[发明专利]超高分子量聚乙烯纤维生产用原料自动配制控制系统有效

专利信息
申请号: 200910017278.9 申请日: 2009-07-31
公开(公告)号: CN101623899A 公开(公告)日: 2010-01-13
发明(设计)人: 任意;吴修伦 申请(专利权)人: 山东爱地高分子材料有限公司
主分类号: B29B7/10 分类号: B29B7/10
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 271100山东省莱芜市高新技术产业*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 超高 分子量 聚乙烯 纤维 生产 原料 自动 配制 控制系统
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种超高分子量聚乙烯纤维的生产设备,具体地说是一种超高 分子量聚乙烯纤维生产用原料自动配制控制系统,适用于超高分子量聚乙烯纤 维生产中的原料制备。

背景技术

超高分子量聚乙烯纤维是20世纪90年代初发展起来的第三代高强度高模 量纤维,具有良好的力学性能,与芳纶、碳纤维并称三大特种纤维,超高分子 量聚乙烯纤维具有优异的性能和广泛的用途,与碳纤维、芳纶纤维相比较,超 高分子量聚乙烯纤维的高强度和高模量特征最明显,质量更轻,化学稳定性较 好,耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能、抗切割性能也是现有高性能纤维中最强 的,因而在安全、防护、航空、航天、国防装备、车辆制造、造船业、体育界 发挥着举足轻重的作用。除此之外,超高分子量聚乙烯纤维在民用工业领域作 为抗冲击、减震材料及高性能轻质复合材料也有着广阔的应用前景。

目前,超高分子量聚乙烯纤维多采用凝胶纺丝-超倍热拉伸工艺生产,超高 分子量聚乙烯纤维是以超高分子量聚乙烯为原料,经溶剂油(如矿物油、十氢 萘)溶解后形成均匀纺丝溶液,后经过滤纺丝、萃取、干燥、热拉伸等过程最 终制得成品。其主要工序包括:1、用溶剂溶解超高分子量聚乙烯,制成纺丝溶 液;2、溶液经挤出喷丝孔挤出后再用空气(干法)或水(湿法)骤冷固化,得 到含有适度大分子缠结点的湿态原丝;3、采用萃取剂将附着在湿态原丝表面的 溶剂脱去;4、对萃取后丝束在干燥箱内进行干燥;5、进行超倍热拉伸,得到 具有伸直链结构的超高分子量聚乙烯纤维纺丝。

在目前的超高分子量聚乙烯纤维生产中,其原料的配制基本上都是由人工 来完成的,如PE粉、溶剂的称量以及反应釜内速度和温度的控制,其不足之处 在于:由于人工操作的差异性,导致混合后的物料浓度均匀性较差,增加了后 续纺丝的不确定性,严重影响了产品质量的稳定性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用方便、称量准确、容易操作,不仅能对所 用原料和溶剂进行准确的计量,还能根据工艺要求自动改变反应釜内搅拌电机 的运行速度和釜内温度,自动进行混料并自动向螺杆挤出机进行投料,克服人 工操作导致的混合后的物料浓度均匀性较差的不足,保证配料稳定性的超高分 子量聚乙烯纤维生产用原料自动配制控制系统。

为了达到以上目的,本发明所采用的技术方案是:该超高分子量聚乙烯纤 维生产用原料自动配制控制系统,其特征在于它包括原料计量装置、触摸屏、 原料配制控制器、反应釜和螺杆挤出机,原料配置控制器分别通过导线与原料 计量装置、触摸屏、反应釜和螺杆挤出机相连接进行数据交换,原料计量装置 上的料斗与反应釜通过相应的管道相连通,反应釜与螺杆挤出机通过相应的管 道相连通。

本发明还通过如下措施实施:所述的原料计量装置设有两台,一台计量称, 一台溶剂计量罐,在溶剂计量罐的进料口上设有进料阀和进料泵,在出料口上 设有出料阀,溶剂计量罐通过进料阀与进料泵相连通,料斗的下口设有出料阀, 出料阀通过管道与原料备制罐相连通,原料备制罐通过带控制阀的管道与反应 釜相连通,溶剂计量罐及其进料阀、进料泵、出料阀以及原料备制罐上的控制 阀都由原料配制控制器控制,在计量称上设有料斗,料斗的下料口上设有下料 阀,下料阀与反应釜相连通。

所述的反应釜与螺杆挤出机之间设有缓冲釜和下料釜,缓冲釜和下料釜皆 由原料配置控制器控制,反应釜通过管道与缓冲釜相连通,缓冲釜通过管道与 下料釜相连通,下料釜通过管道连接到螺杆挤出机的进料口上。

所述的反应釜内设有搅拌机、加热器和温度传感器,并与原料配制控制器 进行数据交换。

所述的缓冲釜和下料釜内都设有液位传感器和加热器,并与原料配制控制 器进行数据交换。

所述的原料配制控制器,包括ARM处理器、电源电路、通讯接口电路、数 据存储器、输入参数接口电路和输出参数接口电路构成,电源电路为集成电路 板提供稳定、可靠的隔离电源,输入参数接口电路与输出参数接口电路均通过 参数接口接线座连接到反应釜内的搅拌机转速以及温度传感器,接收反馈信号。

本发明的有益效果在于:与传统的手工配料方法相比,不仅能对超高分子 量聚乙烯粉和溶剂进行准确的计量,还能根据工艺要求自动的改变反应釜内的 搅拌速度和加热温度,使物料搅拌更加均匀,防止原料向底部沉淀,减少了人 为误差,保证了原料配置的稳定性,降低了生产成本,操作简单,省时省力, 提高了企业的经济效益。

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