專利名稱：混合度調(diào)節(jié)裝置及混合度調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種擠壓機(jī)及連續(xù)混合攪拌機(jī)等的混合攪拌處理設(shè)備的混合度調(diào)節(jié)
裝置及混合度調(diào)節(jié)方法。
背景技術(shù)：
—般而言，如下地制造塑性化合物等的復(fù)合樹(shù)脂材料將作為母材的高分子樹(shù)脂的顆粒及粉狀物和添加物供給至擠壓機(jī)及連續(xù)混合攪拌機(jī)等的混合攪拌處理設(shè)備的滾筒內(nèi)，借助插通在滾筒內(nèi)的混合攪拌螺桿將兩者一邊混合攪拌一邊向下游側(cè)輸送。越是使材料停滯在滾筒內(nèi)的混合攪拌部而進(jìn)行混合攪拌，這些混合攪拌處理設(shè)備中的材料的混合度越高。所以，在以往的擠壓機(jī)及連續(xù)混合攪拌機(jī)中，在混合攪拌部的下游側(cè)設(shè)有混合度調(diào)節(jié)裝置，其具有堵住材料的門部件，通過(guò)門部件的開(kāi)閉使材料的滯留情況變化而使門部件前后的壓力差A(yù)P變化，從而調(diào)節(jié)混合度。 作為這樣的混合度調(diào)節(jié)裝置已知有例如日本專利第3854298號(hào)及日本特開(kāi)平10-305422號(hào)所公開(kāi)的裝置。該混合度調(diào)節(jié)裝置中，在混合攪拌螺桿的軸方向的中途部具有形成為圓筒狀的截面呈圓形的部分。并且，在與該截面呈圓形的部分對(duì)應(yīng)的軸方向位置的滾筒處，設(shè)有相對(duì)于截面呈圓形的部分使材料的流路面積變化的門部件。
上述各專利文獻(xiàn)的門部件與截面呈圓形的部分接近遠(yuǎn)離自如，若使門部件與截面呈圓形的部分接近則材料停滯在混合攪拌部而門部件前后的壓力差A(yù)P增大，混合度提高，若使門部件與截面呈圓形的部分遠(yuǎn)離則材料易于流動(dòng)而壓力差A(yù)P減小，混合度降低。
但是，在上述各專利文獻(xiàn)的混合度調(diào)節(jié)裝置中，相對(duì)于門部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x而言，門部件前后的壓力差A(yù)P的變化不是線性的。換言之，相對(duì)于門部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x混合度非線性地變化。例如，在門部件的開(kāi)度S小時(shí)，若稍稍移動(dòng)門部件則流路面積急劇地增加而壓力差A(yù)P(即混合度)也急劇地變化。然而，在門部件的開(kāi)度S大時(shí)，即便稍稍移動(dòng)門部件流路面積也不怎么變化，壓力差A(yù)P也沒(méi)有大變化。
S卩，壓力差A(yù)P相對(duì)于材料的流路面積表示出一定程度的線性相關(guān)性，但相對(duì)于門部件的開(kāi)度s而言為非線性。在使門部件的開(kāi)度S 、換言之使與截面呈圓形的部分相對(duì)的門部件的移動(dòng)量A S以一定的變化率變化的上述各專利文獻(xiàn)的混合度調(diào)節(jié)裝置中，當(dāng)然存在以下問(wèn)題在門部件開(kāi)始打開(kāi)(例如開(kāi)度lmm位置之前的范圍)時(shí)，調(diào)節(jié)流路面積時(shí)的門的操作性差，很難獲得壓力差A(yù)P(即混合度)的穩(wěn)定的調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而提出的，目的在于提供一種混合度調(diào)節(jié)裝置及混合度調(diào)節(jié)方法，在門部件開(kāi)始打開(kāi)時(shí)能夠穩(wěn)定地調(diào)節(jié)門部件前后的壓力差A(yù)P(即混合度)。
為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明采取以下的技術(shù)方案。 S卩，本發(fā)明是一種混合度調(diào)節(jié)裝置，被設(shè)置在具有一邊對(duì)材料進(jìn)行混合攪拌一邊將其朝下游側(cè)輸送的混合攪拌螺桿的混合攪拌處理設(shè)備上，其中，包括門部件，上述門部件相對(duì)于配備在上述混合攪拌螺桿上的截面呈圓形的部分移動(dòng)以使形成在門部件與上述 截面呈圓形的部分之間的流路的面積變化，從而調(diào)節(jié)上述材料的混合度；移動(dòng)上述門部件 的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及配備在上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)，在此，上述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)被 構(gòu)造成使上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S之間形成上述門部件的開(kāi) 度越小則上述移動(dòng)量A S相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的變化率越小的關(guān)系。 優(yōu)選將上述驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系設(shè)定為門部件前后的壓力差A(yù)P的變 化相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定的變化率，優(yōu)選將上述門部件前后的壓力差A(yù)P的變化率 相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定這一條件應(yīng)用于門部件的移動(dòng)量A S與門部件前后的壓力 差A(yù)P的關(guān)系，從而導(dǎo)出上述驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系。 另外，在上述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)是設(shè)置在上述門部件和設(shè)置在上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的驅(qū) 動(dòng)促動(dòng)器之間的凸輪部件時(shí)，上述凸輪部件優(yōu)選具有在上述門部件的開(kāi)度s越小則使上 述移動(dòng)量A S相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的變化率越小的輪廓，在上述門部件的開(kāi)度S大時(shí)增 大相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率。此時(shí)，上述凸輪部件也可以構(gòu)成為具備具 有上述輪廓的引導(dǎo)槽，在借助上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上述凸輪部件時(shí)，門部件在上述引導(dǎo)槽的 引導(dǎo)下而移動(dòng)，其開(kāi)度S變化。 此外，也可以構(gòu)成為，上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有門位置控制用的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，上述驅(qū)動(dòng)量變 換機(jī)構(gòu)具有門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)上述門部件的位置；控制機(jī)構(gòu)，按照預(yù)先設(shè)定的上述驅(qū) 動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的關(guān)系，控制上述驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)量以使驅(qū) 動(dòng)量x與上述門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值對(duì)應(yīng)。 上 述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)可以是具備具有上述輪廓的引導(dǎo)槽的凸輪部件， 在借助上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上述凸輪部件時(shí)，門部件被該凸輪部件的引導(dǎo)槽引導(dǎo)而
移動(dòng)，其開(kāi)度s變化。 此外，本發(fā)明為一種混合度調(diào)節(jié)方法，相對(duì)于設(shè)置在具有一邊對(duì)材料進(jìn)行混合攪 拌一邊將其朝下游側(cè)輸送的混合攪拌螺桿的混合攪拌設(shè)備中、該混合攪拌螺桿所具備的截 面呈圓形的部分，移動(dòng)門部件以使形成在門部件與該截面呈圓形的部分之間的流路的面積 變化，從而調(diào)節(jié)上述材料的混合度，其中，按照預(yù)先設(shè)定的移動(dòng)該門部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng) 量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的關(guān)系，驅(qū)動(dòng)上述門部件使得上述門部件的開(kāi)度S越小 則移動(dòng)量A S相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的變化率越小。 另外，在將上述驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系設(shè)定為門部件前后的壓力差A(yù)P的 變化相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定的變化率時(shí)，也可以按照預(yù)先設(shè)定的上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū) 動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的關(guān)系驅(qū)動(dòng)上述門部件。 此外，將上述門部件前后的壓力差A(yù)P相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的變化率保持一定這 一條件應(yīng)用于門部件的移動(dòng)量△ S與門部件前后的壓力差A(yù)P的關(guān)系，從而能夠?qū)С錾鲜?驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系。 根據(jù)本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置以及混合度調(diào)節(jié)方法，在門部件開(kāi)始打開(kāi)時(shí)能夠穩(wěn) 定地調(diào)節(jié)門部件前后的壓力差A(yù)P(即混合度)。


圖1是具有第一實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置的擠壓機(jī)的主視剖視圖。
圖2是第一實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置的放大剖視圖。 圖3是表示第一實(shí)施方式中的相對(duì)于門部件的開(kāi)度的壓力差的變化的說(shuō)明圖。 圖4是表示第一實(shí)施方式的輪廓的圖。 圖5是表示第一實(shí)施方式中的相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量的壓力差的變化的圖。 圖6是第二實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置的放大剖視圖。 圖7是表示第二實(shí)施方式的輪廓的圖。 圖8是第三實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置的放大剖視圖。 圖9是第四實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置的說(shuō)明圖。
具體實(shí)施例方式[第一實(shí)施方式] 以下，參照

本發(fā)明的第一實(shí)施方式。 如圖1示意地表示的那樣，第一實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置1設(shè)置在同方向旋轉(zhuǎn) 嚙合型的雙軸擠壓機(jī)2(以下，簡(jiǎn)稱為擠壓機(jī)2)上。擠壓機(jī)2具有內(nèi)部為空腔的滾筒3、 沿著軸方向插通于該空腔的滾筒3的內(nèi)部的一對(duì)的混合攪拌螺桿4、4。在擠壓機(jī)2中，混合 攪拌螺桿4在滾筒3內(nèi)旋轉(zhuǎn)，從而一邊混合攪拌材料一邊將其送至下游側(cè)。
另外，在以下的說(shuō)明中，將圖1的紙面的左側(cè)作為說(shuō)明擠壓機(jī)2時(shí)的上游側(cè)，將紙 面的右側(cè)作為下游側(cè)。此外，將沿著混合攪拌螺桿4的旋轉(zhuǎn)軸的方向稱為說(shuō)明擠壓機(jī)2時(shí) 的軸方向，該軸方向與圖1的紙面的左右方向一致。進(jìn)而，將圖1的紙面的上下稱為說(shuō)明擠 壓機(jī)2時(shí)的上下方向。 滾筒3沿著軸方向形成為長(zhǎng)筒狀。在滾筒3的內(nèi)部沿著軸方向形成長(zhǎng)眼鏡孔狀的 空腔部，在該空腔部中旋轉(zhuǎn)自如地插通有一對(duì)的混合攪拌螺桿4、4。 滾筒3在軸方向的上游側(cè)具有材料供給口 5，能夠經(jīng)由該材料供給口 5將材料供給 至空腔部。在滾筒3內(nèi)具有電加熱器及使用加熱的油的加熱裝置(圖示略)，從材料供給口 5供給的材料被該加熱裝置加熱為熔融狀態(tài)或者半熔融狀態(tài)。 混合攪拌螺桿4以插通滾筒3的空腔部的方式被左右設(shè)置一對(duì)。在各混合攪拌螺 桿4上設(shè)有沿軸方向長(zhǎng)的花鍵軸(圖示略)，借助該花鍵軸將多個(gè)段部件固定成串狀。
構(gòu)成混合攪拌螺桿4的段部件有各種種類，在混合攪拌螺桿4中將多種段部件進(jìn) 行組合而在軸方向的既定的范圍內(nèi)形成輸送材料的輸送部6、混合攪拌材料的混合攪拌部 7、以及將混合攪拌后的材料向下游側(cè)輸送的擠壓部8等。另外，本實(shí)施方式的混合攪拌螺 桿4從上游側(cè)依次地具有輸送部6、混合攪拌部7、以及擠壓部8各一個(gè)。
輸送部6，由沿著軸方向配備的多個(gè)螺桿段9構(gòu)成，該螺桿段9旋轉(zhuǎn)而從上游側(cè)向 下游側(cè)輸送材料。 混合攪拌部7，在本實(shí)施方式中，沿著軸方向由多個(gè)轉(zhuǎn)子段10構(gòu)成。這些轉(zhuǎn)子段 IO，都沿著軸方向具有多個(gè)彎曲成螺旋狀的混合攪拌用刮板11。轉(zhuǎn)子段IO，使混合攪拌用 刮板11旋轉(zhuǎn)而使材料通過(guò)形成在混合攪拌用刮板11的尖端部與滾筒3的內(nèi)壁面之間的徑 向間隙而進(jìn)行剪切(混合攪拌)。另外，在本實(shí)施方式中，僅例示了由具有將材料向下游側(cè) 輸送的方向的正的螺旋角的轉(zhuǎn)子段10構(gòu)成的混合攪拌部7，但是也可以由多個(gè)揉壓圓盤段 來(lái)構(gòu)成、及由轉(zhuǎn)子段10和揉壓圓盤段的雙方來(lái)構(gòu)成混合攪拌部7。
擠壓部8與輸送部6相同地沿著軸方向具有多個(gè)具備彎曲成螺旋狀的螺桿刮板的 螺桿段9。擠壓部8的螺桿段9形成為，越靠近下游的螺桿段9的節(jié)距越小，越向下游側(cè)行 進(jìn)材料的移動(dòng)速度越低而能夠?qū)Σ牧线M(jìn)行加壓。 上述的混合攪拌部7與擠壓部8之間形成為階梯部狀，在該部分設(shè)置混合度調(diào)節(jié) 裝置1。該混合度調(diào)節(jié)裝置1具有截面呈圓形的部分12，被配備在混合攪拌螺桿4上；門 部件13，被設(shè)置在軸方向上與該截面呈圓形的部分12相對(duì)應(yīng)的位置的滾筒3處。門部件 13相對(duì)于截面呈圓形的部分12接近遠(yuǎn)離自如，能夠使形成在其與截面呈圓形的部分12之 間的流路的面積變化而調(diào)節(jié)門部件13的上游側(cè)和下游側(cè)的材料的壓力差A(yù)P、即材料的混 n /又o 以下說(shuō)明第一實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置1。 如圖2所示，嚙合型的雙軸擠壓機(jī)中的截面呈圓形的部分12為與混合攪拌螺桿4 同軸的圓筒形狀，形成為比上游側(cè)的轉(zhuǎn)子段10及下游側(cè)的螺桿段9直徑小。截面呈圓形的 部分12的外周面，與軸方向垂直的截面形成為以混合攪拌螺桿4的旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓形 狀。 門部件13是具有沿著截面呈圓形的部分12的圓弧切去與截面呈圓形的部分12 相對(duì)應(yīng)的部分的對(duì)置緣的部件，設(shè)置為一對(duì)而從上下夾入截面呈圓形的部分12。門部件13 插通在以貫通滾筒3的方式形成的引導(dǎo)孔14中，且沿著該引導(dǎo)孔14自如地進(jìn)退。在門部 件13上連結(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15，借助驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15在相同的時(shí)機(jī)分別向上下不同的方向移動(dòng)上下 的門部件13。 如圖2所示，第一實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置l，在門部件13與作為驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15 而設(shè)置的直線地變位的驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器之間具有驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16，該驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16根 據(jù)預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15(驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器)的驅(qū)動(dòng)量x與門部件13的移動(dòng)量A S的關(guān)系， 使門部件13的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x變化為門部件13的移動(dòng)量A S 。
第一實(shí)施方式的驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16具體地具有具有引導(dǎo)槽17的凸輪部件18、 被凸輪部件18的引導(dǎo)槽17引導(dǎo)而使門部件13移動(dòng)的動(dòng)作部件19。 凸輪部件18配備為能夠與軸方向平行地滑動(dòng)，在軸方向的一端與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15連 結(jié)。該驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15為線性促動(dòng)器，例如通過(guò)使內(nèi)置的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)，能夠?qū)⑼馆啿考?8沿 著軸方向滑動(dòng)既定量。 在凸輪部件18上設(shè)有相對(duì)于滑動(dòng)方向非線性地漸次變化地傾斜的引導(dǎo)槽17，在 引導(dǎo)槽17上移動(dòng)自如地卡合有動(dòng)作部件19的混合攪拌螺桿4的相反側(cè)的端部。此外，該 動(dòng)作部件19的混合攪拌螺桿4側(cè)的端部被固定在門部件13上。所以，若使用驅(qū)動(dòng)馬達(dá)使 凸輪部件18向軸方向的某方向滑動(dòng)，則與凸輪部件18的滑動(dòng)對(duì)應(yīng)，引導(dǎo)槽17向同方向滑 動(dòng)，動(dòng)作部件19所卡合的引導(dǎo)槽17的軸方向位置以及上下方向位置發(fā)生變化，隨著相對(duì)于 動(dòng)作部件19的卡合位置的變化，門部件13向上下方向的某一方移動(dòng)。
該引導(dǎo)槽17沿著預(yù)先設(shè)定的輪廓形成，構(gòu)成為，在滑動(dòng)凸輪部件18時(shí)，與動(dòng)作部 件19連結(jié)的門部件13按著輪廓變換為既定的移動(dòng)量A S而移動(dòng)。該輪廓被設(shè)定為，在門 部件13的開(kāi)度S小時(shí)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率小，在門部件13的開(kāi)度S 大時(shí)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率大。從而，在門部件13的開(kāi)度S小時(shí)相對(duì)于 驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率小，移動(dòng)量A S緩緩地變化，因此能夠穩(wěn)定地調(diào)節(jié)門部件前后的壓力差A(yù)P(即混合度)。 輪廓能夠通過(guò)如下的方式導(dǎo)出設(shè)定驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系，使得門部件 前后的壓力差A(yù)P的變化相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x為一定的變化率，在基于電子計(jì)算機(jī)的模擬計(jì)算 中，將相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的門部件前后的壓力差A(yù)P的變化率一定這一條件應(yīng)用于門部件13 的移動(dòng)量A S與門部件前后的壓力差A(yù)P的關(guān)系。 通過(guò)沿著這樣的輪廓形成引導(dǎo)槽17，能夠一次將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x變換為相 對(duì)于門部件前后的壓力差A(yù)P為一定的變化率的門部件13的移動(dòng)量A S ，能夠使用該移動(dòng) 量A S而以一定的變化率使門部件前后的壓力差A(yù)P變化。
上述的輪廓，具體能夠如下地求得。 如圖3所示，從門部件的前后附近的材料的壓力，相對(duì)于門部件13的開(kāi)度S繪出 門部件的上游側(cè)和下游側(cè)的材料的壓力差A(yù)P，則該壓力差A(yù)P相對(duì)于門部件13的開(kāi)度S 表示為非線性的關(guān)系。由過(guò)去的實(shí)際結(jié)果得知相對(duì)于該門部件13的開(kāi)度S的壓力差A(yù)P 關(guān)系為指數(shù)函數(shù)。因此該關(guān)系式如式(1)所示。
[數(shù)1] AP = aebS (1) [OO54] S :門部件的開(kāi)度(mm)
a、b:常數(shù) 但是，在本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置中，因?yàn)橄Ｍ瓜鄬?duì)于門部件13的開(kāi)度S壓力 差A(yù)P以一定的變化率變化，所以相對(duì)于從驅(qū)動(dòng)量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16輸出的門部件13的移動(dòng)量 x圖3的雙點(diǎn)劃線表示的直線的關(guān)系必須在壓力差A(yù)P'時(shí)成立。該雙點(diǎn)劃線的關(guān)系式，在 門全開(kāi)(移動(dòng)量X)時(shí)壓力差A(yù)P'成立，則成為例如式(2)所示那樣的關(guān)系。
[數(shù)2]
AP， = Clx+c2Ci=M (2) c2 = P2 x :驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量(mm) P工門部件全開(kāi)時(shí)的門部件的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差
P2 :門部件全閉時(shí)的門部件的上游側(cè)和下游側(cè)的壓力差 [OO64] X :門部件從全閉變化到全開(kāi)的移動(dòng)量(mm) 在此，導(dǎo)出驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系，因此，如果在式(1)以及式(2)中AP =AP'，則能夠?qū)С鍪?3)的關(guān)系。
[數(shù)3]
In (c,x + c2) —lna( 3 ) 3
b 接著，考慮滿足式(3)的關(guān)系地形成有輪廓的凸輪部件18的引導(dǎo)槽17。如圖2所 示，若從凸輪部件18的距離混合攪拌螺桿4遠(yuǎn)側(cè)的端緣到引導(dǎo)槽17的上下方向的距離為 t，則該距離t與門部件13的移動(dòng)量A S、換言之與門部件13從滾筒3的內(nèi)壁向上下方向 移動(dòng)的距離相等，所以距離t和門部件13的開(kāi)度S的總和如式(4)所示為一定的。
[數(shù)4] t+ S = C3 (4)
(]3:常數(shù) 若將通過(guò)式(3)求得的門部件13的開(kāi)度S代入該式(4)而進(jìn)行整理，則成為以 下的式(5)。
[數(shù)5]t = C In (c,x + Cp-lna( 5 ) 3 b 如圖4所示，由式(5)表示的引導(dǎo)槽17，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x小時(shí)相對(duì)于軸 方向以小的傾斜角度形成。換言之，在門部件13的開(kāi)度S小時(shí)，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量 A S的變化率小，能夠進(jìn)行壓力差A(yù)P(即混合度)的微調(diào)節(jié)。 此外，如圖4所示，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x大時(shí)相對(duì)于軸方向以大的傾斜角度 形成。換言之，在門部件13的開(kāi)度S大時(shí)，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率大，與 以往的裝置相比，即便是相同的驅(qū)動(dòng)量x，也能夠使壓力差A(yù)P(即混合度)較大地變化。
所以，若使用具有該輪廓的引導(dǎo)槽17的門部件13而調(diào)節(jié)壓力差A(yù)P，則如圖5所 示，即便在開(kāi)度S小時(shí)，門部件13的上游側(cè)與下游側(cè)的壓力差A(yù)P(即混合度)也不會(huì)相 對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x急劇地變化，所以能夠精度高地(穩(wěn)定地)調(diào)節(jié)混合度。此外， 壓力差A(yù)P以一定的變化率相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x變化，從而使門部件13的控制性提高。 [OO78][第二實(shí)施方式] 圖6表示本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置1的第二實(shí)施方式。第二實(shí)施方式的混合度調(diào) 節(jié)裝置1與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)是，凸輪部件18安裝為繞相對(duì)于軸方向以及上下方向垂 直的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)自如，借助使用步進(jìn)馬達(dá)及伺服馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15而使該凸輪部件18繞 旋轉(zhuǎn)軸心20旋轉(zhuǎn)。 S卩，在第二實(shí)施方式的凸輪部件18上形成引導(dǎo)槽17，該引導(dǎo)槽17形成為以旋轉(zhuǎn)軸 心20為中心而從該旋轉(zhuǎn)軸心20沿著圓周方向遠(yuǎn)離的漩渦狀。并且，若使凸輪部件18向正 反的某一方向旋轉(zhuǎn)，則動(dòng)作部件19所卡合的引導(dǎo)槽17的位置相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸20沿徑方向變 化，使門部件13向上下的某方向移動(dòng)。
第二實(shí)施方式的輪廓可以如下地求得。 輪廓具有在將旋轉(zhuǎn)軸心20作為原點(diǎn)的座標(biāo)上漩渦狀地移動(dòng)的軌跡。該輪廓的軌 跡，如將凸輪部件18的旋轉(zhuǎn)角度(驅(qū)動(dòng)量)作為x(rad)時(shí)的式(6)所示。
[數(shù)6]
2孤人
「00841 X = t X COS (-)
L畫」 360 ( 6 )y-txsin (^^) , 360 將由上述的式(5)導(dǎo)出的距離t代入該式(6)中，從而獲得圖7所示的輪廓的軌 跡。該輪廓的軌跡為，在引導(dǎo)槽17的一端(圖7的A點(diǎn))引導(dǎo)槽17的位置接近于凸輪部 件18的旋轉(zhuǎn)軸心20，在另一端側(cè)(圖7的B點(diǎn))引導(dǎo)槽17的位置從旋轉(zhuǎn)軸心20遠(yuǎn)離。
在此，在相對(duì)于凸輪部件18的旋轉(zhuǎn)角度x引導(dǎo)槽17的位置線性地變化時(shí)，引導(dǎo)槽17通過(guò)圖7的點(diǎn)劃線所示的軌跡。 但是，在本實(shí)施方式中，在門部件13的開(kāi)度S小(位于圖7的與B點(diǎn)接近的一 側(cè))時(shí)，引導(dǎo)槽17形成為與圖7的點(diǎn)劃線所示的軌跡相比在切線方向?yàn)樾〉慕嵌?，相?duì)于 驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率變小。此外，在門部件13的開(kāi)度S大(位于圖7的與A 點(diǎn)接近的一側(cè))時(shí)，引導(dǎo)槽17形成為與圖7的點(diǎn)劃線所示的軌跡相比在切線方向?yàn)榇蟮慕?度，相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量A S的變化率變大。 所以，在第二實(shí)施方式驅(qū)動(dòng)量的混合度調(diào)節(jié)裝置1中，在門部件13的開(kāi)度S小時(shí) 能夠使壓力差A(yù)P緩慢地變化，所以在開(kāi)度S小時(shí)能夠精度高地(穩(wěn)定地)調(diào)節(jié)混合度。 進(jìn)而，在門部件13的開(kāi)度S大時(shí)也使壓力差A(yù)P的變化一定，所以能夠相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x以 一定的變化率調(diào)節(jié)壓力差A(yù)P，使門部件13的控制性提高。 另外，第二實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置1的上述之外的構(gòu)成與第一實(shí)施方式相 同。因此，省略關(guān)于上述之外的構(gòu)成的說(shuō)明。 [OO91][第三實(shí)施方式] 圖8表示本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置1的第三實(shí)施方式。第三實(shí)施方式的混合度調(diào) 節(jié)裝置1與第二實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，在凸輪部件18與門部件13之間具有利用齒條及 小齒輪機(jī)構(gòu)以及螺桿螺紋的驅(qū)動(dòng)量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16。該驅(qū)動(dòng)量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)16具有與凸輪部件 18連結(jié)的第一動(dòng)作部件21、被固定在門部件13上的第二動(dòng)作部件22、將第一動(dòng)作部件21 的直線運(yùn)動(dòng)變換為第二動(dòng)作部件22的上下運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)變換部23。 在第一動(dòng)作部件21的頂端側(cè)形成齒條部24，在運(yùn)動(dòng)變換部23的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)自如地 具有與該齒條部24嚙合的小齒輪25。在第二動(dòng)作部件22的頂端側(cè)形成螺桿螺紋部，該螺 桿螺紋部與形成在小齒輪25的內(nèi)周側(cè)上的陰螺紋部螺紋結(jié)合。所以，若使第一動(dòng)作部件21 向軸方向的某一方滑動(dòng)，則設(shè)置在運(yùn)動(dòng)變換部23上的小齒輪25旋轉(zhuǎn)，與該小齒輪25螺紋 結(jié)合的第二動(dòng)作部件22向上下的某方向移動(dòng)。 另外，第三實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置1的上述之外的構(gòu)成及作用效果與第二實(shí) 施方式相同。因此，省略關(guān)于上述之外的構(gòu)成的說(shuō)明。
[第四實(shí)施方式] 圖9表示本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置1的第四實(shí)施方式。圖9(a)是說(shuō)明混合度調(diào)節(jié) 裝置1的剖視圖，圖9(b)是驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16的說(shuō)明圖。第四實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置 l與第一實(shí)施方式的不同點(diǎn)是本實(shí)施方式的混合度調(diào)節(jié)裝置為公知的門棒式而具有棒狀的 門部件13。 S卩，第四實(shí)施方式的門部件13形成為圓棒狀，旋轉(zhuǎn)自如地插通于上下的引導(dǎo)孔 14中，該上下的引導(dǎo)孔14朝向與混合攪拌螺桿4交叉的方向而形成。門部件13，全開(kāi)狀態(tài) 下面對(duì)于截面呈圓形的部分12的外周面的一部分與滾筒3的內(nèi)周面對(duì)應(yīng)地被圓弧狀地切 去，全閉狀態(tài)下面對(duì)于截面呈圓形的部分12的其他的一部分以沿著截面呈圓形的部分12 的外周的方式被圓弧狀地切去。此外，作為使門部件13旋轉(zhuǎn)期望的旋轉(zhuǎn)量的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而具 有門位置控制用的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15?；旌隙日{(diào)節(jié)裝置1經(jīng)由公知的動(dòng)力傳遞機(jī)構(gòu)將由該驅(qū)動(dòng)馬 達(dá)15產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力傳遞至門部件13，使門部件13在引導(dǎo)孔14內(nèi)旋轉(zhuǎn)從而能夠改變截面呈 圓形的部分12與門部件13之間的材料的流路面積。 已知的驅(qū)動(dòng)傳遞機(jī)構(gòu)以門棒與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)地旋轉(zhuǎn)的方式是傳遞驅(qū)動(dòng) 力的部件。例如構(gòu)成為，將驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的驅(qū)動(dòng)力經(jīng)由蝸桿/蝸輪機(jī)構(gòu)30以及桿31之間的螺紋結(jié)合、桿31以及第一驅(qū)動(dòng)板32之間的連桿結(jié)合、以與第一驅(qū)動(dòng)板32以及第二驅(qū)動(dòng)板 33相互嚙合的方式設(shè)置的齒輪28a、28b，傳遞至與各驅(qū)動(dòng)板32、33連結(jié)的門棒。并且，在該 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中具有按照預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)15的驅(qū)動(dòng)量x與門部件13的移動(dòng)量A S的關(guān) 系將驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x變換為門部件13的移動(dòng)量A S的驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16。
驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)16具有門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)26，檢測(cè)門部件13的位置；控制機(jī)構(gòu) 27，按照預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與門部件13的移動(dòng)量A S的關(guān)系控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 15的旋轉(zhuǎn)量使得驅(qū)動(dòng)量x與門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)26的檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)。 門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)26能夠檢測(cè)與門部件13的旋轉(zhuǎn)位置、換言之門部件13相對(duì)于滾 筒3的旋轉(zhuǎn)角度，在本實(shí)施方式中使用設(shè)置在門部件13的旋轉(zhuǎn)軸上的旋轉(zhuǎn)編碼器。由門位 置檢測(cè)機(jī)構(gòu)26檢測(cè)出的檢測(cè)值(門部件13的旋轉(zhuǎn)角度)被輸出至控制機(jī)構(gòu)27。
在控制機(jī)構(gòu)27中預(yù)先輸入(編程)與預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x和門部件 13的移動(dòng)量A S的關(guān)系、換言之與門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)26的檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的 旋轉(zhuǎn)量。即，在該控制機(jī)構(gòu)26中預(yù)先設(shè)定如下的關(guān)系在門部件13的開(kāi)度S (距門棒的全 閉位置的旋轉(zhuǎn)角度S )小時(shí)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的驅(qū)動(dòng)量x的門部件13的移動(dòng)量(旋轉(zhuǎn)量 A S)的變化率小，在門部件13的開(kāi)度S大時(shí)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的門部件的移動(dòng)量的變化率 增大。并且，控制機(jī)構(gòu)27算出與輸入的檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)量(驅(qū)動(dòng)量x) 而輸出至驅(qū)動(dòng)馬達(dá)15。另外，在本實(shí)施方式中，進(jìn)而能夠借助該控制機(jī)構(gòu)27控制驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 15的旋轉(zhuǎn)量而使壓力差A(yù)P相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x以一定的變化率變化。 本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方式，在不改變發(fā)明的本質(zhì)的范圍內(nèi)可以適宜地變 更各部件的形狀、構(gòu)造、材質(zhì)、組合等。 在上述實(shí)施方式中，例示了門部件13從滾筒3的引導(dǎo)孔14進(jìn)退而調(diào)節(jié)混合度的 混合度調(diào)節(jié)裝置1。但是，本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置1也可以使用如下的裝置使例如棒狀 的門部件(門桿)在引導(dǎo)孔14內(nèi)旋轉(zhuǎn)而使材料的流路面積變化而調(diào)節(jié)混合度。
在上述第三實(shí)施方式中，例示了在凸輪部件18旋轉(zhuǎn)的混合度調(diào)節(jié)裝置1中設(shè)置運(yùn) 動(dòng)變換部23的情況。但是，也可以在凸輪部件18直線地移動(dòng)的混合度調(diào)節(jié)裝置1上設(shè)置 運(yùn)動(dòng)變換部23。 在上述實(shí)施方式中，作為混合攪拌處理設(shè)備例示了同方向旋轉(zhuǎn)嚙合型的雙軸擠壓 機(jī)2。但是，混合度調(diào)節(jié)裝置1可以設(shè)置在異向旋轉(zhuǎn)型的擠壓機(jī)2上，也可以設(shè)置在連續(xù)混 合攪拌機(jī)上。此外，混合攪拌處理設(shè)備的混合攪拌螺桿4不限定于雙軸，例如也可以是單 軸。
權(quán)利要求
一種混合度調(diào)節(jié)裝置，被設(shè)置在具有一邊對(duì)材料進(jìn)行混合攪拌一邊將其朝下游側(cè)輸送的混合攪拌螺桿的混合攪拌處理設(shè)備上，其中，包括門部件，上述門部件相對(duì)于配備在上述混合攪拌螺桿上的截面呈圓形的部分移動(dòng)，以使形成在門部件與上述截面呈圓形的部分之間的流路的面積變化，從而調(diào)節(jié)上述材料的混合度；移動(dòng)上述門部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；以及配備在上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)，在此，上述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)被構(gòu)造成使上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量Δδ之間形成上述門部件的開(kāi)度越小則上述移動(dòng)量Δδ相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的的變化率越小的關(guān)系。
2. 如權(quán)利要求l所述的混合度調(diào)節(jié)裝置，其特征為，上述驅(qū)動(dòng)量x與上述移動(dòng)量A S 的關(guān)系被設(shè)定為上述門部件前后的壓力差A(yù)P的變化相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定的變化 率。
3. 如權(quán)利要求2所述的混合度調(diào)節(jié)裝置，其特征為，將上述門部件前后的壓力差A(yù)P 的變化率相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定這一條件應(yīng)用于上述門部件的上述移動(dòng)量A S與 上述門部件前后的上述壓力差A(yù)P的關(guān)系，從而導(dǎo)出上述驅(qū)動(dòng)量x與上述移動(dòng)量A S的關(guān) 系。
4. 如權(quán)利要求1所述的混合度調(diào)節(jié)裝置，其特征為，上述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)是凸輪部件， 該凸輪部件被設(shè)置在上述門部件和作為上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而設(shè)置的驅(qū)動(dòng)促動(dòng)器之間，上述凸輪部件具有上述門部件的開(kāi)度S越小則使上述移動(dòng)量A S相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量 x的變化率越小的輪廓。
5. 如權(quán)利要求4所述的混合度調(diào)節(jié)裝置，其特征為，上述凸輪部件具備具有上述輪廓 的引導(dǎo)槽，在借助上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)上述凸輪部件時(shí)，門部件在該引導(dǎo)槽的引導(dǎo)下移動(dòng)，其 開(kāi)度S變化。
6 如權(quán)利要求1所述的混合度調(diào)節(jié)裝置，其特征為，上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具有上述門部件的 位置控制用的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，上述驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)具有門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)，檢測(cè)上述門部件的位置；控制機(jī)構(gòu)，具有 按照預(yù)先設(shè)定的上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的關(guān)系控制上述驅(qū) 動(dòng)馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)量使得驅(qū)動(dòng)量x與上述門位置檢測(cè)機(jī)構(gòu)的檢測(cè)值相對(duì)應(yīng)的功能。
7. —種混合度調(diào)節(jié)方法，是混合度調(diào)節(jié)裝置的混合度調(diào)節(jié)方法，所述混合度調(diào)節(jié)裝置 被設(shè)置在具有一邊對(duì)材料進(jìn)行混合攪拌一邊將其朝下游側(cè)輸送的混合攪拌螺桿的混合攪 拌設(shè)備上，相對(duì)于配備在該混合攪拌螺桿上的截面呈圓形的部分移動(dòng)門部件而使得形成在 門部件與該截面呈圓形的部分之間的流路的面積變化，從而調(diào)節(jié)上述材料的混合度，其特 征為，按照移動(dòng)該門部件的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的預(yù)先設(shè)定的 關(guān)系，驅(qū)動(dòng)上述門部件，使得上述門部件的開(kāi)度S越小則上述移動(dòng)量A S相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng) 量x的變化率越小。
8. 如權(quán)利要求7所述的混合度調(diào)節(jié)方法，其特征為，上述驅(qū)動(dòng)量x與移動(dòng)量A S的關(guān)系被設(shè)定為上述門部件前后的壓力差A(yù)P的變化相對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x保持一定的變化率， 按照預(yù)先設(shè)定的上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的上述驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的上述移動(dòng)量A S的關(guān)系驅(qū) 動(dòng)上述門部件。
9.如權(quán)利要求7所述的混合度調(diào)節(jié)方法，其特征為，將上述門部件前后的壓力差A(yù)P相 對(duì)于上述驅(qū)動(dòng)量x的變化率保持一定這一條件應(yīng)用于上述門部件的移動(dòng)量A S與門部件 前后的壓力差A(yù)P的關(guān)系，從而導(dǎo)出上述驅(qū)動(dòng)量x與上述移動(dòng)量A S的關(guān)系，按照預(yù)先設(shè) 定的上述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量x與上述門部件的移動(dòng)量A S的關(guān)系驅(qū)動(dòng)上述門部件。
全文摘要
本發(fā)明的混合度調(diào)節(jié)裝置，設(shè)置在具有一邊向下游側(cè)輸送材料一邊進(jìn)行混合攪拌的混合攪拌螺桿的混合攪拌處理設(shè)備上，相對(duì)于配置在混合攪拌螺桿上的截面呈圓形的部分移動(dòng)門部件而使得形成在門部件與截面呈圓形的部分之間的流路的面積發(fā)生變化，從而調(diào)節(jié)材料的混合度，其特征為，在門部件與驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)之間具有驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)量變換機(jī)構(gòu)構(gòu)成為，按照在門部件(13)的開(kāi)度δ小時(shí)減小相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量Δδ的變化率、在門部件(13)的開(kāi)度δ大時(shí)增大相對(duì)于驅(qū)動(dòng)量x的移動(dòng)量Δδ的變化率的輪廓，將驅(qū)動(dòng)量x變換為移動(dòng)量Δδ。根據(jù)該構(gòu)成，能夠使混合度相對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)量以一定的變化率變化。
文檔編號(hào)B29C47/92GK101722585SQ20091020907
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2009年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月31日
發(fā)明者山口和郎, 山根泰明, 山田紗矢香, 福谷和久 申請(qǐng)人:株式會(huì)社神戶制鋼所