UA132457U

UA132457U - METHOD OF DETERMINATION OF THE EXTRUDER HEATING END TO OPERATING TEMPERATURE

Info

Publication number: UA132457U
Application number: UAU201809815U
Authority: UA
Inventors: Олександр Вікторович Батраченко; Надія Вікторівна Філімонова; Сергій Олександрович Філімонов; Микола Васильович Хандюк
Original assignee: Олександр Вікторович Батраченко
Priority date: 2018-10-01
Filing date: 2018-10-01
Publication date: 2019-02-25

Abstract

Спосіб визначення моменту закінчення нагріву екструдера до робочої температури включає вимірювання температури зовнішньої поверхні внутрішнього корпусу робочої камери екструдера за допомогою термодатчику, передачу електричного сигналу від термодатчику на блок керування, порівняння блоком керування значення отриманого електричного сигналу із заданим значенням, яке відповідає заданій температурі екструдування та видачу блоком керування керуючого сигналу. Додатково виконують вимірювання температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу робочої камери екструдера та температури повітря, що оточує екструдер, за допомогою термодатчиків та передачу від них електричних сигналів на блок керування.The method of determining when the extruder heats up to operating temperature includes measuring the temperature of the outer surface of the inner body of the extruder working chamber using a thermal sensor, transmitting an electrical signal from the thermal sensor to the control unit, comparing the control unit value of the received electrical signal with a set value corresponding to the specified extrusion temperature control unit control signal. Additionally, they measure the temperature of the outer surface of the outer body of the extruder's working chamber and the temperature of the air surrounding the extruder by means of thermal sensors and transmit electrical signals from them to the control unit.

Description

Корисна модель належить до техніки переробки зерна, зернових сумішей, відходів на корм тваринам, а також одержання продуктів харчування із зерна шляхом екструдування.The useful model belongs to the technique of processing grain, grain mixtures, waste for animal feed, as well as obtaining food products from grain by extrusion.

Відомий спосіб визначення моменту закінчення нагріву екструдера до робочої температури, за яким налагоджується робота екструдерів марки ВКОМТО, що включає в себе вимірювання температури зовнішньої поверхні внутрішнього корпусу робочої камери екструдера за допомогою термодатчика, передачу електричного сигналу від термодатчика на блок керування, порівняння блоком керування значення отриманого електричного сигналу із заданим значенням, яке відповідає заданій температурі екструдування та видачу блоком керування керуючого сигналу; після визначення моменту закінчення нагріву екструдера до робочої температури оператор виводить екструдер на максимальну продуктивність шляхом зменшення опору фільєри руху сировини (Зкструдер для зерна Е-1000 ВКОМТО. Руководство по зксплуатации. Черкассь: ЧеркассьЗлеваторМаш, 2010. - 31 с.; Інтернет-ресурс пЕр://ммли.ргопіо. ца/ргодисів/саїедогу/1 Ехігидегв). Спосіб вибраний як найближчий аналог.There is a known method of determining the moment when the extruder heats up to the working temperature, according to which the work of VKOMTO extruders is adjusted, which includes measuring the temperature of the outer surface of the inner body of the working chamber of the extruder using a temperature sensor, transmitting an electrical signal from the temperature sensor to the control unit, comparing the received value with the control unit an electrical signal with a given value, which corresponds to a given extrusion temperature and issuing a control signal by the control unit; after determining the end of the heating of the extruder to the operating temperature, the operator brings the extruder to maximum productivity by reducing the resistance of the spinneret to the movement of raw materials (Zxtruder for grain E-1000 VKOMTO. Руководство по зксплуатации. Cherkassy: CherkassZlevatorMash, 2010. - 31 p.; Internet resource pEr: //mmly.rgopio.tsa/rgodisiv/sayedogu/1 Ekhihidegv). The method is chosen as the closest analogue.

Недоліками відомого способу визначення моменту закінчення нагріву екструдера до робочої температури є: понижена точність вимірювання температури сировини, що призводить до погіршення якості обробки сировини (точність вимірювання знижується через те, що значення температури вимірюють крізь стінку певної товщини внутрішнього корпусу робочої камери, внаслідок чого відмічається значення температури менше, ніж має сировина, до того ж сировина, при подальшому русі всередині робочої камери, контактує із іншими металевими матеріаломісткими деталями, внаслідок чого втрачає тепло, тобто - значення температури сировини на виході із екструдера буде відрізнятись від значення температури в точці вимірювання) та до зниження продуктивності екструдера (внаслідок високої металоємності деталей робочої камери екструдера, таких як корпус і шнек, відбувається інтенсивне відведення тепла в об'єм деталей робочої камери та в оточуюче середовище, через що в точці вимірювання температури термодатчиком нагріву сировини в початковий момент часу відмічається заданий нагрів сировини, яка мала вихідну температуру, що дорівнює температурі оточуючого середовища, тобто - оператор виводить екструдер на максимальну продуктивність не дочікуючись, поки нагріється корпус робочої камери, тепло від якої, внаслідок теплопровідності, буде підігрівати сировину, що підходить до точки вимірювання температури, до значення, істотно вищого за температуру оточуючого середовища, цим самим усувається можливість додатково підвищити продуктивність екструдера, він працює із значенням опору вихідного отвору фільєри, ще суттєво перевищує оптимальне значення, якого можна було б досягти).Disadvantages of the known method of determining the end of heating the extruder to the working temperature are: reduced accuracy of measuring the temperature of the raw material, which leads to a deterioration in the quality of processing the raw material (the accuracy of the measurement is reduced due to the fact that the temperature value is measured through a wall of a certain thickness of the inner body of the working chamber, as a result of which the value temperature is less than that of the raw material, moreover, the raw material, during further movement inside the working chamber, contacts other metal material-containing parts, as a result of which it loses heat, i.e. - the temperature value of the raw material at the exit from the extruder will differ from the temperature value at the measurement point) and to a decrease in the performance of the extruder (due to the high metal content of the parts of the working chamber of the extruder, such as the body and the screw, intense heat is removed into the volume of the parts of the working chamber and into the surrounding environment, due to which at the point of temperature measurement by the thermosensor, heating plane at the initial moment of time, the given heating of the raw material is noted, which had an initial temperature equal to the temperature of the surrounding environment, i.e. - the operator brings the extruder to maximum performance without waiting for the body of the working chamber to heat up, the heat from which, due to thermal conductivity, will heat the raw material, which approaches the point of temperature measurement, to a value significantly higher than the temperature of the surrounding environment, thereby eliminating the possibility of further increasing the performance of the extruder, it works with the value of the resistance of the outlet of the die, which is still significantly higher than the optimal value that could be achieved).

В основу корисної моделі поставлена задача підвищення продуктивності екструдера.The useful model is based on the task of increasing the productivity of the extruder.

Поставлена задача вирішується тим, що спосіб визначення моменту закінчення нагріву екструдера до робочої температури, що включає вимірювання температури зовнішньої поверхні внутрішнього корпусу робочої камери екструдера за допомогою термодатчика, передачу електричного сигналу від термодатчика на блок керування, порівнянню блоком керування значення отриманого електричного сигналу із заданим значенням, яке відповідає заданій температурі екструдування та видачу блоком керування керуючого сигналу, згідно з корисною моделлю додатково виконують вимірювання температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу робочої камери екструдера та температури повітря, що оточує екструдер, за допомогою термодатчиків та передачу від них електричних сигналів на блок керування, блоком керування видається керуючий сигнал в той момент, коли значення електричного сигналу від термодатчика нагріву зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу робочої камери екструдера буде дорівнювати контрольному значенню, яке відповідає контрольному значенню температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу робочої камери екструдера при виміряному в даний момент значенні температури повітря, що оточує екструдер, контрольне значення температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу робочої камери екструдера визначається до моменту увімкнення екструдера в роботу для кожного можливого значення температури екструдування при усталеному режимі нагріву зовнішнього корпусу робочої камери екструдера при кожному можливому значенні температури повітря, що оточує екструдер.The task is solved by the fact that the method of determining the moment when the extruder heats up to the working temperature, which includes measuring the temperature of the outer surface of the inner body of the working chamber of the extruder using a temperature sensor, transmitting an electrical signal from the temperature sensor to the control unit, comparing the value of the received electrical signal with the specified value by the control unit , which corresponds to the set temperature of extrusion and issuing a control signal by the control unit, according to the useful model, the temperature of the outer surface of the outer casing of the working chamber of the extruder and the temperature of the air surrounding the extruder are additionally measured with the help of thermal sensors and the transmission of electrical signals from them to the control unit, the unit control, a control signal is issued at the moment when the value of the electric signal from the temperature sensor of the heating of the outer surface of the outer body of the working chamber of the extruder will be equal to the control value, which corresponds to corresponds to the control value of the temperature of the outer surface of the outer body of the working chamber of the extruder at the currently measured value of the temperature of the air surrounding the extruder, the control value of the temperature of the outer surface of the outer body of the working chamber of the extruder is determined before the extruder is turned on for each possible value of the extrusion temperature at steady state heating of the outer casing of the working chamber of the extruder at every possible value of the temperature of the air surrounding the extruder.

Корисна модель пояснюється кресленням, на якому зображена схема елементів екструдера, визначення моменту закінчення нагріву якого до робочої температури проводиться за корисною моделлю, ще пропонується.The useful model is explained by the drawing, which shows the diagram of the extruder elements, the determination of the moment of completion of heating to the working temperature is carried out according to the useful model, it is still proposed.

Спосіб здійснюється наступним чином (креслення). Під час пуску екструдера оператор на пульті керування задає вид сировини, ще обробляється (різному виду сировини відповідатимуть різні значенню температури екструдування), та збільшує гідравлічний опір вихідного отвору екструдера шляхом зміщення фільєри 1 (з метою найскорішого виходу екструдера на робочу бо температуру та зменшення непродуктивних втрат сировини). Після цього вмикається головний привід екструдера і починається обробка сировини. Внаслідок інтенсивної дії шнека 2 на сировину вона нагрівається, причому значення температури повинно дорівнювати заданому значенню температури екструдування.The method is carried out as follows (drawing). During the start-up of the extruder, the operator on the control panel sets the type of raw material, which is still being processed (different types of raw materials will correspond to different values of the extrusion temperature), and increases the hydraulic resistance of the exit hole of the extruder by shifting the die 1 (in order to bring the extruder to the working temperature as soon as possible and reduce non-productive losses raw materials). After that, the main drive of the extruder is turned on and processing of raw materials begins. As a result of the intensive action of the screw 2 on the raw material, it heats up, and the temperature value must be equal to the specified value of the extrusion temperature.

За рахунок теплопровідності тепло від сировини З передається внутрішньому 4 (внутрішній корпус робочої камери екструдера найчастіше є швидкозношуваною змінною деталлю) та зовнішньому 5 корпусам робочої камери екструдера. Внаслідок цього їх температура підвищується, а інтенсивність нагрівання сировини до температури екструдування - знижується.Due to thermal conductivity, the heat from the raw material C is transferred to the inner 4 (the inner housing of the working chamber of the extruder is most often a fast-wearing replaceable part) and the outer 5 housings of the working chamber of the extruder. As a result, their temperature increases, and the intensity of heating the raw material to the extrusion temperature decreases.

Вимірювання температури зовнішньої поверхні внутрішнього корпусу 4 робочої камери екструдера відбувається за допомогою термодатчика 6, який передає електричний сигнал 7 на блок керування 8. Блоком керування 8 проводиться порівняння значення отриманого електричного сигналу 7 із заданим значенням, яке відповідає заданій температурі екструдування. В цей же час за допомогою термодатчика 9 вимірюється температура зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу 5 робочої камери екструдера, а за допомогою термодатчика 10 - температура повітря (значення якої може істотно відрізнятись в залежності від пори року та від умов експлуатації екструдера), тобто - на блок керування передаються електричні сигнали 11 і 12.The temperature of the outer surface of the inner casing 4 of the working chamber of the extruder is measured using a temperature sensor 6, which transmits an electrical signal 7 to the control unit 8. The control unit 8 compares the value of the received electrical signal 7 with the specified value, which corresponds to the specified extrusion temperature. At the same time, the temperature of the outer surface of the outer casing 5 of the extruder working chamber is measured with the help of temperature sensor 9, and with the help of temperature sensor 10 - the temperature of the air (the value of which can differ significantly depending on the time of year and the operating conditions of the extruder), i.e. - on the control unit electrical signals 11 and 12 are transmitted.

Блоком керування 8 керуючий сигнал 13 видається в той момент часу, коли значення електричного сигналу 11 буде дорівнювати контрольному значенню, яке відповідає контрольному значенню температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу 5 при виміряному в даний момент значенні температури повітря. Тобто - блоком керування 8 відмічається момент, коли інтенсивність нагріву деталей робочої камери екструдера під дією тепла від оброблюваної сировини буде врівноваження їх охолодженням внаслідок контакту із повітрям, що оточує робочу камеру.The control unit 8 sends the control signal 13 at the moment when the value of the electrical signal 11 will be equal to the control value, which corresponds to the control value of the temperature of the outer surface of the outer casing 5 at the currently measured value of the air temperature. That is, the control unit 8 marks the moment when the intensity of heating of the parts of the working chamber of the extruder under the influence of heat from the processed raw materials will be balanced by their cooling due to contact with the air surrounding the working chamber.

Контрольне значення температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу 5 визначається до моменту увімкнення екструдера в роботу для кожного можливого значення температури екструдування при усталеному режимі нагріву зовнішнього корпусу 5 для кожному можливому значенні температури повітря. Тобто - емпіричним шляхом або шляхом чисельного моделювання за допомогою спеціалізованих САПР (наприклад, "Ріом/ Мізіоп") визначається залежність температури зовнішньої поверхні зовнішнього корпусу 5 від температуриThe control value of the temperature of the outer surface of the outer casing 5 is determined before the extruder is turned on for each possible value of the extrusion temperature at the established mode of heating the outer casing 5 for each possible value of the air temperature. That is, the dependence of the temperature of the outer surface of the outer casing 5 on the temperature is determined empirically or by numerical modeling with the help of specialized CAD (for example, "Riom/Misiop")

Зо екструдування сировини та від температури зовнішнього повітря. Отримані залежності заносяться в алгоритм роботи блоку керування (до моменту увімкнення екструдера в роботу) і надалі використовуються на практиці для роботи різних моделей екструдерів при різних умовах експлуатації.From the extrusion of raw materials and from the temperature of the outside air. The resulting dependencies are entered into the algorithm of the control unit (before the extruder is turned on) and are further used in practice for the operation of various models of extruders under different operating conditions.

Після видачі блоком керування 8 керуючого сигналу 13 оператор зменшує гідравлічний опір вихідного отвору екструдера шляхом відповідного зміщення фільєри 1. Таким чином, робота екструдера виходить на номінальний режим, забезпечуючи належну якість термічної обробки сировини при максимальній для даних умов продуктивності.After issuing a control signal 13 by the control unit 8, the operator reduces the hydraulic resistance of the exit hole of the extruder by the appropriate displacement of the die 1. Thus, the extruder's operation goes to the nominal mode, ensuring the proper quality of heat treatment of raw materials at the maximum productivity for the given conditions.

Відмічання моменту, коли температура зовнішнього корпусу 5 робочої камери екструдера набуде сталого значення дозволяє відмітити початок такого режиму роботи екструдера, при якому об'єм сировини 14, що надходить до ділянки інтенсивного нагріву (ділянка шнека 2, що розташована з боку фільєри 1, шнек 2 працює із сировиною, що має максимальну щільність, а, отже - забезпечується найбільш інтенсивний нагрів сировини), попередньо підігрівається за рахунок тепла, що відводиться від об'єму сировини З на ділянці інтенсивного нагріву і яке передається за допомогою теплопровідності внутрішнього корпусу 4 та зовнішнього корпусу 5 робочої камери екструдера. Попередньо підігріта сировина, при потраплянні в зону інтенсивного нагріву З, потребує меншого часу на нагрів до температури екструдування. Це дозволяє збільшити осьову швидкість руху сировини в робочій камері екструдера, тобто - збільшити його продуктивність шляхом зменшення гідравлічного опору фільєри.Marking the moment when the temperature of the outer casing 5 of the working chamber of the extruder will take on a constant value allows you to mark the beginning of such a mode of operation of the extruder, in which the volume of raw material 14 entering the area of intense heating (section of the screw 2 located on the side of the die 1, screw 2 works with raw materials that have the maximum density, and, therefore, the most intensive heating of raw materials is ensured), is preheated due to the heat that is removed from the volume of raw materials C in the area of intensive heating and which is transmitted using the thermal conductivity of the inner casing 4 and the outer casing 5 working chamber of the extruder. Preheated raw materials, when entering the zone of intensive heating З, require less time to heat up to the extrusion temperature. This allows you to increase the axial speed of movement of raw materials in the working chamber of the extruder, that is, to increase its productivity by reducing the hydraulic resistance of the die.

Claims

USEFUL MODEL FORMULA The method of determining the moment of completion of heating of the extruder to the working temperature, which includes measuring the temperature of the outer surface of the inner body of the working chamber of the extruder with the help of a temperature sensor, transmitting an electrical signal from the temperature sensor to the control unit, comparing the value of the received electrical signal with the specified value, which corresponds to the control unit to the specified extrusion temperature and issuing a control signal by the control unit, which is characterized by the fact that the temperature of the outer surface of the outer casing of the extruder working chamber and the temperature of the air surrounding the extruder are additionally measured using thermal sensors and transmitted from them

60 electrical signals per control unit, the control unit issues a control signal at the moment when the value of the electrical signal from the temperature sensor of the outer surface of the outer body of the extruder working chamber will be equal to the control value, which corresponds to the control value of the temperature of the outer surface of the outer body of the extruder working chamber when measured in at this moment, the value of the air temperature surrounding the extruder, the control value of the temperature of the outer surface of the outer casing of the working chamber of the extruder is determined before the extruder is turned on for each possible value of the extrusion temperature at the established mode of heating the outer casing of the working chamber of the extruder at each possible value of the air temperature that surrounds the extruder.

9 4. ate; y ri: se eesseskh settesu: PTO Kit, gy N OK DY o KD DK DE o o a v i NI: shchi a z NN: po V yK pk u x! ! I Y m M u u i ii CY x ii ii M KAK KM M ! and she and me sword I KEKKTe and also Shchi shk u, M ; ii: s i u kim r ia N V ih KZHKKAAK AKA Zhuk 3. i p zro s h v TT Ky prya zhenyaya shin. i N N y min y y