SE448357B - Sett och anordning for metning och reglering av volymvikten hos ett expanderat partikulert material - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 448 557 minskning, om det gäller tillverkning i stora kvantiteter, sam- tidigt som man med säkerhet får en godtagbar produkt och därmed mindre kassation och färre reklamationer.

Genom sättet enligt uppfinningen, som har erhållit känne- tecken i patentkravet l och som är väl ägnat att integreras med förekommande tillverkningprocesser, möjliggöres denna noggranna reglering av volymvikten hos det expanderade materialet.

För utövning av sättet avser uppfinningen därjämte en apparat enligt patentkravet 8.

Uppfinningen förklaras närmare i det följande med tillämp- ning på förexpandering av polystyrenmaterial och med hänvisning till bifogade ritningar, vilka avser en som exempel vald appa- rat för utövning av sättet enligt uppfinningen, varvid FIG l är en schematisk vy av apparaten, FIG 2 är en sidovy i större skala av ett i apparaten ingå- ende vägkärl, FIG 3 är en planvy av vågkärlet i FIG 2 och FIG 4 är ett diagram, som visar variationer i volymvikten över tiden vid tillämpning av regleringen enligt uppfin- ningen.

Med hänvisning till FIG l förvaras polystyrengranulat, som innehåller ett jäsmedel, exempelvis pentan, och kan ha volym- vikten 600 ä 700 kg/m3, i en silo l0, från vilken det kan ut- matas medelst en skruvtransportör ll för att tillföras en ex- pansionskammare l2. Skruvtransportören drives av ett drivaggre- gat l3, som medger inställning av olika varvtal På skruvtrans- portören. I expansionskammaren inkommer materialet ovanpå en perforerad botten l4, under vilken finns ett tillopp 15 för ånga, medan expansionskammaren upptill har ett utlopp 16 för det material, som har expanderat i kammaren. Detta utlopp myn- nar i ett schakt l7.

Schaktet 17 innehåller en vägningsutrustning, som är när- mare visad i FIG 2 och 3. Den innefattar ett vågkärl l8, som kan ha en volym på exempelvis 20 liter och uppbäres av en last- cell på här inte närmare visat sätt i en ram l9, som med vibra- 10 15 20 25 30 35 i. 448 357 tionsdämpare är fäst i schaktet 17. Lastcellen är inte visad närmare, då den kan vara applicerad på sätt som är allmänt känt och tillämpat inom vägningstekniken, men anslutningen för ut- tagning av signalen från lastcellen är markerad vid 20. Vågkär- lets botten består av två svängbara bottenluckor 21, som är svängbara mellan ett horisontellt stängt läge och ett nedsvängt öppet läge, vilket är markerat med streckade linjer i FIG 2.

Vidare är över vågkärlet anordnad en avvisare, som består av en vid sin övre kant svängbart lagrad platta 22 och en relativt denna planparallellt förskjutbar platta 23, varvid avvisaren är overksam i det med heldragna linjer i FIG 2 visade läget men I kan förskjutas till verksamt läge, som är visat med streckade linjer i FIG 2. Förskjutningen av bottenluckorna mellan stängt och öppet läge och förskjutningen av avvisaren mellan verksamt och overksamt läge åstadkommes lämpligen medelst pneumatiska cylindrar, som dock inte visats här, då appliceringen av dessa cylindrar är en sak som lätt kan ordnas av fackmannen utan när- mare anvisningar. Då avvisaren är i overksamt läge och botten- luckorna är i stängt läge, mottager vågkärlet 18 material, som har expanderat i expansionskammaren 12 och som lämnar denna ge- nom utloppet 16, och när kärlet är fullt, bringas avvisaren till verksamt läge, varvid den samtidigt stryker av material_ jäms med vågkärlets övre kant och sedan, när det har nått det verksamma läget, hindrar expanderat material, som tillföres schaktet, att falla ned i vågkärlet, så att materialet istället faller ned vid sidan om vågkärlet. Nedanför schaktet är anord- nad en s k flytbädd 24 för mottagning av det material, som fal- ler ned genom schaktet, både det som faller vid sidan om våg- kärlet och det som har samlats upp i vågkärlet och efter väg- ning tömmes ut därifrån genom att bottenluckorna öppnas. I flytbädden skall det expanderade materialet torka och svalna för att sedan lagras och användas till tillverkning av exempel- vis isolerskivor av expanderad polystyren.

I vågkärlet 18 är anordnad en fuktighetsmätare 25, och i expansionskammaren 12 är anordnad en temperaturgivare 26, pla- 10 15 20 25 30 35 448 357 “ cerad på något avstånd ovanför den perforerade bottnen 14 för, att mäta temperaturen i expansionszonen. Dessa båda mätgivare är jämte lastcellen 20 anslutna till en mikrodator 27, såsom har markerats med prickstreckade linjer i FIG l. Datorn är _ kopplad dels till en skrivare 28 och dels till skruvtransportö- rens ll drivaggregat 13, såsom markerats med streckade linjer i FIG l, för att med sina utsignaler styra skrivare och drivagg- regat, varvid utsignalerna är beroende av den bearbetning av tillförda data, bland annat signalerna från mätgivarna, som sker i mikrodatorn enligt däri infört program.

Efter hand som polystyrengranulat från silon l0 matas in i expansionskammaren 12 medelst skruvtransportören 11, bringas polystyrenet att expandera i expansionskammaren genom att det upphettas med ånga, som tillföres vid 15 och passerar genom den perforerade bottnen 14. Det expanderade polystyrenmaterialet stiger upp i expansionskammaren under expansionen, varvid dess volymvikt minskar från 600 ä 700 kg/m3 till exempelvis 15 ä 20 kg/m3. Den tid som materialet uppehåller sig i expansions- kammaren är beroende av den önskade slutliga volymvikten; i det här tagna exemplet kan man räkna med en tid på 3 ä 6 min. Det expanderade materialet passerar i övre änden av expansionskam- maren genom utloppet 16 in i schaktet l7 och faller ned genom detta. En gång i minuten väges en viss kvantitet expanderat po- lystyren i vågkärlet l8, nämligen som tidigare nämnts 20 liter, genom att det nedfallande materialet uppsamlas i vågkärlet, när dess avvisare 22, 23 är overksam. När kärlet är fullt, föres avvisaren till verksamt läge. Det i vågkärlet förefintliga ma- terialet väges sedan vid struket mått, varvid lastcellens 20 signal, som representerar vikten M av den mätta kvantiteten, vidarebefordras till datorn tillsamman med en signal från fukt- mätaren 25, vilken representerar det vägda materialets fukthalt F. Därefter öppnas bottenluckorna 21 och släppes det vägda ma- terialet ned i flytbädden 24, där detta material tillsamman med sådant expanderat material, som passerat vid sidan om vâgkärlet under vägningen, fâr torka och svalna, innan det vidarebeford- 10 15 20 25 30 35 448 357 ras till ett lager, där materialet får uppehålla sig viss tid, för att luft skall diffundera in i cellerna, innan materialet användes i tillverkningen av isolerskivorna.

De beskrivna operationerna för manövreringen av avvisaren 22, 23 och bottenluckorna 21 kan styras medelst ett programverk eller från mikrodatorn 27.

I mikrodatorn bearbetas de tillförda signalerna för beräk- ning av den förhandenvarande volymvikten vid förekommande fuk- tighet och jämföres med ett inprogrammerat ställbart börvärde på volymvikten. Samtidigt registreras temperaturen i expan- sionszonen. Den nämnda jämförelsen kan ske antingen genom att den absoluta skillnaden mellan ärvärde och börvärde pâ volym- vikten fastställes eller genom att ändringstendensen hos ärvär- det (stigande eller sjunkande) fastställes. Sistnämnda typ av mätning, derivatamätning, är att föredraga, och den kräver mät- ning i två på varandra följande mätpunkter. Om mätningen visar stigande volymvikt, avger datorn 27 en signal till skruvtrans~ portörens 11 drivaggregat 13 för minskning av dess hastighet och därmed minskning av materialtillförseln per tidsenhet, så att det till expansionskammaren 12 tillförda råmaterialet-får länge uppehållstid i expansionskammaren och därmed möjlighet att expandera mera, vilket innebär lägre volymvikt. Om mätning- en däremot visar sjunkande volymvikt, lämnar mikrodatorn en ut- signal till skruvtransportörens drivaggregat, varigenom råmate- rialtillförseln ökas. Eftersom en ändring av den hastighet, varmed granulatet tillföres expansionskammaren, med viss för- dröjning ger en ändring i volymvikten hos det expanderade mate- rialet, är det lämpligt att låta en viss tid förflyta från det att ändring av inmatningshastigheten beordrats av mikrodatorn, till dess att nästa ändring beordras, och av denna anledning är det lämpligt att efter tvâ pâ varandra_följande mätningar, som ger upphov till en inställningssignal från mikrodatorn till skruvtransportörens ll drivaggregat 13, låta ett visst antal mätningar passera utan åtgärd, innan en ny inställningssignal lämnas till drivaggregatet. 10 15 20 25 30 35 448 357 Ärvärdet på det expanderade polystyrenmaterialet kommer att variera kring det i mikrodatorn inställda börvärdet. Detta är âskådliggjort i FIG 4, där ordinatan anger tiden och abskis- san anger värdet på volymvikten. Från tidpunkten to till tid- punkten ti har ärvärdet på volymvikten, som representeras av kurvan 29, varierat kring det inställda börvärdet B, som repre- senteras av den horisontella axeln B i FIG 4. Det framgår att variationer har förekommit både uppåt och nedåt relativt det inställda börvärdet, varvid dessa variationer dock har hållit sig inom de önskade gränserna tack vare tillämpning av den en- ligt uppfinningen föreslagna regleringen. Medelvärdet pâ volym- vikten hos den framställda produkten blir emellertid beroende av hur lång tid och hur mycket volymvikten har legat över resp under det inställda börvärdet. Av produktionstekniska skäl vill man att medelvärdet på volymvikten hos det framställda ex- panderade polystyrenmaterialet är detsamma dag för dag och lig- ger vid det inställda börvärdet, så att man erhåller en färdig- produkt, i vilken det expanderade polystyrenmaterialet ingår, vilken är av jämn kvalitet och håller sig inom fastlagd norm, och för att detta skall uppnås, förfar man enligt följande. Av- vikelserna från det inställda börvärdet B integreras i mikroda- torn över tiden tg - ti och medelvärdet av volymvikten un- der denna tid beräknas i mikrodatorn, vilket kan åstadkommas utan att några komplicerade program erfordras. Därefter beräk- nas i mikrodatorn ett modifierat börvärde, på vilket inregle- ringen bör ske under nästa period, dvs frân tidpunkten ti till tidpunkten tg, för att produktionen skall ligga på det önskade medelvärdet (börvärdet B) på volymvikten. Om det anta- ges, att denna beräkning ger börvärdet B', sker den fortsatta inregleringen efter detta börvärde från tidpunkten ti till tg. Självfallet kommer regleringen under denna tidsperiod att ge ett medelvärde med viss avvikelse från det i datorn modifie- rade börvärdet B' på samma sätt som under den föregående pe- rioden. Därför fortsätter regleringen sedan på samma sätt under 451 10 15 zd 25 30 35 448 357 påföljande perioder med inställning av ett modifierat börvärde B' i datorn, för att det under den sammanlagda tiden av perio- derna skall erhållas en volymvikt, som är huvudsakligen lika med det inställda börvärdet B. Tidsintervallen to - ti resp ti - tg etc kan väljas exempelvis till l/2 ä l timma.

Via datorn 27 kan åstadkommas utskrift av uppmätta och be- räknade värden på mätta storheter och pä beräknad volymvikt med önskade intervall på skrivaren 28, där också tidpunkterna kan anges liksom övriga data, som har anknytning till förexpansio- nen och det använda materialet.

Sättet enligt uppfinningen kan utövas med användning av andra apparater än den här beskrivna, vilken emellertid befun- nits vara ändamålsenlig för utövning av uppfinningen.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 448 357 PATENTKRAV

1. l. Sätt för mätning och reglering av volymvikten hos ett expanderat partikulärt material, k ä ngn e t e c k n a t av att fukthalten (F) och volymvikten (M) hos det expanderade ma- terialet mätes, att den mätta volymvikten jämföres med ett bör- värde (B1) på volymvikten vid den mätta fukthalten och att materialets expansion styres i beroende av jämförelsen.

2. Sätt enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att jämförelsen sker genom derivatamätning.

3. Sätt enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att mätningen sker med förutbestämda intervall.

4. Sätt enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att reglering åstadkommas vid tidpunkter, som är åtskilda ett för- utbestämt antal mätintervall.

5. Sätt enligt något av krav l - 4, k ä n n e t e c k - n a t av att reglering av en driftfaktor, som påverkar expan- sionen av materialet, âstadkommes i beroende av det mätta vär- det på volymvikten.

6. Sätt enligt krav 5, k ä n n e t e c k n a t av att den reglerade driftfaktorn utgöres av den per tidsenhet tillförda mängden råmaterial, som skall bringas att expandera.

7. Sätt enligt något av krav l - 6, k ä n n e t e c k - n a t av att under en tidsperiod (to - t1) åstadkommas in- tegrering av förekommande avvikelser från börvärdet (B), att genomsnittsvärdet på volymvikten beräknas och att volymvikten regleras efter ett i datorn modifierat börvärde (B') under en påföljande tidsperiod (ti - tg) för uppnående av ett genom- snittsvärde under de sammanlagda tidsperioderna, vilket är hu- vudsakligen lika med det inställda förutbestämda börvärdet (B)-

8. Apparat för utövning av sättet enligt något av krav l -- 7, innefattande en expansionskammare (12) samt medel (ll, 15) för tillförsel av råmaterial, som skall bringas att expandera, till expansionskammaren, k ä n n e t e c k n a d av medel (l8, 25) för mätning av volymvikten (M) och fukthalten (F) hos det H 10 15 20 25 30 35 448 357 expanderade materiaïet och avgivning av sígnaïer, som represen- terar de erhå11na mätvärdena, en mikrodator (27) som är anord- nad att mottaga de aïstrade signaïerna och är programmerad för jämföreïse av uppmätt voïymvikt med ett börvärde på volymvíkten vid den förhandenvarande fukthalten hos det expanderade materi- aïet och att i beroende av den gjorda jämförelsen ïämna signal för styrning av nämnda medeï (11, 13) för ti11förseI av råmate- ríalet för ökning e11er minskning av den per tidsenhet til1för- da råmatería1mängden.