RU2806826C2 - Установка для обработки пластиков - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к установке для преобразования пластика, которая предусмотрена с преобразующей машиной, бункером для подачи пластика в преобразующую машину и устройством для дозирования жидких добавок в пластик, подаваемый в преобразующую машину. Установка (100) содержит: преобразующую машину (10), которая выполнена с возможностью преобразования пластика посредством формования или экструзии, питающий бункер (13), который расположен выше по потоку от преобразующей машины для подачи пластика в преобразующую машину, и устройство (1) для дозирования жидких добавок, которое выполнено с возможностью добавления жидкой добавки в преобразующую машину. Причем устройство (1) содержит: контейнер (4), в котором содержится жидкая добавка, дозирующий насос (5), который соединен с контейнером для отбора жидкой добавки и для ее подачи в преобразующую машину (10). Помимо этого, дозирующее устройство содержит систему терморегулирования жидкой добавки, выполненную с возможностью поддержания температуры жидкой добавки в интервале, который на 2°С больше или на 2°С меньше заданного значения температуры. Причем система терморегулирования содержит нагревательный элемент (8), датчик (9) температуры и контроллер (20), который связан с датчиком (8) температуры и с нагревательным элементом (9) для включения или выключения нагревательного элемента (8) в соответствии со значением температуры, которое определено датчиком (9) температуры, и выполнена с возможностью поддержания температуры жидкой добавки внутри контейнера (4) в интервале температур, превышающих температуру окружающей среды, в которой расположен контейнер, приблизительно на 3-5°С. Техническим результатом заявленного изобретения является создание установки для преобразования пластика, которая обеспечивает возможность значительного сокращения потребности в ручных вмешательствах со стороны оператора для регулирования количества красителя, вводимого в полимерный материал, и уменьшения количества изделий, отбраковываемых в результате различий, связанных с окраской. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к установке для преобразования пластика, которая предусмотрена с преобразующей машиной, бункером для подачи пластика в преобразующую машину и устройством для дозирования жидких добавок в пластик, подаваемый в преобразующую машину.

Технологические предпосылки

Наиболее широко известные и используемые технологии преобразования пластика включают технологию экструзии и технологию формования. Технология формования может применяться в одном из ее различных вариантов, например, таких как литьевое прессование/литье под давлением, прямое/компрессионное прессование, литье под давлением с раздувкой или пневмоформование с экструзией.

Технология формования в ее различных вариантах предусматривает ввод полимерного материала в расплавленном или пластическом состоянии внутрь пресс-формы, внутренняя полость которой воспроизводит форму заданного объекта, так что полимерный материал после его перевода в твердое состояние принимает форму данного объекта.

Аналогичным образом технология экструзии предусматривает выдавливание полимерного материала в расплавленном или пластическом состоянии через одну или более сквозных полостей, которые образованы в соответствующей экструзионной головке и внутренний профиль которых воспроизводит форму сечения заданного объекта, так что полимерный материал после его перевода в твердое состояние принимает форму данного объекта.

В общем и целом данные способы предусматривают загрузку полимерного материала, который должен быть преобразован, в один или более бункеров, из которых он затем перемещается, например, посредством падения в формовочное устройство или экструзионное устройство, которое обеспечивает соответственно его ввод в пресс-форму или его выдавливание через головку при соответствующем режиме температуры и давления.

Полимерный материал, загружаемый в бункер и подаваемый затем в формовочное или экструзионное устройство, образован множеством твердых элементов, которые являются различимыми и отдельными друг от друга и которые имеют соответствующие размеры и форму, соответствующие обработке, подлежащей выполнению, и используемому полимерному материалу.

Это множество твердых элементов, как правило, называют, используя термин «сыпучий материал» (“loose material”) (или термин «насыпной материал/материал насыпью» (“bulk material”), широко используемый в данной отрасли), и оно содержит полимерный материал в виде гранул или в виде порошка, или в виде хлопьев.

Известно, что в способах преобразования пластиков, кратко приведенных выше, любые добавки добавляют во время этапа подачи полимерного материала в преобразующую машину, как правило, непосредственно перед экструдером или пресс-формой.

В частности, в полимерный материал, который выгружается из питающего бункера и который вводится в преобразующую машину, могут быть добавлены добавки в жидкой фазе, например, такие как красящее вещество, которое предназначено для придания заданного цвета конечному изделию.

Краситель обычно содержится в специально предусмотренном контейнере, из которого его извлекают и добавляют в полимерный материал, вводимый в преобразующую машину, посредством дозирующего насоса.

Количество красителя, которое должно быть добавлено к полимерному материалу, обычно составляет менее 1% по отношению к количеству полимерного материала и, как правило, составляет порядка нескольких десятых процента. Например, массовая доля красителя может составлять от 0,5% до 1%.

Степень точности, требуемая в отношении количества красителя, добавляемого к полимерному материалу, очень высокая, как правило, порядка сотых долей процента, в результате чего может возникнуть необходимость в добавлении красителя в полимерный материал с массовой долей, равной, например, 0,70%±0,01%.

Действительно, даже минимальное отклонение от заданного количества красителя, вводимого в полимерный материал, который вводят в преобразующую машину, может привести к конечным изделиям с соответствующими различиями в отношении окраски, что может привести к отбраковке изделия вследствие отсутствия соответствия требованиям к качеству.

Для лучшего выполнения требования по добавлению постоянного и заданного количества красителя добавку вводят в полимерный материал посредством дозирующего наноса, например, перистальтического насоса, принцип работы которого гарантирует то, что в течение продолжительного времени будет обеспечена подача при постоянном объемном расходе.

Тем не менее Заявитель установил в результате наблюдений, что изменчивость окраски конечных изделий часто остается большой, так что часто возникает необходимость в ручном вмешательстве оператора при регулировании дозирующего насоса для увеличения или уменьшения расхода добавки, подаваемой в полимерный материал.

Изложение сущности изобретения

Проблема, решаемая посредством настоящего изобретения, заключается в создании установки для преобразования пластика, которая структурно и функционально выполнена с возможностью по меньшей мере частичного преодоления недостатков, указанных выше в отношении приведенного предшествующего уровня техники.

Данная проблема решается в настоящем изобретении посредством установки для преобразования пластика, имеющей признаки, к которым относится приложенная формула изобретения.

В частности, настоящее изобретение направлено на создание установки для преобразования пластика, содержащей преобразующую машину, которая выполнена с возможностью преобразования пластика посредством формования или экструзии, питающий бункер, который расположен выше по потоку от преобразующей машины для подачи пластика в преобразующую машину, и устройство для дозирования жидких добавок, которое выполнено с возможностью добавления жидкой добавки в преобразующую машину.

Дозирующее устройство предпочтительно содержит контейнер, в котором содержится жидкая добавка.

Дозирующее устройство предпочтительно содержит дозирующий насос, который соединен с контейнером для отбора жидкой добавки и для ее подачи в преобразующую машину.

Дозирующее устройство предпочтительно содержит систему терморегулирования жидкой добавки, выполненную с возможностью поддержания температуры жидкой добавки в некотором интервале температур.

Данный интервал температур предпочтительно охватывает значения, которое на 2°С больше заданного значения температуры, или на 2°С меньше заданного значения температуры.

В результате наличия данных признаков жидкая добавка добавляется в полимерный материал, подаваемый в преобразующую машину, при по существу постоянной температуре. Это предпочтительно также позволяет поддерживать в основном постоянными физические параметры жидкой добавки, которые зависят от температуры, и, в частности, ее плотность.

Таким образом, гарантируется то, что постоянство объемного расхода, которое обеспечивается дозирующим насосом, будет соответствовать по существу постоянству массового расхода.

В вышеупомянутом аспекте настоящее изобретение может дополнительно иметь один или более из нижеприведенных предпочтительных признаков.

В предпочтительном варианте осуществления система терморегулирования соединена с контейнером для поддержания температуры жидкой добавки в заданном интервале температур внутри контейнера.

Таким образом, температура жидкой добавки, обусловленная используемой соответствующей массой, которая значительно больше, чем масса добавки, имеющейся в части трубы, будет подвергаться резким колебаниям в меньшей степени, что в целом упрощает ее регулирование.

В альтернативном варианте осуществления предусмотрено регулирование температуры жидкой добавки в процессе ее подачи из контейнера к дозирующему насосу.

В варианте осуществления система терморегулирования содержит изоляционное покрытие, которое предусмотрено вокруг контейнера.

Таким образом, контейнер и добавка, содержащаяся в нем, в меньшей степени подвергаются воздействиям температуры окружающей среды и ее колебаний.

Система терморегулирования предпочтительно содержит нагревательный элемент, датчик температуры и контроллер, который соединено с датчиком температуры и с нагревательным элементом, и контроллер выполнен с возможностью включения или выключения нагревательного элемента в соответствии со значением температуры, которое определено датчиком температуры.

Нагревательный элемент предпочтительно содержит электрическое сопротивление.

В предпочтительном варианте осуществления система терморегулирования содержит теплоизоляционный кожух, который выполнен с возможностью охвата контейнера, содержащего жидкую добавку.

Таким образом, операция является значительно более простой и не требует каких-либо вмешательств в зоне контейнера.

В другом варианте осуществления нагревательный элемент погружен в жидкую добавку.

Таким образом, обеспечивается более быстрая передача тепла.

Система терморегулирования предпочтительно выполнена с возможностью поддержания температуры жидкой добавки внутри контейнера в интервале температур, превышающих температуру окружающей среды, в которой расположен контейнер.

Таким образом, можно конфигурировать систему терморегулирования только для нагрева жидкой добавки.

Заданное значение температуры (заданную температуру) предпочтительно выбирают в соответствии с температурой окружающей среды, в которой должно будет функционировать дозирующее устройство, и, в частности, она предпочтительно будет превышать максимальную температуру окружающего воздуха на 3-5°С.

В предпочтительном варианте осуществления интервал температур, в пределах которого предусмотрена возможность колебания температуры жидкой добавки, соответствует значениям, которые приблизительно на 1°С отклоняются от заданного значения температуры.

Таким образом, при поддержании температуры жидкой добавки в пределах данного интервала гарантируется то, что соответствующее колебание плотности жидкой добавки будет в основном пренебрежимо малым.

В другом варианте осуществления интервал температур, в пределах которого предусмотрена возможность колебания температуры жидкой добавки, соответствует значениям, которые приблизительно на 5°С отклоняются от заданного значения температуры.

В предпочтительном варианте осуществления жидкая добавка представляет собой краситель.

В варианте осуществления пластик подается в преобразующую машину в виде гранул.

В варианте осуществления жидкая добавка подается из дозирующего устройства, расположенного ниже по потоку от питающего бункера и выше по потоку от преобразующей машиной.

Краткое описание чертежей

Признаки и преимущества изобретения станут более понятными из подробного описания предпочтительного варианта его осуществления, который проиллюстрирован посредством неограничивающего примера со ссылкой на приложенный чертеж, на котором фиг.1 представляет собой схематический вид установки для преобразования пластика, которая выполнена в соответствии с настоящим изобретением.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения

На приложенной фигуре представлена установка для преобразования пластика, которая обозначена в целом ссылочной позицией 100 и выполнена в соответствии с настоящим изобретением.

В данном предпочтительном примере преобразующая установка 100 представляет собой установку для формования или экструзии полимерного материала, имеющего вид гранул из полиэтилентерефталата (ПЭТ) для получения преформ (предварительно отформованных заготовок) бутылок.

Однако настоящее изобретение может быть использовано аналогичным образом в установке для формования или экструзии, в которую подается любой другой термопластичный полимерный материал, например, такой как полипропилен, полиэтилен, поливинилхлорид, полиамид и т.д.

Преобразующая установка 100 содержит:

- преобразующую машину 10, например, экструдер;

- питающий бункер 13, который расположен по ходу перед преобразующей машиной 10 и в котором хранится полимерный материал, предназначенный для преобразования, и который выполнен с возможностью подачи гранул пластика в преобразующую машину 10; и

- устройство 1 для дозирования жидких добавок, выполненное с возможностью добавления жидкой добавки в пластик, подаваемый в преобразующую машину 10.

В частности, дозирующее устройство 1 подает жидкую добавку в пластик посредством подающей трубы 11, которая открыта, например, в зоне ротационного клапана 12, расположенного между выходом питающего бункера 13 и входом преобразующей машины 10.

Дозирующее устройство 1 содержит подвижную каретку 2, на раме 3 которой расположены контейнер 4, содержащий жидкую добавки, подлежащую дозированной подаче в полимерный материал, и дозирующий насос 5, заборная часть которого соединена с внутренней стороной контейнера 4 посредством отводящей трубы 6 и напорная часть которого соединена с подающей трубой 11.

Дозирующий насос 5 предпочтительно представляет собой перистальтический насос, и в предпочтительном примере, описанном в данном документе, жидкая добавка представляет собой краситель, подлежащий вводу в полимерный материал для придания заданной окраски продукту, который получают в конце обработки полимерного материала.

Дозирующее устройство 1 дополнительно содержит систему терморегулирования жидкой добавки, содержащейся в контейнере 4, при этом указанная система выполнена с возможностью поддержания температуры жидкой добавки в заданном интервале температур.

В первом варианте осуществления изобретения, проиллюстрированном на фиг.1, система терморегулирования содержит изоляционное покрытие 7, которое предусмотрено вокруг контейнера 4, нагревательный элемент 8, датчик 9 температуры и контроллер 20.

Изоляционное покрытие 7 образовано, например, посредством слоя теплоизоляционного материала, имеющего соответствующую толщину, например, от 1 до 5 см. Примеры пригодных теплоизоляционных материалов включают вспененные полимеры на основе полиуретана или полистирола, стекловату или минеральную вату.

Нагревательный элемент 8 предпочтительно представляет собой электрическое сопротивление, которое вставлено в контейнер 4 так, чтобы нагревательный элемент 8 был погружен в краситель, подлежащий нагреву.

Аналогичным образом датчик 9 температуры также вставлен в контейнер 4 с возможностью измерения температуры красителя.

Контроллер 20 соединен с датчиком 9 температуры и нагревательным элементом 8 и выполнен с возможностью включения или выключения нагревательного элемента в соответствии со значением температуры, которое определено датчиком 9 температуры.

В частности, контроллер 20 выполнен с возможностью поддержания температуры, внутренней по отношению к контейнеру, на уровне заданного значения (заданной температуры), которое может быть, например, зафиксировано на уровне 30°С, при этом предел отклонения составляет, например, приблизительно 2 градуса Цельсия.

Значение заданной температуры может быть запрограммировано оператором и предпочтительно выбрано таким, чтобы оно было больше на несколько градусов (например, на 5°С), чем средняя температура окружающей среды, в которой размещено дозирующее устройство 1.

Аналогичным образом предел отклонения от заданной температуры также может быть запрограммирован оператором.

Контроллер 20 предпочтительно встроен в блок 30 управления, предусмотренный в дозирующем устройстве 1 и предпочтительно смонтированный на подвижной каретке 2, который в дополнение к системе терморегулирования выполнен с возможностью регулирования других параметров или компонентов и/или управления другими параметрами или компонентами дозирующего устройства, например, такими как дозирующий насос 5.

Выполнение системы терморегулирования обеспечивает возможность поддержания красителя, содержащегося в контейнере 4, при контролируемой температуре, которая находится в пределах заданного интервала, средняя точка которого соответствует заданной температуре.

Таким образом, при работе дозирующего устройства 1 количество красителя, вводимого в полимерный материал, сохраняется постоянно пропорциональным его объему, который, в свою очередь, зависит только от дозирующего насоса 5 и, следовательно, легко поддается регулированию с оптимальной точностью.

Во втором варианте осуществления изобретения, который также является предпочтительным, система терморегулирования содержит теплоизоляционный кожух, который охватывает контейнер 4.

В этом случае нагревательный элемент заделан внутри изоляционного материала теплоизоляционного кожуха, и датчик температуры может быть внешним по отношению к контейнеру и может быть встроен в теплоизоляционный кожух.

Теплоизоляционный кожух может быть соединен с контроллером 20 или может иметь независимый блок управления.

В дополнительных вариантах конструкции по изобретению предусмотрена система терморегулирования, содержащая нагревательное основание, на которое опирается контейнер 4, и/или предусмотрен теплоизоляционный кожух, который не находится в прямом контакте с контейнером, а расположен на соответствующей раме, которая смонтирована вокруг контейнера, для формирования камеры нагрева вокруг контейнера.

Следовательно, настоящее изобретение обеспечивает возможность значительного сокращения потребности в ручных вмешательствах со стороны оператора для регулирования количества красителя, вводимого в полимерный материал, и уменьшения количества изделий, отбраковываемых в результате различий, связанных с окраской.

Claims (14)

1. Установка (100) для преобразования пластика, содержащая:

- преобразующую машину (10), которая выполнена с возможностью преобразования пластика посредством формования или экструзии,

- питающий бункер (13), который расположен выше по потоку от преобразующей машины для подачи пластика в преобразующую машину, и

устройство (1) для дозирования жидких добавок, которое выполнено с возможностью добавления жидкой добавки в преобразующую машину,

при этом дозирующее устройство (1) содержит:

- контейнер (4), в котором содержится жидкая добавка;

- дозирующий насос (5), который соединен с контейнером для отбора жидкой добавки и для ее подачи в преобразующую машину (10); и

причем дозирующее устройство содержит систему терморегулирования жидкой добавки, выполненную с возможностью поддержания температуры жидкой добавки в интервале, который на 2°С больше или на 2°С меньше заданного значения температуры, причем система терморегулирования содержит нагревательный элемент (8), датчик (9) температуры и контроллер (20), который связан с датчиком (8) температуры и с нагревательным элементом (9) для включения или выключения нагревательного элемента (8) в соответствии со значением температуры, которое определено датчиком (9) температуры, причем система терморегулирования выполнена с возможностью поддержания температуры жидкой добавки внутри контейнера (4) в интервале температур, превышающих температуру окружающей среды, в которой расположен контейнер, приблизительно на 3-5°С.

2. Установка по п.1, в которой система терморегулирования связана с контейнером (4) для поддержания температуры жидкой добавки в заданном интервале температур внутри контейнера.

3. Установка по п.2, в которой система терморегулирования содержит изоляционное покрытие (7), которое предусмотрено вокруг контейнера (4).

4. Установка по п.1, в которой нагревательный элемент (8) содержит электрическое сопротивление.

5. Установка по п.1 или 4, в которой нагревательный элемент (8) погружен в жидкую добавку.

6. Установка по любому из предшествующих пунктов, в которой система терморегулирования содержит теплоизоляционный кожух, который выполнен с возможностью охвата контейнера (4).

7. Установка по любому из предшествующих пунктов, в которой жидкая добавка представляет собой краситель.