неизменной силой,
- при этом измеряют длительность выдавливания заданного объема порции через измерительное сопло (3), и
- перед заполнением измерительного объема (40) подлежащим измерению полимером (10) измерительный объем (40) и при необходимости также подводящую линию (1) для полимера (10) промывают, по меньшей мере, однократно, количеством подлежащего переработке полимера, отличающийся тем,
- что полученную величину измерения используют для расчета вязкости полимера (10) и
- использованный для промывки полимер (10) отводят из измерительного объема (40) через присоединенный к измерительному объему (40) отводящий канал (25), причем входное отверстие (27) подводящей линии (1) и входное отверстие (26) отводящего канала (25) располагают в противоположных концевых областях измерительного объема (40).
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подведенный к измерительному объему (40) для промывки полимер (10) отводят из измерительного объема (40) через, по меньшей мере, один отводящий канал (25), расположенный предпочтительно в верхней области измерительного объема (40) или в расположенной напротив измерительного сопла концевой области измерительного объема (40).
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что использованный для промывки полимер (10) подводят к измерительному объему (40) под тем же давлением, которое действует на него при его переработке в его месте (41) ответвления.
4. Способ по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что при завершении процесса промывки подвод полимера (10) к измерительному объему (40) прекращают или ответвляют следующий полимер (10) и подводят его к измерительному объему (40) и выдавливают через измерительное сопло (3), или еще находящийся в качестве подлежащей измерению порции в измерительном объеме (40) полимер (10) процесса промывки выдавливают в качестве ответвленной порции через измерительное сопло (3) и измеряют длительность выдавливания.
5. Способ по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что измерительный объем (40) и при необходимости отводящий канал (25) промывают количеством полимера (10), которое больше объема измерительного объема (40) и проходящего от места (41) ответвления к измерительному объему (40) отводящего канала (25) и которое при необходимости вдвое больше этих обоих объемов, вместе взятых.
6. Способ по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что подвод полимера (10) к измерительному объему (40) осуществляют в нижней концевой области измерительного объема (40), а отвод использованного для промывки полимера (10) осуществляют в верхней концевой области измерительного объема (40).
7. Способ переработки, в частности, вторичной переработки, полимера, причем полимер расплавляют и используют способ онлайн-определения вязкости полимера в соответствии с одним из пп. 1-6.
8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что полученные величины измерения используют для управления способом переработки, в частности процессом плавления полимера и/или для управления экструдером, в частности, его числа оборотов, причем по мере необходимости оказывают влияние на приданный клапан расплава или приданный размягчитель полимера и полученный полимер отделяют или сортируют в соответствии с его вязкостью.
9. Измерительное устройство для онлайн-определения вязкости находящегося в процессе переработки, в частности, экструзии, присутствующего в форме от тестообразной до жидкой полимера для осуществления способа по одному из пп. 1-8,
- причем предусмотрена подключаемая к блоку (5) плавления подводящая линия (1) для забора порций полимера (10), присутствующего в форме от тестообразной до жидкой, при этом
- подводящая линия подключена через запирающее устройство (2) к содержащему предпочтительно вытянутый в длину измерительный объем (40) измерительному устройству (12), которое содержит измерительное сопло (3), через которое подведенная к измерительному объему (40) порция полностью или в заданном частичном количестве может быть выдавлена из измерительного объема (40) путем нагружения давлением с помощью устройства (30) для выработки усилия нажима,
- причем предусмотрено устройство (21) для измерения длительности выдавливания заданного количества полимера (10) через измерительное сопло (3), и
- блок (20) управления для приведения в действие запирающего устройства (2) и устройства (30) для выработки усилия нажима, с помощью которого запирающее устройство (2) можно регулировать в заданные моменты времени в положениях отпирания и запирания, за счет чего можно управлять протеканием полимера (10) к измерительному объему (4) и использовать этот полимер в целях промывки или измерения, и
- причем измерительное сопло (3) расположено в области измерительного объема (40), которая расположена напротив устройства (30) для выработки усилия нажима, отличающееся тем,
- что предусмотрен блок (29) оценки для расчета вязкости из полученной величины измерения времени, а
- к измерительному объему (40) подключен отводящий канал (25) для использованного для промывки полимера (10), и
- входное отверстие (27) подводящей линии (1) и входное отверстие (26) отводящего канала (25) расположены в противоположных концевых областях измерительного объема (40).
10. Измерительное устройство по п. 9, отличающееся тем, что устройство для выработки усилия нажима выполнено в виде поршня (5, 6), выполненного с возможностью возвратно-поступательно двигаться в измерительном объеме.
11. Измерительное устройство по п. 9 или 10, отличающееся тем, что входное отверстие (26) отводящего канала (25) расположено в верхней концевой области измерительного объема (40).
12. Измерительное устройство по одному из пп. 9-11, отличающееся тем, что входное отверстие подводящей линии (1) и измерительное сопло (3) расположены в нижней концевой области измерительного объема (40).
13. Измерительное устройство по одному из пп. 9-12, отличающееся тем, что входное отверстие (26) отводящего канала (25) в момент начала движения поршня (6) в измерительный объем (40) может запираться поршнем (6) устройства (30) для выработки усилия нажима.
14. Измерительное устройство по одному из пп. 9-13, отличающееся тем, что измерительное сопло (3) и входное отверстие (26) отводящего канала (25) расположены в вертикально взаимно противоположных концевых областях измерительного объема (40).
15. Измерительное устройство по одному из пп. 9-14, отличающееся тем, что содержит подключенный блок (5) плавления для полимера (10), предпочтительно экструдером.
16. Измерительное устройство по п. 15, отличающееся тем, что в блоке (5) плавления предусмотрен размягчитель гранулята или клапан расплава, к которым или которому может быть подведен полимер, измеренный в отношении его вязкости.
RU2019103436A 2016-07-18 2017-07-18 Способ, устройство для онлайн-определения вязкости полимера и способ переработки полимера RU2741756C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ATA50638/2016A AT518911B1 (de) 2016-07-18 2016-07-18 Verfahren und Vorrichtung zur Onlinebestimmung der Viskosität eines Polymers
ATA50638/2016 2016-07-18
PCT/AT2017/060178 WO2018014060A1 (de) 2016-07-18 2017-07-18 Verfahren und vorrichtung zur onlinebestimmung der viskosität eines polymers

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2019103436A RU2019103436A (ru) 2020-08-18
RU2019103436A3 RU2019103436A3 (ru) 2020-11-17
RU2741756C2 true RU2741756C2 (ru) 2021-01-28

Family

ID=59416507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019103436A RU2741756C2 (ru) 2016-07-18 2017-07-18 Способ, устройство для онлайн-определения вязкости полимера и способ переработки полимера

Country Status (22)

Country Link
US (1) US10969320B2 (ru)
EP (1) EP3485250B1 (ru)
JP (1) JP6909852B2 (ru)
KR (1) KR102313383B1 (ru)
CN (1) CN109477781B (ru)
AT (1) AT518911B1 (ru)
AU (1) AU2017298002B2 (ru)
BR (1) BR112019000403B1 (ru)
CA (1) CA3031046C (ru)
DK (1) DK3485250T3 (ru)
ES (1) ES2857709T3 (ru)
HR (1) HRP20210304T1 (ru)
HU (1) HUE053298T2 (ru)
MX (1) MX2019000324A (ru)
PL (1) PL3485250T3 (ru)
PT (1) PT3485250T (ru)
RU (1) RU2741756C2 (ru)
SI (1) SI3485250T1 (ru)
TW (1) TWI739863B (ru)
UA (1) UA123410C2 (ru)
WO (1) WO2018014060A1 (ru)
ZA (1) ZA201808605B (ru)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111335880A (zh) * 2020-03-25 2020-06-26 西南石油大学 一种流体注入诊断测试室内试验装置
AT526633A1 (de) * 2022-11-07 2024-05-15 Engel Austria Gmbh Messanordnung für eine Spritzgießmaschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3360986A (en) * 1965-05-21 1968-01-02 Owens Illinois Inc Flow tester for plastic materials
GB1111499A (en) * 1965-06-26 1968-04-24 Werner & Pfleiderer A method of testing the melt flow index of plastics and apparatus for performing the same
US4213747A (en) * 1977-11-16 1980-07-22 Werner & Pfleiderer Method of and apparatus for controlling the viscosity of molten plastics material which is to be moulded
DE102016219832A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen GmbH Kapillarrheometer

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2066016A (en) * 1934-01-31 1936-12-29 Bakelite Corp Method and device for testing heat sensitive plastics
US3203225A (en) * 1963-04-22 1965-08-31 Diamond Alkali Co Capillary extrusion rheometer
US3252320A (en) * 1963-12-02 1966-05-24 Phillips Petroleum Co Melt index apparatus
US3279240A (en) * 1963-12-12 1966-10-18 Ronald C Kowalski Elastic rheometer
DE1773754B2 (de) * 1968-07-02 1976-03-25 Veba-Chemie Ag, 4660 Gelsenkirchen-Buer Vorrichtung zur automatischen messung des schmelzindex bei kunststoffen
US3526126A (en) * 1968-09-03 1970-09-01 Exxon Research Engineering Co Method and apparatus for determining the molecular weight distribution of polymers
CA1078643A (en) * 1976-10-28 1980-06-03 Robert I. Barker Viscosity-stress tester
US4229970A (en) * 1979-01-05 1980-10-28 Monsanto Company Method and apparatus for measuring the rheological properties of an extrudable material
JPS56157839A (en) * 1980-05-09 1981-12-05 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Slit die type rheometer
JPS5862539A (ja) * 1981-10-11 1983-04-14 Shinko Seiki Kk 液体粘度自動復測定装置
US4425790A (en) * 1981-12-21 1984-01-17 The Dow Chemical Company Prediction of extrusion performance of polymers
US4573345A (en) * 1984-07-12 1986-03-04 Mobil Oil Corporation Melt rheometer control
FR2585130B1 (fr) * 1985-07-18 1987-10-09 Solvay Appareillage pour la determination rapide des proprietes rheologiques de matieres thermoplastiques
US4817416A (en) * 1988-06-13 1989-04-04 Rheometrics, Inc. On-line rheological measurements
US5347851A (en) * 1991-04-04 1994-09-20 Dynisco, Inc. Capillary rheometer plunger pressure transducer and measurement technique
JPH04328446A (ja) 1991-04-27 1992-11-17 Morinaga Milk Ind Co Ltd 物性値測定装置
JP3209570B2 (ja) 1992-03-31 2001-09-17 株式会社プラスチック工学研究所 粘度計
EP0850403B1 (de) * 1995-09-13 2001-11-14 Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen Gmbh Verfahren zum ermitteln und auswerten von schmelzindexwerten
US5974866A (en) * 1997-08-29 1999-11-02 General Electric Company On-line rheometer device
US6023962A (en) * 1998-01-22 2000-02-15 Cornell Research Foundation, Inc. Reservoir-slit rheometer for the viscosity measurement of fast-reacting polymers
US5996404A (en) * 1998-08-24 1999-12-07 Westvaco Corporation On-line dense paste rheological testing apparatus and method
DE19848687B4 (de) * 1998-10-22 2007-10-18 Thermo Electron (Karlsruhe) Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur simultanen Ermittlung von Scher- und Dehnviskosität
JP2004028772A (ja) 2002-06-25 2004-01-29 Matsushita Electric Works Ltd 試料の供給および洗浄が簡単なキャピラリーレオメーター
US6691558B1 (en) * 2002-07-31 2004-02-17 General Electric Company In-line rheometer device and method
US7143637B1 (en) * 2003-04-11 2006-12-05 Mcbrearty Michael Dielectric slit die for in-line monitoring of liquids processing
US7237431B2 (en) * 2005-05-10 2007-07-03 On-Site Analysis, Inc. Apparatus and method for measuring viscosity
CN101275894B (zh) * 2008-04-25 2010-07-14 中国石油兰州石油化工公司 一种石油树脂聚合物料粘度在线连续检测方法
WO2009140571A2 (en) * 2008-05-16 2009-11-19 Wurzbach Richard N Method of evaluating grease and extrusion die for the method
CN105784547B (zh) * 2010-04-26 2019-11-05 电流感应器公司 便携式粘度计
FR2973828B1 (fr) * 2011-04-11 2014-04-18 Snf Sas Ensemble de materiel de mesure et regulation de viscosite en ligne a haute pression
CN103355428A (zh) * 2012-12-06 2013-10-23 杨安林 一种自动冲浆装置
CN103743917B (zh) * 2013-12-25 2015-09-16 浙江凯立特医疗器械有限公司 自校准测量装置及便携式检测仪器
US9739694B2 (en) * 2014-08-28 2017-08-22 Saudi Arabian Oil Company Method and apparatus for testing gel-based lost circulation materials
CN104568663A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 华南理工大学 一种在线测量聚合物熔体流变参数的装置及方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3360986A (en) * 1965-05-21 1968-01-02 Owens Illinois Inc Flow tester for plastic materials
GB1111499A (en) * 1965-06-26 1968-04-24 Werner & Pfleiderer A method of testing the melt flow index of plastics and apparatus for performing the same
US4213747A (en) * 1977-11-16 1980-07-22 Werner & Pfleiderer Method of and apparatus for controlling the viscosity of molten plastics material which is to be moulded
DE102016219832A1 (de) * 2016-10-12 2018-04-12 Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen GmbH Kapillarrheometer

Also Published As

Publication number Publication date
CN109477781B (zh) 2021-11-09
AU2017298002A1 (en) 2019-02-14
DK3485250T3 (da) 2021-03-01
HUE053298T2 (hu) 2021-06-28
EP3485250B1 (de) 2020-12-30
RU2019103436A3 (ru) 2020-11-17
TWI739863B (zh) 2021-09-21
RU2019103436A (ru) 2020-08-18
MX2019000324A (es) 2019-05-20
AU2017298002B2 (en) 2020-07-16
BR112019000403B1 (pt) 2023-01-24
AT518911B1 (de) 2022-01-15
HRP20210304T1 (hr) 2021-06-11
ZA201808605B (en) 2019-07-31
UA123410C2 (uk) 2021-03-31
US10969320B2 (en) 2021-04-06
SI3485250T1 (sl) 2021-04-30
KR20190029693A (ko) 2019-03-20
ES2857709T3 (es) 2021-09-29
JP6909852B2 (ja) 2021-07-28
EP3485250A1 (de) 2019-05-22
KR102313383B1 (ko) 2021-10-15
BR112019000403A2 (pt) 2019-04-30
CA3031046C (en) 2023-05-09
US20190250086A1 (en) 2019-08-15
PL3485250T3 (pl) 2021-05-17
WO2018014060A1 (de) 2018-01-25
CN109477781A (zh) 2019-03-15
CA3031046A1 (en) 2018-01-25
PT3485250T (pt) 2021-03-02
TW201804145A (zh) 2018-02-01
AT518911A1 (de) 2018-02-15
JP2019521349A (ja) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2741756C2 (ru) Способ, устройство для онлайн-определения вязкости полимера и способ переработки полимера
Pantani et al. Thirty years of modeling of injection molding. A brief review of the contribution of UNISA code to the field
Liu et al. ‘Soft-sensor’for real-time monitoring of melt viscosity in polymer extrusion process
Nguyen et al. Real time measurement and control of viscosity for extrusion processes using recycled materials
Sonjaya et al. Construction and analysis of plastic extruder machine for polyethylene plastic waste
JP2019521349A5 (ru)
Sleiman et al. Study of the rheological behavior of polypropylene/polyethylene extruded mixture using an instrumented die
Danès et al. Non-uniformity of the filler concentration and of the transverse thermal and electrical conductivities of filled polymer plates
Bilovol et al. Comparison of numerical codes for simulation of powder injection moulding
Ehrler et al. CT-Analysis of the Melting Area in the Fused Filament Fabrication Process
Pappas et al. Variable strength stress bead analysis in a twin screw extruder
EP3810394A1 (de) Verfahren zur online-erfassung der rheologie von thermoplastischem und/oder elastomerem material zur herstellung von spritzgussteilen
AT515958A1 (de) Kunststoffherstellung auf Basis eines diskontinuierlich polymerisierenden Monomers
WO2024003027A1 (de) VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUR PROZESSÜBERWACHUNG WÄHREND EINER HERSTELLUNG EINES FERTIGTEILS AUS EINEM HEIßVERNETZENDEN WERKSTOFF IN EINEM URFORMVERFAHREN
Covas Monitoring of polymer extrusion and compounding processes
Canedo et al. Mixing in the Farrel continuous mixer
Nguyen et al. Viscosity Control for Extrusion Processes Using Recycled Polymers
Jeswani et al. Effect of injection slot location on die-detached tapered injection chamber in resin injection pultrusion
Guo et al. COMSOL Simulation Application for Thermoplastics Viscosity Measurement
Domingues Mixing in single screw extrusion: Modelling and optimization
Elkouss Physics based modeling and control of reactive extrusion
Kowalska Injection moulding contraction and the pressure-volume-time relation
Ness et al. An Experimental Investigation of Polymer Flow Through the Gate in Injection Moulding
RU96107103A (ru) Способ непрерывного производства переработанного сыра
AU2014314275A1 (en) A method and device for a liquid processing system