Система управления процессом получения равнотолщинной полиэтиленовой плёнки

• Автор: Отекин, Роман Владимирович
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Содержание

Основные условные обозначения.

Введение.
Г Л А В АI Обзор и анализ основных методов и технологического оборудования производство полимерных плнок. Выбор направления исследования

1.1. Особенности производства полимерных плнок.

1.2.Обзор технологического оборудования для производства рукавных плнок

1.3. Анализ, классификация и требования к системам формования и охлаждения полимерных плнок

1.4.Постановка задачи исследования

ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 2 Теоретическое исследование процесса формирования полиэтиленовых плнок.

2.1. Выбор основных показателей качества полиэтиленовой плнки

2.2. Описание течения расплава полимера внутри щелевого зазора формующей головки
2.2.1.Уравнение состояния расплавов полимеров.
2.2.2.Основные уравнения динамики для расплава полимера.
2.3. Распределение температуры вязкости полиэтиленовой плнки в
зоне кристаллизации.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3 Экспериментальное исследование воздушной системы охлаждения с разделнными секторами.
3.1. Методика проведения эксперимента.
3.1.1. Выбор метода экспериментальных исследований
3.1.2. Описание экспериментальной установки.
3.1.3. Обеспечение достоверных экспериментальных исследований
3.2. Определение статических характеристик испытательной системы
3.2.1. Область допустимых температур охлаждающего воздуха.
3.2.2.Максимальнодостаточная мощность теплового потока.
3.2.3. Расчет процесса охлаждения полимерной пленки.
3.2.4.Поиск адекватных зависимостей толщины конечного продукта от
параметров охлаждающего воздуха.
3.3. Определение динамических характеристик испытуемой системы.
ВЫВОДЫ
ГЛАВА 4 Разработка и внедрение автоматической системы
обеспечения равнотолщинности рукавных плнок
4.1 .Определение характеристик объекта регулирования
4.2. Автоматизированное секторальное охлаждающее кольцо для получения равнотолщинной полиэтиленовой плнки
4.2.1. Конструктивные и схемные особенности системы охлаждения.
4.2.2. Определение оптимальных настроек регулятора температуры воздуха.
4.2.3. Алгоритмы работы установки
4.3. Пути повышения производительности линии рукавной плнки с секторальной системой охлаждения
4.4. Результаты внедрения секторальной системы охлаждения
4.5. Перспективы развития диссертационной работы
ВЫВОДЫ
Заключение
Список используемой литературы


Результаты исследований использованы при разработке автоматизированного секторального охлаждающего кольца, предназначенного для контроля и регулирования толщины полиэтиленовой плёнки при её производстве экструзионно-раздувным методом. Кольцо внедрено в производство на ООО предприятии Нижполимерупак (г. Дзержинск, Нижегородской обл. Г1ВХ). В первой главе выполнен анализ методов получения полиэтиленовой плёнки и конструкций систем охлаждения. Отмечено, что возможности метода охлаждения при помощи охлаждающего кольца в существующих линиях рукавных плёнок используются не в полной мере и показаны пути их усовершенствования. Сформулированы основные задачи исследования. Во второй главе рассматриваются литературные источники, посвящённые исследованию реологических свойств полиэтилена и поведения полимерного расплава при экструзии и формовании плёнки через щелевой зазор формующей головки. Показана недостаточная изученность и сложность теоретического описания этих процессов. В результате исследований предложен новый метод снижения разнотол-щинности плёнки основанный на применении системы охлаждения плёночной заготовки с использованием обдувочного кольца с разделенными секторами. В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований влияния параметров охлаждающего воздуха на толщину полиэтиленовой плёнки. Предложена адекватная математическая модель и даны рекомендации по установке режимов системы охлаждения с разделёнными секторами. В четвёртой главе рассмотрена реализация результатов исследований. Определены динамические характеристики испытуемой системы. Подробно рассмотрены основные технические решения, заложенные в установку, приведено описание алгоритмов её функционирования. Апробация работы. Основные положения и результаты, полученные в диссертационной работе докладывались на XV Международной научной конференции « Математические методы в технике и технологиях» (Тамбов, . Нижний Новгород, г. Нижний Новгород, г. Будущее технической науки Нижегородского региона» (Нижний Новгород, г. Нижний Новгород, г. Нижний Новгород, г. III молодёжной научно-технической конференции Будущее технической науки (Н. Новгород г. Публикации. I . Математические модели процесса экструзии расплава полимера. Математическая модель влияния температуры и расхода охлаждающего воздуха на локальное изменение толщины полиэтиленовой плёнки. Процедура проверки адекватности полученных математических моделей с помощью тестового набора данных. Адаптивное управление расходом и температурой охлаждающего воздуха в системе охлаждения линий рукавных плёнок. Программно-логическое управление процессом получения равнотолщинной плёнки. Г Л А В А I. Обзор и анализ основных методов и технологического оборудования производства полимерных плёнок. Многообразие видов применяемых плёнок определяет разнообразие методов их производства. Основной объём изготовляемых в мире полимерных плёнок приходится на плёнки из расплавов пластических масс, основу которых составляют полимеры, способные при нагреве переходить в вязкотекучее или высокоэластическое состояние, не подвергаясь при этом термической деструкции. Метод производства плёнки определяется химической природой полимера и назначением готовой продукции. В настоящее время можно выделить четыре группы методов изготовления плёнки из полимера, находящегося в вязкотекучем или высокоэластичном состоянии: экструзия, каландрирование, производство комбинированных плёнок, физико-химическое модификация плёнок [2]. Наиболее распространённым методом получения полимерных плёнок, на сегодняшний день, является экструзия. Экструзией называется технологический процесс формования изделий непрерывным или периодическим продавливани-ем материала в пластическом или вязкотекучем состоянии через формующий инструмент - головку. Профиль оформляющего отверстия головки определяет конфигурацию изделия [3]. В промышленности пластмасс метод экструзии широко используется для производства труб, профильных изделий, листов, пленок и волокон, для нанесения покрытий на рулонные материалы (бумагу, ткань, металлическую фольгу, полимерные пленки), пищевой и промышленной упаковки, проволоки и кабелей, а также для получения выдувных изделий [3].