DE3343777A1 - Vorrichtung zum austragen thermoplastischer massen - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zum Austragen thermoplastischer Massen"
• Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Austragen thermoplastischer Massen nach dem Oberbegriff. Zum Austragen thermoplastischer Massen werden insbesondere Extruder oder Pumpen verwandt. Dabei ist es in vielen Fällen erforderlich, der Vorrichtung Wäre zuzuführen, um die thermoplastischen Massen aufzuschmelzen bzw. Warmeverluste auszugleichen. Insbesondere Extruder enthalten mehrere Heizeinrichtungen für den Extruderzylinder, das Extruderwerkzeug, die schmelzeführenden Leitungen, die Filter usw..
• Die einzelnen Heizeinrichtungen sind jeweils mit einem Regler verbunden, durch weichen die Ist-Teirperatur im Bereich der Heizeinrichtung an einem bestimmten Referenzpunkt gemessen, die Ist-Temperatur mit einem Sollwert verglichen und daac der Betrieb der Heizeinrichtung ausgeregelt wird.
• Dabei ist dem Umstand Rechnung zu tragen, daß die Te-eratur nur in den A:envereichen des Schmelzeflvsses gemessen werden kanr, und daß daher die Ist-Temperatur des ausgewählten Referenzpunktes nicht der Temperatur im Inneren des Schmelzeflusses entspricht. Es kommt daher in der Praxis immer wieder und insbesondere bei unsachgemäßer Bedienung zu Schäden, wenn die Austragsvorrichtungen bei ungenügender Temperatur in Betrieb gesetzt werden.
• Durch die Erfindung wird dieses Problem gelöst.
• Durch die Erfindung wird gewährleistet, daß die Vorrichtung zum Austragen thermoplastischer Massen, daß heißt ler Extruder bzw. die Pumpe nur in Betrieb gesetzt werden kann, wenn nach zuvor ermittelten Erfahrungswerten mit Sicherheit damit zu rechnen ist, daß die Soll-Temperatur über den gesamten Querschnitt der Austragsvorrichtung erzielt ist. Die Erfindung besteht darin, daß die Regler der einzelnen Heizeinrichtungen den Steuerstromkreis des Antriebs der Austragseinrichtung nicht unmittelbar, sondern über einen Zeitschalter mit Anzugsverzögerung freigeben. Die Zeitdauer der Verzögerung ist vorzugsweise einstellbar und beträgt z.B. 2 Stunden. Der Zeitschalter wird aktiviert, wenn die Bereiche sämtlicher Regler eine Ist-Temperatur aufweisen, die einer vorgegebenen Einschalttemperatur entspricht. Diese Einschalttemperatur kann z.B. 5% unter den Soll-Temperaturen liegen, auf die die Regler und ihre Heizeinrichtungen ausgeregelt werden.
• Vorzugsweise liegt auch der Zeitschalter mit Anzugsverzögerung nicht unmittelbar im Steuerstromkreis des Antriebs der Austragsvorrichtung. Vielmehr ist die Schaltung des Antriebs der Austragsvorrichtung so ausgelegt, daß der Schalter, mit dem die Antriebssteuerung freigegeben wirc (Betriebsschalter), durch einen Antrieb (Schütz) mit Abfallverzögerung geschaltet wird, welcher Antrieb seinerseits von dem Zeitschalter geschaltet wird.
• Hierdurch wird gewährleistet, daß nicht jedes Ausschalten des Antriebs der Austragsvorrichtung wieder zu der Notwendigkeit führt, die Verzögerungszeit des Zeit schalters abwarten zu müssen. Es ist also vorgesehen, daß der Zeitschalter zunächst den Antrieb mit Abfallverzögerung eines Betriebsschalters, welcher sich im Steuerstromkreis des Austragsantriebs befindet, einschaltet. Wird nunmehr die #ustragseinrichtung-2.B. im Falle der Drucküberschreitung ausgeschaltet, so bleibt die Gesamtanlage für die voreingestellte Abfallverzögerungszeit betriebsbereit.
• Vorzugsweise ist daher der Antrieb des Betriebsschalters unabhängig von dem Steuerstromkreis des Vorrichtungsantriebs mit Spannung versorgt,so daß auch im Falle einer Notschaltung die Betriebsbereitschaft für eine gewisse Zeit erhalten bleibt.
• E#benso werden durch diesen Betriebsschalter mit Abfallverzögerung kurzzeitige Abweichungen der Ist-Temperatur eines oder mehrerer Regler von der Soll-Temperatur kompensiert und es erfolgt ein Abschalten der Anlage nur dann, wenn Störungen auftreten, die über die voreingestellte Zeit der Abfallverzögerung hinausgehen.
• Andererseits wird bevorzugt vorgesehen, daß der Stromkreis des elektromechanischen Antriebs des Betriebsschalters parallel zu dem Stromkreis mit dem Zeitschalter in einem Stromkreis mit Sicherheitsschalter mit Abfallverzögerung liegt. Dieser Sicherheitsschalter wird durch Einschalten des Antriebs der Vorrichtung eingelegt. Dieser Sicherheitsschalter mit Abfallverzögerung bewirkt, daß der Betriebsschalter für eine gewisse Zeit betriebsbereit bleibt.
• Im- folgenden wird die Erfindung anhand eines Schaltplans beschrieben. In diesem Schaltplan ist von der Vorrichtung tum Austragen thermoplastischer Massen ein Extruder 1 mit Zylinder 2, Einfülltrichter 3, Austragswerkzeug 4 sowie Antrieb 5 gezeigt. Der Extruderzylinder 2 weist die Heizeinrichtungen 6, 7, 8 auf, welche mantelförmig um den Extruderzylinder liegen. Die Heizeinrichtungen seren durch die Regler 9 10, 11 in Abhängigkeit von einer gemessenen Ist-Temperatur (Meßelemente sind nicht dargestellt) betrieben. Der Extruderantrieb 5 wird über eine Energieversorgungseinrichtung 12 mit Antriebsenergie versorgt. Die Versorgungseinrichtung 12 wird durch den Steuerstromkreis A-B geschaltet. In diesem Steuerstromkreis A-B liegt der elektromechanische Antrieb (Schütz) des Schalters K 1 sowie ein Ein- und ein Aus-Schalter und ein weiterer Schalter 13. Die Regler 9, 10, 11 betätigen bei Erreichen einer vorgegebenen Einschalttemperatur, die z.B. 5 bis 10% unterhalb der den Reglern vorgegebenen Soll-Temperatur liegt, die Schalter R 9, R 10, R 11 im Stromkreis C-D, indem auch ein elektromechanisches Schütz mit den Schaltern K 11 liegt.
• Im folgenden wird die Schaltung anhand verschiedener Betriebszustände der Austragsvorrichtung beschrieben: I) Vor Erreichen der Einschalttemperatur der Regler i, 10, 11 befinden sich die Schalter in den eingezeichneten Positionen. Daher kann auch durch Betätigung des Ein-Schalters im Steuerstromkreis A-B der Extruderantrieb durch elektromechanisches Schütz 1(1 nicht in Betrieb gesetzt werden.
• II) Die Regler 9,10, 11 erreichen ihre Einschalttemperatur, so daß die Schalter R9, R10, R11 im Stromkreis C-D geschlossen werden: Dadurch leuchtet im Stromkreis E-F der optische Signalgeber S1 auf.
• Im Stromkreis G-H fällt das elektromechanische Schütz K12 mit Anzugverzögerung ein.
• Die Anzugverzögerung ist so bemessen, daß bis zum Einlegen des Schalters X12 in Stromkreis K-L mit Sicherheit damit gerechnet werden kann, daß der Extruder auch in seinem Inneren, also insbesondere auch mit seiner Schnecke die Soll-Temperatur erreicht.
• III) Beendigung der Aufheizzeit (Anzugverzögerung des Schutzes K12: Schütz-K1Z betätigt den Schalter K12 im Stromkreis K-L. Damit zieht Schütz K13 an mit den Schaltern K13 in den Stromkreisen M-N und A-B. Die Signallampe S2 im Stromkreis M-N zeigt nunmehr Betriebsbereitschaft des Extruders an, da im Steuerstromkreis A-B lediglich noch der Ein-Schalter geöffnet ist.
• IV) Der Extruder befindet sich in Betrieb, der Ein-Schalter im Stromkreis A-B ist eingelegt. Durch das Schütz K1 in dem Steuerstromkreis A-B ist auch der Schalter K1 in dem Stromkreis O-Q eingelegt und damit das Schütz K14 mit dem Sicherheitsschalter K14 im Stromkreis I-L erregt.
• V) Extruder in Betrieb, die Soll-Temperatur eines oder mehrerer der Regler 9, 10, 11 wird kurzzeitig unter schritten: Das Schütz K11 fällt ab, und die Schalter K11 werden ausgeschaltet. Folglich: Es erlischt die Signallampe S1 in Stromkreis E-F.
• Das Schütz K12 im Stromkreis I-H fällt ab, wodurch auch Schalter X12 im Stromkreis K-L ausgeschaltet wird.
• Schütz K13 wird lediglich noch über den Stromkreis R-L mit Spannung versorgt. Durch seine Abfallverzögerung bleibt Schalter K13 in dem Signalstromkreis M-N und in dem Steuerstromkreis A-B für eine gewisse vorgegebene Zeit noch eingelegt.
• Der Extruder bleibt also in Betrieb.
• Die Signallampe S2 zeigt den Betrieb an.
• Das Erlöschen der Signallampe S1 zeigt an, daß die Soll-Temperaturen unterschritten sind.
• Wenn nun die Solltemperaturen in der vorgegebenen Zeit der Abfallverzögerung des Schützes K13 wieder erreicht werden, fällt das Schütz K11 wieder ein, so daß der verzögerte Abfall des Schütz K13 aufgehoben ist. Der Extruder bleibt also in Betrieb.
• Wird die Soll-Temperatur in der vorgegebenen Zeit der Abfallverzögerung des Schützes K13 nicht erreicht, so werden die Schalter K13 im Stromkreis M-N und im Steuerstromkreis A-B ausgeschaltet. Schütz K1 fällt ab. Der Extruder bleibt stehen.
• Mit dem Abfall des Schützes K1 wird Schalter K1 im Stromkreis O-Q wieder geöffnet, so daß das Schütz K14 über Leitung P-Q spannungsversorgt ist und infolge einer Abfallverzögerung den Schalter R14 im Stromkreis I-L des Schützes X13 erst verzögert ausschaltet.
• Das bedeutet, daß Betriebsschalter R13 ohne die Zeitverzögerung des Zeitschalters S12 über Leitung I-L wieder in Betrieb gesetzt wird, wenn die Temperaturstörung behoben und Schalter K11 innerhalb der für Schütz K14 vorgegebenen Abfailverzögerung wieder eingeschaltet wird.
• Wenn die Temperaturstörung die Abfallverzögerungs-Zeit des Schützes K13 überschreitet, muß der Extruder unter Inanspruchnahme der Restheizzeitvorgabe durch den Zeitschalter K12 wieder aufgeheizt werden.
• VI) Extruder in Betrieb: Notausschaltung, wobei die Ist-Temperaturen der Regler 9, 10, 11 mit den Soll-Temperaturen übereinstimmen. Eine derartige Notausschaltung kann beispielsweise erforderlich werden durch Störungen anderer Betriebsparameter der Austragsvorrichtung undjoder des daran angeschlossenen Verarbeitungsprozesses für die thermoplastischen Massen.
• Durch die Not-Aus-Schaltung werden die Schütze K11, K12 und K1 stromlos. Die Signallampen erlöschen.
• Der Extruder bleibt stehen. Für die Zeitdauer der vorgegebenen Abfallverzögerung ihrer Schütze bleiben lediglich noch die Schalter K13 im Steuerstromkreis A-B und im Signalstromkreis M-N sowie der Schalter K14 im Stromkreis I-L eingelegt. Das bedeutet, daß mit der Wiedereinschalten des Not-Schalters der Extruder wieder in Betrieb gesetzt werden kann, (sofern die Soll-Temperaturen noch erhalten sind), da der Schütz K13 über Steuerleitung I-L bei in Ordnung befindlichen Ist-Temperaturen betriebsbereit geblieben ist-.
• VII) Netzausfall: .Bei Ausfall der Spannungsversorgung werden sämtliche Schütze-Ku, 1(12, K13, K14 sowie K1 stromlos.
• Die Signallampen erlöschen und der Extruder steht.
• Das Schütz R14 besitzt jedoch eine innere Selbsthaltung in Form eines eingebauten Kondensators. Mit dieser Selbsthaltug bleibt der Kontakt K 14 im Stromkreis I-L für die Zeitdauer der Abfallverzögerung (z. B.
• 5 sec.) eingelegt. Das bedeutet, daß der Extruder wieder in Betrieb gesetzt werden kann, sofern die Spalsnungsversorgung innerhalb der Abfallverzögerungszeit wieder stattfindet und sofern die Solltemperaturen noch erhalten sind. Das Schütz R 13 zieht über Steuerleitung I-L bei in Ordnung befindlichen Ist-Temperaturen an und schließt den Kontakt K13 im Stromkreis A-B.
• Im Gegensatz zu Schütz K14 ist Schütz K13 nicht durch eine innere Spannungsversorgung durch Kondensator, sondern durch eine Hilfsspannung abfallverzögert.
• Durch die Erfindung wird gewährleistet, daß der Extruder nur nach ordnungsgemäßer Aufheizung in Betrieb gesetzt werden kann, daß jedoch kurzzeitige Störungen der Temperatur bei Betrieb unberücksichtigt bleiben und auch zeitlich geringfügige Betriebsunterbrechungen und Netz ausfall nicht zu der Not-TJendigkeit führen, die beim Anfahren erforderliche Aufhelzzcit noch einmal zu durchlaufen.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1 zum \ Vorrichtung zum Austragen thermoplastischer Massen (Extruder oder Pumpe), mit einem Austragsantrieb und einem Steuerstromkreis für den Austragsantrieb sowie mit mehreren Heizeinrichtungen und diesen zugeordneten Reglern, welche den Betrieb des Austragsantriebs in Abhängigkeit vom Erreichen der Soll-Temperatur freigeben oder sperren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zeitschalter <1(12) mit Anzugverzögerung eingeschaltet wird, wenn alle angeschlossenen Regler (9, 10, 11) eine Einschalttemperatur erreicht haben, die in einem vorgegebenen Bereich unterhalb der Soll-Temperatur eines jeden Reglers liegt, und daß der Zeitschalter (K12) nach Ablauf einer als Restheizzeit vorgegebenen Anzugsverzögerung den Betrieb des Austragsantriebs (5) freigibt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitschalter (K12) nach Ablauf der als Restheizzeit vorgegebenen Anzugsverzögerung einen Betriebsschalter (K13) mit Abfallverzögerung einschaltet, welcher Betriebsschalter (K13) im Steuerstromkreis (A-B) des Austragsantriebs (5) liegt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schütz (der Antrieb) des Betriebschalters (K13)unabhängig von dem Steuerstromkreis (A-B) des Austragsantriebs (5) mit Spannung versorgt ist.
4. 4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Betriebsschalters (K 13) in zwei parallelen Stromkreisen mit einerseits dem Zeitschalter (K12) (Stromkreis K-L) und andererseits einem Sicherheitsschalter (K14) mit Abfallverzögerung (Stromkreis I-L) liegt, welcher Sicherheitsschalter bk14) durch Einschalten des Austragsantriebs (5) eingelegt wird.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichen der Einschaittemperatur durch alle Regler ein optisches Signal S1 gegeben wird, weiches bei Unterschreiten der Soll-e-.peratur eines der Regler abfällt
6. 6. Vorrichtung nach eine,.; der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Beendigung der als Restheizzeit vorgegebenen Anzugsverzögerung die Freigabe der Antriebssteuerung des Austragsantriebs durch ein Signal S2 angezeigt wird.