В настоящее время для изготовления полых изделий из полимеров широко применяется такой метод переработки как выдувное формование. Особенность данного метода состоит в том, что стадия отливки заготовки и ее последующий раздув разделены.
Заготовка, называемая преформой, отливается в многогнездной форме на термопластавтомате и полностью охлаждается. Раздув заготовки осуществляется воздухом на специальном агрегате после ее предварительного разогрева, с последующим охлаждением в форме.
Этим методом производятся бутылки для всевозможных безалкогольных напитков, минеральной воды и т. п. Разделение стадий формования заготовки и ее раздува позволяет достигнуть высокой производительности при изготовлении как заготовок, так и готовых изделий.
Изготовление пустотелых изделий раздуванием позволяет уменьшить толщину их стенки, сокращает расход дорогостоящего полимерного материала вследствие отсутствия пресс-кантов и приливов, увеличивает прочность и улучшает внешний вид продукции.
Недостаток изделий, изготовленных этим методом, в том, что все изделия обладают способностью необратимо утрачивать свою форму при повышении температуры выше температуры размягчения, что накладывает ограничения на температурный интервал их эксплуатации. [1]
Одним из важнейших факторов переработки полимерных материалов в изделия данным способом является контроль технологических параметров.
Так как выдув преформ проводится сжатым воздухом, который подаётся при помощи компрессора, создающего требуемое давление воздуха, со встроенными системой подготовки воздуха (для очистки от пыли, влаги и масла) и ресивером (баллоном для хранения, обеспечивающим также охлаждение и оптимизацию подачи воздуха), то одним из важнейших технологических параметров является контроль давления.
Контроль давления осуществляется датчиками давления. Это устройства, физические параметры которых изменяются в зависимости от давления измеряемой среды (жидкости, газы, пар). В датчиках давление измеряемой среды преобразуется в унифицированный пневматический, электрический сигналы или цифровой код.
Датчики давления используются для измерения давления в различных (в том числе агрессивных) средах. Стандартные датчики измеряют абсолютное, дифференциальное и относительное давление в различном диапазоне. Также датчик может замерять расход жидкости и ее уровень. Активное применение датчики давления нашли практически во всех отраслях современной промышленности.
В состав любого датчика давления входит:
первичный преобразователь давления с чувствительным элементом;
различные по конструкции корпусные детали;
схемы для повторной обработки сигнала. [2]
Для того чтобы контролируемая давлением система работала правильно и эффективно, важно, чтобы используемый датчик давления мог давать точные показания по мере необходимости и в течение длительного периода времени без необходимости ремонта или замены в условиях работы системы. Существует несколько факторов, влияющих на пригодность конкретного датчика давления для конкретного процесса. Основные это:
характеристики используемых веществ в среде которых будет использоваться устройство;
условия окружающей среды;
диапазон давлений;
уровень точности и чувствительности, требуемые в процессе измерения.
Пример универсального датчика давления представлен на рис. 1.
Рис. 1. Датчик давления МТ-100 универсального применения
Датчики давления МТ-100 предназначены для измерения давления газов и жидкостей, в том числе взрывоопасных, вязких, агрессивных в широком спектре температур от -55 до +80° С и давлений от 2,5 кПа до 100 МПа.
Основные параметры данного датчика:
Избыточное давление (ДИ) 16кПа...100МПа
Избыточное давление — разряжение (ДИВ) -0,1МПа...+(0,15–3,9)МПа
Разряжение (ДВ) 2,5кПа...250кПа
Погрешность ±0,25 %; ±0,5 %; ±1 %
Пылевлагозащита IP55
Конфигурирование с помощью потенциометров
Питание 36 В для 0...5мА, 15...42 В для 4...20мА
Преимущества данного датчика:
Высокая устойчивость к агрессивным средам материалов мембраны и фланцев
Исполнения для взрывоопасных сред — Exia, Exd
Широкий температурный диапазон от -50°С до +80°С
Различные климатические исполнения
Виброусточивость и помехозащищенность [3]
Так же важным технологическим параметром при выдувном формовании является поддержание необходимой температуры при разогреве преформ. Для этого необходимы датчики температуры.
Так как диапазон измерений и их условия могут сильно отличатся друг от друга, разработаны разные по точности, помехоустойчивости и быстродействию типы датчиков (и первичных преобразователей). Какого бы типа не был температурный датчик, общим для всех является принцип преобразования. А именно: измеряемая температура преобразуется в электрическую величину (как раз за это и отвечает первичный преобразователь). Это обусловлено тем, что электрический сигнал просто передавать на большие расстояния (высокая скорость приема-передачи), легко обрабатывать (высокая точность измерений) и, наконец, быстродействие.
Виды датчиков температуры:
Терморезистивные термодатчики
Полупроводниковые
Термоэлектрические (термопары)
Пирометры
Акустические
Пьезоэлектрические
На что необходимо обратить внимание при выборе датчиков температуры:
Температурный диапазон.
Можно ли погружать датчик в измеряемую среду или объект? Если расположение внутри среды недопустимо, то стоит выбирать акустические термометры и пирометры.
Каковы условия измерений!? Если используется агрессивная среда, то необходимо использовать либо датчики в корозийнозащитных корпусах, либо использовать бесконтактные датчики. Кроме того, необходимо предусмотреть другие условия: влажность, давление и тд.
Как долго датчик должен будет работать без замены и калибровки. Некоторые типы датчиков обладают относительно низкой долговременной стабильностью, например термисторы.
Какой выходной сигнал необходим. Некоторые датчики выдают выходной сигнал в величине тока, а некоторые автоматически пересчитывают его в градусы.
Другие технические параметры, такие как: время срабатывания, напряжение питания, разрешение датчиков и погрешность. Для полупроводниковых датчиков, важным также являет тип корпуса. [4]
На рис. 2 представлен пример датчика температуры.
Рис. 2. Термопреобразователь ТСМУ-205-Н
Термопреобразователи предназначены для преобразования значения температуры различных сред в различных отраслях промышленности теплоэнергетической, химической, металлургической, а также в сфере ЖКХ, в унифицированный токовый выходной сигнал 4...20 мА. [5]
В заключении можно сказать, что контроль давления и температуры являются важнейшими параметрами в производстве изделий методом выдувного формования. Контроль данных параметров позволяет улучшить технологический процесс производства, сократить возможность брака готовых изделий.
Большое разнообразие датчиков давления и температуры позволяет подобрать необходимый прибор для определенного вида производства.
Литература:
1. Описание и технологии переработки — Формование. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.polymerbranch.com/termoplast/view/7/7. (дата обращения: 06.04.2016).
2. Датчики температуры. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki-temperatury/1453 (дата обращения: 06.04.2016).
3. Датчик давления МТ-100 универсального применения. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.eposignal.ru/products/catalog/225/1493/ (дата обращения: 06.04.2016).
4. Датчики температуры. [Электронный ресурс]. — URL: http://www.devicesearch.ru/article/datchiki-temperatury (дата обращения: 06.04.2016).
5. Термопреобразователь ТСМУ-205-Н [Электронный ресурс]. — URL: http://elemerufa.ru/production/datchiki-temperaturyi/termopreobrazovateli/txxu-205-n.html (дата обращения: 06.04.2016).
