用于微距调节聚合熔体成型缝型模具的控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种用于微距调节聚合熔体成型缝型模具的控制系统，所述系统用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙，其包括具有在聚合物入口和熔体出口之间延伸的聚合物贮存器的缝型模具。熔体出口具有分别沿熔体出口纵向延伸的第一边缘和与第一边缘相对的第二边缘。多个致动器沿着第二边缘的长度上的多个位置移动第二边缘。第一边缘通过具有可调节轮廓的间隙与第二边缘间隔开。压力传感器与贮存器连通并测量贮存器中的聚合物的压力。具有算法的控制单元将间隙的轮廓与贮存器中的压力关联。算法用于生成控制信号以使间隙的轮廓均匀。匀。匀。

【技术实现步骤摘要】
用于微距调节聚合熔体成型缝型模具的控制系统
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求序列号为63/018,082，申请日为2020年04月30日的美国临时专利申请的权益，并通过引用将其全部内容并入本文。


[0002]本专利技术针对一种用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙的系统。

技术介绍

[0003]在聚合物膜或片材成型、挤出涂布或层压应用领域中，离开缝型模具的熔体轮廓成型模唇的聚合物熔体在垂直于材料流动方向的方向上必须是均等的或平坦的。随着通过缝型模具的熔体轮廓成型模唇的聚合物熔体的流量增加，所导致的模具内部的压力增加，致使形成模具的熔体轮廓成型模唇膨胀或“蛤壳”(从图2A中所示的横截面变为图2B所示的横截面)。该膨胀的形状通常是抛物线形，并且中心处较两端的膨胀程度大。由于聚合物材料的流量增加以及由此所导致的在缝型模具内和横跨缝型模具的熔体轮廓成型模唇产生的压力增加，因此聚合物熔体的厚度与该膨胀效应直接相关。由于模具内部压力的增加使模具本体和熔体轮廓成型模唇变形，熔体轮廓成型模唇的膨胀或蛤壳使得熔体在中心处比两端部更重或更厚。
[0004]通常，对缝型模具的熔体轮廓成型模唇进行调整需要对形成的聚合物网状物进行重复且迭代的测量(例如，厚度测量)，对模具进行调整以及对成型聚合物网状物的重新测量。交叉网状物扫描装置需要时间来横穿成型聚合物网状物，而成型聚合物网状物需要更多的时间来确定准确的网状物轮廓测量。现有技术的熔体成型工艺无法在启动过程中精确地调节缝型模具的熔体出口。因此，现有的扫描设备只能在成膜生产线或系统达到稳态操作之后确定适合自动控制的交叉网状轮廓。因此，现有技术的聚合物网状物成型工艺在启动操作至稳态操作期间产生了聚合物网状物的极大浪费。
[0005]因此，本领域需要在系统达到稳态操作之前便可起作用以自动实现更平坦的聚合物网状物轮廓的系统。

技术实现思路

[0006]本文公开一种用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙的系统。所述系统包括具有聚合物入口(即，用于接收聚合物的入口)和熔体出口(即，用于排出已熔融的聚合物的出口)的缝型模具。聚合物贮存器(即，缝型模具中的贮存器，含有流经模具的聚合物)在聚合物入口和熔体出口之间延伸。熔体出口具有沿熔体出口纵向延伸的第一边缘和沿熔体出口纵向延伸的第二边缘。第二边缘与第一边缘相对。所述聚合物贮存器内的聚合物熔体在其离开所述熔体出口时开始凝固成部分成型聚合物熔体。所述第二边缘可选择性地沿所述第二边缘的长度方向上的多个位置移动。所述第一边缘通过一间隙与所述第二边缘间隔开，所述间隙具有在所述缝型模具的第一端和第二端之间延伸的可调节轮廓。多个致动
器在锚定框架处固定至所述缝型模具上。每一个致动器均包括可延伸构件和与所述可延伸构件连通的驱动单元。所述可延伸构件响应于所述驱动单元产生的力而使所述第二边缘的一部分相对于所述第一边缘移动以调节所述间隙的轮廓。压力传感器与所述贮存器连通。压力传感器测量所述贮存器中的聚合物熔体的压力或刚好在所述贮存器前测量聚合物熔体的压力。控制单元接收由压力传感器测量的压力值。控制单元具有第一算法和自动轮廓控制算法。所述第一算法包括具有将所述间隙的轮廓与所述贮存器中的压力相关联的一组聚合物压力流量经验数据(即由与压力如何影响聚合物材料流量有关的观察或实验获得的并且以记录数据的形式呈现的信息)的软件。所述第一算法生成发送至自动轮廓控制算法的控制信号。所述自动轮廓控制算法生成致动器控制信号并发送至所述多个致动器中的每一个，以致使所述驱动单元移动所述可延伸构件以及致使所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间均匀。
[0007]在一种实施方式中，在对所述贮存器加压之前，所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间具有均匀的大小。当所述贮存器最初被加压时，所述间隙的轮廓具有抛物线轮廓，所述抛物线轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间的中间点处具有最大值以及在与所述缝型模具的所述第一端和所述第二端相邻处具有最小值。
[0008]在一种实施方式中，所述系统还包括具有一个或多个负荷传感器的料斗，每个负荷传感器测量所述料斗中容纳的材料随时间的重量损失。所述控制单元与所述负荷传感器中的每一个通信。所述负荷传感器基于料斗中所容纳的材料随时间的重量损失，生成基于料斗重量的流量信号。所述第一算法包括具有将所述压力信号和所述基于料斗重量的流量信号与所述间隙的轮廓相关联的一组聚合物重量流量经验数据(即由与聚合物材料的重量如何影响聚合物材料的流量有关的观察或实验获得的并且以记录数据的形式呈现的信息)的软件。所述第一算法生成发送至所述自动轮廓控制算法的控制信号。所述自动轮廓控制算法生成致动器控制信号并将该信号发送至所述多个致动器中的每一个，以致使所述驱动单元移动所述可延伸构件并致使所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间均匀。
[0009]在一种实施方式中，所述系统还包括测速系统，所述测速系统包括转速表，所述转速表测量旋转挤出机螺杆的电动机的转速(例如，每分钟的转数)和/或测量挤出机螺杆的转速。所述测速系统基于挤出机螺杆的所述转数与离开所述挤出机的聚合物材料的量之间的关联生成基于挤出机螺杆转速的流量信号。所述第一算法包括具有将所述压力信号和所述基于挤出机螺杆转速的流量信号与所述间隙的轮廓相关联的一组聚合物挤出流量经验数据(即由与挤出机螺杆的转速如何影响聚合物材料的流量有关的观察或实验获得的并且以记录数据的形式呈现的信息)的软件。所述第一算法生成发送至自动轮廓控制算法的控制信号。所述自动轮廓控制算法生成致动器控制信号并将该信号发送至所述多个致动器中的每一个，以致使所述驱动单元移动所述可延伸构件并致使所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间均匀。
[0010]在一种实施方式中，所述系统还包括测速系统，所述测速系统测量齿轮型熔体泵的齿轮组中的一个或多个齿轮的转速(例如，每分钟的转数)。所述测速系统基于熔体泵齿轮组中一个或多个齿轮的转速与离开熔体泵的聚合物材料的量之间的关联生成基于齿轮
组转速的流量信号。所述第一算法包括具有将所述压力信号和所述基于齿轮组转速的流量信号与所述间隙的轮廓相关联的一组聚合物泵流量经验数据(即由与齿轮型熔体泵的齿轮组中的一个或多个齿轮的转速如何影响聚合物材料的流量有关的观察或实验获得的并且以记录数据的形式呈现的信息)的软件。所述第一算法生成发送至所述自动轮廓控制算法的控制信号。所述自动轮廓控制算法生成致动器控制信号并将该信号发送至所述多个致动器中的每一个，以致使所述驱动单元移动所述可延伸构件并致使所述间隙的轮廓在所述缝型模具的所述第一端和所述第二端之间均匀。
[0011]在一种实施方式中，所述系统还包括设定点速率，所述设定点速率用于基于历史数据改变所述控制单元的控制以实现所述间隙的预定轮廓。所述设定点速率基于所述间隙的轮廓生成轮廓流量信号。所述第一算法包括具有将所述压力信号和所述轮廓流量信号与所述间隙的轮廓相关联的一组聚合物历史流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于调节聚合物网状物生产用缝型模具中的间隙的系统(100)，其特征在于，所述系统(100)包括：缝型模具(10)，所述缝型模具(10)包括聚合物入口(10A)和熔体出口(10B)，聚合物贮存器(10C)在所述聚合物入口(10A)和所述熔体出口(10B)之间延伸，所述聚合物贮存器(10C)内的聚合物熔体在其离开所述熔体出口(10B)时开始凝固成部分成型聚合物熔体，所述熔体出口(10B)具有沿所述熔体出口(10B)纵向延伸的第一边缘(12A)和沿所述熔体出口(10B)纵向延伸且与所述第一边缘(12A)相对的第二边缘(12B)，所述第二边缘(12B)可选择性地沿所述第二边缘(12B)的长度方向上的多个位置移动，所述第一边缘(12A)通过间隙(GC)与所述第二边缘(12B)间隔开，所述间隙(GC)具有在所述缝型模具(10)的第一端(10X)和第二端(10Y)之间延伸的可调节的轮廓；多个致动器(20)，所述多个致动器(20)在锚定框架(10F)处固定至所述缝型模具(10)，所述多个致动器(20)中的每一个包括可延伸构件(21E)和与所述可延伸构件(21E)连通的驱动单元(21D)，所述可延伸构件(21E)构造为响应于所述驱动单元(12D)产生的力而使所述第二边缘(12B)的一部分相对于所述第一边缘(12A)移动以调节所述间隙(GC)的所述轮廓；压力传感器(30)，所述压力传感器(30)与所述贮存器(10C)连通，所述压力传感器(30)用于测量所述贮存器(10C)中的所述聚合物熔体的压力并生成压力信号(70A)；以及控制单元(60)，所述控制单元(60)具有第一算法(60A)和自动轮廓控制算法(60B)，所述控制单元(60)自所述压力传感器(30)接收所述压力信号(70A)，所述第一算法(60A)包括配置有将所述间隙(GC)的轮廓与所述贮存器(10C)中的压力相关联的一组聚合物压力流量经验数据的软件，并且所述第一算法(60A)用于生成控制信号(62)给所述自动轮廓控制算法(60B)，所述自动轮廓控制算法(60B)用于生成致动器控制信号(64)给所述多个致动器(20)中的每一个，以致使所述驱动单元(21D)移动所述可延伸构件(21E)，以使得所述间隙(GC)的轮廓在所述缝型模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)之间均匀。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其特征在于，在对所述贮存器(10C)加压之前，所述间隙(GC)的轮廓在所述缝型模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)之间具有均匀的大小(G)，当所述贮存器(10C)最初被加压时，所述间隙(GC)的轮廓具有抛物线轮廓(G')，所述抛物线轮廓(G')在所述缝型模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)之间的中间点(MP)处具有最大值以及在与所述缝型模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)相邻处具有最小值。3.根据前述权利要求当中的任一项所述的系统(100)，其特征在于，还包括具有至少一个负荷传感器(92)的料斗(90)，所述负荷传感器(92)用于测量所述料斗(90)中容纳的材料随时间的重量损失，所述控制单元(60)与所述至少一个负荷传感器(92)通信，所述至少一个负荷传感器(92)基于料斗中所容纳的材料随时间的重量损失，生成基于料斗重量的流量信号(70B)，所述第一算法(60A)包括配置有将所述压力信号(70A)和所述基于料斗重量的流量信号(70B)与所述间隙(GC)的轮廓相关联的一组聚合物重量流量经验数据的软件，并且所述第一算法(60A)用于生成控制信号(62)给所述自动轮廓控制算法(60B)，所述自动轮廓控制算法(60B)用于生成致动器控制信号(64)给所述多个致动器(20)中的每一个，以致使所述驱动单元(21D)移动所述可延伸构件(21E)，以使得所述间隙(GC)的轮廓在所述缝型
模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)之间均匀。4.根据前述权利要求当中的任一项所述的系统(100)，其特征在于，还包括测速系统，所述测速系统包括转速表(110)，所述转速表(110)测量电动机(112)和挤出机(105)的挤出机螺杆(105X)中的至少一个的每分钟转数，所述转速表(110)基于挤出机螺杆(105X)的所述转数与离开所述挤出机(105)的聚合物材料的量之间的关联生成基于挤出机螺杆转速的流量信号(70C)，所述第一算法(60A)包括配置有将所述压力信号(70A)和所述基于挤出机螺杆转速的流量信号(70C)与所述间隙(GC)的轮廓相关联的一组聚合物挤出流量经验数据的软件，并且所述第一算法(60A)用于生成控制信号(62)给所述自动轮廓控制算法(60B)，所述自动轮廓控制算法(60B)用于生成致动器控制信号(64)给所述多个致动器(20)中的每一个，以致使所述驱动单元(21D)移动所述可延伸构件(21E)，以使得所述间隙(GC)的轮廓在所述缝型模具(10)的所述第一端(10X)和所述第二端(10Y)之间均匀。5.根据前述权利要求当中的任一项所述的系统(100)，其特征在于，还包括测速系统，所述测速系统包括转速表(125)，所述转速表(125)测量熔体泵(120)的齿轮组(122)的每分钟转数，所述转速表(125)基于所述熔体泵(120)的齿轮组(122)的所述转数与离开所述熔体泵(120)的聚合物材料的量之间的关联生...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：戴维斯标准有限公司，
类型：发明
国别省市：