DE102017104520A1

DE102017104520A1 - Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE102017104520A1
Application number: DE102017104520.1A
Authority: DE
Inventors: Sayaka Yamada; Kazuo Yamaguchi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2016-03-04
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2017-09-14
Also published as: JP6716835B2; CN107150417B; JP2017154469A; CN107150417A

Abstract

Die vorliegende Erfindung dient zum Erfassen eines Leerlaufbetriebs einer Zahnradpumpe und zum stabilen Betreiben der Zahnradpumpe. Ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch Umfassen, nach Steuern der Drehzahl der Zahnradpumpe, die an der Abströmseite einer Knetanlage bereitgestellt ist, wobei die Zahnradpumpe ein in der Knetanlage geknetetes Material der Abströmseite zuführt, eines Bestimmens, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht, und Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe gemäß einem Bestimmungsergebnis. Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen eines Drucks an der Zulaufseite der Zahnradpumpe umfassen, und in einem Fall, in dem der gemessene Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher wird als ein Drucksollwert, Bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(GEBIET DER ERFINDUNG)
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe, die in einer Knetanlage bereitgestellt ist.
(BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK)
Im Allgemeinen umfasst eine Knetanlage, wie etwa ein Schneckenkneter und ein Extruder, ein rohrförmiges Gehäuse, das ausgebildet ist, um sich entlang der horizontalen Richtung zu erstrecken, und einen Knetrotor, der innerhalb dieses Gehäuses eingebracht ist, um ein Material zu kneten. In einer solchen Knetanlage wird das in das Gehäuse zugeführte Material durch den Knetrotor geknetet und aus einem Ausstoßabschnitt, der sich an der am weitesten stromabwärts gelegenen Seite der Knetanlage befindet, ausgestoßen. Das aus dem Ausstoßabschnitt ausgestoßene Material wird einem Siebwechsler zugeführt, und Fremdkörper werden im Siebwechsler entfernt.
Dieser Siebwechsler weist einen Aufbau auf, gemäß dem feine Maschen aufeinandergeschichtet sind, und durch Passieren von geschmolzenem Harz durch die Maschen werden Fremdkörper entfernt. Um das geschmolzene Harz die Maschen passieren zu lassen, besteht die Notwendigkeit des Erhöhens des Drucks des geschmolzenen Harzes. Daher ist in den Knetanlagen, die in der JP 02-6118 A und JP 2013-180560 A gezeigt sind, eine Zahnradpumpe, die den Druck von geschmolzenem Harz erhöht, an der Zulaufseite bzw. der Stromaufwärtsseite eines Siebwechslers angeordnet.
Es sei angemerkt, dass diese Zahnradpumpe nicht nur eine Funktion des Erhöhens des Drucks des Materials, um ein Durchlaufen des Materials durch den Siebwechsler zuzulassen, sondern ebenso eine Funktion des Zurückhaltens des Materials zum Anpassen eines Knetgrades aufweist.
Das heißt, dass der Knetgrad stromab des Kneters dadurch beeinflusst wird, wieviel geschmolzenes Harz an der Stromabwärts- bzw. Abströmseite des Kneters zurückbehalten wird. Beispielsweise gilt, dass je höher eine Füllrate des Materials an der Abströmseite des Kneters ist, desto höher der Knetgrad des Materials erhöht wird. Je höher der Druck an der Stromaufwärtsseite bzw. der Zulaufseite der Zahnradpumpe ist, desto mehr wird diese Füllrate des Materials an der Abströmseite des Kneters erhöht. Das heißt, dass der Knetgrad durch die Drehzahl der Zahnradpumpe geändert wird.
Daher wird in der herkömmlichen Knetanlage der Druck an der Stromaufwärtsseite bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe gemessen, und die Drehzahl der Zahnradpumpe wird durch Verwenden eines PID-Reglers oder dergleichen auf eine solche Weise angepasst, dass der gemessene Druck ein Druck wird, um mit dem gewünschten Knetgrad übereinzustimmen. Wenn beispielsweise der gemessene Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher ist als ein Vorgabewert, wird angenommen, dass dies daran liegt, weil die Füllrate des Materials an der Zulaufseite zu hoch ist. Daher wird die Drehzahl der Zahnradpumpe erhöht, und eine Menge des zu der Abströmseite bzw. Stromabwärtsseite der Zahnradpumpe zuzuführenden Harzes wird erhöht. Dadurch wird die Füllrate des Materials stromauf der Zahnradpumpe verringert, sodass der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe verringert werden kann. Auf eine solche Weise wird in der herkömmlichen Knetanlage durch Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe angepasst, um der gewünschte Druck zu sein.
In den Zahnradpumpen der JP 02-6118 A und JP 2013-180560 A wird, wenn der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher ist als ein Vorgabewert, eine Operation des Erhöhens der Drehzahl der Zahnradpumpe durchgeführt. Jedoch kann ein Fall vorliegen, in dem der Druck nicht verringert werden kann, auch durch Durchführen einer solchen Operation.
Beispielsweise gilt, dass manchmal, auch wenn die Drehzahl der Zahnradpumpe erhöht wird, eine Ausstoßmenge an der Abströmseite eher abnimmt. In einem solchen Fall, egal wie hoch die Drehzahl erhöht wird, steigt die Ausstoßmenge an der Abströmseite niemals an, und das Material wird überhaupt nicht von der Zulaufseite der Zahnradpumpe zu der Abströmseite bewegt. Indessen gilt, dass weil das Material kontinuierlich von der Seite der Knetanlage zugeführt wird, der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe weiterhin verstärkt wird. Als eine Folge entsteht ein Teufelskreis, gemäß dem eine Steuerung durchgeführt wird, um weiterhin die Drehzahl der Zahnradpumpe zu erhöhen. Letztlich wird eine Steuerungsabweichung verursacht, und die Zahnradpumpe wird gestoppt.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht des vorstehenden Problems gemacht, und es ist eine Aufgabe von dieser, ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe bereitzustellen, das geeignet ist, eine Leerlaufoperation der Zahnradpumpe zu erfassen und stabil die Zahnradpumpe zu betreiben.
Um die vorstehende Aufgabe zu lösen, umfasst ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung die folgenden technischen Mittel.
Das heißt, dass das Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung nach Steuern der Drehzahl der Zahnradpumpe, die an der Stromabwärtsseite bzw. Abströmseite einer Knetanlage bereitgestellt ist, wobei die Zahnradpumpe ein in der Knetanlage geknetetes Material zu der Abströmseite zuführt, ein Bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht, und ein Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe gemäß einem Bestimmungsergebnis umfasst.
Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen eines Drucks P_in an der Stromaufwärtsseite bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe umfassen, und kann in einem Fall, in dem der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher wird als ein Soll-Druckvorgabewert P₀, bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht.
Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin in einem Fall, in dem ein Bestimmungsergebnis erhalten wird, dass ein Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe bewirkt wird, ein Durchführen einer Steuerung zum Reduzieren der Drehzahl der Zahnradpumpe, und in einem Fall, in dem ein Bestimmungsergebnis erhalten wird, dass kein Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe bewirkt wird, ein Durchführen einer Steuerung zum Erhöhen der Drehzahl der Zahnradpumpe umfassen.
Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen eines Drucks P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe und eines Drucks P_out an der Abströmseite umfassen, und wenn der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite sowie der gemessene Druck P_out an der Abströmseite eine Beziehung des folgenden Ausdrucks erfüllen, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird:
[Ausdruck 1]

P_in × k > P_out wobei k 1 oder mehr bezeichnet.

Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen eines Drucks P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe und eines Drucks P_out an der Abströmseite umfassen, und wenn der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite sowie der gemessene Druck P_out an der Abströmseite eine Beziehung des folgenden Ausdrucks erfüllen, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe nicht im Leerlauf betrieben wird:
[Ausdruck 2]

P_in × k ≤ P_out wobei k 1 oder mehr bezeichnet.

Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen einer Last eines Elektromotors, der die Zahnradpumpe antreibt, umfassen, und in einem Fall, in dem die gemessene Last des Elektromotors ein vorbestimmter Wert oder kleiner ist, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird.
Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen einer Last eines Elektromotors, der die Zahnradpumpe antreibt, umfassen, und in einem Fall, in dem die gemessene Last des Elektromotors größer ist als ein vorbestimmter Wert, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe nicht im Leerlauf betrieben wird.
Gemäß dem Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung kann ein Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe erfasst werden, und die Zahnradpumpe kann stabil betrieben werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht, die eine Knetanlage zeigt, in der ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird.
2A ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der in Betrieb normal rotierten Zahnradpumpe zeigt, während eine Aufteilung durch zwei unterschiedliche Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 0 MPa erfolgt.
2B ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der in Betrieb normal rotierten Zahnradpumpe zeigt, während eine Aufteilung durch zwei verschiedene Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 1 MPa erfolgt.
2C ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der in Betrieb normal rotierten Zahnradpumpe zeigt, während eine Aufteilung durch zwei unterschiedliche Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 10 MPa erfolgt.
2D ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der in Betrieb normal rotierten Zahnradpumpe zeigt, während eine Aufteilung durch zwei unterschiedliche Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 11 MPa erfolgt.
3A ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der Zahnradpumpe zeigt, in der in Betrieb ein Leerlaufbetrieb bewirkt wird, während eine Aufteilung durch zwei unterschiedliche Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 0 MPa erfolgt.
3B ist eine Ansicht, die eine Druckverteilung in der Zahnradpumpe zeigt, in der in Betrieb der Leerlaufbetrieb bewirkt wird, während eine Aufteilung durch zwei unterschiedliche Farben (schwarz und gepunktet) basierend auf einem Grenzwert von 1 MPa erfolgt.
4A ist eine Ansicht, die eine Knetanlage mit einer über ein Steuerungsverfahren eines ersten Ausführungsbeispiels zu steuernden Zahnradpumpe zeigt.
4B ist eine Ansicht, die einen Ablauf von Signalen zeigt, die zu und von einer Steuerung in dem Steuerungsverfahren in dem ersten Ausführungsbeispiel einzugeben und auszugeben sind.
5 ist ein Ablaufdiagramm, das das Steuerungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
6A ist eine Ansicht, die eine Knetanlage mit einer durch ein Steuerungsverfahren eines zweiten Ausführungsbeispiels zu steuernden Zahnradpumpe zeigt.
6B ist eine Ansicht, die einen Ablauf von Signalen zeigt, die zu und von einer Steuerung in dem Steuerungsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels einzugeben und auszugeben sind.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das das Steuerungsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
8 ist eine Ansicht, die eine Beziehung zwischen einer Elektromotorlast, wenn die Zahnradpumpe normal betrieben wird, und einem Elektromotorlastvorgabewert zeigt.
9 ist ein Ablaufdiagramm, das ein herkömmliches Steuerungsverfahren zeigt.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
[Erstes Ausführungsbeispiel]
Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel eines Steuerungsverfahrens einer Zahnradpumpe 1 der vorliegenden Erfindung detailliert basierend auf den Zeichnungen beschrieben.
Zunächst, bevor das Steuerungsverfahren beschrieben wird, wird eine Knetanlage 2, in der das Steuerungsverfahren dieses ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, beschrieben.
1 zeigt schematisch die Knetanlage 2 mit der Zahnradpumpe 1 des ersten Ausführungsbeispiels. Diese Knetanlage 2 dient zum Kneten eines thermoplastischen Harzmaterials, wie etwa Gummi und polyolefinbasiertem Harz. In der Realität wird eine Anlage, wie etwa ein kontinuierlicher Kneter bzw. Ko-Kneter oder ein Extruder, verwendet. Die Knetanlage 2 kann eine einzelne Welle oder mehrere Wellen (Zwillingswellen) aufweisen, und ein Betriebstyp der Knetanlage kann ein kontinuierlicher Typ oder ein Chargentyp sein. Im gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird eine Anlage mit einem doppel-kontinuierlichen Kneter der entgegengesetzt rotierenden Art als ein Beispiel der Knetanlage 2 verwendet.
Wie in dem oberen Teil von 1 gezeigt ist, weist die Knetanlage 2 (kontinuierlicher Kneter) des gegenwärtigen Ausführungsbeispiels einen hohlen Zylinder 3 und ein Paar von Knetrotoren 4, 4 auf, die in das Innere des Zylinders 3 entlang der Axialrichtung hineinragen. In dem kontinuierlichen Kneter wird das Paar von Knetrotoren 4, 4 in entgegengesetzten Richtung zueinander in einem Eingriffszustand rotiert, und das Material wird zu einem Abschnitt zwischen dem Paar von Knetrotoren 4, 4 geführt, und das Material (Harz) wird geknetet.
Das von einem Ausstoßabschnitt 8 dieser Knetanlage 2 nach außerhalb des Zylinders 3 ausgestoßene Material wird der Zahnradpumpe 1 zugeführt. Die Zahnradpumpe 1 weist ein Paar eines oberen und eines unteren Zahnrads 5U, 5D auf, deren Achsen orthogonal zu der horizontalen Richtung, entlang der das Material fließt, verlaufen. Diese Zahnräder 5U, 5D befinden sich miteinander in Eingriff und rotieren in den entgegengesetzten Richtungen zueinander. Insbesondere, in dem Beispiel von 1, wird das obere Zahnrad 5U im Uhrzeigersinn um die Achse rotiert und das untere Zahnrad 5D wird entgegen dem Uhrzeigersinn um die Achse rotiert.
Diese Zahnräder 5U, 5D sind in einem in einem Gehäuse 6 ausgebildeten Gehäuseabschnitt 7 auf eine solche beherbergt, dass zylindrische Körper gestapelt sind. Der Gehäuseabschnitt 7 weist einen Innendurchmesser auf, der etwas größer ist als ein rotierender Außendurchmesser des Zahnrades 5 (nachstehend werden die Zahnräder 5U, 5D manchmal kollektiv als das Zahnrad 5 bezeichnet). Das in einen Spalt zwischen zurückgesetzten Teilen der Zähne des Zahnrades 5 (vertiefte Abschnitte 5a) und eine Innenwandfläche 7a des Gehäuseabschnitts 7 eintretende Material wird durch eine Rotation des Zahnrades 5 von der Stromaufwärtsseite zu der Stromabwärtsseite zugeführt, sodass das Material befördert wird. Daher, in dem Beispiel von 1, wird in dem im Uhrzeigersinn rotierten oberen Zahnrad 5U das zu dem Teil zwischen diesem oberen Zahnrad 5U und dem Gehäuseabschnitt 7 geleitete Material von der Stromaufwärtsseite zu der Stromabwärtsseite über die weitere obere Seite des oberen Zahnrads 5U zugeführt. In dem entgegen dem Uhrzeigersinn rotierten unteren Zahnrad 5D wird das zu dem Teil zwischen diesem unteren Zahnrad 5D und dem Gehäuseabschnitt 7 geführte Material von der Stromaufwärtsseite zu der Stromabwärtsseite über die weitere untere Seite des unteren Zahnrads 5D zugeführt.
Auf eine solche Weise wird in der Zahnradpumpe 1 das von dem Ausstoßabschnitt 8 ausgestoßene Material von der Stromaufwärtsseite bzw. der Zulaufseite zu der Stromabwärtsseite bzw. Abströmseite zugeführt, und mit Druck beaufschlagt einem Siebwechsler 9 zugeführt. Das Material, aus dem Fremdkörper in diesem Siebwechsler 9 entfernt werden, wird einem Pelletierer 10 zugeführt. In dem Pelletierer 10 werden Pellets bzw. Granulat des Harzes (Material) hergestellt.
Druck des Materials an der Stromabwärtsseite der Knetanlage 2, mit anderen Worten an der Stromaufwärtsseite bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe 1, beeinflusst einen Knetgrad der Knetanlage 2. Der Druck (P_in, später beschrieben) an der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 kann durch Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 angepasst werden.
Daher wird herkömmlich die Drehzahl einer Zahnradpumpe 1 in der in 9 gezeigten Reihenfolge auf eine solche Weise gesteuert, dass ein Druck P_in' an der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 ein gewünschter stromaufwärtsseitiger Druckvorgabewert P₀' wird.
Insbesondere ist ein Drucksensor 12 an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 (an der Stromabwärtsseite eines Kneters) bereitgestellt, und der Druck P_in' an der Stromaufwärtsseite wird durch diesen Drucksensor 12 für eine festgelegte Zeitperiode gemessen (S31). Der Druck P_in' an der Stromaufwärtsseite, der auf solche Weise gemessen wird, wird an eine Steuerung gesendet. Der Wert des Drucks, der als der Druck an der Stromaufwärtsseite zulässig ist, das heißt der stromaufwärtsseitige Druckvorgabewert P₀' mit einem oberen Grenzwert und einem unteren Grenzwert, wird zuvor in die Steuerung eingegeben. Die Steuerung steuert die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 basierend auf dem gemessenen Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite und dem stromaufwärtsseitigen Druckvorgabewert P₀'. Das heißt, dass die Steuerung einen Vergleich durchgeführt, um zu bestimmen, ob der gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite innerhalb eines Bereichs des stromaufwärtsseitigen Druckvorgabewerts P₀' liegt oder nicht (S32). Als ein Ergebnis des Vergleichs, in einem Fall, in dem der gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite innerhalb des Bereichs des stromaufwärtsseitigen Druckvorgabewerts P₀' ist, wird die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 nicht geändert (S33). Jedoch wird in einem Fall, in dem der gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite nicht innerhalb des Bereichs des stromaufwärtsseitigen Druckvorgabewerts P₀' liegt, als Nächstes bestimmt, "ob der gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite höher ist als der stromaufwärtsseitige Druckvorgabewert P₀' ist oder nicht" (S34). In einem Fall, in dem nicht bestimmt wird, dass der "gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite höher ist als der stromaufwärtsseitige Druckvorgabewert P₀'", wird eine Steuerung durchgeführt, um die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 zu reduzieren (S35).
Auf eine solche Weise, wenn die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 reduziert wird, wird eine Menge des von der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 zu der Stromabwärtsseite zugeführten Materials reduziert und das Material wird leicht an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 zurückgehalten, sodass der Druck P_in' an der Stromaufwärtsseite verstärkt wird.
In einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der "gemessene Wert des Drucks P_in' an der Stromaufwärtsseite höher ist als der stromaufwärtsseitige Druckvorgabewert P₀'", wird eine Steuerung durchgeführt, um die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 zu erhöhen (S36). Auf eine solche Weise, wenn die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 erhöht wird, wird die Menge des von der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 zu der Stromabwärtsseite zugeführten Materials erhöht, und das Material wird nicht leicht an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 zurückgehalten, sodass der Druck P_in' an der Stromaufwärtsseite verringert werden kann.
Auf eine solche Weise, in der herkömmlichen Knetanlage, wird die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 auf eine solche Weise gesteuert, dass der Druck P_in' an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 beibehalten wird, um bei dem Vorgabewert (stromaufwärtsseitiger Druckvorgabewert P₀'), der zuvor eingestellt ist, zu verbleiben.
In der herkömmlichen Zahnradpumpe 1, wenn der Druck an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 höher ist als der Vorgabewert, wird eine Operation des Erhöhens der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 durchgeführt. Jedoch gilt, dass auch wenn eine solche Operation durchgeführt wird, ein Fall vorliegen kann, wo der Druck nicht verringert wird.
Und zwar, egal wie hoch die Drehzahl erhöht wird, wird eine Ausstoßmenge an der Stromabwärtsseite niemals erhöht, und das Material bewegt sich gar nicht von der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 zu der Stromabwärtsseite. Indessen gilt, dass weil das Material kontinuierlich von der Seite der Knetanlage zugeführt wird, der Druck an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 weiterhin verstärkt wird. Als eine Folge, aufgrund der Erhöhung der Drehzahl, wird der Druck in der Stromaufwärtsseite weiterhin verstärkt, und ein Teufelskreis, in dem eine Steuerung zum weiteren Erhöhen der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird, entsteht. Letztlich wird eine Steuerungsdivergenz bewirkt, und die Zahnradpumpe wird gestoppt.
Um den Grund des Auftretens des Problems, dass egal wie hoch die Drehzahl erhöht wird, das Material überhaupt nicht von der Stromaufwärts- bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 zu der Stromabwärts- bzw. Abströmseite bewegt wird, herauszufinden, haben die Erfinder eine Untersuchung durchgeführt. Als ein Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, dass ein "Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe" der Grund ist, warum das Material nicht in der Zahnradpumpe bewegt wird.
Als Nächstes wird dieser "Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe" detailliert beschrieben. Es sei angemerkt, dass die 2A bis 2D eine Situation zeigen, in der ein normaler Betrieb in der Zahnradpumpe durchgeführt wird (kein Leerlaufbetrieb), und die 3A und 3B zeigen eine Situation, in der ein Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe bewirkt wird. Es sei angemerkt, dass in den 2A bis 2D, 3A und 3B der Druck des Materials in zwei verschiedene Farben (in einen verdunkelten Teil und einen gepunkteten Teil) basierend auf einem Grenzwert aufgeteilt und abgebildet ist. Das heißt, dass die 2A und 3A Druckverteilungen des Materials mit den beiden Farben basierend auf dem Grenzwert von 0 MPa zeigen, sodass der Teil des Drucks, der bei dem Grenzwert liegt oder höher ist, verdunkelt ist, und der Teil des Drucks, der niedriger ist als der Grenzwert, gepunktet ist. Die 2B und 3B zeigen gleichermaßen eine Verteilung des Drucks mit den beiden Farben basierend auf dem Grenzwert von 1 MPa. 2C und 2D zeigen eine Druckverteilung des Materials mit den beiden Farben basierend auf dem Grenzwert 10 MPa bzw. dem Grenzwert 11 MPa.
Wie aus den 2A bis 2D, 3A und 3B ersichtlich wird, gibt "der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1" einen Zustand an, bevor das Material ausreichend in die Vertiefungsabschnitte 5a der Zahnräder kommt, die sich auf der Stromaufwärts- bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 befinden, das Zahnrad 5 rotiert, und die Vertiefungsabschnitte 5a des Zahnrades die Stromabwärts- bzw. Abstömseite erreichen, sodass das Material nicht vollständig befördert wird, und nur das Zahnrad 5 im Leerlauf rotiert. Mit anderen Worten tritt in der Zahnradpumpe 1 der 2A bis 2D, wo kein Leerlaufbetrieb bewirkt wird, das Material enganliegend in die Vertiefungsabschnitte 5a des Zahnrades an der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 ein, und es besteht annähernd kein Leerraum in den zu der Stromabwärtsseite der Zahnradpumpe 1 rotierten Vertiefungsabschnitten 5a, sondern sind mit Material gefüllt. Jedoch verbleiben in den Vertiefungsabschnitten 5a der Zahnradpumpe 1 der 3A und 3B einige Leerräume, und es besteht einiger Platz für das Material, um einzutreten.
Insbesondere beträgt eine durchschnittliche Laderate der Vertiefungsabschnitte 5a des Zahnrades (durchschnittliche Vertiefungsabschnittsladerate) in den 2A bis 2D 75%, und eine Vertiefungsabschnittsladerate in den 3A bis 3B beträgt 50%. Anhand dessen kann ein Fall, in dem eine Laderate des Materials mit der durchschnittlichen Vertiefungsabschnittsladerate 50% oder niedriger, vorzugsweise 40% oder niedriger, ist, als "die Zahnradpumpe arbeitet im Leerlauf" bezeichnet werden.
Die Laderate des Materials in den Vertiefungsabschnitten 5a des zu einem "Punkt D" in 2 rotierten Zahnrads (Punkt-D-Laderate) beträgt 90%, und eine Punkt-D-Laderate in 3 beträgt 75%. Anhand dessen kann ein Fall, in dem die Laderate des Materials in den Vertiefungsabschnitten 5a, die zu dem "Punkt D" in den Figuren rotiert, 75% oder niedriger, vorzugsweise 70% oder niedriger, beträgt, als "die Zahnradpumpe 1 arbeitet im Leerlauf" bezeichnet werden.
Mit anderen Worten bezeichnet der "Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1" einen Zustand, in dem eine tatsächliche Zufuhrgeschwindigkeit des durch die Rotation des Zahnrades 5 beförderten Materials niedriger ist als eine Zufuhrgeschwindigkeit des Materials, das an der Stromabwärtsseite der Zahnradpumpe 1 erforderlich ist, und gibt einen Zustand an, in dem ein Materialausstoßabschnitt 16 an der Stromabwärtsseite der Zahnradpumpe 1 (in der Mitte einer Route, die von der Zahnradpumpe 1 zu dem Siebwechsler 9 verläuft) "nicht mit dem Material ohne jeglichem Leerraum gefüllt ist". Daher kann der "Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe" ebenso durch Verwenden einer Änderungsrate des Materials in dem Materialausstoßabschnitt 16 ausgedrückt werden.
Insbesondere beträgt in der Zahnradpumpe 1 der 2A bis 2D, in der kein Leerlaufbetrieb bewirkt wird, sondern die Zahnradpumpe normal rotiert (in einem Nicht-Leerlauf-Betriebszustand rotiert), in dem Materialausstoßabschnitt 16 der Zahnradpumpe, der als ein "Punkt B" gezeigt ist, eine Rate eines Volumens, wo das Material bezüglich eines inneren Volumens des Materialausstoßabschnitts 16 an der Stromabwärtsseite der Zahnradpumpe 1 vorhanden ist (Ausstoßabschnittänderungsrate) 90% (das heißt nicht 100%, weil eine tatsächliche Eindämmung von feinen Luftblasen berücksichtigt wird). Daher sind annähernd keine Leerräume in dem Materialausstoßabschnitt 16 vorhanden. Jedoch beträgt in einem Fall der Zahnradpumpe 1 von 3, wo die Zahnradpumpe rotiert, während der Leerlaufbetrieb bewirkt wird, durch Vergleichen am "Punkt B", der der gleiche wie in 2 ist, die Rate des Volumens, wo das Material vorhanden ist (Ausstoßabschnittsänderungsrate) 80%. Daher kann ein Fall, in dem die Änderungsrate des Materials in dem Materialausstoßabschnitt 80% oder niedriger, vorzugsweise 75% oder niedriger, ist, ebenso als "die Zahnradpumpe 1 ist im Leerlaufbetrieb" bezeichnet werden.
Es sei angemerkt, dass der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1 ein Phänomen betrifft, das innerhalb der vorstehend beschriebenen Zahnradpumpe 1 auftritt. Jedoch kann, ob die Zahnradpumpe 1 im Leerlaufbetrieb ist oder nicht, durch Verwenden einer Druckdifferenz zwischen der Stromaufwärts- bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 und der Stromabwärts- bzw. Abströmseite, oder einer Last, die an einem Elektromotor 11 angelegt wird, der die Zahnradpumpe 1 antreibt, bestimmt werden.
Daher wird in dem Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 der vorliegenden Erfindung eine normale Steuerung der Zahnradpumpe 1 vorgenommen, oder eine Steuerung der Zahnradpumpe 1, während ein Leerlaufbetriebszustand der Zahnradpumpe 1 wird durch Verwenden der Druckdifferenz zwischen der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 und der Stromabwärtsseite, oder der Last, die in dem Elektromotor 11 angelegt wird, die die Zahnradpumpe 1 antreibt, durchgeführt.
Nachstehend wird zunächst ein Beispiel, in dem basierend auf der Druckdifferenz zwischen der Stromaufwärtsseite der Zahnradpumpe 1 und der Stromaufwärtsseite bestimmt wird, ob sich die Zahnradpumpe 1 im Leerlaufbetrieb befindet oder nicht, als das erste Ausführungsbeispiel des Steuerungsverfahrens der Zahnradpumpe 1 beschrieben.
Zunächst wird ein Steuerungsmechanismus 17 der Zahnradpumpe 1, die in dem Steuerungsverfahren des ersten Ausführungsbeispiels verwendet wird, beschrieben.
4A ist eine Blockdarstellung, die den Steuerungsmechanismus 17 der in 1 gezeigten Zahnradpumpe 1 zeigt. Wie in 4A gezeigt ist, umfasst in der Zahnradpumpe 1 des ersten Ausführungsbeispiels der Steuerungsmechanismus 17 der Zahnradpumpe 1 einen Stromaufwärts- bzw. zulaufseitigen Drucksensor 12, der an der Stromaufwärtsseite bzw. der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 bereitgestellt ist (in einem Materialeinführungsabschnitt 18 (an einem "Punkt A" in den 2A bis 2D, 3A und 3B, und 4A)), einen stromabwärtsseitigen bzw. abströmseitigen Drucksensor 13, der an der Stromabwärtsseite bzw. Abströmseite der Zahnradpumpe 1 bereitgestellt ist (in dem Materialausstoßabschnitt 16 (an dem "Punkt B" in den 2A bis 2D, 3A und 3B, und 4A)), den Elektromotor 11, der die Zahnradpumpe 1 antreibt, und eine Steuerung 14, die den Elektromotor 11 steuert. Ein Druck P_in an der Stromaufwärtsseite bzw. Zulaufseite der Zahnradpumpe 1, der durch den zulaufseitigen Drucksensor 12 gemessen wird, und ein Druck P_out an der Stromabwärtsseite bzw. Abströmseite der Zahnradpumpe 1, der durch den abströmseitigen Drucksensor 13 gemessen wird, werden beide an die Steuerung 14 gesendet.
4B ist eine Blockdarstellung, die Eingaben und Ausgaben von Signalen zu und von der vorstehend beschriebenen Steuerung 14 zeigt. Diese Steuerung 14 ist tatsächlich eine Vorrichtung wie etwa ein Personal Computer und ein PLC. Wie in 4B gezeigt ist, zusätzlich zu dem Druckmesswert P_in an der Zulaufseite und dem Druckmesswert P_out an der Abströmseite, wird ein stromaufwärtsseitiger bzw. zulaufseitiger Druckvorgabewert P₀ zuvor in die Steuerung 14 eingegeben. Von der Steuerung 14 wird ein Zahnradpumpenbetriebsgrößensignal, mit anderen Worten ein Signal zum Steuern der Drehzahl des Elektromotors 11, zu der Zahnradpumpe 1 ausgegeben.
In dieser Steuerung 14 wird eine Signalverarbeitung in einer Reihenfolge wie in 5 gezeigt durch Verwenden dieser Werte P_in, P_out, P₀ und dem Zahnradpumpenbetriebsgrößensignal durchgeführt.
Wie in 5 gezeigt ist, wird zunächst der Druck P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 durch den zulaufseitigen Drucksensor 12 gemessen, und der Druck P_out an der Abströmseite der Zahnradpumpe 1 wird durch den abströmseitigen Drucksensor 13 gemessen (S11). Die gemessenen Werte des Drucks P_in und des Drucks P_out werden an die Steuerung 14 gesendet.
In der Steuerung 14 wird zunächst der eingegebene Druck P_in in der Zulaufseite mit dem zulaufseitigen Druckvorgabewert P₀, der einen oberen Grenzwert oder einen unteren Grenzwert aufweist, der zuvor eingegeben wird, verglichen, und es wird bestimmt, ob der "Druck P_in an der Zulaufseite innerhalb eines Bereichs des zulaufseitigen Druckvorgabewerts P₀" liegt oder nicht, mit anderen Worten wird bestimmt, ob der Druck P_in an der Zulaufseite innerhalb eines Bereichs von nummerischen Werten, die als der zulaufseitige Druckvorgabewert P₀ eingestellt sind, liegt oder nicht (S12).
Als ein Ergebnis der Bestimmung, in einem Fall, in dem der "Druck P_in an der Zulaufseite innerhalb des Bereichs des zulaufseitigen Druckvorgabewert P₀" liegt, mit anderen Worten "JA" bestimmt wird, wird angenommen, dass ein Betriebszustand der Zahnradpumpe 1 normal ist, und der Betriebszustand der Zahnradpumpe 1 wird beibehalten. Das heißt, dass die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 nicht geändert wird (S13).
Jedoch, als ein Ergebnis der Bestimmung, in einem Fall, in dem der "Druck P_in an der Zulaufseite nicht innerhalb des Bereichs des zulaufseitigen Druckvorgabewerts P₀" liegt, mit anderen Wort "NEIN" bestimmt wird, fährt der Ablauf zu dem nächsten Schritt fort, und es wird bestimmt, ob der "Druck P_in an der Zulaufseite höher ist als der zulaufseitige Druckvorgabewert P₀" oder nicht (S14).
Als ein Ergebnis der Bestimmung, in einem Fall, in dem der "Druck P_in an der Zulaufseite nicht höher ist als der stromaufwärtsseitige Druckvorgabewert P₀ (der Druck P_in an der Zulaufseite ist niedriger als der zulaufseitige Druckvorgabe P₀)", mit anderen Worten "NEIN" bestimmt wird, wird der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 verringert. Daher wird die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 reduziert (S15).
Jedoch, als ein Ergebnis der Bestimmung, in einem Fall, in dem der "Druck P_in an der Zulaufseite höher ist als der zulaufseitige Druckvorgabewert P₀", mit anderen Worten "JA" bestimmt wird, wird der Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 verstärkt. Daher fährt der Ablauf zu dem nächsten Schritt fort, und es wird bestimmt, ob die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird oder nicht.
Das heißt, dass im nächsten Schritt durch Verwenden des eingegebenen Drucks P_in an der Zulaufseite und des eingegebene Drucks P_out an der Abströmseite bestimmt wird, ob der "Druck P_in an der Zulaufseite niedriger ist als der Druck P_out an der Abströmseite" oder nicht (S16).
Ob oder nicht der "Leerlaufbetriebt in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird", wird basierend darauf bestimmt, ob der Druck des Materials an der Abströmseite, der, wenn die Zahnradpumpe normal betrieben wird, druckbeaufschlagt ist, sodass der Druck, der höher sein sollte als die Zulaufseite, niedriger ist als der Druck des Materials an der Zulaufseite. Das heißt, dass in einem Fall, in dem eine Beziehung des folgenden Ausdrucks (1) erfüllt ist, bestimmt wird, dass der "Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird". In einem Fall, in dem die Beziehung des Ausdrucks (1') erfüllt ist, wird bestimmt, dass "kein Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird".
[Ausdruck 3]

P_in > P_out ... (1)

[Ausdruck 4]

P_in ≤ P_out ... (1')

Als ein Ergebnis der Bestimmung, in einem Fall, in der "Druck P_in an der Zulaufseite < der Druck P_out an der Abströmseite" ist, mit anderen Worten "JA" bestimmt wird, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe 1 nicht im Leerlauf betrieben wird, und die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 wird erhöht (S17). In einem Fall, in dem der "Druck P_in an der Zulaufseite ≥ der Druck P_out an der Abströmseite" ist, mit anderen Worten "NEIN" bestimmt wird, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird, und die Drehzahl der Zahnradpumpe wird reduziert (S18).
Wenn das Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels verwendet wird, wird eine Steuerung zum Reduzieren der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 in einem Fall, in dem der Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird, durchgeführt, sodass der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1 unterbunden werden kann. Daher wird die Drehzahl nicht gesteuert, während die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird, und ein Problem einer Steuerungsdivergenz wird nicht leicht verursacht, sodass die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 präziser gesteuert werden kann.
[Modifiziertes Beispiel des ersten Ausführungsbeispiels]
Im dem Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels, wie im Ausdruck (1) und Ausdruck (1') gezeigt ist, wird der Druck P_in an der Zulaufseite, der durch den zulaufseitigen Drucksensor 12 gemessen wird, mit dem Druck P_out an der Abströmseite, der durch den abströmseitigen Drucksensor 13 gemessen wird, verglichen. In einem Fall, in dem der Druck P_in an der Zulaufseite niedriger ist als der Druck P_out an der Abströmseite, wird bestimmt, dass die "Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird".
Jedoch besteht zum Bestimmen darüber, ob die Zahnradpumpe 1 im Leerlaufbetrieb ist oder nicht, nicht immer eine Notwendigkeit, darauf zu warten, dass der Druck P_in an der Zulaufseite niedriger wird als der Druck P_out an der Abströmseite. Beispielsweise betragen in der ohne Bewirken jeglichen Leerlaufbetriebs rotierten Zahnradpumpe 1 der Druck P_in an der Zulaufseite ungefähr 0,5 MPa und der Druck P_out an der Abströmseite ungefähr 30 MPa. Im Vergleich mit der Zulaufseite der Zahnradpumpe 1 wird die Abströmseite oftmals druckbeaufschlagt, sodass der Druck ungefähr 60 Mal höher ist. Wenn jedoch die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird, wird der Druck an der Abströmseite niedriger als 60 Mal höher als die Zulaufseite. Wenn beispielsweise der Druck an der Abströmseite der Zahnradpumpe 1 verringert wird, um ungefähr 10 Mal höher als die Zulaufseite zu sein, kann hinreichend bestimmt werden, dass die "Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird".
Wenn daher eine Beziehung des folgenden Ausdrucks (2) anstatt der vorstehend beschriebenen Beziehung des Ausdrucks (1) verwendet wird, und eine Beziehung des nachfolgenden Ausdrucks (2') anstatt der vorstehend beschriebenen Beziehung des Ausdrucks (1') verwendet wird, kann das Bestimmungsergebnis, dass die "Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird", schneller erhalten werden als wenn Ausdruck (1) und Ausdruck (1') verwendet werden. Daher kann der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1 umgehend unterbunden werden, und die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 kann präziser gesteuert werden.
[Ausdruck 5]

P_in × k > P_out ... (2) wobei k 1 oder mehr bezeichnet.

[Ausdruck 6]

P_in × k ≤ P_out ... (2') wobei k 1 oder mehr bezeichnet.

Beispielsweise wird ein Druckwert am "Punkt A" zwischen 2A, wo der Druckwert aufgeteilt durch Farben basierend auf dem Grenzwert von 0 MPa aufgeteilt ist, und 2B, wo der Druckwert durch Farben basierend auf dem Grenzwert von 1 MPa aufgeteilt ist, verglichen. Der Druckwert am "Punkt A" befindet sich in einer Region von 0 MPa oder höher in 2A, befindet sich jedoch in einer Region niedriger als 1 MPa in 2B. Daher wird ersichtlich, dass der Druckwert am "Punkt A" innerhalb eines Bereichs von 0 bis 1 MPa liegt.
Indessen wird ein Druckwert am "Punkt B" zwischen 2C, wo der Druckwert durch Farben basierend auf dem Grenzwert von 10 MPa aufgeteilt ist, und 2D, wo der Druckwert durch Farben basierend auf dem Grenzwert von 11 MPa aufgeteilt ist, verglichen. Der Druckwert am "Punkt B" befindet sich in einer Region von 10 MPa oder höher in 2C, befindet sich jedoch in einer Region niedriger als 11 MPa in 2D. Daher wird ersichtlich, dass der Druckwert am "Punkt B" innerhalb eines Bereichs von 10 bis 11 MPa liegt.
Daraus wird ersichtlich, dass in der normal rotierten Zahnradpumpe 1 eine Druckdifferenz von ungefähr dem Zehnfachen zwischen dem "Punkt A", wo der Druckwert 0 bis 1 MPa ist, und dem "Punkt B", wo der Druckwert 10 bis 11 MPa ist, und wenn der Druck an der Abströmseite der Zahnradpumpe 1 gesenkt wird, um ungefähr 10 Mal höher als die Zulaufseite zu sein, kann bestimmt werden, dass die "Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird".
[Zweites Ausführungsbeispiel]
Es sei angemerkt, dass in dem Steuerungsverfahren des vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels bestimmt wird, ob der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird oder nicht, basierend auf der Druckdifferenz zwischen der Zulaufseite der Zahnradpumpe und der Abströmseite. Jedoch kann ebenso bestimmt werden, ob die Zahnradpumpe 1 im Leerlaufbetrieb ist oder nicht, basierend auf der Last (Moment) des Elektromotors 11, der die Zahnradpumpe 1 antreibt.
Ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe 1 eines zweiten Ausführungsbeispiels ist, eine an einen Elektromotor 11, der die Zahnradpumpe 1 antreibt, angelegte Last abzuschätzen, und zu bestimmen, dass die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird in einem Fall, in dem die abgeschätzte Last des Elektromotors 11 ein vorbestimmter Wert oder niedriger ist. Das heißt, dass in der Zahnradpumpe 1 in einem Leerlaufbetriebszustand Material nicht in Vertiefungsabschnitte 5a des Zahnrades eintritt und die Zahnradpumpe 1 rotiert wird, wobei annähernd keine Last anliegt. Daher wird ebenso nicht viel Last an den Elektromotor 11 angelegt, der die Zahnradpumpe 1 antreibt.
In dem Steuerungsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels wird die Last (Moment des Elektromotors 11) basierend auf einem Wert eines elektrischen Stroms, der durch den Elektromotor 11 oder dergleichen fließt, abgeschätzt, und in einem Fall, in dem die abgeschätzte Last kleiner wird als der vorbestimmte Wert, wird bestimmt, dass der "Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird". Es sei angemerkt, dass eine Lastmesseinrichtung 15 (Momentenmesser) in dem Elektromotor 11 bereitgestellt sein kann, und die Last (Moment des Elektromotors 11) kann durch diese Lastmesseinrichtung 15 gemessen werden.
Als Nächstes wird das Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.
Zunächst wird ein Steuerungsmechanismus 17 der Getriebepumpe 1, der in dem Steuerungsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels zu verwenden ist, beschrieben.
6A ist eine Blockdarstellung, die eine Knetanlage 2, in der das Steuerungsverfahren des zweiten Ausführungsbeispiels durchgeführt wird, und den Steuerungsmechanismus 17 zeigt. Wie in 6A gezeigt ist, umfasst der Steuerungsmechanismus 17 der Zahnradpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels einen zulaufseitigen Drucksensor 12 in einem Materialeinbringabschnitt 18 wie in dem ersten Ausführungsbeispiel. Jedoch ist kein abströmseitiger Drucksensor 13 an der Abströmseite bzw. Stromabwärtsseite (Materialausstoßabschnitt 16) der Zahnradpumpe 1 bereitgestellt. Das Moment des Elektromotors 11, das aus dem Wert des elektrischen Stroms abgeschätzt wird oder durch die Lastmesseinrichtung 15 gemessen wird, wird ebenso an eine Steuerung 14 ausgegeben. Weitere Konfigurationen des Steuerungsmechanismus 17 sind die gleichen wie im ersten Ausführungsbeispiel.
6B ist eine Blockdarstellung, die Eingaben und Ausgaben von Signalen zu und von der Steuerung 14 des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
Wie in 6B gezeigt ist, wird zusätzlich zu einem Druckmesswert P_in an der Stromaufwärts- bzw. Zulaufseite eine Elektromotorlast T (Zahnradmomentensignal T) in die Steuerung 14 des zweiten Ausführungsbeispiels eingegeben, und kein Druckmesswert P_out an der Stromabwärts- bzw. Abströmseite wird eingegeben. Zusätzlich zu einem zulaufseitigen Druckvorgabewert P₀ wird ein Elektromotorlastvorgabewert T₀, der eine Einstellung der Last des Elektromotors 11 ist, zuvor in die Steuerung 14 des zweiten Ausführungsbeispiels eingegeben.
Das heißt, dass in der Steuerung 14 des zweiten Ausführungsbeispiels eine Signalverarbeitung in einer Reihenfolge wie in 7 gezeigt durch Verwenden eines Zahnradpumpenbetriebsgrößensignals zusätzlich zu diesen Werten P_in, P₀, dem Zahnradmomentensignal T und dem Elektromotorlastvorgabewert T₀ durchgeführt wird.
7 zeigt ein Signalverarbeitungsverfahren in der Steuerung 14 des zweiten Ausführungsbeispiels, mit anderen Worten das Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels.
Weil die Aktionen von S21 bis S25 in dem Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels die gleichen sind wie die Aktionen von S11 bis S15 des ersten Ausführungsbeispiels, wird eine Beschreibung von diesen weggelassen.
In S24, in einem Fall, in dem bestimmt wird, dass der "Druck P_in an der Zulaufseite höher ist als der zulaufseitige Druckvorgabewert P₀", wird bestimmt, "ob der Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird oder nicht", wie im ersten Ausführungsbeispiel. "Ob der Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird oder nicht" wird basierend darauf bestimmt, ob die Elektromotorlast T (Zahnradmomentensignal T), das an die Zahnradpumpe 1 angelegt wird, niedriger ist als der vorbestimmte Elektromotorlastvorgabewert T₀, der zuvor eingegeben wird. Das heißt, dass in einem Fall, wo eine Beziehung des nachfolgenden Ausdrucks (3) erfüllt ist, bestimmt wird, dass der "Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird". In einem Fall, in dem eine Beziehung des nachfolgenden Ausdrucks (3') erfüllt ist, wird bestimmt, dass "kein Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird".
[Ausdruck 7]

T < T₀ ... (3)

[Ausdruck 8]

T ≥ T₀ ... (3')

Als ein Ergebnis des Vergleichs, in einem Fall, in dem das Zahnradmomentensignal T niedriger ist als der Elektromotorlastvorgabewert T₀ und Ausdruck (3) erfüllt ist, mit anderen Worten in einem Fall, in dem "JA" bestimmt wird, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird, und die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 wird reduziert (S28).
Jedoch wird als Ergebnis des Vergleichs, in einem Fall, in dem das Zahnradmomentensignal T der Elektromotorlastvorgabewert T₀ oder höher ist und Ausdruck (3') erfüllt ist, mit anderen Worten in einem Fall, in dem "NEIN" bestimmt wird, wird bestimmt, dass die Zahnradpumpe 1 nicht im Leerlauf betrieben wird, und eine Operation des Erhöhens der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 wird durchgeführt (S27).
Es sei angemerkt, dass der vorstehend beschriebene Elektromotorlastvorgabewert T₀ vorzugsweise unter Berücksichtigung einer Änderung der Last des Elektromotors 11, wie in 8 gezeigt ist, eingestellt ist. Beispielsweise wird hinsichtlich eines Mittelwerts des Zahnradmoments, das erhalten wird, wenn die Zahnradpumpe 1 betrieben wird, wenn der Elektromotorlastvorgabewert T₀ auf im Wesentlichen den gleichen Wert wie dieser Durchschnittswert eingestellt ist, häufig eine fehlerhafte Bestimmung eines "Leerlaufbetriebs" aufgrund von Messschwankungen verursacht. Daher wird bezüglich dieses Mittelwerts vorzugsweise ein Wert, der ausreichend kleiner ist als die Breite der Messschwankung, als der Elektromotorlastvorgabewert T₀ eingestellt. Dadurch kann die Bestimmung des "Leerlaufbetriebs" richtig nur dann bereitgestellt werden, wenn die Last des Elektromotors 11 mit einer signifikanten Differenz niedriger ist als der Vorgabewert T₀.
Durch Verwenden des Steuerungsverfahrens der Zahnradpumpe 1 des vorstehend beschriebenen zweiten Ausführungsbeispiels, in einem Fall, in dem der Leerlaufbetrieb in der Zahnradpumpe 1 bewirkt wird, wird eine Steuerung zum Reduzieren der Drehzahl der Zahnradpumpe 1 durchgeführt, sodass der Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe 1 ebenso unterbunden werden kann. Daher wird die Drehzahl nicht gesteuert, während die Zahnradpumpe 1 im Leerlauf betrieben wird, und ein Problem einer Steuerungsdivergenz wird nicht einfach verursacht, sodass die Drehzahl der Zahnradpumpe 1 präziser gesteuert werden kann.
Dieses Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe 1 des zweiten Ausführungsbeispiels ist in einer Situation wirksam, in der kein Raum zum Installieren eines Sensors an der Stromabwärtsseite bzw. Abströmseite der Zahnradpumpe 1 oder dergleichen vorhanden ist.
Es sei angemerkt, dass die hier offenbarten Ausführungsbeispiele gedacht sind, in jeglicher Hinsicht keine Einschränkung, sondern ein Beispiel bereitzustellen. Insbesondere, was Gegenstände betrifft, die nicht explizit in den hier offenbarten Ausführungsbeispielen offenbart sind, wie etwa eine Betriebsbedingung, Produktionsbedingung, verschiedene Parameter, Größe von Bestandteilen, Gewicht und Volumen, Werte, die nicht von einem Bereich abweichen, die ein Fachmann im Allgemeinen implementiert, die Werte, die einfach durch den Fachmann im Allgemeinen angenommen werden, adoptiert.
Die vorliegende Erfindung dient zum Erfassen eines Leerlaufbetriebs einer Zahnradpumpe und zum stabilen Betreiben der Zahnradpumpe. Ein Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch Umfassen, nach Steuern der Drehzahl der Zahnradpumpe, die an der Abströmseite einer Knetanlage bereitgestellt ist, wobei die Zahnradpumpe ein in der Knetanlage geknetetes Material der Abströmseite zuführt, eines Bestimmens, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht, und Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe gemäß einem Bestimmungsergebnis. Vorzugsweise kann das Steuerungsverfahren weiterhin ein Messen eines Drucks an der Zulaufseite der Zahnradpumpe umfassen, und in einem Fall, in dem der gemessene Druck an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher wird als ein Drucksollwert, Bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 02-6118 A [0003, 0007]
JP 2013-180560 A [0003, 0007]

Claims

Steuerungsverfahren einer Zahnradpumpe, mit: nach Steuern der Drehzahl der Zahnradpumpe, die an der Abströmseite einer Knetanlage bereitgestellt ist, wobei die Zahnradpumpe ein in der Knetanlage geknetetes Material der Abströmseite zuführt, Bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht; und Ändern der Drehzahl der Zahnradpumpe gemäß einem Bestimmungsergebnis.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß Anspruch 1, weiterhin mit: Messen eines Drucks P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe; und in einem Fall, in dem der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe höher wird als ein Solldruckvorgabewert P₀, Bestimmen, ob die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird oder nicht.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß Anspruch 1 oder 2, weiterhin mit: in einem Fall, in dem ein Bestimmungsergebnis erhalten wird, dass ein Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe bewirkt wird, Durchführen einer Steuerung zum Reduzieren der Drehzahl der Zahnradpumpe; und in einem Fall, in dem ein Bestimmungsergebnis erhalten wird, dass kein Leerlaufbetrieb der Zahnradpumpe bewirkt wird, Durchführen einer Steuerung zum Erhöhen der Drehzahl der Zahnradpumpe.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit: Messen eines Drucks P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe und eines Drucks P_out an der Abströmseite; und wenn der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite und der gemessene Druck P_out an der Abströmseite eine Beziehung des nachfolgenden Ausdrucks erfüllen, Bestimmen, dass die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird: [Ausdruck 1] P_in × k > P_out wobei k 1 oder mehr bezeichnet.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit: Messen eines Drucks P_in an der Zulaufseite der Zahnradpumpe und eines Drucks P_out an der Abströmseite; und wenn der gemessene Druck P_in an der Zulaufseite und der gemessene Druck P_out an der Abströmseite eine Beziehung des nachfolgenden Ausdrucks erfüllen, Bestimmen, dass die Zahnradpumpe nicht im Leerlauf betrieben wird: [Ausdruck 2] P_in × k ≤ P_out wobei k 1 oder mehr bezeichnet.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit: Messen einer Last eines Elektromotors, der die Zahnradpumpe antreibt; und in einem Fall, in dem die gemessene Last des Elektromotors ein vorbestimmter Wert oder niedriger ist, Bestimmen, dass die Zahnradpumpe im Leerlauf betrieben wird.
Steuerungsverfahren der Zahnradpumpe gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin mit: Messen einer Last eines Elektromotors, der die Zahnradpumpe antreibt; und in einem Fall, in dem die gemessene Last des Elektromotors höher ist als ein vorbestimmter Wert, Bestimmen, dass die Zahnradpumpe nicht im Leerlauf betrieben wird.