CN102873783B - 混匀挤压装置及混匀挤压装置的起动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够在混匀挤压装置的起动时将从混匀挤压机的树脂取出量抑制得较少、能够防止转移到稳定运转的情况下的树脂品质的恶化及切割运转中的问题、还能够防止装置结构的大型化及复杂化的混匀挤压装置。在本发明的混匀挤压装置中，具有具备方向变换器的混匀挤压机、驱动混匀挤压机的电动机、和对电动机供给驱动用电力的电源装置；在电源装置中，具备：起动用电力供给部，将使电动机以比稳定运转时的输出小的输出低速旋转的驱动用电力向电动机供给；运转用电力供给部，将使电动机以稳定运转时的输出高速旋转的驱动用电力向电动机供给；电源切换装置，将向电动机供给的来自起动用电力供给部的驱动用电力切换为来自运转用电力供给部的驱动用电力。

Description

混匀挤压装置及混匀挤压装置的起动方法

技术领域

本发明涉及混匀挤压装置及混匀挤压装置的起动方法。

背景技术

在树脂颗粒的制造中使用的混匀挤压机具有树脂的投入部、将投入的树脂用转子或螺杆等一边混匀一边送出的混匀部、和将混匀成为熔融状态的熔融树脂挤压的挤压部，在挤压部的出口部分（下游侧）连结着水中切割造粒装置等造粒机，用该造粒机进行向颗粒的造粒。

通过对于这样的混匀挤压机、具备用来旋转驱动混匀部的转子或螺杆等的电动机、和向该电动机供给驱动用电力的电源装置而构成混匀挤压装置。在电动机中，根据混匀的树脂的种类及处理量，从超过几千kW～一万kW的输出中选择最适合者。

在混匀挤压装置的起动时，将电动机起动，接着从混匀挤压机的投入部投入少量的树脂，从设在挤压部的出口跟前的开口部（方向变换器）将熔融的树脂向混匀挤压机的机外取出、或者使挤压部与造粒机分离、从设在挤压部的出口的模板将熔融的树脂向混匀挤压机的机外取出。并且，在确认取出的树脂的熔融状态后，进行方向变换器的闭锁或造粒机向挤压部的连结，转移到连续的稳定运转（例如，参照专利文献1、2）。

可是，近年来，由于要求处理量的增加，作为混匀挤压机而使用混匀室的内径（口径）较大的大型混匀挤压机的情况变多。在该混匀挤压机中，如果在起动时投入的树脂的流量较少，则树脂的滞留时间增加。进而，在混匀部内，与稳定运转时相同的高速的定速旋转被施加在树脂上，与较少的投入量的树脂相比过剩的次数的剪切力被施加在树脂上。

这些成为主要原因，树脂温度上升到需要以上。如果在这样的树脂的状态的原状下向稳定运转转移，则在实际的稳定运转中，有作为熔融的树脂而发生品质上的问题、或造粒机中的切割运转变得困难的问题。

通过这样的理由，希望在起动时投入的树脂的流量尽可能接近于稳定运转时（使流量变多）。但是，另一方面，在将从混匀挤压机取出的树脂通过人工作业处理的情况下，不希望将流量过度增加。所以，提出了在确认从混匀挤压机取出的树脂的熔融状态后、将排出的大量的树脂用输送装置向工厂建筑物的室外等运出、以便不需要流量较多的情况下的人工作业的方法（例如，参照专利文献3、4）。

另外，作为回避上述那样的混匀挤压机的起动时的问题的一个对策，还提出了做成与电动机另外地装备起动用的小型电动机、使混匀挤压机起动时的低速下的旋转驱动使用该起动用的小型电动机的结构、在使混匀挤压装置向稳定运转转移时切换为电动机、通过该电动机进行高速的定速旋转驱动的方法（例如，参照专利文献5、6）。

专利文献1：特开2009－220486号公报

专利文献2：特开2009－220333号公报

专利文献3：特表2002－522253号公报

专利文献4：特开2007－181949号公报

专利文献5：特开2008－30442号公报

专利文献6：特开2009－51032号公报

在专利文献3、4中公开的将从混匀挤压机取出的树脂用输送装置向工厂建筑物的室外等运出的方法中，虽然能够使起动时的投入树脂量变多，但由于取出的树脂的量也较多，所以有向环境的不良影响变大的问题。

在专利文献5、6中公开的与电动机另外地装备起动用的小型电动机的方法中，通过两台电动机，装置结构变得大型且复杂，有不仅是设备成本、进而是颗粒的制造成本也变高的问题。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，目的是提供一种能够在混匀挤压装置的起动时将从混匀挤压机的树脂取出量抑制得较少、能够防止转移到稳定运转的情况下的树脂品质的恶化及切割运转中的问题、还能够防止装置结构的大型化及复杂化的混匀挤压装置及混匀挤压装置的起动方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下的手段。

即，在有关本发明的混匀挤压装置中，其特征在于，具有具备方向变换器的混匀挤压机、驱动该混匀挤压机的电动机、和对该电动机供给驱动用电力的电源装置；在上述电源装置中，具备：起动用电力供给部，将使上述电动机以比稳定运转时的输出小的输出低速旋转的驱动用电力向该电动机供给；运转用电力供给部，将使上述电动机以稳定运转时的输出高速旋转的驱动用电力向该电动机供给；电源切换装置，将向上述电动机供给的来自起动用电力供给部的驱动用电力切换为来自运转用电力供给部的驱动用电力。

优选的是，上述起动用电力供给部是将电动机的最高输出为额定输出的60%以下的驱动用电力向该电动机供给的电源。

优选的是，上述电源由变压器和可变频变压的电源装置构成。

此外，有关本发明的混匀挤压装置的起动方法，其特征在于，将混匀挤压机具备的方向变换器打开；向混匀挤压机投入比稳定运转时少的流量的树脂；通过来自起动用电力供给部的驱动电力使驱动上述混匀挤压机的电动机以比稳定运转时的输出小的输出低速旋转；在通过来自上述起动用电力供给部的驱动电力驱动电动机的期间增加树脂的流量；当因上述树脂的流量增加而使得在电动机中发生了超过由来自起动用电力供给部的驱动用电力带来的电动机的最高输出的负荷时，切换为来自运转用电力供给部的驱动电力，使电动机以稳定运转时的输出高速旋转；将上述方向变换器关闭而转移到稳定运转。

优选的是，从上述起动用电力供给部向该电动机供给使上述电动机的最高输出为额定输出的60%以下的驱动用电力。

优选的是，在上述混匀挤压机的起动时，通过起动用电力供给部使电动机的转速上升到稳定运转时的转速，然后，将向上述电动机供给的驱动电力切换为来自运转用电力供给部的驱动电力。

有关本发明的混匀挤压装置及混匀挤压装置的起动方法能够在混匀挤压装置的起动时将从混匀挤压机的树脂取出量抑制得较少、能够防止转移到稳定运转的情况下的树脂品质的恶化及切割运转中的问题、还能够防止装置结构的大型化及复杂化。

附图说明

图1是示意地表示有关本发明的混匀挤压装置的第1实施方式的侧视图。

图2是表示在有关本发明的混匀挤压装置的起动方法中控制电动机的旋转速度的状况的曲线图。

图3是示意地表示有关本发明的混匀挤压装置的第2实施方式的侧视图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

［第1实施方式］

图1表示有关本发明的混匀挤压装置的第1实施方式。

该混匀挤压装置1具有将树脂混匀并挤压的混匀挤压机2、驱动该混匀挤压机2的电动机3（主电动机）、和向该电动机3供给驱动用电力的电源装置4。

混匀挤压机2具有树脂的投入部7、和转子或螺杆等，所述转子或螺杆等具备将投入的树脂混匀的混匀部8和将混匀成为熔融状态的树脂向下游输送的输送部。在本实施方式中，对于该混匀挤压机2，在其出口部分（下游侧）连结水中切割造粒装置等造粒机10，通过该造粒机10进行向颗粒的造粒。

在混匀挤压机2上，在出口跟前设有方向变换器12（开口部），如果将该方向变换器12打开，则能够将由混匀部8混匀且熔融的树脂向混匀挤压机2的机外取出。此外，如果使混匀挤压机2与造粒机10分离，则能够从经由安装部9装备在混匀挤压机2的前端上的模板（ダイプレート）13将熔融树脂向混匀挤压机2的机外取出。

在混匀挤压机2与电动机3的连结间设有减速器15，在通过该减速器15将电动机3的驱动旋转减速后，向混匀挤压机2的转子或螺杆等传递。

在电动机3中，使用定速旋转驱动的感应电动机或同步电动机。该电动机3根据混匀的树脂的种类及处理量，从超过几千kW～一万kW的输出中选择最适合者。

电源装置4具有基于来自三相交流电源16的电力将在混匀挤压装置1的起动时需要的电力向电动机3供给的规格的起动用电力供给部17、基于来自三相交流电源16的电力将在混匀挤压装置1的稳定运转时需要的电力向电动机3供给的规格的运转用电力供给部18、和将对电动机3的电力供给在这些起动用电力供给部17与运转用电力供给部18之间切换的电源切换装置19。

起动用电力供给部17是对电动机3使其以比使混匀挤压装置1稳定运转时的输出小的输出低速旋转的部件。例如，在电动机3为输出额定10,000kW的结构的情况下，在起动用电力供给部17中，只要采用对电动机3供给电力以使额定的60%以下的输出为最高输出的结构就可以。

在本实施方式中，起动用电力供给部17为具有用来设为比稳定运转时的输出小的输出的变压器20、和为了能够进行电动机3的旋转速度控制而具有可变频变压的电源装置（VVVF）21的结构。此外，可变频变压的电源装置21采用容量为相当于电动机3的输出的60%的6,000kW的结构。

将起动用电力供给部17的最高输出设定为60%以下的理由如下。

即，在混匀挤压装置1的起动时，向混匀挤压机2的投入部7投入的树脂的流量如果考虑树脂取出作业的作业性，则希望是尽可能少量，即使多也应为在稳定运转时向混匀挤压机2的投入部7投入的树脂的最大流量的一半以下。随着使向混匀挤压机2投入的树脂的流量变少到一半以下，在混匀挤压机2的混匀部8中，转子或螺杆的旋转速度也变为低速就可以，此时，如果基于在混匀部8中需要的转矩计算电动机3的消耗动力，则本申请发明者们发现，是电动机3的额定输出的60%以下就可以。

另一方面，运转用电力供给部18是用来对电动机3使混匀挤压装置1以符合稳定运转的输出高速旋转的部件。当然，在电动机3为输出额定10,000kW的结构的情况下，在运转用电力供给部18中，需要采用能够将电动机3在其最大能力下驱动的输出（电动机3的额定输出的100%）的结构。因此，作为运转用电力供给部18，只要构成用来使得能够将该三相交流电源16的输出原样向电动机3供给的直连电路（旁通）就可以。

电源切换装置19如上所述，是用来将对电动机3的电力供给状态在起动用电力供给部17与运转用电力供给部18之间切换的装置，在本实施方式中，具有将起动用电力供给部17的电路连接或切断的由开闭器构成的起动侧切换部19a、和将运转用电力供给部18的电路连接或切断的由开闭器构成的运转侧切换部19b。

接着，基于有关本发明的混匀挤压装置1的使用形态，说明有关本发明的混匀挤压装置的起动方法。

首先，将混匀挤压机2的方向变换器12打开，此外，使造粒机10从混匀挤压机2分离，将安装在安装部9上的模板13设为开放状态（向外部露出的状态）。此外，在电源装置4的电源切换装置19中，通过将起动侧切换部19a设为“通”、将运转侧切换部19b设为“断”，选择起动用电力供给部17。并且，供给来自该起动用电力供给部17的电力而起动电动机3，通过该电动机3旋转驱动混匀挤压机2的混匀部8的转子或螺杆。

此时，在起动用电力供给部17中，通过控制可变频变压的电源装置21，进行设定，以使电动机3的旋转速度成为相对于使混匀挤压装置1稳定运转时的旋转速度（最高旋转速度）的50%～80%左右的低速旋转。当然，通过该起动用电力供给部17的控制，混匀挤压机2的混匀部8的转子或螺杆的旋转速度也为低速旋转。

接着，将原料树脂供给机（图示略）起动，对混匀挤压机2从投入部7投入原料树脂。此时，投入树脂的流量考虑树脂取出作业的作业性而优选的是设为相对于向混匀挤压机2的投入部7投入的树脂的最大流量为约10%～40%左右。

这样，设为能够从混匀挤压机2的方向变换器12或模板13将通过混匀而熔融的树脂取出的状态，确认取出的树脂的熔融状态。在取出的树脂的熔融温度过高的情况下，控制起动用电力供给部17的可变频变压的电源装置21，使电动机3的旋转速度进一步降低。由此，将混匀挤压机2的转子或螺杆的旋转速度也降低，使树脂温度下降。

在这样的使用起动用电力供给部17的混匀挤压装置1的起动运转中，由于混匀挤压机2的混匀部内的树脂流量较少，所以作用在电动机3上的负荷收纳在额定输出时的60%以下、即6,000kW以下。

如果从混匀挤压机2的方向变换器12或模板13取出的树脂的熔融状态适当，则一边维持从方向变换器12侧取出树脂的状态一边使模板13与造粒机10连结。

然后，一边向造粒机10内供给冷却水，一边在该造粒机10内使切割器（图示略）旋转，使该切割器接触在混匀挤压机2的模板13上。此时，通过将方向变换器12关闭而转移到稳定运转。这样，在造粒机10内开始颗粒的制造。

如图2所示，在起动用电力供给部17的输出能力的范围内（到达到可变频变压的电源装置21的最高输出、即最大容量为止），一边使电动机3的旋转速度逐渐增速，一边使向混匀挤压机2的投入部7投入的树脂的流量增加。

此时的对电动机3进行的增速以混匀挤压装置1进行稳定运转时的电动机3的旋转速度为上限而进行。此外，对于混匀挤压机2的树脂投入流量的增加以相对于混匀挤压装置1进行稳定运转时的最高流量的约40%～50%左右为上限而进行。

随着对混匀挤压机2的树脂投入流量的增加，对电动机3的负荷也增加，不久发生超过起动用电力供给部17的可变频变压的电源装置21的输出（容量）的负荷（电动机3的消耗动力超过可变频变压的电源装置21的额定输出）。

所以，在该负荷的发生时，在电源切换装置19中通过自动或手动切换动作，以使起动侧切换部19a成为“断”、使运转侧切换部19b成为“通”。由此，对于电动机3的驱动电力的电力供给状态从由起动用电力供给部17供给的状态向由运转用电力供给部18供给的状态切换。

根据颗粒的生产计划，将对于混匀挤压机2的树脂的投入流量在最高投入流量的50%～100%的范围内设定，使从其以后为混匀挤压装置1的稳定运转。在稳定运转中提高树脂处理量而运转，所以即使将混匀挤压机2的混匀部8的转子或螺杆以最高旋转速度旋转驱动，也适当地保持在混匀部8内树脂滞留的时间，所以熔融的树脂的温度不会超过设定温度而上升。这样，这以后在适当的温度下进行混匀、造粒运转。

另外，如图2所示，对于电动机3的负荷当然根据处理量而被容许直到电动机额定输出（动力）为100%（在本实施方式中是最大10,000kW）。

［第2实施方式］

图3表示有关本发明的混匀挤压装置1的第2实施方式。

在该第2实施方式中，做成了设在电动机3与混匀挤压机2的连结间的减速器15具备2级变速器的结构。作为混匀挤压装置1的起动方法基本上与第1实施方式相同。

但是，在第2实施方式中，在稳定运转时，对混匀挤压机2的树脂的投入流量为最高投入流量的50%～80%那样的情况（进行低生产量的运转的情况）下，从起动前开始将减速器15设定到低速齿轮侧，将混匀挤压机2的混匀部8的转子或螺杆的旋转速度固定在低速域。

相对于此，在稳定运转时，对混匀挤压机2的树脂的投入流量为最高投入流量的80%～100%那样的情况（进行高生产量的运转的情况）下，从起动前开始将减速器15设定到高速齿轮侧，将混匀挤压机2的混匀部8的转子或螺杆的旋转速度固定在高速域。

另外，这样的减速器15的齿轮切换优选的是将混匀挤压机2停止来进行。

以上，这里公开的实施方式在所有的方面都是例示而应被认为不是限制性的。本发明的范围不是由上述说明、而由权利要求书表示，意味着包含与权利要求书均等的意义及范围内的全部的变更。

例如，将起动用电力供给部17的最高输出设为电动机3的输出的60%而进行了说明，但也可以是40%。只要是与根据在混匀挤压装置1的起动时需要的转矩计算出的电动机3的消耗动力相称的输出，是60%以下的哪个值都可以。

此外，例示了作为电源切换装置19而具备起动侧切换部19a和运转侧切换部19b的两个的情况，但也可以将起动侧和运转侧通过一个切换部切换。

此外，混匀挤压机2的结构没有任何限定。

附图标记说明

1 混匀挤压装置

2 混匀挤压机

3 电动机

4 电源装置

7 投入部

8 混匀部

9 安装部

10 造粒机

12 方向变换器

13 模板

15 减速器

16 三相交流电源

17 起动用电力供给部

18 运转用电力供给部

19 电源切换装置

19a 起动侧切换部

19b 运转侧切换部

20 变压器

21 可变频变压的电源装置。

Claims (6)

1.一种混匀挤压装置，其特征在于，

具有具备方向变换器的混匀挤压机、驱动该混匀挤压机的电动机、和对该电动机供给驱动用电力的电源装置；

在上述电源装置中，具备：

起动用电力供给部，将使上述电动机以比稳定运转时的输出功率小的输出功率低速旋转的驱动用电力向该电动机供给；

运转用电力供给部，将使上述电动机以稳定运转时的输出功率高速旋转的驱动用电力向该电动机供给；

电源切换装置，将向上述电动机供给的来自起动用电力供给部的驱动用电力切换为来自运转用电力供给部的驱动用电力。

2.如权利要求1所述的混匀挤压装置，其特征在于，上述起动用电力供给部是将电动机的最高输出功率为额定输出功率的60%以下的驱动用电力向该电动机供给的电源。

3.如权利要求2所述的混匀挤压装置，其特征在于，上述电源由变压器和可变频变压的电源装置构成。

4.一种混匀挤压装置的起动方法，其特征在于，

将混匀挤压机具备的方向变换器打开；

向混匀挤压机投入比稳定运转时少的流量的树脂；

通过来自起动用电力供给部的驱动电力使驱动上述混匀挤压机的电动机以比稳定运转时的输出功率小的输出功率低速旋转；

在通过来自上述起动用电力供给部的驱动电力驱动电动机的期间增加树脂的流量；

当因上述树脂的流量增加而使得在电动机中发生了超过由来自起动用电力供给部的驱动用电力带来的电动机的最高输出功率的负荷时，切换为来自运转用电力供给部的驱动电力，使电动机以稳定运转时的输出功率高速旋转；

将上述方向变换器关闭而转移到稳定运转。

5.如权利要求4所述的混匀挤压装置的起动方法，其特征在于，从上述起动用电力供给部向该电动机供给使上述电动机的最高输出功率为额定输出功率的60%以下的驱动用电力。

6.如权利要求5所述的混匀挤压装置的起动方法，其特征在于，在上述混匀挤压机的起动时，通过起动用电力供给部使电动机的转速上升到稳定运转时的转速，然后，将向上述电动机供给的驱动电力切换为来自运转用电力供给部的驱动电力。