JP3936792B2

JP3936792B2 - Continuous powder temperature controller

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Publication number: JP3936792B2
Application number: JP3581098A
Authority: JP
Inventors: 雅昭野坂; 彦一勝村; 健二郎松下; 伸好金沢; 勉大野; 治松井
Original assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Matsui Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1998-02-18
Filing date: 1998-02-18
Publication date: 2007-06-27
Anticipated expiration: 2018-02-18
Also published as: JPH11230670A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、プラスチックなどの射出成形機に供給するプラスチックペレット等の粉粒体を、短時間で連続的に必要な温度に加熱あるいは冷却する連続式粉粒体温度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プラスチックなどの射出成形機では、供給される原材料のプラスチックペレットなどの粉粒体は、射出直前に一定の温度で一定の乾燥度であることが要求される。この温度と乾燥度は、具体的には、プラスチックについては、含水率は数百〜数拾ｐｐｍ、温度は１００℃〜１６０℃程度であるが、粉粒体の種類、成形方法や形状に応じて定められ、さらに、定められた温度及び乾燥度に対するバラ付きの許容度はかなり厳しいものである。
【０００３】
また、プラスチックなど、例えば、飲料ボトルの原料であるＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等を上記したような射出直前に要求される高温で長時間乾燥すると加水分解反応が起こり、分子量の低下による製品強度の低下の問題、アセトアルデヒドの生成による製品への臭気の残留の問題等が発生する。さらに、高温状態が継続されると、材料としての性質が劣化する問題もある。したがって、高温状態はできるだけ短いことが要求されている。また、乾燥と加熱など、２種類の目標値を同時に達成するように制御するのは一般的に困難を伴うものである。
【０００４】
このため、一般には、まず低温状態、つまり８０℃〜１４０℃程度の温度で粉粒体を所定の乾燥度に乾燥し、射出成形機上の加熱機に搬送した後、所定温度の気体を加熱機に送りこんで加熱するという方法が取られている。
従来、この場合、加熱機としては充填層式のものがほとんどであった。図６は、このような従来の連続式粉粒体加熱機を有した射出成形機の全体構成の概略説明図である。
【０００５】
このシステムは、乾燥機１２０、加熱機Ｇ、射出成形機１３０で構成され、射出成形の原材料である粉粒体ｍを乾燥機１２０で所定の乾燥度と予備温度に加熱し、加熱機Ｇで所定温度の気体を加熱機Ｇに吹き込んで加熱して、射出成形機１３０に供給する。
１０１は粉粒体加熱用の空気を送風する送風ブロア、１０２はその空気を加熱するヒータ、１０３は粉粒体ｍを滞留させ加熱するための昇温槽、１０４は加熱用済み後の還流気体から粉粒体の浮遊粒子などを回収する排気フィルタ、１０５は、加熱気体で加熱され排出され、射出成形機１３０に供給される粉粒体ｍの温度を測る粉粒体温度測定センサである。
【０００６】
ヒータ１０２には、そのヒータ１０２で加熱された空気の温度を測る加熱気体温度センサ１０７と、ヒータ１０２によって加熱気体の温度を一定温度に制御する加熱気体温度調節器１０８が設けられている。フィーダ１１１は、乾燥機１２０から乾燥された粉粒体ｍを供給する。
このような加熱機Ｇの場合、予め設定された値に制御された一定温度の加熱気体を充填層形式の昇温槽１０３に吹き込む構成であるため、加熱後の粉粒体の温度を常に希望の温度に保つことは困難であった。
【０００７】
つまり、加熱後の粉粒体の温度は、加熱気体の温度と量、粉粒体の入口温度、昇温槽１０３を貫流する粉粒体の量、言い換えれば、粉粒体の昇温槽１０３内での滞留時間の４つの条件の平衡の結果に左右されるものであるが、その制御が困難であった。これは、粉粒体の入口温度と貫流量は、加熱機Ｇ側では、制御できないもので、それに対応して、加熱気体の温度と量を制御しなかればならないが、粉粒体の貫流量が相当量あるなどの条件のため、制御の時間遅れがあり、その時間遅れが、粉粒体の入口温度と貫流量の変化に追いつかないためであった。
【０００８】
この問題は、特に、加熱用に供給された粉粒体の入口温度に変化があった場合に、その変化に追随することができないという形で現れていた。
また、充填層形式の場合、過剰に加熱気体を吹き込むと粉粒体が加熱気体に同伴され吹き飛んでしまうので、吹き込む加熱気体の量をあまり多くできず、その分、粉粒体の滞留時間を長く設計しなければならない。このため、装置が大型化するばかりでなく、前述の加水分解反応等に起因する問題を引き起こしていた。
【０００９】
この滞留時間の問題は、昇温槽として、主に乾燥用として知られている連続式流動槽を用いると、加熱時間が短くなり、解決することができる。しかし、従来の連続式流動槽では、乾燥を主としているので、排出される粉粒体温度を一定に制御することはあまり考慮されていなかった。また、加熱対象とする粉粒体の量単位が小さいので、その温度制御も時間的に追随性の良いものが要求されていた。
【００１０】
さらに、排気フィルタの目詰まりによるフィルタの掃除、交換というメンテナンスの問題もあった。
また、１台で、加熱だけでなく、冷却もすることができれば、用途別に別の装置を設置する必要もなく、コストダウンを図ることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記の問題点に鑑みて提案されたもので、プラスチックなどの射出成形機に供給する粉粒体を、短時間で正確に希望温度に加熱のみならず冷却もすることができ、保守性のよい連続式粉粒体温度制御装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来、専ら乾燥用として認識されていた連続式流動槽の、制御対象を少量単位で捉え局部加熱がないという特性に注目し、その温度制御性を改善することによって、その特性を有効利用し、プラスチックなどの射出成形機に供給する粉粒体に要求される正確、高温度、短時間、連続の加熱あるいは冷却を可能とするという、全く新規な発想の下に発明されたものである。
【００１３】
即ち、請求項１に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、粉粒体が連続的に供給され排出される温度制御槽に、所定温度の気体を吹き込むことによって、成形機などに排出供給される粉粒体の温度を制御するもので、温度制御槽は、粉粒体を供給するフィーダと、排出する排出ダンパと、流動床と、流動床との間に間隙を有した仕切板とを備えて多段式床傾斜型構造をなし、フィーダと排出ダンパを動作させて、粉粒体を、間隙を通過させながら流動床上を移動させて、温度制御槽内の粉粒体の滞留量を一定範囲内に保持しながら流動させるようにした連続式流動槽であり、本連続式粉粒体温度制御装置は、粉粒体が流動しているときに、温度制御槽から排出される粉粒体の実温度を測定し、その実温度と目標温度との関係から、温度制御槽内に流動する粉粒体に対し吹き込む気体の気体温度を自動的に繰り返し設定制御して、その粉粒体の排出温度を目標温度にするようにしている。
【００１４】
ここで、連続式粉粒体温度制御装置とは、温度制御槽に粉粒体の供給を連続的に受け、その供給を受けた粉粒体の流れを、少量単位で捉え、途切れ無く所定温度の気体を吹き込み、粉粒体を所定温度にしてから、後工程に供給するものをいい、粉粒体を加熱する場合だけでなく、冷却する場合も含むものである。
この発明では、温度制御後の粉粒体の実温度を測定し、その実温度をフィードバックして、自動的に気体温度を制御することによって、目標温度を実現するようにしている点を特徴とする。粉粒体の流れを、少量単位で捉え、途切れ無く温度制御するため、制御効果の伝達が早く、その点を利用して、自動制御することによって、追随性の良い温度制御を実現したものである。
【００１５】
請求項２に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１に比べ、温度制御の基礎データとして、温度制御槽に吹き込む気体の気体温度も用いている点が相違している。このように制御対象の入口側のデータも含めて制御判断すると、所定の気体温度にされる前の気体に温度変動があった場合にも、対応することができ、制御性がさらによくなる。
【００１６】
また、連続式流動槽を用いているので、粉粒体が流れとして、少量単位で捉えられ、途切れ無く処理され、制御空気が、粉粒体に均一に行き渡り、局所加熱あるいは冷却が発生せず、短時間で、正確に目標温度を達成することができ、ムラがない。
【００１７】
さらに、多段式床傾斜型の連続式流動槽であるため、制御対象の粉粒体は、傾斜床にそって、順に多段式のより高い温度用の槽に移動して行き、粉粒体の移動が滑らかで、温度制御効果が高く、また、最終段のものだけが排出されるので、温度制御の不完全な粉粒体が、次工程に排出供給されることがない。
【００１８】
請求項３に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１または２において、気体温度の設定制御は比例、積分制御であることを特徴とする。請求項４に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１〜３のいずれかにおいて、前記温度制御槽内に、温度制御に用いられた気体から非気体成分を捕集する排気バッフルを設けている。ここで、排気バッフルとは、用済みの気体に含まれている粉粒体の浮遊粒子のうち、比較的大きい粒子は槽内に戻し、最終製品に悪影響する微粒子は排気とともに槽外へ出し、排気フィルタで捕集できるようにしたものである。
【００１９】
したがって、一般の排気フィルタだけでは、用済み気体に含まれる比較的大きい浮遊粒子なども区別なく収集するため、目詰まりを起こしやすく、その清掃、交換が頻繁で、保守性に問題があったが、このような排気バッフルを合わせ用いることによって、排気フィルタが目詰まりすることが少なくなり、保守性が向上する。
【００２０】
請求項５に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１〜４のいずれかにおいて、前記温度制御槽の外側に熱媒体を流すジャケットを設け、または／かつ、前記温度制御槽の内部に熱媒体を流す管を設けている。温度制御槽に、所定温度の気体を吹き込むだけでなく、外側には熱媒体を流すジャケット、内部には熱媒体を流す管を設けているので、温度制御槽の熱容量が大きくなり、制御対象の粉粒体の量に対して、温度制御槽を小型化することができ、装置全体を小型化することができる。
【００２１】
このジャケットや管に流す熱媒体も、適当な温度測定手段、温度調節手段を設けることによって、温度制御をすることができるものであり、また、加熱用にも、冷却用にも用いることができるものである。請求項６に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１〜５のいずれかにおいて、前記温度制御槽に吹き込む気体を加熱する加熱手段を有し、または／かつ、前記温度制御槽に吹き込む気体を冷却する冷却手段を有し、粉粒体を加熱または／かつ冷却するようにしたものである。
【００２２】
もともと、本発明の温度制御の概念には、加熱の場合、冷却の場合も含まれるものであるが、特に、加熱手段、冷却手段を明記して、そのいずれか一方、あるいは双方ができるようにしたことを明確にしたものである。請求項７に記載の連続式粉粒体温度制御装置は、請求項１〜６のいずれかにおいて、プラスチックなどの射出成形機の原料供給口に設置され、前記射出成形機に必要な所定温度の粉粒体を連続的に供給するようにしたものである。
【００２３】
本発明の連続式粉粒体温度制御装置は、短時間で、連続的に、希望温度の粉粒体を供給できる点を特徴とするが、そのような性質が特に要求されるプラスチックなどの射出成形機用として、その連続式粉粒体温度制御装置を構成したものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の連続式粉粒体温度制御装置の一例の全体構成を示す概略説明図である。
連続式粉粒体温度制御装置Ａにおいて、１は粉粒体ｍの温度制御用気体を送風する送風ブロア、２は温度制御用気体を所定温度にするヒータ、３は粉粒体ｍを連続流動的に温度制御するための連続式流動槽を用いた温度制御槽、４は用済み気体の微小浮遊粒子を収集する排気フィルタ、５は温度制御槽３から排出され次工程に供給される粉粒体ｍの実温度を測る実温度センサ、６は実温度センサで測定した実温度に基づき粉粒体の温度調節信号を発生する粉粒体温度調節器、７は粉粒体ｍの温度制御用気体の気体温度を測る気体温度センサ、８は気体温度センサ７で測定した気体温度と粉粒体温度調節器６からの信号に基づき、ヒータ２への制御信号を出力する気体温度調節器である。
【００２５】
９は温度制御槽３から排出され次工程に供給される粉粒体ｍが、その排出部付近に滞留する量を検知するためのレベル計、１０はレベル計９からの信号に応じて、フィーダの運転を高速、あるいは低速に切換制御するインバータ、１１は温度制御槽３に粉粒体ｍを供給するフィーダ、１２は、用済み空気を還流させる排気ダクトである。
【００２６】
ここでは、温度制御用気体として空気を用いる場合を説明するが、これに限るものではない。
これより、連続式流動槽を用いた温度制御槽３について、詳しく説明する。
この温度制御槽３は、多段式であって、その槽は、仕切板３４及び排出セキ３５によって仕切られて４つの槽、第１制御槽３ａ、第２制御槽３ｂ、第３制御槽３ｃ、排出槽３ｄに分かれている。温度制御用空気を通過させて粉粒体に吹き込ませるようにする流動床３３は、第１制御槽３ａから第３制御槽３ｃの方向に、また、重力の方向に傾斜している。
【００２７】
仕切板３４は、この流動床３３との間に間隙を設けて設置され、一方、排出セキ３５の下部は、開閉可能な排出ダンパ３６となっており、これを閉じたときには、流動床３３との間隙はなくなり、開いたときには、流動床３３との間に大きな開口部を生じるようになっている。また、仕切板３４の上部は、温度制御槽の高さの半分程度の位置まで達しているが、排出セキ３５の上部は、それに比べ、低い位置となっている。
【００２８】
この傾斜流動床３３には、それぞれの制御槽３ａ〜３ｃに合わせて区分され、それぞれに風量調整弁３２を設けた送風口３１を介して、ヒータ２で所定の温度にされた空気が送り込まれ、それぞれの制御槽３ａ〜３ｃ内の粉粒体ｍに温度制御用空気が吹き込まれるようになっている。
ついで、この連続式粉粒体温度制御装置Ａを用いた粉粒体の温度制御、つまり、加熱あるいは冷却の方法について説明する。ここでは、前工程で、粉粒体は、すでに適度の乾燥度に乾燥されており、また次工程が、この連続式粉粒体温度制御装置Ａに直結されているとして説明するが、これに限るものではない。
【００２９】
次工程の運転信号がＯＦＦの場合、つまり、次工程と制御装置Ａが連続運転中に、次工程がなんらかの理由で停止したような場合、レベル計９が粉粒体なしの信号を送り出している時にはフィーダ１１は運転し、粉粒体ｍを供給する。一方、レベル計９が粉粒体ありの信号を送り出せば、フィーダ１１は停止し、粉粒体ｍの供給を止める。こうして、次工程への粉粒体の過剰滞留が阻止される。
【００３０】
また、このとき、気体温度調節器８の設定値は、手動で適切な値に設定され、一定の気体温度の温度制御用空気が供給される。これは、このような異常状態では、温度制御の機能が完全には発揮されないため、温度制御用空気の温度を、長時間加熱しても粉粒体に悪影響を及ぼさない温度に切り替えて、次工程の運転再開を待つためである。
【００３１】
次工程の運転がＯＮの場合、フィーダ１１は運転し、粉粒体ｍは、温度制御槽３に連続供給され、温度制御槽３からは、温度制御された粉粒体ｍが次工程に連続的に排出供給される。
この場合、レベル計９が粉粒体なしの信号を送り出している時にはフィーダ１１はインバータ１０の作用により高速運転し、一方、レベル計９が粉粒体ありの信号を送り出せば、フィーダ１１はインバータ１０の作用により低速運転して、粉粒体ｍの供給量を加減して、温度制御槽３内の粉粒体ｍの滞留量を一定範囲内に保つ。
【００３２】
フィーダ１１によって温度制御槽３内に供給された粉粒体ｍは、温度制御用空気と激しく接触し、流動層となって温度制御用空気と熱交換しながら、制御槽３ａ〜３ｃ内を浮遊しつつ、順に第１制御槽３ａ、第２制御槽３ｂ、第３制御槽３ｃと移動して行き、排出槽３ｄから排出される。粉粒体ｍは、第１制御槽３ａと第２制御槽３ｂとの間、第２制御槽３ｂと第３制御槽３ｃとの間では、仕切板３４の下の間隙を通り、流動床３３の傾きの作用もあって、順にとなりの制御槽へと移動していく。
【００３３】
この場合、粉粒体ｍは、それぞれの制御槽３ａ〜３ｃ内で、それぞれ風量調節された温度制御用空気を送風口３１から受けて浮遊するが、第１制御槽３ａ、第２制御槽３ｂへの風量は低い目に設定されており、また仕切板３４の上部も高いものとなっているので、粉粒体ｍが、仕切板３４の上部を越えて、となりの制御槽、あるいは排出槽３ｄへ移動することはない。
【００３４】
一方、第３制御槽３ｃへの風量は多い目に設定されており、また、排出セキ３５の上部は、仕切板３４の上部より低く設定されており、通常は、すべての粉粒体ｍは、第３制御槽３ｃから排出槽３ｄへ移動する際には、排出セキ３５を越えて移動するようになっている。
こうして、全ての粉粒体ｍは、所定の温度制御を各制御槽３ａ〜３ｃで順に万遍なく受けてから排出されるようになっている。また、温度制御を多段に分けているので、制御効率がよい。加えて、制御対象の粉粒体が流動層となり、小さい量単位となるので、制御時間が短くなり、連続的に供給され排出されるので、高温維持時間が短くなる。また、いわゆる、ショートカットや、異常滞留もさける事ができ、さらに、局部加熱や局部冷却も避けることができる。
【００３５】
また、排出セキ３５の高さを変えることで、温度制御槽３内の粉粒体の滞留量を調整することができる。
次に、本発明の特徴とする温度の自動制御について説明する。
この連続式粉粒体温度制御装置Ａにおいては、温度制御槽３から排出される粉粒体ｍの実温度と温度制御用空気の気体温度を測定して、その実温度と気体温度と粉粒体の目標温度との関係から、その気体温度を自動的に制御して、粉粒体をその目標温度にするようにしている。この場合、気体温度を用いずに、実温度だけで制御してもよい。
【００３６】
気体温度調節器８の気体温度の設定値は、基本的には比例制御を用いて、粉粒体温度調節器６に設定されている粉粒体目標温度と実温度センサ５の測定値との偏差によって決定される。図２は、そのような温度制御の一例を示すグラフである。
図２は、目標温度１５０℃、比例帯幅１００℃で、粉粒体温度調節器６の出力１００％の時の温度制御用空気の温度設定値を２５０℃、粉粒体温度調節器６の出力０％の時の温度設定値を１５０℃に設定した場合を示すものである。
【００３７】
図２に示すように、実温度が目標温度１５０℃に一致した時、気体温度調節器８への制御出力は５０％になり、この時の気体湿度は２００℃に設定される。実温度が設定値に一致していない時には、例えば実温度が目標温度以下の１３０℃の時には気体温度調節器８への制御出力は７０％になり、気体温度は２２０℃に設定される。実温度が目標温度以上の１７０℃の時には気体温度調節器８への制御出力は３０％になり、気体温度は１８０℃に設定され、実温度が目標温度に近づく様に制御される。
【００３８】
しかし、気体温度が２００℃で、粉粒体温度が１５０℃になるとは限らず、この様な比例制御だけでは通常は残留偏差が発生するので、積分動作を加えて残留偏差を解消する。積分動作が加わると、偏差が発生している間、偏差を解消する方向に偏差に応じた速度で制御出力が除々に変化し、つまり気体設定温度が徐々に変化し、偏差が解消された時点で積分動作による制御出力の変化はなくなる。実際には比例制御と積分動作は同時進行で行われ、両方の制御出力が加算されたものが制御出力となる。
【００３９】
このようにして、粉粒体実温度が扮粒体目標温度に−致するよう温度制御用空気の気体温度の設定が自動的に行われる。この自動設定は０．５秒毎に繰り返し更新される。
一方、気体温度調節器８は気体温度を気体設定温度に一致させるように、同様の制御を行う。ただし、この場合は制御出力によりヒータを直接駆動する。
【００４０】
本発明の場合、上述したように制御対象が小量単位に捉えられる流動層なので、このような設定変更の効果がすぐに実温度に反映される。したがって、これを上記のように、自動的にくり返し設定するようにしておくと、短い時間で、実温度が目標温度になるように自動制御され、その後は、目標温度の粉粒体ｍが次工程に連続的に排出供給される。
【００４１】
このようにしておくと、運転中に、温度制御槽３内を貫流する粉粒体ｍの量が変化したり、温度制御槽３に供給される乾燥された粉粒体ｍの温度が変化しても、気体温度調節器８の設定気体温度が自動修正され、温度制御槽３から次工程に排出供給される粉粒体ｍの実温度は、短時間で目標温度に維持され、環境変化に左右されずに、安定的に信頼性の高い温度制御をすることができる。
【００４２】
次に、本発明の他の特徴とする排気バッフルについて説明する。
温度制御槽３の上部には、温度制御に使用された用済み空気を排気し、粉粒体の浮遊粒子を捕集するための排気部３７が設けられ、排気部３７には、排気バッフル３８と排気口３９が有る。排気バッフル３８は、用済みの空気に含まれている非気体成分、例えば、粉粒体の浮遊粒子などを、トラップなどを用いて分級して捕集し、大きい粒子などは、再利用することができるようにしたものである。
【００４３】
したがって、排気口３９から排気ダクト１２を通って送風ブロア１に貫流する排気から浮遊粒子などを除去するための排気フィルタ４は、すぐに目詰まりすることがなく、清掃、交換の回数が減り、保守性が向上する。また、大きい粒子は再利用されるので、資源活用の点でも優れている。
次に、本発明の連続式粉粒体温度制御装置の他の実施態様について説明する。図３は、そのような本発明の連続式粉粒体温度制御装置の他例の全体構成を示す概略説明図である。
【００４４】
この連続式粉粒体温度制御装置Ｂは、図１の連続式粉粒体温度制御装置Ａに比べて、温度制御用気体を加熱する加熱手段のヒータだけでなく、温度制御用気体を冷却する冷却手段を設けている点が相違するだけなので、他の共通する部分については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
この連続式粉粒体温度制御装置Ｂには、温度制御用気体を冷却する冷却手段として、冷却コイル１３とその熱源である冷凍機１４が更に備えられている点を特徴とする。冷却手段としては、冷凍機等を熱源とした冷却コイルを例示しているが、これに限るものではない。また、連続式粉粒体温度制御装置Ｂにおいて、加熱手段であるヒータ２を用いず、冷却手段だけを用いることもできるし、連続式粉粒体温度制御装置Ａのように加熱手段だけを用いるものとすることもできる。
【００４５】
冷却手段を用いた場合、加熱手段と同様に、温度制御槽３から排出される粉粒体ｍの実温度と温度制御用空気の気体温度と目標温度との関係から、気体温度調節器８を用いて、乾燥機から供給される粉粒体ｍの温度が、目標温度に比べて高い場合でも、実温度を下げて目標温度にすることができる。また、加熱手段と冷却手段とを併用すれば、必要に応じて、粉粒体を加熱することも、また、冷却することも、一台の連続式粉粒体温度制御装置ですることができ、別々の専用装置を設ける必要がなく、設置場所の節約、コストダウンを図ることができる。
【００４６】
次に、本発明の連続式粉粒体温度制御装置のさらに他の実施態様について説明する。図４は、そのような本発明の連続式粉粒体温度制御装置の他例の要部構成を示す概略説明図である。
この連続式粉粒体温度制御装置Ｃは、図１の連続式粉粒体温度制御装置Ａに比べて、温度制御槽３に所定温度の温度制御用気体を吹き込むだけでなく、更に、外側には熱媒体を流すジャケット、内部には熱媒体を流す管を設けている点が、相違するだけなので、他の共通する部分については、同じ符号を付して重複する説明を省略する。
【００４７】
ジャケット１５は、温度制御槽３の外周を囲むように設けられた中空円柱状の形状をしており、その円柱の内周と外周の間は中空となっており、水や空気などの熱媒体が流れるようになっている。管１６は、温度制御槽３の内部の第１〜３制御槽３ａ〜３ｃの内部に伸びているパイプ状のもので、水や空気などの熱媒体が流れるようになっている。ジャケット１５と管１６には、熱媒体が流れ、温度制御用空気による温度制御を補助する。
【００４８】
このジャケット１５と管１６は、両方設けてもよいし、それぞれ一方だけを設けてもよい。また、このジャケット１５や管１６に流す熱媒体も、適当な温度測定手段、温度調節手段を設けることによって、温度制御をすることができるものであり、また、加熱用にも、冷却用にも用いることができるものである。
このようにすると、温度制御槽の熱容量が大きくなり、制御対象の粉粒体の量単位に対して、温度制御槽を小型化することができ、装置全体を小型化することができる。
最後に、本発明の特徴が最も良く発揮されるプラスチックなどの射出成形機に用いられる本発明の連続式粉粒体温度制御装置の例について説明する。図５は、このような連続式粉粒体温度制御装置を有した射出成形機の一例の全体構成を示す概略説明図である。ここでは、プラスチック成形に用いられる場合について説明する。
【００４９】
図において、Ａは本発明の連続式粉粒体温度制御装置、１２０は乾燥機、１３０は射出成形機であり、乾燥機１２０と射出成形機１３０は、図６を用いて従来例として説明したものと同じものである。
このシステムでは、連続式粉粒体温度制御装置Ａは、射出成形機１３０の原料投入口に設けられ、乾燥機１２０よりプラスチック成形品の原料であるプラスチックペレットの供給を受けて、連続的に短時間で必要な温度に加熱して、プラスチック射出成形機１３０に排出供給する。
【００５０】
プラスチックペレットは、乾燥機１２０では、８０℃〜１５０℃の温度で２〜４時間程度をかけて数百〜数十ｐｐｍの含水率に乾燥され、連続式粉粒体温度制御装置Ａで目標温度に加熱されて、プラスチック射出成形機１３０に供給される。
乾燥の段階では、プラスチックの性質の低下を防止するために、できるだけ低温で行うことが望ましい。一方、プラスチック射出成形機１３０では、プラスチックペレットを加熱溶融させ、金型内へ射出するが、この時間は同様の理由で、なるべく短くすることが望ましい。そのため、できるだけ高温度で安定したプラスチックペレットが成形機１３０に供給されることが望ましい。本発明の連続式粉粒体温度制御装置Ａは、そのような要求に十分に応えるものである。
【００５１】
【発明の効果】
以上の説明から理解されるように、請求項１〜７に記載の本発明の連続式粉粒体温度制御装置によれば、専ら乾燥用として認識されていた連続式流動槽の特性に注目し、その温度制御性を改善することによって、その特性を利用し、プラスチックなどの射出成形機に供給する粉粒体に要求される正確、高温度、短時間、連続の加熱あるいは冷却を可能にする。
【００５２】
特に、請求項１に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、粉粒体が連続的に供給され排出される温度制御槽に、所定温度の気体を吹き込むことによって、成形機などに排出供給される粉粒体の温度を制御するもので、温度制御槽から排出される粉粒体の実温度を測定し、その実温度と目標温度との関係から、温度制御槽に吹き込む気体の気体温度を自動的に制御して、粉粒体を目標温度にするようにしているので、制御単位が小さく供給単位毎に温度制御するため、制御効果の伝達が早く、その点を利用して自動制御することによって、短時間で追随性のよい温度制御を実現することができる。また、高温時間が短いので、前述の加水分解反応等に起因する問題を引き起こす事もない。
【００５３】
請求項２に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、請求項１の効果に加え、温度制御の基礎データとして、温度制御槽に吹き込む気体の気体温度も用いているので、制御対象の入口側のデータも含めて制御判断することになり、所定の気体温度にされる前の気体に温度変動があった場合にも対応することができ、環境変化への追随性が向上し、制御性がさらによくなる。
【００５４】
また、前記温度制御槽として連続式流動槽を用いているので、粉粒体が適切な制御単位で処理され、制御空気が、粉粒体に均一に行き渡り、局所加熱あるいは冷却が発生せず、短時間で、正確に目標温度を達成することができムラがない。
【００５５】
さらに、連続式流動槽として多段式床傾斜型の連続式流動槽を用いているので、制御対象の粉粒体は、傾斜床にそって、順に多段式のより高い温度の部分に移動して行き、粉粒体の移動が滑らかで、温度制御効果がたかく、また、最終段のものだけが排出されるので、温度制御が不完全なものが、次工程に排出供給されることがない。
【００５６】
請求項４に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、請求項１〜３の効果に加え、前記温度制御槽内に、温度制御に用いられた気体から非気体成分を捕集し再利用する排気バッフルを設けているので、資源の有効利用が図れ、排気フィルタが目詰まりすることが少なくなり、保守性が向上する。請求項５に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、請求項１〜４の効果に加え、前記温度制御槽の外側に熱媒体を流すジャケットを設け、または／かつ、前記温度制御槽の内部に熱媒体を流す管を設けているので、温度制御槽の熱容量が大きくなり、制御対象の粉粒体の量に対して、温度制御槽を小型化することができ、装置全体を小型化することができる。
【００５７】
請求項６に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、請求項１〜５の効果に加え、温度制御槽に吹き込む気体を加熱する加熱手段を有し、または／かつ、温度制御槽に吹き込む気体を冷却する冷却手段を有し、粉粒体を加熱または／かつ冷却するようにしているので、粉粒体の加熱、冷却、あるいはその双方とも、一台の装置ですることができるので、設置場所の節約、コストダウンを図ることができる。
【００５８】
請求項７に記載の連続式粉粒体温度制御装置によれば、請求項１〜６の効果に加え、プラスチックなどの射出成形機の原料供給口に設置され、射出成形機に必要な所定温度の粉粒体を連続的に供給するようにしているので、短時間、連続的、安定した高温度の供給を要求するプラスチックなどの射出成形機に相応しい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の連続式粉粒体温度制御装置の一例の全体構成を示す概略説明図
【図２】本発明の連続式粉粒体温度制御装置における温度制御の一例を示すグラフ
【図３】本発明の連続式粉粒体温度制御装置の他例の全体構成を示す概略説明図
【図４】本発明の連続式粉粒体温度制御装置の他例の要部構成を示す概略説明図
【図５】本発明の連続式粉粒体温度制御装置を有した射出成形機の一例の全体構成を示す概略説明図
【図６】従来の連続式粉粒体加熱機を有した射出成形機の全体構成を示す概略説明図
【符号の説明】
Ａ、Ｂ、Ｃ連続式粉粒体温度制御装置
ｍ粉粒体
１送風ブロア
２ヒータ
３温度制御槽
４排気フィルタ
５実温度センサ
６粉粒体温度調節器
７気体温度センサ
８気体温度調節器
１３冷却コイル
１４冷凍機
１５ジャケット
１６管
３１送風口
３２風量調整弁
３３流動床
３８排気バッフル
１２０乾燥機
１３０射出成形機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a continuous powder temperature control apparatus for heating or cooling powder particles such as plastic pellets supplied to an injection molding machine such as plastic to a necessary temperature continuously in a short time.
[0002]
[Prior art]
In an injection molding machine such as plastic, the supplied granular material such as plastic pellets is required to have a certain degree of dryness at a certain temperature immediately before injection. Specifically, the temperature and dryness of the plastics are about several hundred to several ppm, and the temperature is about 100 ° C. to 160 ° C., depending on the type of powder, molding method and shape. Furthermore, the tolerance for variation for a given temperature and dryness is rather strict.
[0003]
In addition, when plastic or the like, for example, PET (polyethylene terephthalate), which is a raw material for beverage bottles, is dried for a long time at the high temperature required immediately before injection as described above, a hydrolysis reaction occurs, resulting in a decrease in product strength due to a decrease in molecular weight. And the problem of odor remaining in the product due to the formation of acetaldehyde. Furthermore, when the high temperature state is continued, there is a problem that properties as a material deteriorate. Therefore, the high temperature state is required to be as short as possible. In addition, it is generally difficult to control to achieve two kinds of target values simultaneously, such as drying and heating.
[0004]
For this reason, in general, first, a granular material is first dried in a low temperature state, that is, a temperature of about 80 ° C. to 140 ° C., transported to a heater on an injection molding machine, and then heated to a gas at a predetermined temperature. The method of heating to the machine is taken.
Conventionally, in this case, most of the heaters are of the packed bed type. FIG. 6 is a schematic explanatory diagram of the entire configuration of an injection molding machine having such a conventional continuous powder heating apparatus.
[0005]
This system is composed of a dryer 120, a heater G, and an injection molding machine 130. A granular material m, which is a raw material for injection molding, is heated to a predetermined dryness and a preliminary temperature by the dryer 120. A gas having a predetermined temperature is blown into the heating machine G, heated, and supplied to the injection molding machine 130.
101 is a blower that blows air for heating the granular material, 102 is a heater that heats the air, 103 is a temperature rising tank for retaining and heating the granular material m, and 104 is a reflux gas after heating. An exhaust filter 105 that collects suspended particles and the like of the granular material is heated by a heated gas and discharged, and is a granular temperature measuring sensor that measures the temperature of the granular material m that is supplied to the injection molding machine 130.
[0006]
The heater 102 is provided with a heated gas temperature sensor 107 that measures the temperature of the air heated by the heater 102, and a heated gas temperature controller 108 that controls the temperature of the heated gas to a constant temperature by the heater 102. The feeder 111 supplies the dried granular material m from the dryer 120.
In the case of such a heater G, since the heating gas having a constant temperature controlled to a preset value is blown into the heating layer 103 of the packed bed type, the temperature of the heated granular material is always desired. It was difficult to maintain the temperature of
[0007]
That is, the temperature of the heated granular material is the temperature and amount of the heated gas, the inlet temperature of the granular material, the amount of the granular material flowing through the heating tank 103, in other words, the heating tank 103 of the granular material. Although it depends on the result of the equilibrium of the four conditions of the residence time, the control thereof is difficult. This is because the inlet temperature and the through-flow rate of the granular material cannot be controlled on the heater G side, and the temperature and amount of the heated gas must be controlled correspondingly. This is because there is a time delay in the control due to the condition that there is a considerable amount, and the time delay cannot catch up with changes in the inlet temperature of the granular material and the flow rate.
[0008]
This problem has appeared in the form that, when there is a change in the inlet temperature of the granular material supplied for heating, the change cannot be followed.
In addition, in the case of the packed bed type, if the heated gas is blown excessively, the granular material is entrained by the heated gas and blown away, so the amount of heated gas blown in cannot be increased so much, and the residence time of the granular material is increased accordingly. Must design long. For this reason, not only the apparatus is increased in size, but also a problem caused by the hydrolysis reaction described above is caused.
[0009]
The problem of this residence time can be solved by using a continuous fluidized tank, which is mainly known for drying, as the temperature raising tank. However, since the conventional continuous fluidized tank is mainly used for drying, it has not been considered much to control the temperature of the discharged powder particles to be constant. Moreover, since the quantity unit of the granular material to be heated is small, the temperature control is also required to have good temporal tracking.
[0010]
Furthermore, there has been a problem of maintenance such as cleaning and replacement of the filter due to clogging of the exhaust filter.
If one unit can be cooled as well as heated, it is not necessary to install a separate device for each application, and the cost can be reduced.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems, and it is possible to not only heat and cool a granular material supplied to an injection molding machine such as plastic to a desired temperature in a short time, but also to maintain it. It aims at providing the continuous type granular material temperature control apparatus with good property.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention pays attention to the characteristic of the continuous flow tank that has been recognized exclusively for drying as the control target is captured in small units and there is no local heating, and the characteristic is effectively improved by improving its temperature controllability. It was invented under a completely new concept of enabling accurate, high temperature, short time, continuous heating or cooling required for powders and other materials used for injection molding machines such as plastics. is there.
[0013]
That is, the continuous granular material temperature control apparatus according to claim 1 is configured to discharge and supply a molding machine or the like by blowing a gas at a predetermined temperature into a temperature control tank in which the granular material is continuously supplied and discharged. Is to control the temperature of the granular material, The temperature control tank includes a feeder for supplying powder, a discharge damper for discharging, a fluidized bed, and a partition plate having a gap between the fluidized beds to form a multistage floor inclined type structure. And the discharge damper are operated, and the granular material is moved on the fluidized bed while passing through the gap, and is continuously flowed while maintaining the retained amount of the granular material in the temperature control tank within a certain range. This continuous powder temperature control device is a temperature tank when the powder is flowing. The actual temperature of the powder discharged from the control tank is measured, and the temperature control tank is determined from the relationship between the actual temperature and the target temperature. Blowing on the powder that flows inside Gas temperature of the gas to be injected Automatically repeat setting Control , Target discharge temperature of the granular material I try to keep the temperature.
[0014]
Here, the continuous powder temperature control device is a continuous supply of powder to the temperature control tank, captures the flow of the supplied powder in small units, and has a predetermined temperature without interruption. The gas is blown to a predetermined temperature and then supplied to the subsequent process, and includes not only the case where the powder is heated but also the case where it is cooled.
The present invention is characterized in that the actual temperature of the granular material after temperature control is measured, the actual temperature is fed back, and the gas temperature is automatically controlled to achieve the target temperature. . Since the flow of powder is captured in small units and the temperature is controlled without interruption, the control effect is transmitted quickly, and automatic control using this point realizes temperature control with good tracking. is there.
[0015]
The continuous particle temperature control apparatus according to claim 2 is different from claim 1 in that the gas temperature of the gas blown into the temperature control tank is also used as basic data for temperature control. As described above, when the control determination including the data on the inlet side of the control target is performed, it is possible to cope with the case where there is a temperature variation in the gas before the predetermined gas temperature is reached, and the controllability is further improved.
[0016]
Continuous type Because it uses a fluidized tank, the powder is captured in small units as a flow, processed without interruption, and the control air is evenly distributed over the powder, without local heating or cooling, and in a short time The target temperature can be achieved accurately and there is no unevenness.
[0017]
Furthermore, because it is a multi-stage floor inclined type continuous fluid tank, The granular material to be controlled moves along the inclined floor to the multi-stage higher temperature tank in order, the movement of the granular material is smooth, the temperature control effect is high, and the final stage Since only the material is discharged, the granular material with incomplete temperature control is not discharged and supplied to the next process.
[0018]
Claim 3 The continuous granular material temperature control device described in claim 1 or 2 is characterized in that the gas temperature setting control is proportional and integral control. The continuous powder body temperature control device according to claim 4 is any one of claims 1 to 3, An exhaust baffle that collects non-gaseous components from the gas used for temperature control is provided in the temperature control tank. Here, the exhaust baffle is a relatively large particle of the granular particles contained in the spent gas is returned to the tank, and the fine particles that adversely affect the final product are taken out of the tank together with the exhaust, It can be collected with an exhaust filter.
[0019]
Therefore, with a general exhaust filter alone, relatively large suspended particles contained in the spent gas are collected without distinction, so clogging is likely to occur, cleaning and replacement are frequent, and there was a problem with maintainability. By using such an exhaust baffle together, the exhaust filter is less likely to be clogged, and the maintainability is improved.
[0020]
The continuous powder body temperature control device according to claim 5 is any one of claims 1 to 4, A jacket for flowing the heat medium is provided outside the temperature control tank, and / or a tube for flowing the heat medium is provided inside the temperature control tank. In addition to blowing a gas at a predetermined temperature into the temperature control tank, a jacket for flowing the heat medium is provided outside, and a pipe for flowing the heat medium is provided inside, so the heat capacity of the temperature control tank increases, The temperature control tank can be miniaturized with respect to the amount of powder and the entire apparatus can be miniaturized.
[0021]
The heat medium flowing through the jacket and the tube can also be controlled by providing appropriate temperature measuring means and temperature adjusting means, and can be used for heating and cooling. Is. The continuous powder body temperature control device according to claim 6 is any one of claims 1 to 5, Heating means for heating the gas blown into the temperature control tank and / or cooling means for cooling the gas blown into the temperature control tank to heat or / and cool the granular material It is.
[0022]
Originally, the concept of temperature control of the present invention includes the case of heating and the case of cooling. In particular, the heating means and the cooling means are clearly specified so that one or both of them can be performed. It is a clarification of what has been done. The continuous powder body temperature control device according to claim 7 is any one of claims 1 to 6, It is installed at a raw material supply port of an injection molding machine such as plastic, and continuously supplies powder particles having a predetermined temperature required for the injection molding machine.
[0023]
The continuous powder temperature control device of the present invention is characterized in that it can supply powder particles of a desired temperature continuously in a short time, but injection of plastics and the like that particularly require such properties. The continuous powder temperature control device is configured for a molding machine.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing the overall configuration of an example of a continuous powder body temperature control device of the present invention.
In the continuous powder temperature control device A, 1 is a blower for blowing the temperature control gas of the powder m, 2 is a heater for setting the temperature control gas to a predetermined temperature, and 3 is a continuous flow of the powder m Is a temperature control tank using a continuous flow tank for temperature control, 4 is an exhaust filter that collects fine suspended particles of spent gas, and 5 is powder discharged from the temperature control tank 3 and supplied to the next process An actual temperature sensor for measuring the actual temperature of the body m, 6 is a temperature controller for generating a temperature control signal of the powder based on the actual temperature measured by the actual temperature sensor, and 7 is for temperature control of the powder m A gas temperature sensor 8 that measures the gas temperature of the gas, 8 is a gas temperature controller that outputs a control signal to the heater 2 based on the gas temperature measured by the gas temperature sensor 7 and a signal from the granular material temperature controller 6. .
[0025]
9 is a level meter for detecting the amount of powder m that is discharged from the temperature control tank 3 and supplied to the next process, and 10 is a feeder according to a signal from the level meter 9. An inverter for switching and controlling the operation at a high speed or a low speed, 11 a feeder for supplying the granular material m to the temperature control tank 3, and 12 an exhaust duct for recirculating used air.
[0026]
Here, although the case where air is used as the temperature control gas will be described, the present invention is not limited to this.
Hereafter, the temperature control tank 3 using the continuous flow tank will be described in detail.
This temperature control tank 3 is a multi-stage type, and the tank is partitioned by a partition plate 34 and a discharge seal 35 and is divided into four tanks, a first control tank 3a, a second control tank 3b, a third control tank 3c, Divided into a discharge tank 3d. The fluidized bed 33 through which the temperature control air is passed and blown into the granular material is inclined in the direction from the first control tank 3a to the third control tank 3c and in the direction of gravity.
[0027]
The partition plate 34 is installed with a gap between it and the fluidized bed 33. On the other hand, the lower part of the discharge seal 35 is a discharge damper 36 that can be opened and closed. When the gap is opened, a large opening is formed between the fluidized bed 33 and the fluidized bed 33. Moreover, although the upper part of the partition plate 34 has reached the position of about half of the height of the temperature control tank, the upper part of the discharge sheet 35 is lower than that.
[0028]
The inclined fluidized bed 33 is divided in accordance with the respective control tanks 3a to 3c, and air that has been heated to a predetermined temperature by the heater 2 is fed into the inclined fluidized bed 33 through the air blowing ports 31 provided with the air volume adjusting valves 32 respectively. The temperature control air is blown into the granular material m in each of the control tanks 3a to 3c.
Next, temperature control of the powder body using this continuous powder body temperature control apparatus A, that is, a heating or cooling method will be described. Here, in the previous step, the powder is already dried to an appropriate degree of dryness, and the next step is described as being directly connected to this continuous powder temperature controller A. It is not limited.
[0029]
When the operation signal of the next process is OFF, that is, when the next process is stopped for some reason while the next process and the control device A are in continuous operation, the level meter 9 sends out a signal indicating that there is no granular material. Sometimes the feeder 11 operates and supplies the powder m. On the other hand, if the level meter 9 sends a signal indicating that there is a granular material, the feeder 11 stops and stops supplying the granular material m. In this way, excessive retention of the granular material in the next step is prevented.
[0030]
At this time, the set value of the gas temperature controller 8 is manually set to an appropriate value, and temperature control air having a constant gas temperature is supplied. This is because, in such an abnormal state, the temperature control function is not fully exhibited, so the temperature of the temperature control air is switched to a temperature that does not adversely affect the granular material even if heated for a long time. This is to wait for the process to resume operation.
[0031]
When the operation of the next process is ON, the feeder 11 is operated, the powder m is continuously supplied to the temperature control tank 3, and the temperature-controlled powder m is continuously supplied from the temperature control tank 3 to the next process. Is exhausted and supplied.
In this case, when the level meter 9 is sending a signal without powder particles, the feeder 11 operates at a high speed by the action of the inverter 10, while when the level meter 9 sends a signal with powder particles, the feeder 11 is an inverter. By operating at a low speed by the action of 10, the supply amount of the granular material m is adjusted, and the retention amount of the granular material m in the temperature control tank 3 is kept within a certain range.
[0032]
The granular material m supplied into the temperature control tank 3 by the feeder 11 comes into violent contact with the temperature control air and floats in the control tanks 3a to 3c while exchanging heat with the temperature control air as a fluidized bed. However, it moves to the 1st control tank 3a, the 2nd control tank 3b, and the 3rd control tank 3c in order, and is discharged from discharge tank 3d. The granular material m passes through the gap below the partition plate 34 between the first control tank 3a and the second control tank 3b, and between the second control tank 3b and the third control tank 3c, and the fluidized bed 33. There is also the effect of the inclination of, and it moves to the next control tank in order.
[0033]
In this case, although the granular material m receives the air for temperature control in which the air volume is adjusted from the air blowing port 31 in each of the control tanks 3a to 3c and floats, the first control tank 3a and the second control tank 3b. The air volume is set to a low value and the upper part of the partition plate 34 is also high, so that the granular material m exceeds the upper part of the partition plate 34 and the adjacent control tank or discharge tank. It does not move to 3d.
[0034]
On the other hand, the amount of air flow to the third control tank 3c is set to be large, and the upper portion of the discharge seal 35 is set lower than the upper portion of the partition plate 34. When moving from the third control tank 3c to the discharge tank 3d, it moves beyond the discharge thread 35.
In this way, all the granular material m is discharged after receiving predetermined temperature control uniformly in each control tank 3a-3c in order. Further, since the temperature control is divided into multiple stages, the control efficiency is good. In addition, since the granular material to be controlled becomes a fluidized bed and becomes a small quantity unit, the control time is shortened, and since it is continuously supplied and discharged, the high temperature maintenance time is shortened. Also, so-called shortcuts and abnormal stagnation can be avoided, and local heating and local cooling can also be avoided.
[0035]
Moreover, the retention amount of the granular material in the temperature control tank 3 can be adjusted by changing the height of the discharge cap 35.
Next, automatic temperature control, which is a feature of the present invention, will be described.
In the continuous powder temperature control device A, the actual temperature of the powder m discharged from the temperature control tank 3 and the gas temperature of the temperature control air are measured, and the actual temperature, gas temperature, and powder are measured. From the relationship with the target temperature, the gas temperature is automatically controlled to bring the granular material to the target temperature. In this case, it may be controlled only by the actual temperature without using the gas temperature.
[0036]
The set value of the gas temperature of the gas temperature controller 8 is basically the proportional control, and is the difference between the powder target temperature set in the powder temperature controller 6 and the measured value of the actual temperature sensor 5. Determined by deviation. FIG. 2 is a graph showing an example of such temperature control.
FIG. 2 shows that the temperature setting value of the temperature control air is 250 ° C. when the target temperature is 150 ° C., the proportional band is 100 ° C., and the output of the powder temperature controller 6 is 100%. This shows the case where the temperature set value at the time of 0% output is set to 150 ° C.
[0037]
As shown in FIG. 2, when the actual temperature coincides with the target temperature 150 ° C., the control output to the gas temperature controller 8 becomes 50%, and the gas humidity at this time is set to 200 ° C. Is done. When the actual temperature does not match the set value, for example, when the actual temperature is 130 ° C. below the target temperature, the control output to the gas temperature controller 8 is 70%, and the gas temperature is set to 220 ° C. When the actual temperature is 170 ° C., which is equal to or higher than the target temperature, the control output to the gas temperature controller 8 is 30%, the gas temperature is set to 180 ° C., and the actual temperature is controlled to approach the target temperature.
[0038]
However, the gas temperature is not necessarily 200 ° C. and the powder body temperature is not necessarily 150 ° C. Since such a proportional control usually causes a residual deviation, an integral operation is added to eliminate the residual deviation. When the integral action is applied, while the deviation is occurring, the control output gradually changes in a direction corresponding to the deviation in the direction to eliminate the deviation, that is, when the gas set temperature gradually changes and the deviation is eliminated. Thus, the change in control output due to the integral operation is eliminated. Actually, the proportional control and the integral operation are performed simultaneously, and the sum of both control outputs becomes the control output.
[0039]
In this way, the gas temperature of the temperature control air is automatically set so that the actual granular material temperature matches the granular target temperature. This automatic setting is repeatedly updated every 0.5 seconds.
On the other hand, the gas temperature controller 8 performs the same control so that the gas temperature matches the gas set temperature. However, in this case, the heater is directly driven by the control output.
[0040]
In the case of the present invention, as described above, the controlled object is a fluidized bed captured in small units, so the effect of such a setting change is immediately reflected in the actual temperature. Therefore, if this is automatically repeated as described above, it is automatically controlled so that the actual temperature becomes the target temperature in a short time, and thereafter the granular material m at the target temperature is the next. Discharged and supplied continuously to the process.
[0041]
If it does in this way, the quantity of the granular material m which flows through the inside of the temperature control tank 3 will change during operation, or the temperature of the dried granular material m supplied to the temperature control tank 3 will change. However, the set gas temperature of the gas temperature controller 8 is automatically corrected, and the actual temperature of the granular material m discharged and supplied from the temperature control tank 3 to the next process is maintained at the target temperature in a short time, resulting in an environmental change. The temperature control can be stably and highly reliable without being influenced.
[0042]
Next, an exhaust baffle as another feature of the present invention will be described.
In the upper part of the temperature control tank 3, an exhaust part 37 for exhausting spent air used for temperature control and collecting floating particles of the granular material is provided, and the exhaust part 37 has an exhaust baffle 38. There is an exhaust port 39. The exhaust baffle 38 classifies and collects non-gaseous components contained in the used air, for example, suspended particles in a granular material using a trap, and reuses large particles. It is made to be able to.
[0043]
Therefore, the exhaust filter 4 for removing suspended particles or the like from the exhaust gas flowing from the exhaust port 39 through the exhaust duct 12 to the blower blower 1 is not clogged immediately, and the number of cleaning and replacement is reduced. Maintainability is improved. Moreover, since large particles are reused, it is excellent in terms of resource utilization.
Next, another embodiment of the continuous powder body temperature control device of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic explanatory view showing the overall configuration of another example of such a continuous granular material temperature control device of the present invention.
[0044]
This continuous powder temperature control device B cools not only the heater of the heating means for heating the temperature control gas but also the temperature control gas, as compared with the continuous powder temperature control device A of FIG. Since the only difference is that the cooling means is provided, other common parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
This continuous granular material temperature control device B is characterized in that it is further provided with a cooling coil 13 and a refrigerator 14 as its heat source as cooling means for cooling the temperature control gas. The cooling means is exemplified by a cooling coil using a refrigerator or the like as a heat source, but is not limited thereto. Further, in the continuous powder temperature control apparatus B, only the cooling means can be used without using the heater 2 which is a heating means, or only the heating means is used as in the continuous powder temperature control apparatus A. It can also be.
[0045]
When the cooling means is used, similarly to the heating means, the gas temperature regulator 8 is determined from the relationship between the actual temperature of the powder m discharged from the temperature control tank 3, the gas temperature of the temperature control air, and the target temperature. It is possible to reduce the actual temperature to the target temperature even when the temperature of the powder m supplied from the dryer is higher than the target temperature. Moreover, if the heating means and the cooling means are used in combination, it is possible to heat and cool the powder as needed, using a single continuous powder temperature control device. Therefore, it is not necessary to provide a separate dedicated device, and the installation place can be saved and the cost can be reduced.
[0046]
Next, still another embodiment of the continuous powder body temperature control device of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic explanatory view showing a main part configuration of another example of such a continuous granular material temperature control device of the present invention.
Compared with the continuous powder temperature control device A of FIG. 1, this continuous powder temperature control device C not only blows a temperature control gas at a predetermined temperature into the temperature control tank 3, but also on the outside. Is different only in that a jacket for flowing a heat medium and a pipe for flowing a heat medium are provided inside, and other common parts are denoted by the same reference numerals and redundant description is omitted.
[0047]
The jacket 15 has a hollow cylindrical shape provided so as to surround the outer periphery of the temperature control tank 3, and is hollow between the inner periphery and the outer periphery of the cylinder, and a heat medium such as water or air Is flowing. The pipe | tube 16 is a pipe-shaped thing extended inside the 1st-3rd control tank 3a-3c inside the temperature control tank 3, and heat media, such as water and air, flow. A heat medium flows through the jacket 15 and the pipe 16 to assist temperature control with temperature control air.
[0048]
Both the jacket 15 and the pipe 16 may be provided, or only one of them may be provided. Also, the heat medium flowing through the jacket 15 and the pipe 16 can be controlled in temperature by providing appropriate temperature measuring means and temperature adjusting means, and also for heating and cooling. It can be used.
If it does in this way, the heat capacity of a temperature control tank will become large, a temperature control tank can be reduced in size with respect to the quantity unit of the granular material to be controlled, and the whole device can be reduced in size.
Finally, an example of the continuous particle temperature controller of the present invention used in an injection molding machine such as plastic that best exhibits the features of the present invention will be described. FIG. 5 is a schematic explanatory view showing the overall configuration of an example of an injection molding machine having such a continuous powder body temperature control device. Here, the case where it is used for plastic molding will be described.
[0049]
In the figure, A is a continuous powder temperature control device of the present invention, 120 is a dryer, 130 is an injection molding machine, and the dryer 120 and the injection molding machine 130 have been described as conventional examples with reference to FIG. It is the same thing.
In this system, the continuous powder body temperature control device A is provided at the raw material inlet of the injection molding machine 130, receives the supply of plastic pellets as the raw material of the plastic molded product from the dryer 120, and continuously shortens. It is heated to a necessary temperature with time and discharged and supplied to the plastic injection molding machine 130.
[0050]
The plastic pellets are dried to a moisture content of several hundreds to several tens of ppm at a temperature of 80 ° C. to 150 ° C. for about 2 to 4 hours in the dryer 120, and the target temperature is controlled by the continuous powder temperature controller A. And is supplied to the plastic injection molding machine 130.
In the drying stage, it is desirable to carry out at a temperature as low as possible in order to prevent deterioration of the properties of the plastic. On the other hand, the plastic injection molding machine 130 heats and melts the plastic pellets and injects them into the mold. This time is preferably as short as possible for the same reason. For this reason, it is desirable that plastic pellets stable at as high a temperature as possible be supplied to the molding machine 130. The continuous granular material temperature control apparatus A of the present invention sufficiently satisfies such a requirement.
[0051]
【The invention's effect】
As can be understood from the above description, Claims 1-7 According to the continuous powder temperature control device of the present invention described, the characteristics of the continuous fluidized tank, which has been recognized exclusively for drying, are utilized by improving its temperature controllability. In addition, it enables accurate, high temperature, short time, continuous heating or cooling required for powders supplied to injection molding machines such as plastics.
[0052]
In particular, according to the continuous granular material temperature control device according to claim 1, by blowing a gas at a predetermined temperature into a temperature control tank in which the granular material is continuously supplied and discharged, Controls the temperature of the discharged granular material. The actual temperature of the granular material discharged from the temperature control tank is measured, and the gas gas blown into the temperature control tank from the relationship between the actual temperature and the target temperature. Since the temperature is automatically controlled to set the powder to the target temperature, the control unit is small and the temperature is controlled for each supply unit. By controlling, it is possible to realize temperature control with good followability in a short time. In addition, since the high temperature time is short, problems due to the above-described hydrolysis reaction and the like are not caused.
[0053]
According to the continuous granular material temperature control apparatus according to claim 2, in addition to the effect of claim 1, as the basic data of the temperature control, the gas temperature of the gas blown into the temperature control tank is also used. Control data including the data on the inlet side of the gas, it can also cope with the temperature variation in the gas before the predetermined gas temperature, the follow-up to environmental changes is improved, Controllability is further improved.
[0054]
Also, Since a continuous fluidized tank is used as the temperature control tank, the granular material is processed in an appropriate control unit, the control air is evenly distributed to the granular material, local heating or cooling does not occur, and the time is short. Thus, the target temperature can be accurately achieved and there is no unevenness.
[0055]
further, Since the continuous fluidized tank of the multi-stage bed inclined type is used as the continuous fluidized tank, the granular material to be controlled moves to the higher temperature part of the multistage system in order along the inclined bed, The movement of the powder particles is smooth, the temperature control effect is great, and only the final stage is discharged, so that the incomplete temperature control is not discharged and supplied to the next process.
[0056]
According to the continuous granular material temperature control apparatus of Claim 4, the effect of Claims 1-3 In addition, an exhaust baffle that collects and reuses non-gas components from the gas used for temperature control is provided in the temperature control tank, so that resources can be used effectively and the exhaust filter is clogged. And the maintainability is improved. According to the continuous granular material temperature control apparatus of Claim 5, the effect of Claims 1-4 In addition, a jacket for flowing the heat medium is provided outside the temperature control tank and / or a pipe for flowing the heat medium is provided inside the temperature control tank, so that the heat capacity of the temperature control tank is increased and control is performed. The temperature control tank can be reduced in size with respect to the amount of the target granular material, and the entire apparatus can be reduced in size.
[0057]
According to the continuous granular material temperature control apparatus of Claim 6, the effect of Claims 1-5 In addition to the above, it has a heating means for heating the gas blown into the temperature control tank and / or has a cooling means for cooling the gas blown into the temperature control tank so as to heat or / and cool the granular material. Therefore, heating and cooling of the granular material, or both can be performed by a single device, so that the installation place can be saved and the cost can be reduced.
[0058]
According to the continuous granular material temperature control apparatus of Claim 7, the effect of Claims 1-6 In addition, it is installed at the raw material supply port of injection molding machines such as plastics, and continuously supplies powder particles of the required temperature required for the injection molding machine. Suitable for plastic and other injection molding machines that require temperature supply.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory diagram showing the overall configuration of an example of a continuous powder body temperature control device of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing an example of temperature control in the continuous powder temperature control device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic explanatory diagram showing the overall configuration of another example of the continuous powder temperature control device of the present invention.
FIG. 4 is a schematic explanatory diagram showing the main configuration of another example of the continuous powder temperature control device of the present invention.
FIG. 5 is a schematic explanatory diagram showing the overall configuration of an example of an injection molding machine having the continuous powder temperature control device of the present invention.
FIG. 6 is a schematic explanatory diagram showing the overall configuration of an injection molding machine having a conventional continuous powder heating machine.
[Explanation of symbols]
A, B, C Continuous powder temperature control device
m powder
1 Blower
2 Heater
3 Temperature control tank
4 Exhaust filter
5 Actual temperature sensor
6 Powder temperature controller
7 Gas temperature sensor
8 Gas temperature controller
13 Cooling coil
14 Refrigerator
15 jacket
16 tubes
31 Air outlet
32 Air volume adjustment valve
33 Fluidized bed
38 Exhaust baffle
120 dryer
130 Injection molding machine

Claims

Continuous powder that controls the temperature of the powder that is discharged and supplied to the molding machine, etc. by blowing a gas at a predetermined temperature into the powder in the temperature control tank where the powder is continuously supplied and discharged A granule temperature control device comprising:
The temperature control tank comprises a feeder for supplying powder particles, a discharge damper for discharging, a fluidized bed, and a partition plate having a gap between the fluidized bed to form a multi-stage floor inclined type structure. The feeder and the discharge damper are operated, and the granular material is moved on the fluidized bed while passing through the gap to keep the retained amount of the granular material in the temperature control tank within a certain range. However, it is a continuous flow tank that is made to flow,
When the powder is flowing , the actual temperature of the powder discharged from the temperature control tank is measured, and from the relationship between the actual temperature and the target temperature, the powder flowing in the temperature control tank the gas temperature of the gas which blows to the body to automatically repeat setting control, continuous granular body temperature control device in the discharge temperature of the granular material such that the target temperature.

Continuous powder that controls the temperature of the powder that is discharged and supplied to the molding machine, etc. by blowing a gas at a predetermined temperature into the powder in the temperature control tank where the powder is continuously supplied and discharged A granule temperature control device comprising:
The temperature control tank comprises a feeder for supplying powder particles, a discharge damper for discharging, a fluidized bed, and a partition plate having a gap between the fluidized bed to form a multi-stage floor inclined type structure. The feeder and the discharge damper are operated, and the granular material is moved on the fluidized bed while passing through the gap to keep the retained amount of the granular material in the temperature control tank within a certain range. However, it is a continuous flow tank that is made to flow,
When the granular material is flowing , the actual temperature of the granular material discharged from the temperature control tank and the gas temperature of the gas blown into the temperature control tank are measured, and the relationship between these temperatures and the target temperature From the above, the continuous temperature control apparatus for the granular material is configured such that the gas temperature is automatically repeatedly set and controlled so that the discharge temperature of the granular material becomes the target temperature.

In claim 1 or 2,
The continuous temperature control apparatus for a granular material, wherein the gas temperature setting control is proportional or integral control.

In any one of Claims 1-3,
A continuous granular material temperature control device provided with an exhaust baffle for collecting non-gas components from the gas used for temperature control in the temperature control tank.

In any one of Claims 1-4,
A continuous powder body temperature control apparatus in which a jacket for flowing a heat medium is provided outside the temperature control tank and / or a pipe for flowing a heat medium is provided inside the temperature control tank.

In any one of Claims 1-5,
Continuous type powder having heating means for heating the gas blown into the temperature control tank and / or cooling means for cooling the gas blown into the temperature control tank to heat or / and cool the granular material Body temperature control device.

In any one of Claims 1-6,
The continuous powder temperature control device is installed at a raw material supply port of an injection molding machine such as plastic, and continuously supplies powder powder of a predetermined temperature required for the injection molding machine. Control device.