مقالات

ابزارهای کنترل ضخامت و وزن پلیمرها طی فرآیند اکستروژن

بسپار/ ایران پلیمر تا قبل از سال 1990 میلادی، کنترل ابعاد محصولات بسپاری تولیدشده از طریق رانشگری (اکستروژن) که کلیدی ­ترین مشخصه آن­ها محسوب می­شود فقط در اثر تغییرات برخی شرایط خاص انجام می­گرفت یا به عبارتی از یک حلقه ­باز (Open Loop)  برای کنترل وزن یا ابعاد استفاده می­شد. عوامل مورد کنترل نیز عبارت بودند از دما در طول ماردان، سرعت چرخش ماردان و فشار پشت ریژه (دای). سپس کنترل مبتنی ­بر میزان جرم ­خروجی از رانشگر مورد توجه قرار گرفت. برای این منظور از دستگاه وزن­ سنجی (Gravimetric) استفاده گردید.

 

وزن­ سنجی

 در واقع این دستگاه جرم ورودی به قیف خوراک­ دهنده را به نحوی کنترل می­کند که همیشه یک ارتفاع مشخص از مواد اولیه روی ماردان رانشگر وجود داشته باشد و در صورت کاهش آن، مواد به صورت پیمانه­ای از دستگاه وزن­سنجی روی ماردان اضافه می­شود. استفاده از وزن­سنجی به تنهایی مانند یک سامانه تعادلی حلقه­ باز می­باشد، ولی مشاهده­ گردید که اگر دستگاه وزن­سنجی و ماردان هماهنگ با هم عمل ­کنند، نوسانات در ابعاد محصول به نحو چشم­گیری کاهش می­یابد. با پیشرفت فناوری، وجود وزن­ سنجی جز الزامی یک خط رانشگری گردید، اما با توجه به عملکرد گاه غیریکنواخت ماردان لازم گردید که وزن­سنجی در یک حلقه بسته کنترل قرارگرفته و از خروجی فرمان بگیرد.

 

ضخامت ­سنج فراصوت (Ultrasonic)

ضخامت سنج فراصوت دستگاهی است که با استفاده از امواج فراصوت، ضخامت محصول (عموما لوله­ های بسپاری) را در هر لحظه اندازه می­ گیرد و با استفاده از سرعت کشنده و چگالی مذاب، برون­داد جرمی را تعیین می­کند.

با نصب دستگاه ضخامت­سنج فراصوت، ضخامت و ابعاد محصولات بسپاری در هر لحظه اندازه ­گیری ­شده و با توجه به سرعت تولید و چگالی مذاب، برونداد جرمی محاسبه می­گردد و از آن­جا به وزن­سنجی فرمان داده ­می­شود تا به همان مقدار اجازه ورود ماده به قیف خوراک­دهی (feeding) را بدهد و هم­چنین سامانه توزین نسبت مواد را تنظیم می­کند.

علاوه ­بر این در مواردی دستگاه ضخامت­سنج فراصوت با رانشگر تنظیم می­گردد. در این حالت ضخامت­ سنج فراصوت به سایر قسمت­های جلوبرنده محصول فرمان داده و با ثابت نگه داشتن درون­داد جرمی به رانشگر از طریق وزن­ سنجی با تغییرات سرعت، برون­داد را پایش می­کند. در موارد خاصی که دستگاه به ضخامت­ سنج فراصوت مجهز نباشد می­توان وزن­ سنجی را با تجهیزات جلوبرنده در خطوط ­تولید تنظیم نمود و تغییرات سرعت خروجی محصول را با وزن اضافه شده به قیف جبران نمود.

 

اندازه ­گیری و کنترل خروجی فرایند رانشگری

سامانه خوراک­ دهی رانشگر در دستیابی به یک فرایند رانشگری پایدار نقش مهمی را ایفا می­کند. دو روش خوراک ­دهی به یک رانشگر وجود دارد:

1- خوراک ­دهی سرریز (flood feeding)

2- خوراک­ دهی گرسنه (starve feeding)

در خورا ک­دهی سرریز، طراحی قیف خوراک­دهنده عامل تعیین ­کننده ­ای در ایجاد جریان پایدار مواد از میان قیف می­باشد اما در خوراک ­دهی گرسنه، پایداری فرایند تا حدود زیادی بسته به کیفیت خوراک­دهنده دارد. خوراک­دهنده ­ها حجمی و یا وزنی (افت وزنی) می­باشند. بدین معنا که انواع حجمی و یا وزنی دارای سامانه کنترل حجمی و یا وزنی است.

سامانه اندازه ­گیری حجمی، حجم مواد ورودی به رانشگر را کنترل می­کند و تا زمانی که چگالی توده مواد ثابت باشد میزان خروجی رانشگر ثابت و یکنواخت خواهد بود. این سامانه ارزان و دارای عملکرد آسان است، اما دقت آن نسبتا ضعیف می­باشد، چرا که چگالی توده مواد در اثر وجود اختلاف اندازه و شکل ذرات همیشه ثابت نیست.

در سامانه اندازه­گیری افت ­وزنی در مرحله اول؛ میزان خوراک ورودی رانشگر با محاسبه وزن واحد طول تعیین شده و به همراه چگالی توده مواد به عنوان اطلاعات اولیه وارد دستگاه می­شود. سپس قیف دستگاه وزن­ سنجی پرشده و مواد توسط دستگاه وزن ­سنجی به صورت کنترل­شده وارد رانشگر می­شوند یا به عبارتی آهنگ کاهش وزن (تغییرات وزن با زمان) کنترل می­گردد.

 

گردآورنده: پدرام ملائکه

 

(ادامه دارد …)

 

متن کامل این مقاله را در شماره 197ام بسپار که در نیمه بهمن ماه منتشر شده است بخوانید.

در صورت تمایل به درخواست نسخه نمونه رایگان و یا دریافت اشتراک سالانه با شماره های 02177523553 و 02177533158 داخلی 3 سرکار خانم ارشاد تماس بگیرید.

 

 

نمایش بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا