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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Mischer, der ein zu mischendes Material mischt, ein Mischsystem, das mit dem Mischer versehen ist, und ein Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts.
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Ein Mischer zum Herstellen von gemischtem Gummi, das ein Material aus einem Gummiprodukt ist, durch Mischen eines zu mischenden Materials mit verschiedenen Zuschlägen, die damit verschnitten sind z.B. Rohgummi, durch Rotation eines Paars von Rotoren in einer Kammer ist generell bekannt.
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In dem Mischer rotiert das Paar von Rotoren in Richtungen, die voneinander unterschiedlich sind, wodurch das zu mischende Material in einen Spalt zwischen dem Paar von Rotoren gedrückt wird, und somit ein Mischen ausgeführt wird.
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Bei dem zu mischenden Material ist ein Grad von Plastizität oder ähnliches entsprechend einem Unterschied bei einem Material davon, unterschiedlich, und daher gibt es einen Fall, selbst wenn der Mischer unter denselben Bedingungen unter Berücksichtigung aller zu mischenden Materialien betrieben wird, wo es nicht möglich ist, das zu mischende Material ausreichend zu mischen. Daher wird z.B. bei der Erfindung, die in
JP H04-201 521 A zitiert wird, eine Korrektur eines Energieverbrauchs bei einem Mischer so ausgeführt, dass ein Mischen effektiv entsprechend einem Material des zu mischenden Materials ausgeführt wird.
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Ein Mischer und ein Verfahren zur Herstellung eines Mischprodukts, auf dem der Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 6 basiert, sind aus der
DE 40 37 028 A1 bekannt. Dieser Mischer besitzt ein Paar paralleler Rotoren in einer Kammer eines Mischergehäuses, wobei ein am Einführanschluss in die Kammer vorgesehener Stempel mit einem Wegaufnehmer versehen ist, der den Stempelweg erfasst. Der Parameter „Stempelweg“ wird neben weiteren Parametern wie Massetemperatur, Mischerdrehzahl und Leistung des Mischermotors in einer Steuervorrichtung berücksichtigt, um die Drehzahl der Rotoren einzustellen, damit eine vorgegebene Mischdauer zur Erreichung einer geforderten Endviskosität eingehalten wird.
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Die
DE 30 35 353 A1 beschreibt ein Verfahren zum Regeln des Mischvorgangs von Kautschukmischungen in einem Innenmischer und erwähnt den Stempeldruck des Stempels im Innenmischer als eine alternative Stellgröße.
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Jedoch wird bei dem Mischer, der in der
JP H04-201 521 A offenbart ist, eine Betriebssteuerung des Mischers nicht basierend auf dem Zustand des zu mischenden Materials während dem Mischen ausgeführt, und daher ist es schwierig zu bestimmen ob oder ob nicht ein Mischen ungeachtet eines Unterschieds bei dem zu mischenden Material ausreichend ausgeführt werden kann.
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Entsprechend einem Material des zu mischenden Materials ist es nicht möglich dafür zu sorgen, dass das zu mischende Material zwischen einem Paar von Rotoren durch gleichmäßiges Drücken des zu mischenden Materials in einen Spalt zwischen dem Paar von Rotoren während dem Mischen gefasst bzw. gefangen ist, und es gibt einen Fall, wo ein Anteil des zu mischenden Materials an oberen Abschnitten der Rotoren verbleibt und nach oben aufsteigt. In diesem Fall ist es nicht möglich das Mischen des zu mischenden Materials ausreichend auszuführen, und daher wird eine Technik eines akkuraten Bestimmens solch eines Zustands und ein Reflektieren des Zustands in dem Mischprozess benötigt.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen Mischer, ein Mischsystem und ein Verfahren zum Herstellen eines gemischten Produkts zur Verfügung, indem schlechtes Mischen vermieden werden kann, das aufgrund von Aufsteigen eines zu mischenden Materials auftritt, und indem geeignetes Mischen in Übereinstimmung mit einem Unterschied bei einem Material des zu mischenden Materials ausgeführt werden kann.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mischer mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein diesen Mischer verwendendes Mischsystem mit den Merkmalen des Patentanspruches 5 und ein Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts mit den Merkmalen des Patentanspruches 6 zur Verfügung gestellt.
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Der Mischer umfasst: ein Paar von Rotoren, die mit einem Spalt bzw. Zwischenraum dazwischen angeordnet sind, ein Gehäuse, in dem eine Kammer, in welcher das Paar von Rotoren angeordnet ist, ein Einführanschluss zum Einführen eines zu mischenden Materials in die Kammer und ein Austraganschluss zum Austragen des zu mischenden Materials aus der Kammer ausgebildet sind, einen Sensor, der über dem Paar von Rotoren angeordnet ist und eine Variation der Position des zu mischenden Materials erfasst, und eine Steuereinheit, die eine Rotation des Paars von Rotoren basierend auf einem Erfassungsergebnis des Sensors steuert.
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Gemäß solch einem Mischer wird, wenn ein Anteil des zu mischenden Materials ohne zwischen den Rotoren gefasst bzw. gefangen zu sein, während das zu mischende Material in die Kammer eingeführt wird und darin gemischt wird, nach oben aufsteigt, der nach oben aufsteigende Anteil als eine Variation einer Position des zu mischenden Materials betrachtet. Diese Positionsvariation wird durch den Sensor erfasst, wodurch das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils durch den Sensor erfasst werden kann. Ferner wird in dem nach oben aufsteigenden Anteil das zu mischende Material nicht gemischt, wodurch in diesem Anteil eine Druckvariation in dem zu mischenden Material auftritt.
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Dementsprechend steuert die Steuereinheit die Rotation der Rotoren basierend auf dem Erfassungsergebnis von solch einem Sensor, wodurch dafür gesorgt wird, dass der nach oben aufsteigende Anteil des zu mischenden Materials zwischen dem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen ist.
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Bei einem Mischer gemäß der vorliegenden Erfindung erfasst der Sensor eine Position in einer Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials.
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Das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils des zu mischenden Materials kann durch solch einen Sensor erfasst werden. Dann steuert die Steuereinheit die Rotation der Rotoren basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors, wodurch dafür gesorgt wird, dass der nach oben aufsteigende Anteil des zu mischenden Materials zwischen dem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen werden kann, und somit ein geeignetes Mischen ausgeführt werden kann.
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Bei einem Mischer gemäß der vorliegenden Erfindung variiert die Steuereinheit Rotationsfrequenzen des Paars von Rotoren basierend auf einer Periode oder einem Zeitablauf von einer Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials.
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Auf diese Weise kann, durch Erhöhen oder Verringern der Rotationsfrequenzen der Rotoren basierend auf der Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials, das heißt einer Periode oder einem Zeitablauf der Variation der Höhenposition der Spitze des nach oben aufsteigenden Anteils, dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigenden Anteil des zu mischenden Materials zwischen dem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen ist, und somit kann geeignetes Mischen ausgeführt werden.
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Bei einem Mischer gemäß einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Sensor ferner eine Variation der Position des zu mischenden Materials in einer horizontalen Richtung, welche die Auf-und-ab-Richtung schneidet erfassen, und die Steuereinheit kann die Rotation des Paars von Rotoren basierend auf der Variation der Position des zu mischenden Materials in der horizontalen Richtung steuern.
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Durch Ausführen solch einer Steuerung kann dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigende Anteil des zu mischenden Materials effizient zwischen dem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen ist, und somit kann geeignetes Mischen ausgeführt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Mischsystem vorgeschlagen mit: dem oben beschriebenen Mischer als einen ersten Mischer, einem zweiten Mischer, der über oder unter dem ersten Mischer angeordnet ist, wobei ein zu vermischendes Material, das in einem von dem ersten Mischer und dem zweiten Mischer gemischt worden ist, in den anderen eingebracht und darin weitergemischt wird.
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Gemäß einem solchen Mischsystem kann, wenn ein Anteil des zu mischenden Materials nach oben aufsteigt, ohne während eines Mischens zwischen den Rotoren in dem ersten Mischer gefasst bzw. gefangen zu sein, aufgrund der Variation der Position des zu mischenden Materials, das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils durch einen Sensor erfasst werden. Dementsprechend steuert eine Steuereinheit die Rotation der Rotoren basierend auf dem Erfassungsergebnis von solch einem Sensor, wodurch dafür gesorgt werden kann, dass der nach oben aufsteigende Anteil des zu mischenden Materials zwischen einem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts bereitgestellt, mit: einem Einführprozess des Einführens eines zu mischenden Materials von einem Einführanschluss in eine Kammer, in der ein Paar von Rotoren angeordnet ist, die mit einem Zwischenraum dazwischen vorgesehen sind, einem Mischprozess des Mischens des zu mischenden Materials, das in die Kammer eingebracht worden ist, durch das Paar von Rotoren, einem Erfassungsprozess des Erfassens einer Variation der Position oder des Drucks des zu mischenden Materials, das zwischen dem Paar von Rotoren und dem Einführanschluss angeordnet ist, während das zu mischende Material gemischt wird, und einem Einstellprozess des Einstellens einer Rotation des Paars von Rotoren basierend auf einem Erfassungsergebnis in dem Erfassungsprozess, wobei ein Mischprodukt durch Fortsetzen des Mischprozesses während des Ausführens des Erfassungsprozesses und des Einstellprozesses hergestellt wird.
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Gemäß solch einem Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts kann, wenn ein Anteil des zu mischenden Materials nach oben aufsteigt ohne zwischen den Rotoren während eines Mischens gefasst bzw. gefangen zu sein, aufgrund einer Variation der Position des zu mischenden Materials, das Auftreten von dem nach oben aufsteigenden Anteil erfasst werden. Dementsprechend kann durch Einstellen der Rotation der Rotoren basierend auf dem Erfassungsergebnis solch eines Sensors, dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigende Anteil des zu mischenden Materials zwischen dem Paar von Rotoren gefasst bzw. gefangen ist.
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Gemäß dem Mischer, dem Mischsystem und dem Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts, die oben beschrieben wurden, kann schlechtes Mischen vermieden werden, das aufgrund von Aufsteigen des zu mischenden Materials auftritt und geeignetes Mischen in Übereinstimmung mit einem Unterschied bei einem Material des zu mischenden Materials ausgeführt werden.
- 1 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Gesamtheit eines Mischsystems einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 2 ist ein Diagramm, das den Zustand eines zu mischenden Materials während Mischen in dem Mischsystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, und ist eine vergrößerte Ansicht eines Hauptbereichs aus 1.
- 3 ist ein Flussdiagramm, das die Prozedur eines Verfahrens zum Herstellen eines Mischprodukts durch Mischen eines zu mischenden Materials durch das Mischsystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
- 4 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf einer Steuereinheit beschreibt, wenn ein Erfassungsprozess und ein Einstellprozess bei einem Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts durch das Mischsystem der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
- 5 ist ein Diagramm, das einen Prozessablauf einer Steuereinheit beschreibt, wenn ein Erfassungsprozess und ein Einstellprozess bei einem Mischverfahren des Mischens eines zu mischenden Materials durch ein Mischsystem einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird.
- 6 ist eine vertikale Schnittansicht, die die Gesamtheit eines Mischsystems gemäß einem weiteren Beispiel darstellt.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Erste Ausführungsform
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Im Folgenden wird ein Mischsystem 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 1 und 2 beschrieben.
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Das Mischsystem 1 gemäß dieser Ausführungsform ist eine Mischapparatur vom Typ Tandem („tandem type“), die mit zwei Mischern 2, die übereinander miteinander verbunden sind, versehen ist.
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Der Mischer 2 an der unteren Seite, ist eingestellt, um ein unterer Mischer (ein erster Mischer) 43 zu sein, und der Mischer 2 an der oberen Seite ist eingestellt, um ein oberer Mischer (ein zweiter Mischer) 3 zu sein.
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Bei dem Mischsystem 1 wird ein zu mischendes Material W, das gebildet ist, um z.B. Rohgummi oder ähnliches zu umfassen, in dem oberen Mischer 3 gemischt, dann in den unteren Mischer 43 eingeführt, und weiter in dem unteren Mischer 43 gemischt, wodurch schließlich ein Mischprodukt W1 hergestellt wird.
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Der obere Mischer 3 ist mit einem Paar von Rotoren 4, die in einer horizontalen Richtung orthogonal zu einer Auf-und-ab-Richtung angeordnet sind, einem Gehäuse 5, das die Rotoren 4 umgibt, einer Klapptür 24 und einem schwebenden Gewicht 33, das an dem Gehäuse 5 vorgesehen ist, und einer Antriebseinheit 36, die das schwebende Gewicht 33 auslöst, versehen.
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Das Paar der Rotoren 4 ist angeordnet, um einen Spalt SP1 in der horizontalen Richtung dazwischen zu haben. Jeder der Rotoren 4 ist in der Form einer Säule, die sich in der horizontalen Richtung erstreckt und um jede der Achsen O1 und O2, die orthogonal zu der horizontalen Richtung sind und parallel zueinander sind, durch eine Energiequelle (nicht dargestellt) drehbar, hergestellt. Die Rotoren 4 rotieren in der entgegengesetzten Richtung zueinander (Bezug auf eine Rotationsrichtung R aus 2). Das heißt während normalem Betrieb rotieren die Abschnitte der äußeren peripheren Oberflächen, die an den höchsten Abschnitten des Paars von Rotoren 4 angeordnet sind, in Richtung des Spalts SP1, um einander nahe zu kommen.
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Das Gehäuse 5 hat ein Hauptkörperteil 10, das das Paar von Rotoren 4 umgibt, ein Antriebseinheit-Stützteil 15, das sich von dem Hauptkörperteil 10 nach oben erstreckt, und ein Klapptür-Stützteil 19, das sich von dem Hauptkörperteil 10 nach unten erstreckt.
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Eine Kammer C1, in der das Paar von Rotoren 4 angeordnet ist, ein Einführanschluss 11 zum Einführen des zu mischenden Materials W in die Kammer C1, und ein Austraganschluss 12 zum Austragen des zu mischenden Materials W aus der Kammer C1 sind in dem Hauptkörperteil 10 ausgebildet.
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Die Kammer C1 ist als ein im Wesentlichen elliptischer Raum so ausgebildet, dass er die jeweiligen Rotoren 4 von der äußeren peripheren Seite umgibt.
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Der Einführanschluss 11 ist an einem oberen Abschnitt der Kammer C1 geöffnet, durchdringt das Hauptkörperteil 10, um sich gerade nach oben zu erstrecken, und sorgt dafür, dass die Kammer C1 und die Außenseite des Hauptkörperteils 10 miteinander kommunizieren.
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Der Austraganschluss 12 ist an einem unteren Abschnitt der Kammer C1 geöffnet, durchdringt das Hauptkörperteil 10, um sich nach unten zu erstrecken, und sorgt dafür, dass die Kammer C1 und die Außenseite des Hauptkörperteils 10 miteinander kommunizieren. In dieser Ausführungsform ist der Austraganschluss 12 so ausgebildet, dass sich ein Durchmesser einer Öffnung allmählich erweitert, wenn sie in Richtung der unteren Seite verläuft.
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Das Antriebseinheit-Stützteil 15 stützt die Antriebseinheit 36 (Details davon werden später beschrieben) und hat ein rohrförmiges Teil 16, das sich von dem Hauptkörperteil 10 außerhalb des Einführanschlusses 11 nach oben erstreckt, das heißt, um den Einführanschluss 11 zu umgeben und ist mit einer Materialrampentür (nicht dargestellt) versehen, und ein Deckelteil 17, das das rohrförmige Teil 16 von oben abdeckt, und in dem ein Durchgangsloch 18, das nach oben und unten hindurch dringt, an einer Position über dem Einführanschluss 11 ausgebildet ist.
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Das Klapptür-Stützteil 19 hat ein rohrförmiges Teil 20 mit einer rohrförmigen Form, das sich außerhalb des Austraganschlusses 12 erstreckt, das heißt von dem Hauptkörperteil 10 nach unten und sich ebenfalls in den Richtungen der Achsen O1 und O2 erstreckt, und ein Paar von plattenähnlichen Teilen 21, das mit einem unteren Abschnitt des rohrförmigen Teils 20 verbunden ist und eine plattenförmige Form hat, die sich in eine Richtung weg voneinander in der horizontalen Richtung erstreckt.
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Die Klapptür 24 hat ein Rotations-Stützteil 25, das an einer Seite in der horizontalen Richtung in dem rohrförmigen Teil 20 so montiert ist, dass es unter Berücksichtigung des rohrförmigen Teils 20 um die Achse O3 parallel zu den Achsen O1 und O2 der Rotoren 4 drehbar ist, und ein Türteil 28, das integral mit dem Rotations-Stützteil 25 vorgesehen ist und den Austraganschluss 12 von unten entsprechend der Rotation des Rotations-Stützteil 25 öffnen und schließen kann.
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Auf diesem Wege ist das Türteil 28 so ausgebildet, um im Durchmesser in einer Richtung in Richtung der Kammer C1 reduziert zu sein, um der Durchmessererweiterungsform des Austraganschlusses 12 in einen Zustand des Blockierens des Austraganschlusses 12 zu entsprechen. An einer Position, die den Rotoren 4 in dem Türteil 28 zugewandt ist, ist ein Paar von gebogenen Oberflächen 30, die einen vorstehenden Abschnitt 29, der in Richtung des Spalts SP1 an einem Mittelabschnitt in der horizontalen Richtung vorsteht, bilden, so ausgebildet, um entlang der inneren peripheren Oberfläche der Kammer C1 und der äußeren peripheren Oberflächen des Paars von Rotoren 4 in einem Zustand, wo das Türteil 28 den Austraganschluss 12 blockiert, gekrümmt zu sein.
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Das schwebende Gewicht 33 ist so vorgesehen, um in der Lage zu sein, den Einführanschluss 11 von oben zu öffnen und zu schließen. An einer den Rotoren 4 zugewandten Position bei dem schwebenden Gewicht 33 ist ein Paar von gekrümmten Oberflächen 35, die einen vorstehenden Abschnitt 34, der in Richtung des Spalts SP1 vorsteht, bilden, an einem Mittelabschnitt in der horizontalen Richtung so ausgebildet, um entlang der inneren peripheren Oberfläche der Kammer C1 und der äußeren peripheren Oberflächen des Paars von Rotoren 4 in einem Zustand, wo das schwebende Gewicht 33 den Einführanschluss 11 blockiert, gekrümmt zu sein.
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Die Antriebseinheit 36 hat eine Stützstange 37, die an einem oberen Abschnitt des schwebenden Gewichts 33 vorgesehen ist, ein oberes Stützteil 38, an dem die Stützstange 37 montiert ist, und ein Paar von Zylindern 39, die so montiert sind, um sich von dem oberen Stützteil 38 nach unten zu erstrecken.
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Die Stützstange 37 ist integral mit dem schwebenden Gewicht 33 so vorgesehen, um sich nach oben zu erstrecken und ist so vorgesehen, um in das Durchgangsloch 18, das in dem Deckelteil 17 des Gehäuses 5 ausgebildet ist, eingeführt zu sein oder zu werden, und um von dem Deckelteil 17 nach oben vorzustehen.
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Das obere Stützteil 38 stützt ein oberes Ende der Stützstange 37 durch ein Befestigungselement 40 wie beispielsweise einer Nut. Das obere Stützteil 38 ist so vorgesehen, um angeordnet zu sein, um von dem rohrförmigen Teil 16 und dem Deckelteil 17 nach oben beabstandet zu sein. Dadurch wird der rohrförmige Teil 16 und der Deckelteil 17 abgedeckt.
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Das Paar von Zylindern 39 ist zwischen den jeweiligen Oberflächen, die der Außenseite in der horizontalen Richtung in dem rohrförmigen Teil 16 und beiden Endabschnitten in der horizontalen Richtung in der unteren Oberfläche des oberen Stützteils 38 zugewandt sind, eingeschoben. Die Zylinder 39 expandieren und kontrahieren sich. Dadurch sind sie in der Lage das obere Stützteil 38 in der Auf-und-ab-Richtung unter Berücksichtigung des rohrförmigen Teils 16 relativ zu bewegen.
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Die Stützstange 37 bewegt sich nach oben und nach unten entsprechend der Auf- und Ab-Bewegung des oberen Stützteils 38, wodurch sich das schwebende Gewicht 33 in einen Raum SP3 nach oben und nach unten in dem rohrförmigen Teil 16 so bewegt, um dem Einführanschluss 11 nahe zu kommen und davon separiert zu werden, und somit öffnet und schließt das schwebende Gewicht 33 den Einführanschluss 11.
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Der untere Mischer 43 wird beschrieben. In dieser Ausführungsform wird der untere Mischer 43 in annähernd derselben Größe wie der obere Mischer 3 dargestellt. Jedoch ist die Größe nicht darauf begrenzt.
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Der untere Mischer 43 ist mit einem Paar von Rotoren 44, die in der horizontalen Richtung vorgesehen sind, einem Gehäuse 45, in dem eine Kammer C2, die die Rotoren 44 umgibt, ausgebildet ist, und einer Klapptür 64, die an dem Gehäuse 45 ähnlich dem oberen Mischer 3 vorgesehen ist, versehen.
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Das Paar der Rotoren 44 ist angeordnet, um einen Spalt SP2 in der horizontalen Richtung zu haben und sich jeweils um die Achsen O4 und O5 zu drehen.
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Die Klapptür 64 hat ein Rotations-Stützteil 65 und ein Türteil 68, das sich um eine Achse O6, die parallel zu den Achsen O4 und O5 ist dreht.
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Ein Paar von gekrümmten Oberflächen 70, die einen vorstehenden Abschnitt 69 bilden, ist an dem Türteil 68 ausgebildet.
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Dem gegenüber ist der untere Mischer 43 im Gegensatz zu dem oberen Mischer 3, nicht mit Konfigurationen entsprechend dem schwebenden Gewicht 33 und der Antriebseinheit 36 versehen und stattdessen mit einem Sensor 80 versehen, der an dem Gehäuse 45 vorgesehen ist, und einer Steuereinheit 82, die die Rotation der Rotoren 44 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors 80 steuert.
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Das Gehäuse 45 hat einen Hauptkörperteil 50, in dem die Kammer C2, ein Einführanschluss 51 und ein Austraganschluss 52, die dieselben sind wie die des oberen Mischers 3, ausgebildet sind, ein rohrförmiges Teil 56, das sich von dem Hauptkörperteil 50 nach oben erstreckt, und ein Klapptür-Stützteil 59, in dem sich ein rohrförmiges Teil 60 nach unten erstreckt und ein plattenförmiges Teil 61 sind ähnlich dem oberen Mischer 3 ausgebildet.
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Das rohrförmige Teil 56 ist so geneigt, dass Wandoberflächen an beiden Seiten in der horizontalen Richtung in dem rohrförmigen Teil 56 zu der Außenseite in der horizontalen Richtung voneinander separiert sind, wenn es in Richtung der oberen Seite von dem Hauptkörperteil 50 verläuft, im Gegensatz zu dem rohrförmigen Teil 16 des oberen Mischers 3. Ferner ist das rohrförmige Teil 56 mit unteren Abschnitten der plattenähnlichen Teile 21 des oberen Mischers 3 verbunden.
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Das heißt das Klapptür-Stützteil 19 des oberen Mischers 3 und das rohrförmige Teil 56 des unteren Mischers 43 sind verbunden, wodurch der Austraganschluss 12 des oberen Mischers 3 und der Einführanschluss 51 des unteren Mischers 43 miteinander kommunizieren. Dementsprechend wird das zu mischende Material W von dem oberen Mischer 3 in den unteren Mischer 43 eingeführt.
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Der Sensor 80 ist z.B. ein Infrarotsensor oder ähnliches, der über dem Paar von Rotoren 44 angeordnet ist, und so vorgesehen ist, um entlang der horizontalen Richtung an jeder der beiden Wandoberflächen des rohrförmigen Teils 56 in dem Gehäuse 45 vorgesehen zu sein. Ferner ist der Sensor 80 so hergestellt, um eine Position in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials W in der Kammer C2 des unteren Mischers 43 zu erfassen.
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Die Steuereinheit 82 steuert die Rotation der Rotoren 44 in einem Fall, wo ein Zustand, wo das zu mischende Material W in der Auf-und-ab-Richtung an einer vorbestimmten Höhenposition vorhanden ist, durch den Sensor 80 erfasst wird, und z.B. bei dieser Ausführungsform in einem Fall, wo ein Zustand, wo der Scheitel des zu mischenden Materials W eine Höhenposition erreicht, an der das rohrförmige Teil 56 vorgesehen ist, erzeugt wird. Die Steuerung der Rotation bei dieser Ausführungsform ist eine Steuerung, um die Rotationsfrequenzen der Rotoren 44 zu variieren. Die Steuereinheit 82 ist vorgesehen, um z.B. an dem Gehäuse 45 montiert zu sein.
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Ein spezifisches Beispiel, das ein Mischverfahren durch das Mischsystem 1 dieser Ausführungsform betrachtet und eine Steuerung in der Steuereinheit 82 wird mit Bezug auf 3 beschrieben.
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Zuerst wird das zu mischende Material W von dem Einführanschluss 11 in die Kammer C1 des oberen Mischers 3 eingeführt, Mischen wird ausgeführt, und das zu mischende Material W wird nach dem Mischen von dem Austraganschluss 12 ausgetragen (ein Vormischprozess S0).
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Ferner wird das zu mischende Material W von dem Austraganschluss 12 von dem Einführanschluss 51 des unteren Mischers 43 in die Kammer C2 eingeführt (ein Einführprozess S1) .
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Danach wird das zu mischende Material W durch das rotierende Paar von Rotoren 44 gemischt (ein Mischprozess S2) .
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Wenn das zu mischende Material W während dem Ausführen des Mischprozesses S2 gemischt wird, wird eine Variation der Höhenposition in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials W, das zwischen dem Paar von Rotoren 44 und dem Einführanschluss 51 angeordnet ist, durch den Sensor 80 erfasst (ein Erfassungsprozess S3).
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Die Rotation des Paars von Rotoren 44 wird durch die Steuereinheit 82 basierend auf dem Erfassungsergebnis in dem Erfassungsprozess S3 eingestellt (ein Einstellprozess S4).
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Ein Prozessablauf der Steuereinheit 82 während dem Ausführen des Erfassungsprozesses S3 und dem Einstellprozesses S4 wird mit Bezug auf 2 und 4 beschrieben.
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Wenn ein Anteil des zu mischenden Materials W so aufgestiegen ist, um in dem rohrförmigen Teil 56 in der Auf-und-ab-Richtung angeordnet zu sein (Bezug auf einem nach oben aufsteigenden Anteil X aus 2), wird das Verhältnis der Menge des nach oben aufsteigenden Anteils X zu der Gesamtmenge (Volumen oder Gewicht) des zu mischenden Materials W, das in dem unteren Mischer 43 gemischt wird, eingestellt um A% zu sein. Die Menge des nach oben aufsteigenden Anteils X wird z.B. durch die Distanz von der Position des Scheitels des nach oben aufsteigenden Anteils X zu der äußeren peripheren Oberfläche des Rotors 44, die an dem obersten Abschnitt angeordnet ist, und Dickendimensionen in der horizontalen Richtung und der Richtungen der Achsen O4 und O5 berechnet.
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Das Verhältnis einer Zeit, wenn der nach oben aufsteigende Anteil X auftritt, zu einer Mischzeit des zu mischenden Materials W in dem unteren Mischer 43 wird eingestellt um B% zu sein.
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Bei der Steuereinheit 82 wird zuerst die Messung der Zeit gestartet (Schritt S401). Danach wird bestimmt, ob oder ob nicht eine bestimmte Zeit t abgelaufen ist (Schritt S402).
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Wenn im Schritt S402 „NEIN“ bestimmt wird, wird die Messung fortgesetzt und das Verhältnis A% während der bestimmten Zeit t (ein Integrationswert während der Zeit t) und das Verhältnis B% während der bestimmten Zeit t aus dem Erfassungsergebnis des Sensors 80 berechnet (Schritt S403).
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Danach wird das Produkt von A% und B% berechnet (Schritt S404) .
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Parallel zu den Schritten S403 und S404 wird eine Periode oder ein Zeitablauf P, in der der nach oben aufsteigende Anteil X des zu mischenden Materials W auftritt, während der bestimmten Zeit t berechnet (Schritt S405).
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In einem Fall, wo die Zeit t abgelaufen ist, das heißt in einem Fall, wo im Schritt S402 „JA“ bestimmt wird, wird die Messzeit neu gestartet (Schritt S406) und während der nächsten bestimmten Zeit t wird eine Steuerung so ausgeführt, dass der nummerische Wert des Produkts von A% und B% das Minimum wird, um so die Rotationsfrequenzen der Rotoren 44 mit der Periode P zu reduzieren (Schritt S407).
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Wie oben beschrieben wird bei der Steuereinheit 82 jeder der Schritte S401 bis S407 wiederholt, das heißt der Erfassungsprozess S3 und der Einstellprozess S4 werden während einem Ausführen des Mischprozesses S2 wiederholt, wodurch die Rotationsfrequenzen des Paars von Rotoren 44 basierend auf der Periode oder des Zeitablaufs der Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials W variiert werden.
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Gemäß dem Mischsystem 1 dieser Ausführungsform, die oben beschrieben wurde, kann, während das zu mischende Material W in die Kammer C2 des unteren Mischers 43 eingeführt wird und darin gemischt wird, wenn ein Anteil des zu mischenden Materials W nicht zwischen dem Paar von Rotoren 44 gefasst bzw. gefangen ist und der nach oben aufsteigende Anteil X auftritt, das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X als die Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung (die Höhenrichtung) des zu mischenden Materials W durch den Sensor 80 erfasst werden.
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Dann kann die Steuereinheit 82 dafür sorgen, dass der nach oben aufsteigenden Anteil X zwischen den Rotoren 44 durch ein Steuerverfahren des Vergrößerns oder Verringerns der Rotationsfrequenzen der Rotoren 44 basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors 80, das heißt basierend auf dem nummerischen Wert des Produktes von A% und B% und der Periode P des Auftretens des nach oben aufsteigenden Anteils X, gefasst bzw. gefangen wird.
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Daher kann Auftreten von schlechtem Mischen aufgrund von nach oben aufsteigendem zu mischendem Material vermieden werden, und es kann geeignetes Mischen in Übereinstimmung mit einem Unterschied bei einem Material des zu mischenden Materials ausgeführt werden.
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Aufgrund der Steuerung der Rotation der Rotoren 44 durch den Sensor 80 und die Steuereinheit 82, wird eine Maßnahme wie beispielsweise Vermeidung des Auftretens von nach oben aufsteigendem Anteil X des zu mischenden Materials W z.B. durch Vergrößern der Kammer C2 des unteren Mischers 43 unnötig, und somit kann ein Verringern der Größe („downsizing“) des Mischsystems 1 erreicht werden.
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In dem oben beschriebenen Fall wird die Rotation des Paars von Rotoren 44 durch die Steuereinheit 82 in dem Einstellprozess S4 eingestellt. Jedoch kann ein Arbeiter die Rotation der Rotoren 44 basierend auf dem Erfassungsergebnis in dem Erfassungsprozess S3 manuell einstellen.
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Ferner ist das schwebende Gewicht 33 in dem oberen Mischer 3 vorgesehen. Jedoch muss es nicht notwendigerweise vorgesehen sein. Demgegenüber kann eine Vorrichtung, die dem schwebenden Gewicht 33 entspricht, ebenfalls in dem unteren Mischer 43 vorgesehen sein.
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Zweite Ausführungsform
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Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 5 beschrieben.
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Dieselben konstituierenden Elemente wie die der ersten Ausführungsform sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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Während ein Mischsystem 1A dieser Ausführungsform mit dem der ersten Ausführungsform gleich ist, indem eine Steuereinheit 82A die Rotationsfrequenzen des Paars von Rotoren 44 basierend auf der Periode oder des Zeitablaufs der Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials W bestimmt, ist eine Steuermethode davon unterschiedlich.
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Bei der Steuereinheit 82A wird, wenn bei der Bestimmung, ob oder ob nicht die bestimmte Zeit t im Schritt S402 abgelaufen ist, „NEIN“ bestimmt wird, wird die Anzahl von Zeitpunkten, in denen der nach oben aufsteigende Anteil X während der bestimmten Zeit t auftritt, das heißt die Anzahl von Zeitpunkten N, bei denen der Sensor 80 die Positionsvariation in der Auf-und-ab-Richtung des zu mischenden Materials W erfasst, berechnet (Schritt S413).
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Dann reduziert die Steuereinheit 82A die Rotationsfrequenzen des Paars von Rotoren 44 um dieselbe Anzahl von Zeitpunkten N und mit derselben Periode wie die, wenn die Anzahl von Zeitpunkten N gemessen wird, während der nächsten bestimmten Zeit t (Schritt S417). Danach wird eine Steuerung ausgeführt, um diese Schritte zu wiederholen.
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Gemäß dem Mischsystem 1A dieser Ausführungsform wird, ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform, ein Steuerverfahren des Vergrößerns oder Verringerns der Rotationsfrequenzen der Rotoren 44 entsprechend der Periode der Variation bei der Höhenposition des nach oben aufsteigenden Anteils X des zu mischenden Materials W entsprechend dem Erfassungsergebnis des Sensors 80 in der Steuereinheit 82A angenommen. Daher kann dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigenden Anteil X des zu mischenden Materials W zwischen den Rotoren 44 gefasst bzw. gefangen wird, es kann Auftreten von schlechtem Mischen aufgrund des Auftretens des nach oben aufsteigenden Anteils X des zu mischenden Materials W vermieden werden, und es kann geeignetes Mischen in Übereinstimmung mit einem Unterschied bei einem Material des zu mischenden Materials W ausgeführt werden.
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Beispiel
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Als nächstes wird ein weiteres Beispiel mit Bezug auf 6 beschrieben.
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Dieselben konstituierenden Elemente, wie die der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet und eine detaillierte Beschreibung davon wird weggelassen.
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Bei einem Mischsystem 1B dieses Beispiels ist ein Sensor 80B unterschiedlich von dem der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform. Das heißt der Sensor 80B dieser Ausführungsform ist ein Sensor, der Variation des Drucks des zu mischenden Materials W in einem oberen Mischer 3B (einem ersten Mischer) durch Erfassen einer Variation des Drucks, der auf das schwebende Gewicht 33 einwirkt, erfasst.
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Insbesondere ist der Sensor 80B ein Drucksensor, der an mindestens einem des Paars von Zylindern 39 in dem oberen Mischer 3B, oder einem Rohrsystem davon vorgesehen ist, dadurch ist er in der Lage eine Druckkraft des Zylinders 39, die auf das schwebende Gewicht 33 einwirkt, zu erfassen.
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Bei der Steuereinheit 82B wird, wenn eine Druckkraft in dem Zylinder 39 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert, der im Vorhinein eingestellt ist, als das Auftreten des nach oben aufsteigende Anteils X in dem zu mischenden Material W betrachtet, und z.B. wird derselbe Prozessfluss wie die Prozessflüsse der Steuereinheit 82 oder 82A, die in der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform beschrieben wurden, ausgeführt, dadurch wird die Steuerung der Rotation der Rotoren 44 ausgeführt und das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X vermieden.
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Gemäß dem Mischsystem 1B dieser Ausführungsform kann durch eine Variation der Druckkraft in dem Zylinder 39, die in dem Sensor 80B erfasst wird, eine Druckvariation des zu mischenden Materials W, das heißt das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X, erfasst werden.
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Genauer gesagt drückt, wenn der nach oben aufsteigende Anteil X in dem zu mischenden Material W auftritt, der nach oben aufsteigende Anteil X gegen das schwebende Gewicht 33, wodurch Druck, der auf das schwebende Gewicht 33 einwirkt, sich vergrößert. Dann kann die Variation des Drucks, der auf das schwebende Gewicht 33 einwirkt, als Variation der Druckkraft in dem Zylinder 39 erfasst werden, und daher kann die Druckvariation des zu mischenden Materials W erfasst werden, das heißt das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X des zu mischenden Materials W.
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Dann kann, durch Steuern der Rotation des Paars von Rotoren 44 in der Steuereinheit 82B basierend auf dem Erfassungsergebnis des Sensors 80B, dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigenden Anteil X des zu mischenden Materials W zwischen dem Paar von Rotoren 44 gefasst bzw. gefangen ist, und somit kann ein geeignetes Mischen ausgeführt werden.
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Bei der Eingangsstufe des Mischstarts des zu mischenden Materials W wird das schwebende Gewicht 33 allmählich in den Einführanschluss 11 gedrückt. Jedoch kann durch Vermeiden des Auftretens des nach oben aufsteigenden Anteils X des zu mischenden Materials W durch die Steuereinheit 82B, die Zeit bis das schwebende Gewicht 33 vollständig in den Einführanschluss 11 gedrückt ist, verringert werden, das heißt es kann die Fasszeit bzw. Fangzeit bzw. Haltezeit des zu mischenden Materials W in der Ausgangsstufe des Mischstarts verringert werden.
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In dieser Ausführungsform kann anstatt des Sensors 80B, der eine Variation des Drucks, der auf das schwebende Gewicht 33 einwirkt, erfasst, ein Positionssensor (ein Sensor 80C), der eine Verlagerung in der Auf-und-ab-Richtung des schwebenden Gewichts 33 durch Erfassen des Hubwerts des Zylinders 39 erfasst, verwendet werden.
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Wenn der nach oben aufsteigende Anteil X in dem zu mischenden Material W auftritt, presst der nach oben aufsteigende Anteil X das schwebende Gewicht 33, wodurch das schwebende Gewicht 33 nach oben gedrückt wird, und somit eine Position variiert, und der Hubwert des Zylinders 39 variiert. Daher kann die Verlagerung in der Auf-und-ab-Richtung des schwebenden Gewichts 33 von dem Variationswert des Hubs des Zylinders 39 durch den Sensor 80C erfasst werden, und er kann das Auftreten der Variation bei dem Druck des zu mischenden Materials W erfassen, das heißt das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X des zu mischenden Materials W.
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Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden oben im Detail mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Bei dem Mischsystem 1 (1A und 1B) der Ausführungsformen und des Beispiels, die oben beschrieben wurden, sind die zwei Mischer 2 übereinander vorgesehen. Jedoch können die zwei Mischer 2 z.B. so angeordnet sein, um in der horizontalen Richtung angeordnet zu sein.
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In diesem Fall können die Sensoren 80 (80B oder 80C) und die Steuereinheiten 82 (82A oder 82B) bei den jeweiligen Mischern 2 vorgesehen sein. In einem Fall der Annahme des Sensors 80B (80C), ist es nötig, das schwebende Gewicht 33 in jedem Mischer 2 vorzusehen.
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Ferner kann eine Konfiguration erstellt werden, in der der nach oben aufsteigende Anteil X des zu mischenden Materials W nach rechts oder links in der horizontalen Richtung verlagert wird, die Position rechts und links des nach oben aufsteigenden Anteils X durch den Sensor 80 erfasst werden und die Steuerung der Rotation der Rotoren 44 wird durch die Steuereinheit 82 oder manuell basierend auf dem Erfassungsergebnis ausgeführt. In diesem Fall kann, das Auftreten des nach oben aufsteigenden Anteils X durch Steuern der Position in der rechts-und-links-Richtung des nach oben aufsteigenden Anteils X, z.B. durch Erzeugen von jeweils voneinander unterschiedlichen Rotationsfrequenzen des Paars von Rotoren 44, vermieden werden. In diesem Fall kann dafür gesorgt werden, dass der nach oben aufsteigende Anteil X effizient zwischen dem Paar von Rotoren 44 gefasst bzw. gefangen ist.
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Ferner können zu der Zeit des Auftretens des nach oben aufsteigenden Anteils X, die Rotationsfrequenzen der Rotoren 44 nicht nur reduziert werden, sondern ebenfalls in einigen Fällen erhöht werden.
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Gemäß dem Mischer, dem Mischsystem und dem Verfahren zum Herstellen eines Mischprodukts, die oben beschrieben wurden, kann schlechtes Mischen, das aufgrund von nach oben Steigen des zu mischenden Materials auftritt, vermieden werden und geeignetes Mischen in Übereinstimmung mit einem Unterschied bei einem Material des zu mischenden Materials ausgeführt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1A, 1B:
- Mischsystem
- 2:
- Mischer
- 3:
- oberer Mischer (zweiter Mischer)
- 3B:
- oberer Mischer (erster Mischer)
- 4:
- Rotor
- 5:
- Gehäuse
- 10:
- Hauptkörperteil
- 11:
- Einführanschluss
- 12:
- Austraganschluss
- 15:
- Antriebseinheit-Stützteil
- 16:
- rohrförmiger Teil
- 17:
- Deckelteil
- 18:
- Durchgangsloch
- 19:
- Klapptür-Stützteil
- 20:
- rohrförmiger Teil
- 21:
- plattenförmiger Teil
- 24:
- Klapptür
- 25:
- Rotations-Stützteil
- 28:
- Türteil
- 29:
- vorstehender Abschnitt
- 30:
- gekrümmte Oberfläche
- 33:
- schwebendes Gewicht
- 34:
- vorstehender Abschnitt
- 35:
- gekrümmte Oberfläche
- 36:
- Antriebseinheit
- 37:
- Stützstange
- 38:
- oberes Stützteil
- 39:
- Zylinder
- 40:
- Befestigungselement
- 43:
- unterer Mischer (erster Mischer)
- 44:
- Rotor
- 45:
- Gehäuse
- 50:
- Hauptkörperteil
- 51:
- Einführanschluss
- 52:
- Austraganschluss
- 56:
- rohrförmiger Teil
- 59:
- Klapptür-Stützteil
- 60:
- rohrförmiger Teil
- 61:
- plattenförmiger Teil
- 64:
- Klapptür
- 65:
- Rotations-Stützteil
- 68:
- Türteil
- 69:
- vorstehender Abschnitt
- 70:
- gekrümmte Oberfläche
- 80, 80B, 80C:
- Sensor
- 82, 82A, 82B:
- Steuereinheit
- X:
- nach oben aufsteigender Anteil
- C1, C2:
- Kammer
- SP1, SP2:
- Spalt
- SP3:
- Spalt
- O1, O2, O3, O4, O5, O6:
- Achsen
- W:
- zu mischendes Material
- W1:
- Mischprodukt
- S0:
- Vormischprozess
- S1:
- Einführprozess
- S2:
- Mischprozess
- S3:
- Erfassungsprozess
- S4:
- Einstellprozess
