JP3702118B2

JP3702118B2 - Gear pump for molten resin, abnormality detection device and abnormality detection method thereof

Info

Publication number: JP3702118B2
Application number: JP05456999A
Authority: JP
Inventors: 重宏笠井; 克典高橋; 達也田中; 眞彦柏
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1999-03-02
Filing date: 1999-03-02
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2019-03-02
Also published as: JP2000249079A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば混練造粒設備において、混練機とペレタイザとの間で溶融樹脂の昇圧に用いられるギアポンプに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、樹脂混練造粒設備は、混練機と、ペレタイザと、この両者間を接続するギアポンプとから構成され、混練機からの溶融樹脂をギアポンプで昇圧してペレタイザへ送給するようになっている。
上記ギアポンプは、吸入口から吐出口まで連通する樹脂流路を有するハウジングと、このハウジング内における樹脂流路の軸方向両側に設けた軸受け部材と、軸方向中途部のギア部同士が樹脂流路内で噛合しかつ軸受け部材との間で溶融樹脂を介して回転するようハウジング内に挿通された一対のギアロータと、を備えており、ギアロータの潤滑は、軸受け部材（ジャーナル軸受体）とギアロータとの間で形成される環状空間部にギアポンプ吐出側の溶融樹脂を導入することによって行なわれる（例えば、特開平９−２０９９４２号公報参照）。
【０００３】
このため、従来では、軸受け部材とギアロータとが金属接触して焼き付きを起こすのを防止すべく、軸受け部材における回転時にギアロータが偏心する側に対応する部分のメタル温度をモニタリングしておき、その温度が異常に上昇したら装置の運転を停止するようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術では、軸受け部材におけるギアロータが偏心する側に対応する部分のメタル温度の過昇温を検出するようにしているので、軸受け部材とギアロータが既に焼き付きを起こした後でしか異常を察知することができない。
このため、折角異常を察知して装置の運転を停止しても、その時には既に焼き付きを起こしていることが多く、ギアポンプの軸受け部材又はギアロータを取り替えねばならないことがあり、この点でメンテナンスコストが高くなるという欠点がある。
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑み、軸受け部材とギアロータが焼き付きを起こす前に確実に異常を察知できるようにして、ギアポンプの焼き付き事故を未然に防止できるようにすることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本願発明者らは、種々の実験の結果、回転時のギアロータにかかる荷重が大きくなってギアロータが環状空間部内で偏心すると、溶融樹脂が当該空間部の狭い方の部分を十分に通過できなくなり、その偏心した側とは反対側の部分にキャビテーションが生じて空洞が発生することを見いだした。
そして、この空洞部分の温度を計測して見ると、ギアロータが軸受け部材に焼き付く前に空洞になるので、そこでの温度が極端に低下することが判明した。
【０００７】
本発明は、上記知見に基づいてなされたもので、回転時にギアロータが偏心する側での温度上昇を検出する従来の異常検出方法とは逆に、回転時にギアロータが偏心する側のとは反対側での温度低下を検出することにより、軸受け部材とギアロータが焼き付きを起こす前に異常を察知するようにしたものである。
すなわち、本発明のギアポンプは、軸受け部材とギアロータとの間で形成される環状空間部のうち当該ギアロータが回転時に偏心する側とは反対側の部分の温度を計測する温度センサが設けられているものである。
【０００８】
また、本発明のギアポンプの異常検出装置は、軸受け部材とギアロータとの間で形成される環状空間部のうち当該ギアロータが回転時に偏心する側とは反対側の部分の温度を計測する温度センサと、この温度センサによる検出温度が一定速度以上で低下したことに基づいてギアポンプに対する樹脂材料の供給量を減少させて前記ギアロータの回転数を低下させる制御装置と、を備えたものである。
かかる本発明によれば、軸受け部材とギアロータとの間で形成される環状空間部のうち、当該ギアロータの回転時に当該環状空間部内で発生する空洞の温度を一定時間おきに検出してモニタリングしておき、そのモニタリングしている検出温度が一定速度以上で低下したことに基づいてギアポンプに対する樹脂材料の供給量を減少させて前記ギアロータの回転数を低下させることにより、軸受け部材とギアロータが焼き付きを起こす前に異常が察知され、ギアポンプの焼き付き事故を未然に防止することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。
図１〜図４は、本発明を採用した溶融樹脂用ギアポンプ１の一例を示し、このギアポンプ１は、従来と同様に樹脂混練造粒設備に使用されている。
図４において、樹脂混練造粒設備２は、混練機３と、ギアポンプ１と、ペレタイザ４とにより構成されている。
樹脂材料及び添加剤等は、混練機３の供給口５からチャンバ６内に供給され、チャンバ６内に平行に配置された二本のロータ７により混練・溶融される。その後、溶融樹脂は排出口８からギアポンプ１に導かれ、同ポンプ１で昇圧（０．５〜３ｋｇ／ｃｍ²から１００〜３００ｋｇ／ｃｍ²）されてペレタイザ４へと送給されるようになっている。
【００１０】
図１及び図２に示すように、ギアポンプ１は、ポンプハウジング９と、このハウジング９内に配設された二本一対のギアロータ１０，１０と、このロータ１０の軸部１１が回転自在に軸支されるジャーナル軸受けよりなる軸受け部材１２とから主構成されている。
前記ポンプハウジング９は、断面メガネ孔状のチャンバを形成した方形状のハウジング本体１３と、同本体１３の軸方向開口端を着脱自在に閉塞しかつそれぞれ二つの軸孔１５を有する左右のカバー体１６とを備えている。ハウジング本体１３は、吸入口１８から吐出口１９まで連通する樹脂流路１４を内部に備え、吸入口１８は図４に示す混練機３側に接続され、吐出口１９は図４に示すペレタイザ４側に接続される。
【００１１】
ギアロータ１０は、軸部１１の中途部外周にギア部２０を一体に形成してなり、ギア部２０同士が互いに噛合した状態でかつ互いに平行となるように、前記ハウジング９内に組み込まれている。なお、図１に示すように、ギアロータ１０は噛み合い側が吸入口１８側に移動する方向（図１の回転方向Ａ）に回転するようになっている。
図２に示すように、軸受け部材１２は、ハウジング本体１３の内部における樹脂流路１４の軸方向両側に嵌め込まれた軸受け本体２１を備え、この軸受け本体２１はカバー体１６の軸孔１５に対応する収納孔を備えている。この収納孔には、ギア部２０の軸部１１の外周を覆う軸受けスリーブ２２が収納されている。また、軸受け本体２１は取付ステー２３によってハウジング本体１３に対して抜け止めされている。
【００１２】
なお、軸受け部材１２は、軸受けスリーブ２２を省略して軸受け本体２１だけで構成することもできるが、本実施形態のように軸受け本体２１の収納孔に軸受けスリーブ２２を設けておくと、ギアロータ１０との焼き付きが生じた場合に当該スリーブ２２だけを交換すればよいという利点がある。
カバー体１６の軸孔１５には、ギアロータ１０の軸部１１の外周を覆うビスコシール２４が嵌合されている。このビスコシール２４に覆われている軸部１１の外周面には、当該ロータ１０の回転に伴って溶融樹脂を軸受けスリーブ２２側へ押し戻す方向に傾斜したシール溝が形成されており、これによって、軸受けスリーブ２２と軸部１１との間の溶融樹脂が外部に漏れないようにシールするようにしている。
【００１３】
また、図２に示すように、ギア部２０の軸方向両端面と軸受け本体２１（軸受け部材１２）の軸方向端面との間には、溶融樹脂が通過できる平面クリアランス２５が形成され、軸部１１の外周面と軸受けスリーブ２２の内周面との間には、同じく溶融樹脂が通過できる環状クリアランス（環状空間部）２６が形成され、この各クリアランス２５，２６に溶融樹脂を充満させることによりギアロータ１０の潤滑が行われるようになっている。
なお、通常は、一方のギアロータ１０の一側の軸部１１は図外のカップリングを介して駆動装置に連結されるが、ギアロータ１０の両端を駆動装置に連結することもできる。
【００１４】
軸受け本体２１のギア部２０側の端面には、環状の内側リング通路２７が形成され、この内側リング通路２７はロータ径方向に延びる図外の導入溝を介してハウジング本体１３の吐出口１９側に連通している。また、軸受けスリーブ２２の軸方向外側端には、環状の外側リング通路２８が形成され、この外側リング通路２８はロータ径方向に延びる図外の導出溝に連通し、この導出溝はハウジング本体１３の吸入口１８側に通じる導出路３３（図１参照）に連通している。
従って、より高圧の吐出口１９側から導入溝を通って内側リング通路２７に導入された溶融樹脂は、前記クリアランス２５，２６を通過して外側リング通路２８に至り、この通路２８から導出溝及び導出路３３を介してより低圧の吸入口１８側に戻されるようになっており、このように循環する溶融樹脂によりギアロータ１０が潤滑されている。
【００１５】
図１に示すように、ハウジング本体１３の吐出口１９側には、ギアロータ１０と軸受け部材１２との焼き付きが発生するかどうかを察知するための熱電対等よりなる温度センサ２９が設けられている。このセンサ２９は、上下のギアロータ１０，１０の両軸部１１，１１に対応して合計四本設けられており、その先端が前記環状クリアランス２６におけるギアロータ１０が回転時に偏心する側（図１の偏心方向Ｂ）とは反対側の部分に突出するように配置されている。
また、本実施形態のギアポンプ１は、上記四つの温度センサ２９による検出温度が一定速度以上で低下したことに基づいてギアポンプ１に対する樹脂材料の供給量を減少させてギアロータ１０の回転数を低下させる制御装置３０を備えており、この制御装置３０は、図３に示すフローを実現できるプログラムを有するマイコン又はプロコン等よりなる。
【００１６】
すなわち、この制御装置３０は、温度センサ２９による温度計測を一定時間おきに行うモニタリング機能と、このモニタリングされた各検出温度に基づいて温度変化速度を算出しその速度を設定速度Ｔ（°Ｃ／ｓｅｃ）と比較する比較機能と、を備え、温度変化速度が設定速度Ｔを超えると混練機３のロータ７とギアロータ１０の回転速度を低下させ、図示しないアラームを表示させる。
なお、温度変化速度が設定速度Ｔを超えていない場合には、混練機３及びギアポンプ１０の運転がそのまま継続される。また、この場合の設定速度Ｔは、使用機械や樹脂の種類等に応じて実験によって定めることができる。
【００１７】
次に、図５及び図６を参照して、ギアロータ１０が回転時に偏心する側（図１の偏心方向Ｂ）とは反対側の部分に温度センサ２９を配置したた理由について説明する。
まず、図５は、従来の温度センサ２９Ａと本発明の温度センサ２９Ｂとの位置関係を示すロータ軸部の断面図である。
同図において、従来の温度センサ２９Ａは、回転時にギアロータ１０が偏心する側（図５の偏心方向Ｂ）に配置され、その位置において先端が軸受け部材１２の内部に来るように同部材１２内に埋設されている。これは、従来の異常検出方法が、軸受け部材１２とギアロータ１０とが金属接触を起こした場合の過昇温を計測して焼き付きの有無を判定することに基づく。
【００１８】
これに対して、本発明の温度センサ２９Ｂは、回転時にギアロータ１０が偏心する側（図５の偏心方向Ｂ）とは反対側に配置され、その位置において先端が環状クリアランス２６に露出するように軸受け部材１２内に埋設されている。これは、図５に示すように、回転時のギアロータ１０にかかる荷重が大きくなってギアロータ１０が環状クリアランス２６内で偏心すると、溶融樹脂３１が当該クリアランス２６の狭い方の部分を十分に通過できなくなり、その偏心した側とは反対側の部分にキャビテーションが生じて空洞３２が発生し、この空洞３２の発生した部分の温度が極端に低下することに基づく。
【００１９】
一方、図６は、時間とともに漸増するロータ荷重を横軸に取り、かつ、その場合の図５に示す位置に配置された従来及び本発明の温度センサ２９Ａ，２９Ｂの計測値との関係を示している。
同図に示すように、従来の温度検出位置では、焼き付きが発生した後で温度上昇が生じるため、軸受け部材１２とギアロータ１０の焼き付きを事後的にしか察知することができない。これに対して、本発明の温度検出位置では、焼き付きが発生する前に温度低下が生じるため、その焼き付きを事前に察知することができる。
【００２０】
従って、本発明によれば、回転時にギアロータ１０が偏心する側での温度上昇を検出する従来の異常検出方法とは逆に、回転時にギアロータ１０が偏心する側のとは反対側での温度低下を検出することにより、軸受け部材１２とギアロータ１０が焼き付きを起こす前に異常を確実に察知することができる。
次に、図７及び図８を参照して、本発明において温度センサ２９Ｂを設けることのできる範囲について説明する。
まず、図７に示すように、ギアロータの吸い込み角をθＳ、シール角をθＬ、吐出角をθＤとすると、ギアロータに作用する荷重Ｆの方向θ０（偏心方向と同じ）は、次の式（１）で計算することができる。
【００２１】
【数１】

【００２２】
そして、図８に示すように、従来の温度センサ２９Ａは、θ０〜θ０＋４５°程度の範囲に設けられるのに対して、本発明の温度センサ２９Ｂは、θ０＋４５°以上の範囲に設けることができる。
その理由は、種々の材料での実験により、上記の範囲が樹脂膜切れが起こる確率が高い領域であることが確認されたからである。
また、より好ましくは、本発明の温度センサ２９Ｂは、θ０＋９０°以上の範囲に設けることができる。
【００２３】
その理由は、種々の材料での実験により、上記の範囲が樹脂膜切れが起こる確率が極めて高い領域であることが確認されたからである。
なお、本発明は空洞３２発生による温度低下を検出することで異常を察知するものであるから、実質的に空洞３２発生による温度低下を検出できるものであれば、先端が環状クリアランス２６に露出しないメタル温度を検出する温度センサ２９Ｂを採用することもできる。もっとも、先端が環状クリアランス２６に露出している温度センサ２９Ｂの方が応答性能の面で好ましい。
【００２４】
【実施例】
本発明の有効性を確認するため、実機による温度計測実験を実施した。その結果を図９に示す。なお、この計測実験の緒条件は次の通りである。
軸部径 φ１００ｍｍ
樹脂の種類ＨＤＰＥ
センサ位置 θ０＋１２０°
図９に示すように、軸受け荷重が６０ｔｏｎになった直後にセンサ温度が激減し、それより約２５分後の軸受け荷重が１００ｔｏｎになった時に焼き付きが発生した。
【００２５】
従って、この実機では、軸受け荷重が６０ｔｏｎになった直後にロータ回転数を低下させてアラームを表示するようにすれば、焼き付き事故を未然に防止できることが判明した。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、軸受け部材とギアロータが焼き付きを起こす前に確実に異常を察知できるので、ギアポンプの焼き付き事故を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を採用した溶融樹脂用ギアポンプの横断面図である。
【図２】同ギアポンプの正面断面図である。
【図３】制御装置による制御手順を示すフローチャートである。
【図４】樹脂混練造粒設備の全体構成図である。
【図５】従来の温度センサと本発明の温度センサとの位置関係を示すロータ軸部の断面図である。
【図６】ロータ荷重と温度計測値との関係を示すグラフである。
【図７】ギアロータの吸い込み角θＳ、シール角θＬ、吐出角θＤ及び荷重方向θ０の関係を示すためのギアポンプの横断面図である。
【図８】本発明の温度センサを配置できる範囲を示すためのギアポンプの横断面図である。
【図９】実機による温度計測実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１ギアポンプ
９ポンプハウジング
１０ギアロータ
１２軸受け部材
１４樹脂流路
１８吸入口
１９吐出口
２０ギア部
２６環状クリアランス（環状空間部）
２９温度センサ
３０制御装置
３２空洞[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a gear pump used for pressurization of a molten resin between a kneader and a pelletizer in, for example, a kneading granulation facility.
[0002]
[Prior art]
Generally, a resin kneading and granulating equipment is composed of a kneading machine, a pelletizer, and a gear pump connecting the two, and the molten resin from the kneading machine is pressurized with a gear pump and fed to the pelletizer. .
The gear pump includes a housing having a resin flow path communicating from the suction port to the discharge port, bearing members provided on both sides in the axial direction of the resin flow path in the housing, and a gear portion in the axially intermediate portion between the resin flow paths. And a pair of gear rotors inserted into the housing so as to rotate between the bearing member and the bearing member via a molten resin. The gear rotor is lubricated by a bearing member (journal bearing body) and a gear rotor. This is performed by introducing molten resin on the gear pump discharge side into the annular space formed between them (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-209942).
[0003]
Therefore, conventionally, in order to prevent seizure due to metal contact between the bearing member and the gear rotor, the metal temperature of the portion corresponding to the side where the gear rotor is eccentric during rotation of the bearing member is monitored, and the temperature If the temperature rises abnormally, the operation of the device is stopped.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the above conventional technique, an excessive temperature rise of the metal temperature of the bearing member corresponding to the eccentric side of the gear rotor is detected, so that the abnormality is detected only after the bearing member and the gear rotor are already seized. Can not do it.
For this reason, even if an abnormality is detected and the operation of the apparatus is stopped, the seizure often occurs at that time, and the bearing member or the gear rotor of the gear pump must be replaced. There is a disadvantage that it becomes high.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to make it possible to reliably detect an abnormality before seizure of a bearing member and a gear rotor so as to prevent a seizure accident of a gear pump.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
As a result of various experiments, the inventors of the present application, when the load applied to the gear rotor during rotation becomes large and the gear rotor is eccentric in the annular space, the molten resin cannot sufficiently pass through the narrower part of the space, We found that cavitation occurred in the part opposite to the eccentric side, resulting in a cavity.
Then, when the temperature of this hollow portion was measured and observed, it was found that the gear rotor becomes hollow before being seized on the bearing member, and the temperature there is extremely reduced.
[0007]
The present invention has been made on the basis of the above knowledge. In contrast to a conventional abnormality detection method for detecting a temperature rise on the side where the gear rotor is eccentric during rotation, the side opposite to the side where the gear rotor is eccentric during rotation is provided. By detecting the temperature drop at, an abnormality is detected before the bearing member and the gear rotor are seized.
That is, the gear pump of the present invention is provided with a temperature sensor that measures the temperature of the portion of the annular space formed between the bearing member and the gear rotor on the side opposite to the side where the gear rotor is eccentric during rotation. Is.
[0008]
Further, the abnormality detection device for a gear pump according to the present invention includes a temperature sensor that measures the temperature of a portion of the annular space formed between the bearing member and the gear rotor on the side opposite to the side on which the gear rotor is eccentric during rotation; And a control device for reducing the number of rotations of the gear rotor by reducing the supply amount of the resin material to the gear pump based on the fact that the temperature detected by the temperature sensor is reduced at a certain speed or higher.
According to the present invention, among the annular space formed between the bearing member and the gear rotor, the temperature of the cavity generated in the annular space when the gear rotor rotates is detected and monitored at regular intervals. In addition, the bearing member and the gear rotor are seized by reducing the amount of resin material supplied to the gear pump and reducing the rotation speed of the gear rotor based on the fact that the detected detected temperature has decreased at a certain speed or higher. Abnormality is detected before, and the accidental seizure of the gear pump can be prevented.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 4 show an example of a molten resin gear pump 1 employing the present invention, and this gear pump 1 is used in a resin kneading and granulating equipment as in the prior art.
In FIG. 4, the resin kneading and granulating equipment 2 is composed of a kneading machine 3, a gear pump 1, and a pelletizer 4.
The resin material, the additive, and the like are supplied into the chamber 6 from the supply port 5 of the kneader 3 and are kneaded and melted by the two rotors 7 arranged in parallel in the chamber 6. Thereafter, the molten resin is guided to the gear pump 1 from the discharge port 8, and the pressure is increased (0.5 to 3 kg / cm ² to 100 to 300 kg / cm ² ) by the pump 1 to be fed to the pelletizer 4. ing.
[0010]
As shown in FIGS. 1 and 2, the gear pump 1 includes a pump housing 9, a pair of

gear rotors

10 and 10 disposed in the housing 9, and a shaft portion 11 of the rotor 10 so that the shaft portion 11 is rotatable. It is mainly composed of a bearing member 12 composed of journal bearings to be supported.
The pump housing 9 has a rectangular housing body 13 having a chamber having a cross-sectional glasses hole shape, and left and right cover bodies that detachably close the axially open end of the body 13 and have two shaft holes 15 respectively. 16. The housing body 13 includes a resin flow channel 14 communicating from the suction port 18 to the discharge port 19 inside, the suction port 18 is connected to the kneader 3 side shown in FIG. 4, and the discharge port 19 is connected to the pelletizer 4 shown in FIG. Connected to the side.
[0011]
The gear rotor 10 is integrally formed in the outer periphery of the middle portion of the shaft portion 11 and is incorporated in the housing 9 so that the gear portions 20 mesh with each other and are parallel to each other. . As shown in FIG. 1, the gear rotor 10 rotates in the direction in which the meshing side moves to the suction port 18 side (rotation direction A in FIG. 1).
As shown in FIG. 2, the bearing member 12 includes a bearing body 21 that is fitted on both sides in the axial direction of the resin flow path 14 inside the housing body 13, and the bearing body 21 corresponds to the shaft hole 15 of the cover body 16. A storage hole is provided. A bearing sleeve 22 that covers the outer periphery of the shaft portion 11 of the gear portion 20 is housed in the housing hole. Further, the bearing body 21 is prevented from being detached from the housing body 13 by an attachment stay 23.
[0012]
The bearing member 12 may be configured with only the bearing body 21 by omitting the bearing sleeve 22, but if the bearing sleeve 22 is provided in the accommodation hole of the bearing body 21 as in the present embodiment, the gear rotor 10 is provided. There is an advantage that only the sleeve 22 needs to be replaced when seizure occurs.
A visco seal 24 that covers the outer periphery of the shaft portion 11 of the gear rotor 10 is fitted into the shaft hole 15 of the cover body 16. On the outer peripheral surface of the shaft portion 11 covered with the Bisco seal 24, there is formed a seal groove that is inclined in a direction to push the molten resin back to the bearing sleeve 22 side as the rotor 10 rotates. Sealing is performed so that the molten resin between the bearing sleeve 22 and the shaft portion 11 does not leak to the outside.
[0013]
Further, as shown in FIG. 2, a planar clearance 25 through which molten resin can pass is formed between both axial end surfaces of the gear portion 20 and the axial end surface of the bearing body 21 (bearing member 12). 11 is formed between the outer peripheral surface of the bearing 11 and the inner peripheral surface of the bearing sleeve 22. Similarly, an annular clearance (annular space) 26 through which the molten resin can pass is formed. By filling the

clearances

25 and 26 with the molten resin, The gear rotor 10 is lubricated.
Normally, the shaft 11 on one side of one gear rotor 10 is connected to the drive device via a coupling (not shown), but both ends of the gear rotor 10 can be connected to the drive device.
[0014]
An annular inner ring passage 27 is formed on the end surface of the bearing body 21 on the gear portion 20 side, and the inner ring passage 27 is disposed on the discharge port 19 side of the housing body 13 via an introduction groove (not shown) extending in the rotor radial direction. Communicating with An annular outer ring passage 28 is formed at the axially outer end of the bearing sleeve 22, and this outer ring passage 28 communicates with a lead-out groove (not shown) extending in the rotor radial direction. Is connected to a lead-out path 33 (see FIG. 1) leading to the suction port 18 side.
Accordingly, the molten resin introduced into the inner ring passage 27 from the higher pressure discharge port 19 side through the introduction groove passes through the

clearances

25 and 26 to reach the outer ring passage 28, from which the discharge groove and It returns to the low pressure inlet 18 side via the lead-out path 33, and the gear rotor 10 is lubricated by the molten resin circulating in this way.
[0015]
As shown in FIG. 1, a temperature sensor 29 made of a thermocouple or the like is provided on the discharge port 19 side of the housing body 13 to detect whether or not the gear rotor 10 and the bearing member 12 are seized. A total of four sensors 29 are provided corresponding to the

shafts

11 and 11 of the upper and

lower gear rotors

10 and 10, and the tips of the sensors 29 are on the side where the gear rotor 10 in the annular clearance 26 is eccentric when rotating (in FIG. 1). It is arranged so as to protrude in the part opposite to the eccentric direction B).
Further, the gear pump 1 of the present embodiment reduces the rotational speed of the gear rotor 10 by reducing the supply amount of the resin material to the gear pump 1 based on the fact that the temperature detected by the four temperature sensors 29 has decreased at a certain speed or higher. A control device 30 is provided, and the control device 30 includes a microcomputer or a process controller having a program capable of realizing the flow shown in FIG.
[0016]
That is, the control device 30 calculates the temperature change rate based on the monitoring function for measuring the temperature by the temperature sensor 29 at regular intervals, and the detected temperatures monitored, and calculates the speed as the set speed T (° C / and a comparison function for comparison with (sec), when the temperature change speed exceeds the set speed T, the rotational speeds of the rotor 7 and the gear rotor 10 of the kneader 3 are reduced, and an alarm (not shown) is displayed.
If the temperature change speed does not exceed the set speed T, the operations of the kneader 3 and the gear pump 10 are continued as they are. Further, the set speed T in this case can be determined by experiment according to the machine used, the type of resin, and the like.
[0017]
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the reason why the temperature sensor 29 is arranged on the side opposite to the side where the gear rotor 10 is eccentric when rotating (the eccentric direction B in FIG. 1) will be described.
First, FIG. 5 is a cross-sectional view of the rotor shaft portion showing the positional relationship between the conventional temperature sensor 29A and the temperature sensor 29B of the present invention.
In the figure, a conventional temperature sensor 29A is arranged on the side where the gear rotor 10 is eccentric during rotation (eccentric direction B in FIG. 5), and the tip of the temperature sensor 29A is located inside the bearing member 12 at that position. Buried. This is based on the fact that the conventional abnormality detection method determines the presence or absence of seizure by measuring the excessive temperature rise when the metal contact between the bearing member 12 and the gear rotor 10 occurs.
[0018]
On the other hand, the temperature sensor 29B of the present invention is disposed on the side opposite to the side where the gear rotor 10 is eccentric during rotation (the eccentric direction B in FIG. 5), and the tip is exposed to the annular clearance 26 at that position. It is embedded in the bearing member 12. As shown in FIG. 5, when the load applied to the gear rotor 10 during rotation increases and the gear rotor 10 is eccentric within the annular clearance 26, the molten resin 31 can sufficiently pass through the narrower portion of the clearance 26. This is based on the fact that cavitation occurs in a portion on the opposite side of the eccentric side and a cavity 32 is generated, and the temperature of the generated portion of the cavity 32 is extremely lowered.
[0019]
On the other hand, FIG. 6 shows the relationship between the measured values of the conventional and the

temperature sensors

29A and 29B of the present invention arranged at the position shown in FIG. ing.
As shown in the figure, in the conventional temperature detection position, since the temperature rises after the seizure occurs, the seizure of the bearing member 12 and the gear rotor 10 can be detected only afterwards. On the other hand, at the temperature detection position of the present invention, a temperature drop occurs before image sticking occurs, so that image sticking can be detected in advance.
[0020]
Therefore, according to the present invention, contrary to the conventional abnormality detection method for detecting the temperature rise on the side where the gear rotor 10 is eccentric during rotation, the temperature drop on the side opposite to the side where the gear rotor 10 is eccentric during rotation. By detecting this, it is possible to reliably detect an abnormality before the bearing member 12 and the gear rotor 10 are seized.
Next, a range in which the temperature sensor 29B can be provided in the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 7, assuming that the suction angle of the gear rotor is θS, the seal angle is θL, and the discharge angle is θD, the direction θ0 of the load F acting on the gear rotor (the same as the eccentric direction) is expressed by the following equation (1 ) Can be calculated.
[0021]
[Expression 1]

[0022]
As shown in FIG. 8, the conventional temperature sensor 29A is provided in a range of about θ0 to θ0 + 45 °, whereas the temperature sensor 29B of the present invention can be provided in a range of θ0 + 45 ° or more.
The reason is that it was confirmed by experiments with various materials that the above range is a region where the probability of the resin film breakage is high.
More preferably, the temperature sensor 29B of the present invention can be provided in a range of θ0 + 90 ° or more.
[0023]
This is because it was confirmed by experiments with various materials that the above range is a region where the probability of the resin film breakage is extremely high.
Since the present invention detects an abnormality by detecting a temperature drop due to the generation of the cavity 32, the tip is not exposed to the annular clearance 26 as long as the temperature drop due to the generation of the cavity 32 can be substantially detected. A temperature sensor 29B that detects the metal temperature may be employed. However, the temperature sensor 29B whose tip is exposed to the annular clearance 26 is preferable in terms of response performance.
[0024]
【Example】
In order to confirm the effectiveness of the present invention, a temperature measurement experiment using an actual machine was performed. The result is shown in FIG. The conditions for this measurement experiment are as follows.
Shaft diameter φ100mm
Resin type HDPE
Sensor position θ0 + 120 °
As shown in FIG. 9, the sensor temperature drastically decreased immediately after the bearing load reached 60 tons, and seizure occurred when the bearing load after about 25 minutes became 100 tons.
[0025]
Therefore, in this actual machine, it has been found that if an alarm is displayed by reducing the rotor speed immediately after the bearing load reaches 60 tonnes, a burn-in accident can be prevented.
[0026]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, an abnormality can be reliably detected before the bearing member and the gear rotor are seized, so that an accidental seizure of the gear pump can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a gear pump for molten resin employing the present invention.
FIG. 2 is a front sectional view of the gear pump.
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure by the control device.
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a resin kneading granulation facility.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a rotor shaft portion showing a positional relationship between a conventional temperature sensor and a temperature sensor of the present invention.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a rotor load and a temperature measurement value.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a gear pump for illustrating a relationship among a gear rotor suction angle θS, a seal angle θL, a discharge angle θD, and a load direction θ0.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a gear pump for showing a range in which the temperature sensor of the present invention can be arranged.
FIG. 9 is a graph showing the results of a temperature measurement experiment using an actual machine.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Gear pump 9 Pump housing 10 Gear rotor 12 Bearing member 14 Resin flow path 18 Suction port 19 Discharge port 20 Gear part 26 Annular clearance (annular space part)
29 Temperature sensor 30 Control device 32 Cavity

Claims

A housing (9) having a resin channel (14) communicating from the suction port (18) to the discharge port (19), and bearings provided on both axial sides of the resin channel (14) in the housing (9) The housing so that the member (12) and the gear portion (20) in the middle in the axial direction mesh with each other in the resin flow path (14) and rotate between the bearing member (12) via the molten resin. (9) In a molten resin gear pump comprising a pair of gear rotors (10) inserted into the gear rotor,
A temperature sensor that measures the temperature of the portion of the annular space (26) formed between the bearing member (12) and the gear rotor (10) on the opposite side to the side where the gear rotor (10) is eccentric during rotation. (29) is provided, The gear pump for molten resins characterized by the above-mentioned.

A temperature sensor (29) for measuring the temperature of the portion of the annular space (26) formed between the bearing member (12) and the gear rotor (10) on the opposite side to the side where the gear rotor (10) is eccentric during rotation. )When,
A control device (30) for reducing the rotational speed of the gear rotor (10) by reducing the supply amount of the resin material to the gear pump (1) based on the temperature detected by the temperature sensor (29) being reduced at a certain speed or higher. When,
An abnormality detection device for a gear pump for molten resin.

Of the annular space (26) formed between the bearing member (12) and the gear rotor (10), the cavity (32) generated in the annular space (26) when the gear rotor (10) rotates. Detect and monitor the temperature at regular intervals,
A molten resin characterized in that the number of rotations of the gear rotor (10) is reduced by decreasing the amount of resin material supplied to the gear pump (1) based on the fact that the detected temperature being monitored has dropped at a certain speed or higher. For detecting abnormalities in gear pumps.