Zespół pod kierownictwem dra inż. Zbigniewa Frąszczaka z toruńskiego Instytutu Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników opatentował układ grzewczo-chłodzący segmentu cylindra zespołu uplastyczniającego, który pozwala na znaczny wzrost wydajności maszyn do przetwórstwa tworzyw sztucznych. Dotyczy to zwłaszcza wytłaczarek dwuślimakowych, gdzie wydajność może wzrosnąć niemal dwukrotnie. Ponadto wynalazek ułatwia stosowanie różnych napełniaczy oraz poprawia jakość produktów końcowych.
Układ będący przedmiotem wynalazku składa się z kolektora zasilającego, który połączony jest poprzez filtr osadnikowy, zawór elektromagnetyczny, precyzyjny zawór dławiący, zawór zwrotny i przewód ciśnieniowy z segmentem cylindra. Z segmentu cylindra do kolektora odprowadzającego układ składa się z odpornego na wysokie temperatury przewodu ciśnieniowego i zaworu zwrotnego. Do utrzymania zadanej temperatury segmentu cylindra służy automatyczna regulacja składająca się z czujnika temperatury przekazującego informacje o jej wartości do regulatora temperatury, który zgodnie ze swoim algorytmem działania regulatora trójstawnego (proporcjonalno-całkująco-różniczkującego) PID, zależnie od przebiegu procesu technologicznego, steruje ilością dostarczanego ciepła za pośrednictwem grzejnika elektrycznego lub ilością odbieranego ciepła za pośrednictwem medium chłodzącego, jakim w tym przykładzie jest woda chłodząca, poprzez zawór elektromagnetyczny. Wysoką dokładność regulacji temperatury podczas procesu technologicznego wymagającego chłodzenia zapewnia właściwy dobór nastawy przepływu wody precyzyjnego zaworu dławiącego, temperatury i ciśnienia wody chłodzącej oraz parametrów dynamiki regulatora temperatury.
1 - filtr osadnikowy, 2 - zawór elektromagnetyczny, 3 - precyzyjny zawór dławiący, 4 - zawór zwrotny, 5 - przewód ciśnieniowy, 6 - przewód ciśnieniowy, 7 - zawór zwrotny, 8 - czujnik temperatury, 9 - regulator temperatury, 10 - grzejnik elektryczny, 11 - segment cylindra, 12 - kolektor zasilający, 13 - kolektor odprowadzający
Po zadaniu na regulatorze PID nastawy temperatury T włączony zostaje układ grzewczy, przez co segment cylindra jest nagrzewany do temperatury T. Gdy wartość temperatury zbliża się do wartości zadanej, regulator temperatury steruje ilością dostarczanego ciepła. Jeśli wymaga tego proces technologiczny, zostaje wysłany sygnał z regulatora temperatury do układu chłodzenia i woda chłodząca z schładzalnika o ciśnieniu 4 bar przepływa do kolektora zasilającego, a następnie – poprzez filtr osadnikowy i otwarty zawór elektromagnetyczny oraz zawór precyzyjny i zawór zwrotny – przepływa przewodem ciśnieniowym przez kanały segmentu cylindra. Odpływ medium chłodzącego z segmentu cylindra następuje przez przewód ciśnieniowy i zawór zwrotny do kolektora, a następnie do schładzalnika. Regulator temperatury steruje utrzymaniem wartości temperatury na podstawie sygnału z czujnika temperatury z dokładnością zależną od prawidłowości doboru elementów automatycznej regulacji.
