JP2017536267A - 取り外し可能な刃を有する造粒ナイフ - Google Patents

Abstract

押し出されたポリマの水中造粒のための刃（６）であると共に、第１端部（６２）及び第２端部（６３）を有する刃先の輪郭（６１）、並びに、該刃先の輪郭（６１）の上記第１端部（６２）及び上記第２端部（６３）を結び付ける外側輪郭（６４）を含む輪郭により囲まれた平板（６０）を有する刃であって、上記外側輪郭（６４）は、第１軸受部分（６５）及び第２軸受部分（６６）を少なくとも有し、該第１軸受部分（６５）及び第２軸受部分（６６）は、上記刃先の輪郭（６１）から遠ざかって延在する間に分岐すると共に、あり継ぎ筐体（１３）内に収容される様に構成されることを特徴とする刃。【選択図】図９

Description

本願発明は、概して、水中造粒システムに関し、より具体的には、水中造粒（ペレット）ナイフに関する。

押出しポリマの水中造粒の分野において、溶融ポリマが、一連の鎖形状（スパゲッティの様な形状）で水牢内に現れ、水に浸されている間に、複数のナイフを有するカッタ組立て品を回転させるにより、直ちに顆粒状に切られる様に、ポリマまたはより一般的には熱可塑性プラスチック材料は、型板（ダイプレート）内の多孔オリフィスを介した押出しにより造粒可能であることが、周知である。これらのナイフは、型板の平面に直接隣接し平行な位置に切断面を描く刃先を有する。その後、得られた小粒（ペレット）または顆粒（グラニュール）は、水流に取り込まれる。

特に、この造粒工程において、ナイフは、工程全体の製造品質を決定する多くの制約の対象となる。すなわち、これらのナイフは、正確な切断作用、並びに、小粒の均一な大きさ及び形状を達成するために、腐食、空洞化（キャビテーション）、摩耗、及び高温に対して耐性を有する固い材料の鋭い刃先を有さなければならない。

これに関連し、従来のナイフは、一般的には、切断ロータ上に取り付けられる様に構成された鋼鉄（またはステンレス鋼）により形成されると共に、刃保持部（ブレードホルダ）として動作する本体；及びろう付け、溶接、あるいは別の方法により、刃保持部と一体成形される様に刃保持部に好適に接合された炭化チタン（ＴｉＣ）または炭化タングステンにより形成され、上記ナイフの刃先を有する刃、から成る。

これにより、刃は、一般的に、現在提案されている水中造粒ナイフの不可欠な部分を構成する結果となる。

しかしながら、刃は、型板と接触する可能性があるだけでなく、水流及び高温の下で、高速処理により、異なるメルトインデックスのポリマストランドを連続的かつ正確に切断する必要が有るので、刃の損傷は、刃保持部の損傷よりも遥かに重大である。それにも拘らず、刃及び刃保持部は、単一のブロックを形成するので、製造業者は、たとえ刃保持部が依然機能する場合でも、ナイフ全体を定期的に取り換えることを余儀なくされる。

更に、水中造粒ナイフは、容易に到達することができない。従って、ナイフ自体のコストに加えて、ナイフの取り換えを可能とするためのシステム停止時間（ダウンタイム）が、その作業に通常掛かる時間のため、非常に高費用となる。実際に、ナイフの取り換えが必要な際、作業者は、造粒工程を一時的に停止させ、造粒工程を再開する前に、摩耗したナイフへ到達可能な様に造粒室を開け、回転するカッタ組立て品から摩耗したナイフのねじ抜き／取り外しをし、新たなナイフの取り付け／ねじ留めをし、型板の表面に対してナイフを調整しなければならない。これにより、現行の水中小粒切断手段は、容易に補修することができない。

様々な実施形態は、上述した１つまたは複数の問題点が及ぼす影響に対処することを目的とする。以下では、様々な実施形態の幾つかの側面の基本的な理解を可能とするため、実施形態の簡易化された要約を提示する。この要約は、これらの様々な実施形態の網羅的な概説ではない。これらの様々な実施形態の重大要素に必須の手段を特定すること、または、これらの様々な実施形態の範囲の輪郭を規定することは、意図されていない。この要約は、後述されるより詳細な説明への前置きとして、簡易化された形式の幾つかの概念を提示することを、唯一の目的とする。

様々な実施形態の目的は、上述した難点を克服することである。

様々な実施形態は、押し出されたポリマの水中造粒のための刃に関し、この刃は、第１端部及び第２端部を有する刃先の輪郭、並びに、該刃先の輪郭の第１端部及び第２端部を結び付ける外側輪郭を含む輪郭により囲まれた平板を有し、この外側輪郭は、第１軸受部分及び第２軸受部分を少なくとも有し、該第１軸受部分及び第２軸受部分は、上記刃先の輪郭から遠ざかって延在する間に分岐すると共に、あり継ぎ筐体内に収容される様に構成される。

広範な側面によれば、上記平板は、台形の様な形状の平板であり、この台形の様な形状の短い方の基部側は、刃先の輪郭を含む。この平板は、頂部が切断された傾いた台錐形であってもよい。

別の広範な側面によれば、上記刃先の輪郭は、波状に湾曲する、または、所定の曲率半径を有して湾曲する。

広範な側面によれば、上記刃は、炭化チタンまたは炭化タングステンにより形成される。

更に、様々な実施形態は、上述した刃を保持する刃保持部に関し、該刃保持部は、第１縦方向固定要素及び第２固定要素を有し、該第２固定要素は、上記第１縦方向固定要素の縦方向の延在において、該第１縦方向固定要素上に取り外し可能に取り付けられる様に構成され、筐体の内側輪郭が、上記第１縦方向固定要素内の第１部分、及び上記第２固定要素内の第２部分を少なくとも含むことにより、あり継ぎ筐体を形成する様に、上記刃保持部は、上記第１縦方向固定要素、及び該第１縦方向固定要素上に取り付けられた上記第２固定要素の側面上に縦方向に延在する筐体を更に有する。

広範な側面によれば、上記第２固定要素は、他方に対する一方の回転を妨げると共に、上記第１縦方向固定要素及び上記第２固定要素の組立て品を案内する様に、ほぞ継手を介して、上記第１縦方向固定要素の縦方向の延在において、該第１縦方向固定要素上に取り外し可能に取り付けられる様に構成される。

別の広範な側面によれば、上記刃保持部は、上記第１縦方向固定要素上に、上記第２固定要素を取り外し可能に取り付けるための固定手段を更に有する。

更に、様々な実施形態は、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフに関し、このナイフは、上述した刃及び上述した刃保持部を有する。

更に、様々な実施形態は、押し出されたポリマの水中造粒のための水中小粒製造機（ペレタイザ）の回転ナイフ保持部に関し、この回転ナイフ保持部は、上述したナイフを収容する様に構成される。

上記様々な実施形態は、様々な変形態様及び代替的な形態を採り得るが、その特定の実施形態が、図面において、一例として示されている。しかしながら、特定の実施形態についての本明細書における記載は、上記様々な実施形態を、開示された特別な形態に限定することを意図するものではないことが理解されるべきである。

当然のことながら、何らかの実際の実施形態の開発においては、例えば、システム関連及びビジネス関連の制約の順守等の、開発者の特定の目標を達成するために、実装時に特有の決定が為されるべきである。当然のことながら、その様な開発努力は、時間を要するかもしれないが、それにも拘らず、開示の利益を享受する当業者にとって、容易な理解の一助となり得る。

様々な実施形態の目的、効果、及び他の特徴は、以下の開示及び請求の範囲から、より明らかとなるであろう。好適な実施形態についての以下の非限定的な説明は、次の添付図面を参照しながら、単なる例示の目的により、与えられるものである。

図１は、回転カッタ組立て品の型板及び構成部品の分解斜視図を示す； 図２は、図１の構成部品の組立て品、及び六角レンチ（アレンキー）を有する該組立て品上に取り付けられたナイフの分解立体図の拡大図を示す； 図３は、押し出されたポリマの造粒中における、組み立てられた図１の構成部品の断面図を示す； 図４は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフの斜視図を示す； 図５は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフの平面図を示す； 図６は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフの正面図を示す； 図７は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフの、図６のＶＩＩ−ＶＩＩと表記された軸に沿った横断面図を示す； 図８は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフの、図６のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩと表記された軸に沿った縦断面図を示す； 図９は、１つの実施形態に係る、刃保持部及び刃を含むナイフの分解斜視図を示す； 図１０は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のための刃の斜視図を示す； 図１１は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のための刃の正面図を示す； 図１２は、１つの実施形態に係る、押し出されたポリマの水中造粒のための刃の左側面図を示す。

なお、図面の説明を通して、同様の参照文字は、同様の部分を示す。

図１を参照すると、複数のナイフ１は、回転ナイフ保持部２上に取り付けられる様に構成される。１つの実施形態において、これらのナイフ１は、複数のねじ３により、ナイフ保持部２にねじ留めされる。代替的な実施形態においては、ナイフ１は、ねじ３、ボルト、または何らかの同等手段を介して、回転ナイフ保持部２に留められる代わりに、回転ナイフ保持部２に一体化される（すなわち、カッタハブの一部である、または、カッタハブに溶接される）。

図２に示す様に、様々なナイフ１が取り付けられ、回転ナイフ保持部２により回転駆動されると、ナイフ１の刃先は、型板４の平面に隣接しかつ平行な切断面を描く。図３に示す様に、型板４内の多孔オリフィス４１を介して鎖形状に押し出されたポリマ５は、ナイフ１の刃先により、直ちに顆粒５１に切り分けられる

ここで、図４〜図９を参照すると、水中小粒製造機用のナイフ１は、刃保持部及び刃６を有する。

刃保持部は、本体１０及び副体（サブボディ）１１を有する。好適には、本体１０及び副体１１は、ステンレス鋼により形成される。

副体１１は、本体１０の縦方向の延在において、本体１０上に着脱可能／取り外し可能に取り付けられる様に構成される。１つの実施形態において、副体１１は、ねじ１２により、本体１０上に取り外し可能に取り付けられる。より一般的には、副体１１は、ねじ、ボルト、または何らかの同等の取り付け手段により、本体１０に取り外し可能に取り付けられるものとしてもよい。

他方に対する一方の回転を妨げると共に、本体１０及び副体１１の組立て品を案内するために、（非円形の）ほぞ継手１４は、本体１０及び副体１１の接続のために使用される（図９参照）。

ここで、図１０〜図１２を参照すると、刃６は、平板の様な形状を有する。刃６は、好適には、炭化チタン（ＴｉＣ）または炭化タングステンにより形成される。１つの実施形態において、刃６は、図１０にてはっきりと視認可能な様に、台形の様な形状（角の丸いまたは角の無い台形）の平板である。

この平板は、頂部が切断された傾いた台錐形の形状を有するものとしてもよい（図１０及び図１２参照）。この台形形状の長い方の基部側は、組み立てられた本体１０及び副体１１の側面上に縦方向に延在する筐体１３内に収容される様に構成される。上記台形形状の短い方の基部側は、刃先６１を有する。図１０〜図１２の刃６は、横方向に対称面を有する。

筐体１３の内側輪郭が、本体１０内の第１部分、及び副体１１内の第２部分を少なくとも含むことにより、あり継ぎ筐体１３（図９参照）を形成する様に、刃保持部内に形成された筐体１３は、組み立てられた本体１０及び副体１１の外側面上の一連の縦方向溝である。従って、あり継ぎ形状の溝（または筐体）１３は、あり継ぎ手を形成可能な様に、刃６の台形形状の長い方の基部側を包囲／収容すると共に適合する様に構成された台形筐体を構成する。換言すれば、本体１０及び副体１１を含む刃保持部は、台形のあり継ぎ筐体１３または、より一般的には何れかのあり継ぎ形状の溝１３を有するあり継ぎ手を介して、刃６を保持する。このあり継ぎ手において、ばち形溝は、筐体１３であり、かつ、ありほぞは、刃６の外側輪郭の一部である。

あり継ぎ筐体１３は、刃６がその中に有る時に、刃６の刃先が、本体１０及び副体１１を越えて斜めに突き出る様に、本体１０及び副体１１内に適切な深さを有して縦方向に延在する（図７参照）。

あり継ぎ筐体１３は、本体１０及び副体１１が共に、刃６を保持する／連結するための第１縦方向固定要素１０及び第２固定要素１１をそれぞれ構成する様に、組み立てられた本体１０及び副体１１の双方上に延在する。

従って、刃６は、本体１０（または、より一般的には第１縦方向固定要素１０）から／上に、副体１１（または、より一般的には第２固定要素１１）をねじ抜き／ねじ留めすることにより、あり継ぎ形状の溝１３内に、取り外し可能に保持されるものとしてもよい。

より一般的には、刃６は、刃保持部内の対応するあり継ぎ形状の溝１３に適合する他の何れかの適切な形状を有するものとしてもよい。実際に、図１０及び図１１を参照すると、刃６は、第１端部６２及び第２端部６３を有する刃先の輪郭６１、並びに、刃先の輪郭６１の第１端部６２及び第２端部６３を結び付ける外側輪郭６４であって、この外側輪郭６４は、第１軸受部分６５及び第２軸受部分６６を少なくとも含み、これらの軸受部分６５、６５は、刃先の輪郭６１から遠ざかって延在する間に分岐する外側輪郭６４を有する輪郭により囲まれた何れかの平板６０であってもよい。

１つの実施形態において、刃先の輪郭６１は、押し出された材料を効率的に切断するために、直線形状、波形状、所定の曲率半径を有して湾曲する、または、何れかの適切な形状を採るものとしてもよい。

刃６が、結果として得られるあり継ぎ手を介して、刃６に対応する刃保持部に固定可能な様に、対応する刃保持部は、第１軸受部分６５及び第２軸受部分６６（すなわち、ありほぞ）を適切に収容／包囲する様に構成されたあり継ぎ形状の溝（すなわち、ばち形溝）を有する。

結果として得られるあり継ぎ手のために、刃は、刃に対して直接作用する如何なるねじ留め手段も要すること無く、刃保持部により保持されるものとしてもよい。

図２を参照すると、刃６を取り換えるために、第２固定要素１１（すなわち、副体１２）は、第１縦方向固定要素１０（すなわち、本体１０）からねじ抜きされ、その結果、刃が移動してあり継ぎ筐体１３から離脱可能な様に、六角レンチ７は、ねじ１２の最上部の対応する開口部内に収容されて回転される。回転ナイフ保持部２上に取り付けられた異なるナイフ１の第２固定要素１１との混同を回避可能な様に、第２固定要素１１を第１縦方向固定要素１０に対応付ける識別子が、固定要素１０、１１の双方に印刷されるものとしてもよい。

上述した実施形態は、以下の効果を有する：あり継ぎ形状の筐体１３は、平板形状の刃６の大部分を取り囲むことにより、（狭い領域に沿って本体にろう付けまたは溶接された刃と比較して）刃６に対する支持及び保護を増強させる；刃６は、容易に取り外し可能であるため、容易に取り換え可能である。実際に、図２に示す様に、刃６の鋭さを変更する場合、刃６は、回転ナイフ保持部２から本体１０を取り外す必要無く、容易に取り換え可能である（刃保持部の本体１０の取り外し、固定、及び調整には、時間が掛かる）。更に、刃６の調整または取り換えが迅速かつ容易に成し遂げられる様に、ねじ１２は、（回転ナイフ保持部２の側面から）容易に到達可能である；製造コストの観点からは、刃保持部（すなわち、本体１０及び副体１１）の使用寿命が延びると共に、ろう付けまたは溶接の工程が不要である；刃が取り換え可能であるため、水中小粒製造機の運転及び維持コストは全体に渡り低減される。

特に、副体１１が、本体１０の縦方向の延在に取り付けられるという事実により、回転ナイフ保持部２に対する半径方向のアクセスが可能となる。

実際に、刃６を取り換えるために、ねじ１３は、造粒室を完全に開ける必要無く、回転するカッタ組立て品の側面から容易に到達可能である。これにより、刃６の取り換えは、迅速かつ容易に（すなわち、造粒工程の最小停止時間により）成し遂げられる。

好都合に、上述した実施形態からは、刃６が、（型板４及び回転ナイフ保持部２に関して）半径方向にアクセスされ、かつ、刃保持部に対して取り外し可能に固定されることの可能な、ナイフ１の特定の構造配置が実現される。実際に、刃６が摩耗した際には、移動可能に取り付けられた刃６は、迅速かつ容易に取り換え可能である。

好都合に、ナイフ１の構成部品の上述した構造配置は、押し出されたポリマの水中造粒のための刃６を取り外し可能に保持する／取り付けるためのあり継ぎ手を有する。

Claims (12)

1. 押し出されたポリマの水中造粒のための刃（６）であると共に、
   第１端部（６２）及び第２端部（６３）を有する刃先の輪郭（６１）、並びに、
   該刃先の輪郭（６１）の前記第１端部（６２）及び前記第２端部（６３）を結び付ける外側輪郭（６４）
   を含む輪郭により囲まれた平板（６０）を有する刃であって、
   前記外側輪郭（６４）は、第１軸受部分（６５）及び第２軸受部分（６６）を少なくとも有し、該第１軸受部分（６５）及び第２軸受部分（６６）は、前記刃先の輪郭（６１）から遠ざかって延在する間に分岐すると共に、あり継ぎ筐体（１３）内に収容される様に構成されることを特徴とする刃。
2. 前記平板は、台形の様な形状の平板（６０）であり、該台形の様な形状の短い方の基部側は、前記刃先の輪郭（６１）を含む、請求項１に記載の刃。
3. 前記平板（６０）は、頂部が切断された傾いた台錐形である、請求項１または２に記載の刃。
4. 前記刃先の輪郭（６１）は、波状に湾曲する、請求項１〜３の内、何れか一項に記載の刃。
5. 前記刃先の輪郭（６１）は、所定の曲率半径を有して湾曲する、請求項１〜３の内、何れか一項に記載の刃。
6. 前記平板（６０）は、炭化チタンにより形成される、請求項１〜５の内、何れか一項に記載の刃。
7. 前記平板（６０）は、炭化タングステンにより形成される、請求項１〜４の内、何れか一項に記載の刃。
8. 請求項１〜７の内、何れか一項に記載の刃（６）を保持するための刃保持部であって、該刃保持部は、第１縦方向固定要素（１０）及び第２固定要素（１１）を有し、該第２固定要素（１１）は、前記第１縦方向固定要素（１０）の縦方向の延在において、該第１縦方向固定要素（１０）上に取り外し可能に取り付けられる様に構成され、筐体（１３）の内側輪郭が、前記第１縦方向固定要素（１０）内の第１部分、及び前記第２固定要素（１１）内の第２部分を少なくとも含むことにより、あり継ぎ筐体（１３）を形成する様に、前記刃保持部は、前記第１縦方向固定要素（１０）、及び該第１縦方向固定要素（１０）上に取り付けられた前記第２固定要素（１１）の側面上に縦方向に延在する筐体（１３）を更に有することを特徴とする刃保持部。
9. 前記第２固定要素（１１）は、他方に対する一方の回転を妨げると共に、前記第１縦方向固定要素（１０）及び前記第２固定要素（１１）の組立て品を案内する様に、ほぞ継手（１４）を介して、前記第１縦方向固定要素（１０）の縦方向の延在において、該第１縦方向固定要素（１０）上に取り外し可能に取り付けられる様に構成される、請求項８に記載の刃保持部。
10. 前記刃保持部は、前記第１縦方向固定要素（１０）上に、前記第２固定要素（１１）を取り外し可能に取り付けるための固定手段（１２）を更に有する、請求項８または９に記載の刃保持部。
11. 押し出されたポリマの水中造粒のためのナイフ（１）であって、請求項１〜７の内、何れか一項に記載の刃（６）、及び、請求項８〜１０の内、何れか一項に記載の刃保持部を有するナイフ（１）。
12. 押し出されたポリマ（２）の水中造粒のための水中小粒製造機の回転ナイフ保持部（２）であって、請求項１１に記載のナイフ（１）を収容する様に構成される回転ナイフ保持部（２）。

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