(57)【要約】【課題】本発明は、適正とされる予測ギアポンプ回転数と現在の運転ギアポンプ回転数の比較を行い、その結果により異常を判断し、ギアポンプの損傷を防止することを目的とする。【解決手段】本発明によるギアポンプの制御方法は、ギアポンプ（７）の吸入圧力値及び吐出圧力値を用いて前記ギアポンプ（７）のギアポンプ用モータ（９）の回転数を制御するようにしたギアポンプの制御方法において、ギアポンプ（７）に対して適正とされる予め予測された予測ギアポンプ回転数（Ｎｃ）と現在の運転ギアポンプ回転数とを比較し、比較結果に基づいて異常と判断された場合、アラーム発生又は停止を行う方法である。【選択図】図１
2006214410.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギアポンプ（７）の入口側の吸入圧力値及び出口側の吐出圧力値を用いて前記ギアポンプ（７）のギアポンプ用モータ（９）の回転数を制御するようにしたギアポンプの制御方法において、
前記ギアポンプ（７）に対して適正とされる予め予測された予測ギアポンプ回転数（Ｎｃ）と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、前記比較の結果に基づいて異常と判断された場合、アラーム発生又は前記ギアポンプ（７）の停止を行うことを特徴とするギアポンプの制御方法。
【請求項２】
前記予測ギアポンプ回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｑ／（６０ηＶＤ）
但し、Ｑ：樹脂供給量（フィーダより与えられる値）Ｋｇ／ｈ
Ｖ：ギアポンプが１回転することにより送ることが出来る樹脂体積ｍ３／回転
Ｄ：樹脂の比重Ｋｇ／ｍ３
η：送り効率
で得ることを特徴とする請求項１記載のギアポンプの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアポンプの制御方法に関し、特に、適正とされる予測ギアポンプ回転数と現在の運転ギアポンプ回転数の比較を行い、その結果によって異常を判断しギアポンプの安全を確保するための新規な改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、合成樹脂原料を混練溶融し押出すためのスクリュ式混練機を主要機器とする押出装置において、高粘度の溶融合成樹脂原料に対し、スクリュ式混練機の先端すなわち下流側にギアポンプを配置し、押出装置の押出機能を強化することが行われている。このように使用されるギアポンプは、所定の押出機能を発揮するために、回転数による制御が行われている。
【０００３】
図２は、特許文献１等にも示されている従来のスクリュ式混練機を主要機器とする押出装置におけるギアポンプの制御方法を示す概念的な説明図である。図２において、符号１で示されるものは押出装置であり、この押出装置１はスクリュ式混練機４を中心として、スクリュ式混練機４に回転可能に内挿された図示しないスクリュを回転駆動するための混練機用減速機５および可変回転数の混練機用モータ６がスクリュ式混練機４の後端すなわち上流側に連結され、このスクリュ式混練機４の先端すなわち下流側には、ギアポンプ７、濾過装置１０および造粒装置１１が順次連結されている。このスクリュ式混練機４には、その上流部に、定量供給装置３を介して原料貯留槽２が連結され、前記ギアポンプ７には、ギアポンプ用減速機８および可変回転数のギアポンプ用モータ９が連結されている。
【０００４】
前記ギアポンプ７の上流側すなわち吸入側には吸入圧力計測器１２が、下流側すなわち吐出側には吐出圧力計測器１３が、それぞれ設けられている。この吸入圧力計測器１２は圧力制御装置１４および制御装置１５へ圧力信号を伝達するように接続されている。前記吐出圧力計測器１３は前記制御装置１５へ計測信号を伝達するように接続されている。圧力制御装置１４はギアポンプ用モータ９へ演算後の回転数制御信号を伝達するように接続されている。前記制御装置１５には、前記吸入圧力計測器１２および吐出圧力計測器１３の圧力値の上限に対するアラーム値および停止値が設定されている。
【０００５】
以上のような連続運転において、吸入圧力計測器１２の圧力値が設定値よりも高くなった場合は、ギアポンプ７の上流側において合成樹脂原料の滞留量が増加したことを示しており、ギアポンプ７の処理能力を大きくして吸入側の合成樹脂原料の吸入量を増加させることにより滞留量を減少させて吸入圧力を下げる。そのために、吸入圧力計測器１２の圧力値に基づいて圧力制御装置１４において演算し、必要な回転数の制御をギアポンプ用モータ９へ指示し、ギアポンプ７の回転数を上昇させている。
【０００６】
同様にして、吸入圧力計測器１２の圧力値が設定値よりも低くなった場合、ギアポンプ７の上流側において合成樹脂原料の滞留量が必要量以下に減少したことを示しており、
ギアポンプ７の処理能力を小さくして吸入側の合成樹脂原料の吸入量を減少させることにより滞留量を増加させて吸入圧力を上げる。そのために、吸入圧力計測器１２の圧力値に基づいて圧力制御装置１４において演算し、必要な回転数の制御をギアポンプ用モータ９へ入力し、ギアポンプ７の回転数を下降させる。
【０００７】
また、吸入圧力計測器１２の圧力値が異常に低くなりあるいは高くなった場合、制御装置１５に設定された吸入圧力に対する低圧あるいは高圧のアラーム値あるいは停止値を越えた場合、制御装置１５はアラームを発信しあるいは押出装置１を停止する。
【０００８】
【特許文献１】特許第２６８１０９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のギアポンプの制御方法は以上のように構成されていたため、次のような課題が存在していた。すなわち、吸入圧力計測器のゼロ点がずれている、ギアポンプの吐出側の圧力が高くギアポンプを通して吸入側へ圧力がもれる、吸入圧力計測器が損傷して正しい計測が出来ない、などの状態で連続運転している場合、あるいはこのような事態が連続運転中に発生した場合、圧力制御装置におけるギアポンプの回転数の制御によって吸入圧力を調整することが不可能になっていた。また、吸入圧力および吐出圧力が制御装置１５におけるそれぞれのアラーム設定値内であれば、ギアポンプは回転数の上昇を続けて暴走することになり、その結果、ギアポンプはギアがキャビテーションを起し、軸受部が異常な高温となり、カジリ現象あるいは焼付き現象を起すことがあった。
【００１０】
本発明は以上のような課題を解決するためになされたものであり、特に、適正とされる予測ギアポンプ回転数と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、その比較結果によって異常と判断された時にアラームを発生することにより、回転数が暴走せず、損傷することのないギアポンプの制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によるギアポンプの制御方法は、ギアポンプの入口側の吸入圧力値及び出口側の吐出圧力値を用いて前記ギアポンプのギアポンプ用モータの回転数を制御するようにしたギアポンプの制御方法において、前記ギアポンプに対して適正とされる予め予測された予測ギアポンプ回転数と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、前記比較の結果に基づいて異常と判断された場合、アラーム発生又は前記ギアポンプの停止を行う方法であり、また、前記予測ギアポンプ回転数Ｎｃは、
Ｎｃ＝Ｑ／（６０ηＶＤ）
但し、Ｑ：樹脂供給量（フィーダより与えられる値）Ｋｇ／ｈ
Ｖ：ギアポンプが１回転することにより送ることが出来る樹脂体積ｍ３／回転
Ｄ：樹脂の比重Ｋｇ／ｍ３
η：送り効率
で得る方法である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によるギアポンプの制御方法は以上のように構成されているため、次のような効果を得ることができる。
すなわち、ギアポンプに対して適正とされる予め予測された予測ギアポンプ回転数と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、この比較の結果に基づいて異常と判断された場合、アラーム発生又はギアポンプの停止を行うため、圧力検出系に不具合が発生した場合でも、ギアポンプの暴走及び損傷を未然に防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、予め予測された予測ギアポンプ回転数と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、この比較の結果に基づいて異常と判断された場合にアラーム発生又はギアポンプの停止を行うことにより、ギアポンプの損傷等を未然に防止することを目的とする。
【実施例】
【００１４】
以下、図面と共に本発明によるギアポンプの制御方法の好適な実施の形態について説明する。図１は、本発明によるスクリュ式混練機を主要機器とする押出装置におけるギアポンプの制御方法を示す概念的な説明図である。尚、図２おける従来例と同一又は同等部分については、同一符号を用いて説明する。図１において、符号１で示されるものは押出装置であり、この押出装置１はスクリュ式混練機４を中心として、スクリュ式混練機４に回転可能に内挿された図示しないスクリュを回転駆動するための混練機用減速機５および可変回転数の混練機用モータ６がスクリュ式混練機４の後端すなわち上流側に連結され、スクリュ式混練機４の先端すなわち下流側には、ギアポンプ７、濾過装置１０および造粒装置１１が順次連結されている。このスクリュ式混練機４の上流部に、定量供給装置（フィーダ）３を介して原料貯留槽２が連結され、このギアポンプ７には、内蔵された図示しないギアを回転駆動するためのギアポンプ用減速機８および可変回転数のギアポンプ用モータ９が連結されている。
【００１５】
前記ギアポンプ７の上流側（入口側）すなわち吸入側には吸入圧力値を検出するための吸入圧力計測器１２が、下流側（出口側）すなわち吐出側には吐出圧力値を検出するための吐出圧力計測器１３が、それぞれ設けられている。この吸入圧力計測器１２は圧力制御装置１４および制御装置１５へ圧力信号Ｐを伝達するように接続されている。前記吐出圧力計測器１３は制御装置１５へ圧力信号Ｐを伝達するように接続されている。この圧力制御装置１４はギアポンプ用モータ９へ演算後の回転数制御信号を入力するように接続されている。前記定量供給装置３は制御装置１５へ供給量信号Ｑを入力するように接続されている。前記制御装置１５には、吸入圧力計測器１２および吐出圧力計測器１３の圧力値に対するアラーム値および停止値が設定され、ギアポンプ用モータ９の回転数に対するアラーム値および停止値が設定されている。
【００１６】
次に動作について説明する。まず、スクリュ式混練機４、ギアポンプ７および濾過装置１０の運転起動条件が整った状態で、混練機用モータ６を起動し、混練機用減速機５を介してスクリュ式混練機４のスクリュを回転駆動すると共に、定量供給装置３を起動し、原料貯留槽２に貯留されている合成樹脂原料をスクリュ式混練機４のシリンダ内へ供給する。また、順次、ギアポンプ用モータ９を起動し、ギアポンプ用減速機８を介してギアポンプ７のギアを回転駆動し、造粒装置１１の運転を開始する。
【００１７】
起動後の押出装置１は、初期の調整運転後の連続運転において、原料貯留槽２内の合成樹脂原料が定量供給装置３を介してスクリュ式混練機４へ定量的に継続して供給される。スクリュ式混練機４において、合成樹脂原料は回転駆動されるスクリュにより混練溶融されながら下流方向へ輸送され、所定の混練状態に溶融された合成樹脂原料が先端からギアポンプ７へ供給される。前記ギアポンプ７から押出された合成樹脂原料は、濾過装置１０において不純物が濾過され、造粒装置１１へ供給されて造粒される。
【００１８】
以上のような連続運転において、ギアポンプ７の吸入側において、溶融合成樹脂原料の吸入圧力が吸入圧力計測器１２により計測され、圧力値が圧力制御装置１４および制御装置１５へ入力される。また、ギアポンプ７の吐出側において、溶融合成樹脂原料の吐出圧力が吐出圧力計測器１３により計測され、圧力値が制御装置１５へ入力される。尚、定常運転される連続運転中における予想外の運転状態の変化あるいは計画的な運転条件、例えば処理量の変化に対して、ギアポンプ７は、吸入圧力すなわち吸入圧力計測器１２の計測値が必要に応じて許容範囲を設けた設定値を維持するように制御される。
【００１９】
前記吸入圧力計測器１２の圧力値が設定値よりも高くなった場合、ギアポンプ７の上流側において合成樹脂原料の滞留量が増加したことを示しており、ギアポンプ７の処理能力を大きくして吸入側の合成樹脂原料の吸入量を増加させることにより滞留量を減少させて吸入圧力を下げる。そのために、吸入圧力計測器１２の圧力値に基いて圧力制御装置１４において演算し、必要な回転数の上昇値をギアポンプ用モータ９へ入力し、ギアポンプ７の回転数を上昇させる。回転数の上昇したギアポンプ７はより大きな処理能力で吸入し、滞留量が減少し、その結果、吸入圧力が下がる。
【００２０】
同様にして、前記吸入圧力計測器１２の圧力値が設定値よりも低くなった場合、ギアポンプ７の上流側において合成樹脂原料の滞留量が必要量以下に減少したことを示しており、ギアポンプ７の処理能力を小さくして吸入側の合成樹脂原料の吸入量を減少させることにより滞留量を増加させて吸入圧力を上げる。そのために、吸入圧力計測器１２の計測値に基いて圧力制御装置１４において演算し、必要な回転数の下降値をギアポンプ用モータ９へ指示し、ギアポンプ７の回転数を下降させる。回転数の下降したギアポンプ７はより小さな処理能力で吸入し、滞留量が増加し、その結果、吸入圧力が上がる。以上の動作は従来と同様である。
【００２１】
前記ギアポンプ用モータ９の回転数信号は常時制御装置１５へ入力され、本発明では、前述の制御に加えて、次の回転数制御を適用するものである。すなわち、ギアポンプ７に対して適正とされる予め予測された予測ギアポンプ回転数と現在運転されている運転ギアポンプ回転数とを比較し、前記比較の結果に基づいて異常と判断された場合、アラーム発生又は前記ギアポンプ７の停止を行うことによって、ギアポンプ７の損傷等を未然に防止することができる。
【００２２】
前述の適正とされる予め予測されたギアポンプ７の予測ギアポンプ回転数は、次の（１）式で予め得られる。
Ｎｃ＝Ｑ／（６０ηＶＤ）・・・（１）
Ｑ：樹脂供給量（フィーダより与えられる値）Ｋｇ／ｈ
Ｎｃ：予測ギアポンプ回転数
Ｖ：ギアポンプが１回転することにより送ることが出来る樹脂体積ｍ３／回転
Ｄ：樹脂の比重Ｋｇ／ｍ３
η：送り効率
Ｎｃと実測値Ｎｒ（すなわち前述の現在運転されている運転ギアポンプ回転数）を次式（２）、（３）により比較する。
Ｎｒ／Ｎｃ＞Ｈ・・・・（２）
Ｎｒ／Ｎｃ＞ＨＨ・・・（３）
ＨおよびＨＨの値はあらかじめ決められた任意の値であり、ギアポンプの安全率を考慮して決定される。
ここで
Ｈ＞１
ＨＨ＞Ｈ
であり、（２）の場合警告、（３）の場合ギアポンプ７の停止とする。
ただし、樹脂供給量の振れ、樹脂供給量を変更した時の吸入圧制御の応答性、プロセス上の運転性も考慮し、ある一定以上の時間その状況が継続されたとき、警告、停止を行うようにすることもできる。
もしくは、Ｎｒ／Ｎｃ＞Ｈの状態を、Ｔ時間継続した時、警告、ＴＴ時間継続した時、停止する制御を行うこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、ギアポンプの制御に限ることなく、負荷運転状態のモータにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明によるギアポンプの制御方法を示す構成図である。
【図２】従来のギアポンプの制御方法を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２５】
１    押出装置
２    原料貯留槽
３    定量供給装置
４    スクリュ式混練機
５    混練機用減速機
６    混練機用モータ
７    ギアポンプ
８    ギアポンプ用減速機
９    ギアポンプ用モータ
１０    濾過装置
１１    造粒装置
１２    吸入圧力計測器（入口側）
１３    吐出圧力計測器（出口側）
１４    圧力制御装置
１５    制御装置
Ｎｃ    予測ギアポンプ回転数
Ｑ    樹脂供給量
Ｖ    ギアポンプが１回転することにより送ることが出来る樹脂体積
Ｄ    樹脂の比重
η    送り効率
【図１】
2006214410.tif 000003
【図２】
2006214410.tif 000004