UA123410C2 - Спосіб і пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру - Google Patents

Спосіб і пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру Download PDF

Info

Publication number
UA123410C2
UA123410C2 UAA201901151A UAA201901151A UA123410C2 UA 123410 C2 UA123410 C2 UA 123410C2 UA A201901151 A UAA201901151 A UA A201901151A UA A201901151 A UAA201901151 A UA A201901151A UA 123410 C2 UA123410 C2 UA 123410C2
Authority
UA
Ukraine
Prior art keywords
measuring
polymer
container
module
measuring container
Prior art date
Application number
UAA201901151A
Other languages
English (en)
Inventor
Себастіан Сохор
Себастиан Сохор
Флоріан Шидер
Флориан Шидер
Original Assignee
Ерема Енджініерінг Рісайклінг Машинен Унд Анлаген Гезельшафт М.Б.Х.
Ерема Енджиниеринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезельшафт 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 Ерема Енджініерінг Рісайклінг Машинен Унд Анлаген Гезельшафт М.Б.Х., Ерема Енджиниеринг Рисайклинг Машинен Унд Анлаген Гезельшафт М.Б.Х. filed Critical Ерема Енджініерінг Рісайклінг Машинен Унд Анлаген Гезельшафт М.Б.Х.
Publication of UA123410C2 publication Critical patent/UA123410C2/uk

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92Measuring, controlling or regulating
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035Devices 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N1/20Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state for flowing or falling materials
    • G01N1/2035Devices 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
    • G01N1/2042Devices 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/02Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by measuring flow of the material
    • G01N11/04Investigating 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
    • G01N11/06Investigating 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92009Measured parameter
    • B29C2948/922Viscosity; Melt flow index [MFI]; Molecular weight
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92323Location or phase of measurement
    • B29C2948/92361Extrusion unit
    • B29C2948/92409Die; Nozzle zone
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/92523Force; Tension
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504Controlled parameter
    • B29C2948/9258Velocity
    • B29C2948/9259Angular velocity
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N2001/1031Sampling from special places
    • G01N2001/105Sampling from special places from high-pressure reactors or lines
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/62Plastics 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

Цей винахід стосується способу і пристрою для онлайнового визначення в'язкості полімеру, що знаходиться у в'язкій або рідкій формі, який підлягає обробці, зокрема екструзії. Згідно з цим винаходом передбачено, що: - для онлайнового визначення в'язкості полімеру (10) принаймні одну партію полімеру, що підлягає обробці, відводять і подають до вимірювальної ємності (40) вимірювального модуля (12), - попередньо визначений об'єм відповідної партії витісняється з вимірювальної ємності (40) за допомогою попередньо визначеного тиску крізь вимірювальний штуцер (3), встановлений у вимірювальному модулі, - вимірюється час, необхідний для витіснення заданого об'єму партії крізь вимірювальний штуцер (3); - ці виміряні значення використовують для розрахунку в'язкості полімеру, і - перед заповненням вимірювальної ємності (40) полімером, що підлягає вимірюванню, вимірювальну ємність (40) промивають принаймні один раз певною кількістю оброблюваного полімеру.

Description

Цей винахід стосується способу відповідно до обмежувальної частини пункту 1 формули винаходу і пристрою для здійснення способу відповідно до обмежувальної частини пункту 8 формули винаходу.
Крім того, винахід стосується способу обробки полімеру, зокрема обробки з метою вторинної переробки, при якому полімер розплавляють і використовують спосіб для онлайнового визначення в'язкості полімеру відповідно до будь-якого з пунктів 1-5, а також пристрою для обробки полімеру, зокрема обробки з метою вторинної переробки, що включає плавильний модуль, переважно екструдер, і пристрій, приєднаний до нього для онлайнового визначення в'язкості полімеру відповідно до будь-якого з пунктів 8-12.
При обробці полімерів, зокрема термопластичних полімерів, велике значення мають відомості про їхні властивості, зокрема в'язкі властивості. Для тих випадків, коли полімери підлягають оцінці з точки зору їх в'язких властивостей, існують способи оцінки, призначені для різних полімерів, що більшою мірою виконуються в автономному режимі, як правило, в лабораторії Однак все більшого значення набуває визначення цих властивостей безпосередньо у процесі виробництва або впродовж нього. Зазвичай, і особливо у випадку полімерів, що підлягають вторинній переробці, ці полімери попередньо обробляють, зазвичай подрібнюють в контейнері для подрібнення з допомогою спеціальних інструментів і потім піддають обробці. На цьому етапі плавлення ще не відбувається, а нагрівання або розм'якшення відбувається під час перебування в цьому контейнері. Попередньо оброблений матеріал подають з цього контейнера в екструдер для плавлення.
Таким чином, зазвичай обробка полімерів включає процес екструзії. У цих випадках полімер здебільшого повністю розплавляється, і в'язкість може бути визначена за допомогою різних відомих способів.
Можливості багатьох відомих систем онлайнового вимірювання обмежені домішками. Ці системи часто працюють з невеликими плавильними насосами, які мають зазори у межах 20 мкм. При вторинній переробці поліолефінів, залежно від кінцевого застосування, поширеними в розплаві є контамінанти розміром від 100 мкм до 1000 мкм. Відомим системам властиве швидке зношування в такому середовищі.
Метою цього винаходу є створення простого за конструкцією пристрою з достатньо добрим та надійним строком служби і способу онлайнового визначення в'язкості, що забезпечує отримання точно виміряних значень. Зокрема, стають можливими тривалі вимірювання без переривання процесу обробки полімеру.
З цією метою передбачені ознаки пункту 1, а саме: - для онлайнового визначення в'язкості полімеру принаймні одну партію, краще кілька партій, що йдуть одна за одною через інтервал часу, відводять від оброблюваного полімеру і подають до вимірювальної ємності вимірювального модуля, - цей визначений об'єм відповідної партії витісняється з вимірювальної ємності шляхом піддавання партії заздалегідь заданому тиску крізь вимірювальний штуцер, зроблений у вимірювальному модулі, або, можливо але необов'язково, крізь поршень, до якого прикладається заздалегідь задана сила, краще постійна сила, - вимірюється час, необхідний для витіснення визначеного об'єму партії крізь вимірювальний штуцер, - ці визначені виміряні значення використовуються для розрахунку в'язкості полімеру, та - перед заповненням вимірювальної ємності полімером для подальшого його вимірювання вимірюваний об'єм і, можливо але необов'язково, також лінію подачі полімеру до вимірювальної ємності промивають принаймні один раз кількістю полімеру, що підлягає обробці.
Пристрій згідно з цим винаходом відрізняється тим, що: - екструдер, екстракційний модуль, переважно виконаний у вигляді лінії, бажано з'єднаної з плавильним модулем для екстрагування партій полімеру, що є у в'язкій або рідкій формі; - екстракційний модуль, з'єднаний за допомогою модуля блокування з вимірювальним модулем, який бажано має вимірювальну ємність, витягнуту у довжину, вимірювальний штуцер, через який вся, або попередньо визначена порція партії, що подається до вимірювальної ємності, може витіснятися з вимірювальної ємності шляхом видавлювання генератором тиску; - модуль вимірювання часу передбачено для вимірювання тривалості видавлювання попередньо заданої кількості полімеру крізь вимірювальний штуцер; - модуль оцінки передбачено для розрахунку в'язкості виходячи з отриманих вимірюваних значень часу та, - модуль управління передбачено для приведення в дію модуля блокування і генератора тиску, за допомогою якого модуль блокування може переміщатися в задані проміжки часу у бо відкрите або закрите положення, завдяки чому можливе управління потоком полімеру, що йде до вимірювальної ємності, і цей полімер може бути використаний для промивання або вимірювання.
Промивання, що проводиться між вимірюваннями, дозволяє здійснювати безперервну обробку полімеру і періодичне визначення в'язкості. На виміряні значення не впливають відкладення у пристрої, залишки від попередніх вимірювань або контамінанти, особливо у вимірювальній ємності.
Після того, як полімер, використаний для очищення, був повністю вилучений з вимірювальної ємності або поршневого циліндра, визначений об'єм партії, що підлягає вимірюванню, може бути введений у вимірювальну ємність. Відкладення або згустки не впливають на силу, що діє на поршень під час його руху, і не змінюють Її.
Процес промивання може бути виконаний швидко та ефективно, коли полімер, введений у вимірювальну ємність для промивання, відводиться від вимірювальної ємності крізь вимірювальний штуцер та/"або в принаймні один вивантажувальний канал, бажано розташований у верхній частині вимірювальної ємності або в нижній частині вимірювальної ємності, розміщений навпроти вимірювального штуцера. Процедура промивання легко інтегрується у спосіб вимірювання, якщо полімер, який використовується для промивання, подається до вимірювальної ємності під тиском, який він має на місці відведення під час обробки. Для вимірювання передбачається, що після завершення процесу промивання припиняється подача полімеру до вимірювальної ємності, та або додатковий полімер відводиться і подається до вимірювальної ємності і витісняється через вимірювальний штуцер, або у якості партії для вимірювання полімер, що залишився після процесу промивання і все ще знаходиться у вимірювальній ємності, витісняється через вимірювальний штуцер як відведена партія, і вимірюється час витіснення.
Винахід також стосується способу обробки полімеру, зокрема обробки з метою вторинної переробки, при якому полімер розплавляється, і використовується спосіб для онлайнового визначення в'язкості полімеру відповідно до будь-якого з пунктів 1-5. Краще, якщо визначені виміряні величини використовуються для контролю процедури обробки, зокрема процесу плавлення полімеру, та/або для керування екструдером, зокрема його швидкістю обертання, причому можливо але необов'язково проводиться маніпулювання плавильним клапаном нижче
Зо за потоком або гранулятором-сепаратором нижче за потоком, і отриманий полімер відокремлюється або сортується за в'язкістю. Пристрій, найкраще придатний для цієї мети, відрізняється тим, що гранулятор-сепаратор або плавильний клапан розташований нижче за потоком від пристрою або плавильного модуля, до якого може бути спрямовано полімер, для якого потрібно вимірювати в'язкість.
Структурно просту конструкцію, яка дозволяє здійснювати швидкі і точні вимірювання, причому одночасно можливим є швидке і чисте промивання вимірювальної ємності і, зокрема, його легке звільнення від залишкового забруднення, отримують, коли вхід до каналу екстракційного модуля і вхід до вивантажувального каналу розташовані на протилежних кінцевих ділянках вимірювальної ємності і/або вимірювального штуцера, і отвір вивантажувального каналу розташовані у вертикально протилежних кінцевих частинах вимірювальної ємності.
Зазначене управління процесом промивання і процесом вимірювання досягається завдяки точній схемі модуля блокування та/або завдяки тому, що отвір вивантажувального каналу може бути закритий поршнем генератора тиску на початку руху поршня у вимірювальну ємність. Поршень закриває вивантажувальний канал, і після закриття вивантажувального каналу може початися процес вимірювання або витіснення через вимірювальний штуцер.
Пристрій згідно з винаходом схематично показано на кресленні.
На Фіг. 1 показано пристрій згідно з винаходом з поршнем у верхній кінцевій позиції. На Фіг. 2 показано пристрій з поршнем, втягнутим у вимірювальну ємність.
Як показано на кресленні, до модуля обробки 100 полімеру, бажано екструдера, приєднано канал 1 для вилучення полімеру 10, що знаходиться принаймні у в'язкій або рідкій формі в заданих кількостях або для порційного вилучення.
До кінця каналу 1, що слугує екстракційним модулем, в якому розташований модуль блокування 2, наприклад, клапан контролю, приєднується вимірювальна ємність 40, яка має вимірювальний штуцер З, крізь вимірювальний штуцер З якої шляхом застосування тиску з використанням натискної плити або поршню б може витіснятися заздалегідь заданий об'єм партії, що заповнює вимірювальну ємність 40. Крім того, передбачено вимірювальний модуль 21 для вимірювання часу витіснення партії через вимірювальний штуцер З і модуль оцінки 29 для розрахунку в'язкості виходячи 3 отриманих виміряних значень часу. В якості бо альтернативного варіанта, для визначення кількості полімеру 10, витісненого крізь вимірювальний штуцер 3, може бути виміряна відстань, пройдена поршнем 6 за заздалегідь визначену одиницю часу.
Таким чином, у довільній точці екструзійної системи або плавильного модуля 5, у той момент, коли полімер або відповідна полімерна суміш, що підлягає обробці, присутні в транспортабельній формі, вимірювальний пристрій 12 для визначення в'язкості безпосередньо приєднують до екструзійної системи або плавильного модуля 5, або екстракційного модуля, і текучий полімер 10 пропускають у вимірювальний пристрій 12 для вимірювання.
Вимірювальний пристрій 12, по суті, включає модуль 21 для вимірювання часу, екстракційний модуль з каналом 1 і модуль блокування 2, наприклад, блокуючий клапан. Екстракційний модуль може мати різні конструкції; суттєвим моментом є те, що полімер може подаватися до вимірювального модуля якомога простіше і швидше. Блокувальний клапан 2 розташовано між екструзійною системою і вимірювальною ємністю 40 у каналі 1. Вибір розміру і конструкції пристрою згідно з винаходом здійснюється таким чином, щоб вплив, що здійснюється на партію полімеру 10, вилученого за часом перебування, температурою та інше, був якомога меншим, щоб отримати репрезентативне вимірювання, що відповідає основному потоку в екструдері 5 плавильного модуля. Екстракційний модуль 1 в кращому варіанті здійснення сконструйований таким чином, що він входить до внутрішньої частини плавильного каналу, що відходить від екструдера таким чином, щоб забезпечити вилучення з нього репрезентативної кількості полімеру.
Вимірювальний модуль 12 включає вимірювальний штуцер З (ПТР штуцер), який у разі потреби може бути замінено, і який взагалі може бути вибраний з низки вимірювальних штуцерів з різними поперечними перерізами. Крім того, поршень 6 довільної або змінної ваги, або з регульованим генератором тиску 30, встановлений з можливістю рухатися у взагалі керованому температурою циліндрі 8, який визначає вимірювальну ємність 40. Вага або генератор тиску 30 здійснюють тиск крізь поршень б, встановлений в циліндрі 8, що витісняє полімер 10 крізь вимірювальний штуцер 3. Модулем для вимірювання часу 21 вимірюється часовий проміжок, необхідний для витіснення полімеру, що знаходиться у вимірювальній ємності 40, або його заздалегідь визначеної частини.
Крім вимірювання в'язкості, також можуть мати місце вимірювання температури і тиску
Зо розплаву. Температуру циліндра 8 і вимірювальної ємності 40 можна регулювати, тобто вони можуть нагріватися або охолоджуватися. Для регулювання температури можна виміряти температуру циліндра 8 і, наприклад, ця температура може бути відрегульована за допомогою установки електричного нагрівання або охолодження.
Використовуючи систему контролю 29 або комп'ютерну систему, яка керує модулем блокування 2 або здійсненням тиску на поршень б, можна автоматизувати або частково автоматизувати процес вимірювання. Для вимірювання тривалості витіснення партії, зокрема для здійснення автоматизації, переміщення поршня 6, зокрема поздовжнє переміщення поршня б, можна точно фіксувати. Таким чином, об'єм витісненого полімеру може бути заздалегідь визначеним або точно визначеним. Конструктивним виявилося безперервне записування відстані, пройденої вимірювальним поршнем 6, і, таким чином, визначення витісненого об'єму.
Це дозволяє адаптувати метод вимірювання у відповідності до різного часу вимірювання, полімерів тощо. З цією метою можна визначити або записати верхню початкову точку і нижню кінцеву точку поршня 6. Це можна виконати, наприклад, шляхом проходження певної точки на поршні через фотоелектричний промінь. Визначаючи відстань, пройдену поршнем, можна визначити витіснений об'єм партії або, використовуючи відстань, подолану поршнем, можна встановити витіснення певної кількості полімеру. Таким чином, встановивши відстань, пройдену поршнем, можна виміряти тривалість витіснення або можна виміряти тривалість витіснення при фіксованому тиску для отримання необхідних вимірюваних значень.
На практиці процес вимірювання може відбуватися наступним чином.
Розплав з системи обробки, тиск якої визначається інструментом, що йде за екструдером, або заповнюється полімером під зазначеним тиском при відкритому модулі блокування 2, видавлює вимірювальний поршень 6 по каналу 1 у верхнє положення (Фіг. 1) і заповнює циліндр 8 або вимірювальну ємність 40. Коли поршень 6 знаходиться у верхньому положенні, подача розплаву переривається, і процес вимірювання партії починається шляхом опускання поршня 6.
Поршень б може утримуватися у верхньому положенні пристроєм, зокрема механічним або гідравлічним, або геометричним пристроєм, поки вхідний отвір або канал 1 повністю закриті. Якщо зворотний тиск відсутній або тиск у вимірювальній ємності 40 вичерпується, поршень 6 вивільняється. Потім вимірювальний поршень 6 рухається вниз (Фіг. 2) під власною вагою або під дією генератора тиску 30 і виштовхує полімер крізь вимірювальний штуцер бо З. Геометрична конфігурація вимірювального штуцера 3, температура полімеру у вимірювальній ємності 40 і тиск поршня вибираються відповідно до стандарту або специфікації.
Здійснюється запис часу, поки поршень 6 не досягне визначеної точки або найнижчої точки. З цією метою можна виконати вимірювання подоланої відстані. Виходячи з відомих геометричних параметрів і виміряного часу, згідно зі стандартом ІЗО 1133-2 можна розрахувати ПТР (показник текучості розплаву) в г/10 хв або ОШР (об'ємна швидкість розплаву) в см3/10 хв.
Також можливо калібрувати вимірювальний модуль за речовинами відомої в'язкості. Потім виміряний час може бути встановлений прямо пропорційно в'язкості.
Шляхом точного визначення параметрів навколишнього середовища, зокрема температури плавлення, можна виконати коригування отриманих значень і таким чином отримати значення, заздалегідь визначені стандартом. В основному, температура плавлення полімеру, внаслідок його невеликої кількості у вимірювальній ємності 40, наближається до температури вимірювального циліндра 8, а температура вимірювального циліндра 8 регулюється відповідно до стандарту.
Замість ваги поршня 6 може бути використаний генератор тиску 30, який здійснює заданий постійний тиск на поршень 6, який може бути пристосований до консистенції полімеру.
Вібраційне роз'єднання екструдера і вимірювального приладу або пристрою згідно з винаходом виявилося корисним для запобігання зміні швидкості руху поршня б внаслідок вібрації екструдера. Краще, коли вимірювальний пристрій або вимірювальна ємність можуть регулюватись у вертикальному напрямку незалежно від екструдера або каналу 1, щоб мінімізувати вплив руху поршня 6 внаслідок регулювання.
Крім того, було доведено, що виникає позитивний ефект у випадку, якщо забезпечується термічне відділення від навколишнього середовища. Це можна здійснити відносно легко, використовуючи покриття і відповідну ізоляцію. Оскільки регулювання температури є важливою характеристикою для точності вимірювань, наприклад, гарячі або холодні потоки повітря не повинні впливати на температуру вимірювального пристрою. Якщо регулювання температури циліндра 8 виконується тільки шляхом використання нагрівача, для охолодження циліндра 8 також необхідно організувати природну конвекцію.
Кращим варіантом виявилося забезпечення вивантажувального або промивного каналу 25, за допомогою якого вимірювальну ємність 40 та/або циліндр 8 можна швидко промити, коли
Зо поршень б знаходиться у верхньому положенні. Таке очищення вимірювальної ємності 40 дозволяє проводити безперервну роботу протягом декількох днів, тижнів або місяців без очищення вимірювального пристрою. Використовуючи автоматизований процес вимірювання, можна підготувати запис виміряних даних і визначити довгострокову тенденцію.
Вивантажувальний канал 25 має отвір 26 у верхній частині вимірювальної ємності 40, а його поперечний переріз робить можливим процес швидкого промивання. Щоб максимально якісно промити вимірювальну ємність 40, отвір 26 зроблено на одному кінці краще видовженої, зокрема циліндричної, вимірювальної ємності 40, переважно на кінці, де знаходиться поршень, а отвір 27 каналу 1 - на іншому, протилежному кінці. Після входу або руху всередину, у вимірювальну ємність 20, поршень 6 може блокувати отвір 26, щоб запобігти небажаній появі полімеру, і можна починати процес вимірювання.
Оскільки вимірювальний прилад базується на стандарті, з'являється подальша можливість також розраховувати в'язкості для полімерів, які зазвичай не наведені в ПТР або ОШР, і для яких існують відповідні формули або моделі конверсії. Таким чином, наприклад, може бути виміряна також в'язкість поліефіру.
Особливо слід підкреслити простоту та надійність принципу вимірювання та вимірювального приладу. Завдяки цьому цей вимірювальний пристрій може також використовуватися для забруднених пластмас, що містять забруднюючі речовини з контамінантами більшого розміру.
Вимірювання в'язкості провадиться для полімерів з температурою вище температури розм'якшення Місаї можливо, в діапазоні плавлення полімеру, але краще в діапазоні температур, при яких полімер знаходиться у повністю розплавленому стані.
В принципі, вивантажувальний канал 25 не є необхідним. Якщо отвір 27 або канал 1 розташовані у верхній кінцевій області вимірювальної ємності 40, вимірювальна ємність 40 може бути промитою полімером, що виходить крізь вимірювальний штуцер 3, коли поршень 6 знаходиться у його верхній кінцевій позиції.
На Фіг.1 і 2, видно, що передбачені модуль оцінки 29 для розрахунку в'язкості з отриманих виміряних значень часу і модуль управління 20 для приведення в дію модуля блокування 2, і генератор тиску 30, за допомогою якого модуль блокування 2 може переміщуватися у відкрите або закрите положення в заздалегідь визначені проміжки часу, причому може регулюватися потік полімеру 10 у вимірювальній ємності 40, і цей полімер може використовуватися для бо промивання або вимірювання. Канал 1 з'єднаний з модулем обробки 100 і плавильним модулем у точці 41.

Claims (16)

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб для онлайнового визначення в'язкості полімеру, що знаходиться у в'язкій або рідкій формі в процесі обробки, зокрема екструзії, який відрізняється тим, що: - для онлайнового визначення в'язкості полімеру (10) принаймні одну партію, краще кілька партій, що йдуть одна за одною через інтервали часу, відводять від полімеру, що обробляється, і подають до вимірювальної ємності (40) вимірювального модуля (12), - визначений об'єм відповідної партії витісняється з вимірювальної ємності (40) за допомогою попередньо визначеного тиску крізь вимірювальний штуцер (3), встановлений У вимірювальному модулі, можливо але необов'язково, через поршень (б), до якого застосовано заздалегідь задану, краще постійну силу, - час, необхідний для витіснення визначеного об'єму партії через вимірювальний штуцер (3), вимірюється, та - перед заповненням вимірювальної ємності (40) полімером (10) для вимірювання, вимірювальну ємність (40) і, можливо але необов'язково, також лінію подачі (1) полімеру (10) у вимірювальну ємність (40) промивають принаймні один раз кількістю полімеру, що підлягає обробці, який відрізняється тим, що: - використовують виміряні значення, визначені для розрахунку в'язкості полімеру (10), та - полімер (10), що використовується для промивання, відводиться з вимірювальної ємності (40) крізь вивантажувальний канал (25), причому отвір (27) каналу (1) екстракційного модуля та отвір (26) вивантажувального каналу (25) знаходяться у протилежних кінцевих частинах вимірювальної ємності (40).
2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що полімер (10), що подається до вимірювальної ємності (40) для промивання, відводять від вимірювальної ємності (40) принаймні крізь один вивантажувальний канал (25), бажано розташований у верхній частині вимірювальної ємності (40) або в кінцевій частині вимірювальної ємності (40) навпроти вимірювального штуцера (3).
3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що полімер (10), який використовується для промивання, подають до вимірювальної ємності (40) тиском, під яким він знаходиться під час обробки на місці його відведення (41).
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що після закінчення процесу промивання подачу полімеру (10) у вимірювальну ємність (40) припиняють та або додатковий полімер (10) відводять і подають до вимірювальної ємності (40) і витісняють крізь вимірювальний штуцер (3), або як партію, що підлягає вимірюванню, полімер (10) з процесу промивання, який все ще знаходиться у вимірювальній ємності (40), витісняється крізь вимірювальний штуцер (3) як відведена партія, і вимірюється час витіснення.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що вимірювальна ємність (40) і, можливо але необов'язково, вивантажувальний канал (25) промивають кількістю полімеру (10), більшою, ніж об'єм вимірювальної ємності (40) і об'єм каналу подачі (1), що веде від місця відведення (41) до вимірювальної ємності (40), і, може але необов'язково, бути в два рази більшою, ніж ці два об'єми разом.
б. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що подача полімеру (10) до вимірювальної ємності (40) має місце у нижній кінцевій частині вимірювальної ємності (40), а видалення полімеру (10), що використовується для промивання - у верхній кінцевій частині вимірювальної ємності (40).
7. Спосіб для обробки, зокрема обробки з метою вторинної переробки полімеру, за яким полімер розплавляється, і використовується спосіб для онлайнового визначення в'язкості полімеру за будь-яким з пп. 1-6.
8. Спосіб за п. 7, який відрізняється тим, що використовують виміряні значення, визначені для контролю способу обробки, зокрема процесу плавлення полімеру, та/або керування екструдером, зокрема його швидкістю обертання, причому, можливо але необов'язково, застосовують вплив на плавильний клапан нижче за потоком або гранулятор-сепаратор нижче за потоком, і отриманий полімер відокремлюється або сортується за в'язкістю.
9. Вимірювальний пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру, що підлягає обробці, зокрема екструзії, і знаходиться у в'язкій або рідкій формі та використовується для виконання процесу за будь-яким з пп. 1-8, причому: - екстракційний модуль, що з'єднується каналом (1) з плавильним модулем (5), передбачено для видалення партій полімеру (10), що знаходиться у в'язкій або рідкій формі,
- екстракційний модуль з'єднано за допомогою модуля блокування (2) з вимірювальним модулем (12), що включає витягнуту у довжину вимірювальну ємність (40), що має вимірювальний штуцер (3), через який всю або попередньо визначену фракцію партії, що подається до вимірювальної ємності (40), можна витіснити, застосовуючи тиск генератора тиску (30), - модуль вимірювання часу (21) передбачений для вимірювання тривалості витіснення попередньо визначеної кількості полімеру (10) крізь вимірювальний штуцер (3), - модуль управління (20) передбачений для приведення в дію модуля блокування (2) і генератора тиску (30), за допомогою якого модуль блокування (2) може переміщатися в задані проміжки часу у відкрите або закрите положення, за допомогою чого може контролюватися потік полімеру (10) до вимірювальної ємності (40), і цей полімер може бути використаний для промивання або вимірювання, та - вимірювальний штуцер (3) знаходиться в частині вимірювальної ємності (40), протилежній тиску (30), який відрізняється тим, що: - модуль оцінки (29) передбачений для розрахунку в'язкості за отриманими значеннями часу вимірювання, та - вивантажувальний канал (25) з'єднаний з вимірювальною ємністю (40) для промивання використаного полімеру (10), і - отвір (27) каналу (1) екстракційного модуля і отвір (26) вивантажувального каналу (25) розташовані в протилежних кінцевих частинах вимірювальної ємності (40).
10. Вимірювальний пристрій за п. 9, який відрізняється тим, що генератор тиску являє собою поршень (5, 6), який може переміщатися у вимірювальній ємності назад і вперед.
11. Вимірювальний пристрій за п. 9 або 10, який відрізняється тим, що отвір (26) вивантажувального каналу (25) передбачено у верхній кінцевій частині вимірювальної ємності (40).
12. Вимірювальний пристрій за будь-яким з пп. 9-11, який відрізняється тим, що отвір каналу (1) ї вимірювальний штуцер (3) знаходяться у нижній кінцевій частині вимірювальної ємності (40).
13. Вимірювальний пристрій за будь-яким з пп. 9-12, який відрізняється тим, що отвір (26) Зо вивантажувального каналу (25) може бути закритий поршнем (6) генератора тиску (30) на початку руху поршня (б) у вимірювальну ємність (40).
14. Вимірювальний пристрій за будь-яким з пп. 9-13, який відрізняється тим, що вимірювальний штуцер (3) і отвір (26) вивантажувального каналу (25) знаходяться у кінцевих частинах вимірювальної ємності (40) навпроти один одного у вертикальному напрямку.
15. Вимірювальний пристрій за будь-яким з пп. 9-14, який відрізняється тим, що до нього приєднаний плавильний модуль (5) для полімеру (10), бажано екструдер.
16. Вимірювальний пристрій за п. 15, який відрізняється тим, що плавильний модуль (5) має нижче за потоком гранулятор-сепаратор або плавильний клапан, до якого може подаватися полімер, для якого в'язкість була виміряна.
UAA201901151A 2016-07-18 2017-07-18 Спосіб і пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру UA123410C2 (uk)

Applications Claiming Priority (2)

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
PCT/AT2017/060178 WO2018014060A1 (de) 2016-07-18 2017-07-18 Verfahren und vorrichtung zur onlinebestimmung der viskosität eines polymers

Publications (1)

Publication Number Publication Date
UA123410C2 true UA123410C2 (uk) 2021-03-31

Family

ID=59416507

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
UAA201901151A UA123410C2 (uk) 2016-07-18 2017-07-18 Спосіб і пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру

Country Status (22)

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

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

Family Cites Families (38)

* 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
US3360986A (en) * 1965-05-21 1968-01-02 Owens Illinois Inc Flow tester for plastic materials
AT267233B (de) * 1965-06-26 1968-12-27 Werner & Pfleiderer Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Schmelzindex von Kunststoffen
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
DE2751225C3 (de) * 1977-11-16 1981-08-13 Werner & Pfleiderer, 7000 Stuttgart Vorrichtung mit einer nach dem Siebpaket eines Schneckenextruders angeordneten Schmelzindex-Meßeinrichtung und Verfahren zum Regeln der Viskosität von aufgeschmolzenem und auszuformendem Kunststoff
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
WO1997010492A2 (de) * 1995-09-13 1997-03-20 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
US8549930B2 (en) * 2008-05-16 2013-10-08 Richard N. Wurzbach Method of evaluating grease and extrusion die for the method
JP6042803B2 (ja) * 2010-04-26 2016-12-14 レオセンス,インコーポレイテッド 携帯型粘度計
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
DE102016219832A1 (de) 2016-10-12 2018-04-12 Göttfert Werkstoff-Prüfmaschinen GmbH Kapillarrheometer

Also Published As

Publication number Publication date
RU2019103436A (ru) 2020-08-18
US20190250086A1 (en) 2019-08-15
EP3485250B1 (de) 2020-12-30
RU2741756C2 (ru) 2021-01-28
AU2017298002B2 (en) 2020-07-16
SI3485250T1 (sl) 2021-04-30
CN109477781B (zh) 2021-11-09
BR112019000403B1 (pt) 2023-01-24
HUE053298T2 (hu) 2021-06-28
TW201804145A (zh) 2018-02-01
PT3485250T (pt) 2021-03-02
ZA201808605B (en) 2019-07-31
JP6909852B2 (ja) 2021-07-28
US10969320B2 (en) 2021-04-06
WO2018014060A1 (de) 2018-01-25
AU2017298002A1 (en) 2019-02-14
AT518911B1 (de) 2022-01-15
HRP20210304T1 (hr) 2021-06-11
TWI739863B (zh) 2021-09-21
MX2019000324A (es) 2019-05-20
EP3485250A1 (de) 2019-05-22
JP2019521349A (ja) 2019-07-25
CA3031046A1 (en) 2018-01-25
RU2019103436A3 (uk) 2020-11-17
CN109477781A (zh) 2019-03-15
DK3485250T3 (da) 2021-03-01
ES2857709T3 (es) 2021-09-29
BR112019000403A2 (pt) 2019-04-30
KR102313383B1 (ko) 2021-10-15
AT518911A1 (de) 2018-02-15
CA3031046C (en) 2023-05-09
KR20190029693A (ko) 2019-03-20
PL3485250T3 (pl) 2021-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Coogan et al. In-line rheological monitoring of fused deposition modeling
EP1439046B1 (en) Automated molding technology for thermoplastic injection molding
Friesenbichler et al. Measuring the pressure dependent viscosity at high shear rates using a new rheological injection mould
US9097565B2 (en) Method and apparatus for material flow characterization
CN108349138B (zh) 模制组件
UA123410C2 (uk) Спосіб і пристрій для онлайнового визначення в'язкості полімеру
EP2162254B1 (en) Die casting control method
Fel et al. Residence time distribution in a high shear twin screw extruder
JP2019521349A5 (uk)
WO2012038769A1 (en) Measuring apparatus for determining flowing properties of polymeric melts
Szűcs et al. Rheological and thermal analysis of the filling stage of injection moulding
Zhang et al. Characterization of micro injection molding process for the replication of micro/nano features using bulk metallic glass insert
JP2021528286A (ja) 射出成形部品の製造のための熱可塑性および/またはエラストマー材料のレオロジーのオンライン検知方法
Karrenberg et al. 3D-CFD-simulation of melting processes in a high-speed-extruder with solid-melt-separation
Kazmer et al. A multivariate in-mold sensor design for measurement of melt pressure, temperature, velocity, and viscosity
Dininger Three critical measurements on injection molding processes
Othman et al. Development of Mould of Rheology Test Sample via CadMould 3D-F Simulation
Volpe et al. Effect of pressure on viscosity at high shear rates by using an injection molding machine
Guo et al. COMSOL Simulation Application for Thermoplastics Viscosity Measurement
Smith et al. A Computational Model for Continuous Cooling of Injection Moulding Processes
Covas MONITORING OF POLYMER EXTRUSION AND COMPOUNDING PROCESSES
Ness et al. An Experimental Investigation of Polymer Flow Through the Gate in Injection Moulding
KR20140139251A (ko) 사출성형해석용 점도계수 도출을 위한 장치 및 그 제어방법