JP4330337B2 - ブロー剤計量システムおよび方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般にポリマ発泡処理に関し、さらに詳しく言えば、ポリマ発泡処理においてブロー剤を計量するシステムおよび方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ポリマ発泡体は、ポリマ基材内に複数の気孔、いわゆる小室を有する。ポリマ材料を処理する多数の技術は、胴部内でスクリューを回転させることによってポリマ材料を合成する押出機を利用する。あるポリマ発泡処理は、ポリマ材料とブロー剤との混合物を成形するために胴部内に成形された、例えば、ブロー剤出口をかいして溶融ポリマ材料内に物理的なブロー剤を注入することを伴っている。混合物は、所望のポリマ発泡物品を成形するために処理(例えば、押出、ブロー鋳造、注入鋳造)されてもよい。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ブロー剤注入システムは、ブロー剤出口に流体接続されたブロー剤源を含む。このようなブロー剤注入システムは、ブロー剤の流れを制御する1またはそれを超える弁と、ブロー剤を加圧するポンプと、圧力調整器のようなその他の装置とを含んでいてもよい。ある場合には、ブロー剤注入システムは、押出機内のポリマ材料にブロー剤を導入する流量を制御する計量システムとして機能してもよい。このような計量システムは、微孔質材料を製造する過程のようなブロー剤導入にわたって比較的正確な制御を要求する方法において特に用いられてもよい。微孔質材料は、小室の小寸法および小室の大密度を持つポリマ発泡体である。
【0004】
従来のある計量システムは、流量計、計量弁、制御器を含んでいる。動作中においては、制御器は計量弁を調節して流量計からの入力に応答して、ある場合にはオペレータからの入力に応答して、所望の流量を与える。このような計量システムは、一部では流量計の費用のために一般に高価である。このような計量システムの精度は、押出機内の圧力変動によって危うくされる。
【0005】
したがって、ブロー剤を正確に計量しかつ比較的安価なブロー剤計量システムの要請がある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ポリマ発泡体処理に用いるためのブロー剤計量システムおよび方法を提供する。そのシステムは、所望のブロー剤質量パーセントを有する混合物を成形する処理装置において、ブロー剤をポリマ材料に導入する流量を制御するように用いられてもよい。計量システムは、発泡体処理装置内でブロー剤源とブロー剤出口との間の通路に定置された絞りオリフィスを含む。計量システムは、ブロー剤がブロー剤源からブロー剤出口まで絞りオリフィスを通過するときに、圧力差を計量する。流量、オリフィス寸法(例えば、長さ、直径)、計量変数(例えば、圧力差、温度)間の予め定められた関係を用いて、計量システムの制御器が、所望のブロー剤流量を与える絞りオリフィスに掛かる圧力差を維持するように計量された変数の入力に応答して絞りオリフィスの上流側の圧力を調節する。
【0007】
一形態においては、本発明はブロー剤計量システムを提供する。ブロー剤計量システムは、ブロー剤源に接続可能でかつポリマ処理装置内に形成されたブロー剤出口に接続可能なブロー剤送出導管を含む。ブロー剤送出導管は、ブロー剤をブロー剤源からポリマ材料に送出できる。ブロー剤送出導管は、絞りオリフィスを画定する部分を含む。ブロー剤計量システムは、絞りオリフィスに掛かるブロー剤圧力差を計量するように構成配置された圧力差計量装置をさらに含む。ブロー剤計量システムは、絞りオリフィスの上流側導管に関連した上流側圧力調整装置をさらに含む。
【0008】
別の形態においては、本発明はポリマ処理システムを提供する。ポリマ処理システムは、ポリマ処理スクリューを有する押出機を含む。ポリマ処理スクリューは、下流側導管においてスクリューと胴部との間に画定されたポリマ処理空間にポリマ材料を運ぶために胴部内で回転するように構成配置される。胴部は、そこにブロー剤出口を有する。ポリマ処理システムは、ブロー剤源およびブロー剤出口に接続可能な導管をさらに含む。導管は、絞りオリフィスを画定する部分を含む。ブロー剤送出システムは、絞りオリフィスに掛かるブロー剤圧力差を計量するように構成配置された圧力差計量装置と、絞りオリフィスの上流側導管に関連した上流側圧力調整装置とを含む。
【0009】
別の形態においては、本発明はブロー剤を計量する方法を提供する。その方法は、絞りオリフィスに掛かるブロー剤圧力差の入力に応答してブロー剤が通過する絞りオリフィスの上流側ブロー剤圧力を調節することによって、ポリマ処理装置にあるポリマ材料にブロー剤を吹き込む計量導入を含む。
【0010】
別の利点においては、ブロー剤計量システムは、ブロー剤流量の広範囲にわたってポリマ材料に入るブロー剤の流れを正確に計量するように使用されてもよい。ブロー剤計量システムは、そのシステムが処理中に押出機に存在する圧力変動を計数できるように、所望の流量を与えるために絞りオリフィスに掛かる圧力差をリアルタイムで調節できる。さらに、ブロー剤計量システムは、簡単な設計でかつ比較的に安価に製造されうる。ブロー剤送出システムもまた、押出、注入鋳造、ブロー鋳造システムを含む任意のポリマ処理システムと共に使用されてもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】
本発明は、ポリマ処理装置においてブロー剤をポリマ材料に導入するブロー剤計量システムを提供する。ブロー剤計量システムを通りかつポリマ材料に流すブロー剤の流量が、絞りオリフィスを通り所望の弁に至る圧力差(例えば、圧力降下)を調節することによって、例えば、絞りオリフィスの上流側の圧力を調節することによって制御される。さらに以下に述べるように、所望の圧力差は、圧力差、流量、絞りオリフィス寸法、ブロー剤計量システムによって計量される潜在的なその他の変数(例えば、温度)間の予め定められた関係から計算される。
【0012】
図1−2を参照すれば、ブロー剤計量システム10は、ブロー剤を押出機12に送り出すように用いられる。押出機12は、ポリマ処理スクリュー14を含む。ポリマ処理スクリュー14は、スクリューと押出機12の胴部16との間に画定されるポリマ処理空間20内で下流方向18にポリマ材料を運ぶために押出機12の胴部16内で回転できる。ブロー剤源21からのブロー剤は、胴部16内に成形されたブロー剤出口22をかいしてブロー剤計量システム10によってポリマ材料に導入されて、ポリマ処理空間20内でブロー剤とポリマ材料との混合物を成形する。後にさらに詳しく述べるように、ブロー剤計量システム10は、ブロー剤の所望の質量パーセントを有する混合物を与えるようにブロー剤導入流量を制御する。ポリマ材料とブロー剤との混合物は、胴部16の下流端に固定されたダイ24から押し出されてポリマ発泡体押出物26を成形する。
【0013】
ブロー剤計量システム10は、ブロー剤源21に接続可能な上流端30と、ブロー剤出口22に接続可能な下流端32とを含む。導管28は、ブロー剤計量システム10の様々な要素を接続するようにかつブロー剤源21からブロー剤出口22までの通路を与えるように上流端30から流端32まで延びている。ブロー剤計量システム10は、ブロー剤がブロー剤源21からブロー剤出口22まで流れるときにブロー剤が通過する絞りオリフィス34(図2)を含む。絞りオリフィス34の上流側では、ブロー剤計量システム10は上流側圧力計量装置36と、上流側圧力調整器38とを含む。絞りオリフィス34の下流側では、ブロー剤計量システム10は下流側圧力計量装置40と、下流側圧力調整器42とを含む。ブロー剤計量システム10の制御器44は、計量装置および圧力調整器に動作のさいに接続されるので、制御器44は計量装置からの入力を受けかつ調整器を制御するように出力を発生できる。
【0014】
図示したいくつかの実施例においては、ブロー剤計量システム10は1またはそれを超える温度計量装置46(図2)を含んでいてもよい。温度計量装置46は、1またはそれを超える下記の位置、すなわち、絞りオリフィス34、絞りオリフィス34の上流側、または絞りオリフィス34の下流側、に設けられてもよい。温度計量装置46は、制御器44に動作のさいに接続されてもよいので、制御器44は温度計量装置46からの入力に応答する。
【0015】
ある場合には、ブロー剤計量システム10は温度制御装置(図示せず)を含んでいてもよい。このような温度制御装置は、ブロー剤を所望の温度に加熱または冷却するように採用されてもよい。温度制御装置は、1またはそれを超える下記の位置、すなわち、絞りオリフィス34、絞りオリフィス34の上流側、または絞りオリフィス34の下流側、に設けられてもよい。温度制御装置は、本発明の多くの実施例においては要求されない。
【0016】
ブロー剤計量システム10は、絞りオリフィスに掛かる圧力差、絞りオリフィスの寸法、ブロー剤の流量間の関係を利用する。このような関係は、目定め工程を用いて所定のオリフィスに対して予め定められている。オリフィスについての目定め工程は、多数の異なる圧力および温度条件においてオリフィスを通る流量を計量することを伴う。オリフィス寸法およびその他の計量された変数のもとづく流量の従属性は、当業者に公知の例えば、回帰分析を用いて決定されてもよい。計量された変数は、オリフィスの掛かる圧力差、下流側圧力、1またはそれを超える位置におけるブロー剤の温度を含むこともできる。その関係は、計量装置からの入力(例えば、オリフィスに掛かる圧力差、温度)および手動入力(例えば、オリフィスの寸法)に応答して、所望のブロー剤流量を与えるように絞りオリフィス34の上流側圧力をいかに調節するかを決定するために制御器44によって用いられてもよい。
【0017】
ブロー剤計量システム10の図示する使用のさいに、ブロー剤源21はブロー剤をブロー剤計量システム10に与える。ブロー剤が導管28を流れるとき、上流側圧力は上流側圧力計量装置36によって計量され、下流側圧力は下流側圧力計量装置40によって計量される。絞りオリフィス34におけるブロー剤の温度は1またはそれを超える温度計量装置46によって(任意に)計量される。圧力および温度計量装置は、制御器44に入力信号を送信する。制御器44は、入力信号を処理し、目定め中に決定された関係によって目定めされた選択された流量に対応した所望の圧力差と計量された圧力差とを比較する。制御器44は、適切な出力信号を上流側圧力調整器に送って、必要に応じて、所望の圧力差を維持する。このようにして、処理空間20内のポリマ材料にブロー剤が流れる流量は、ブロー剤の選択されたパーセントを有するポリマ材料とブロー剤との混合物をつくり出すように選択された値に維持されてもよい。絞りオリフィス34の下流側圧力が、例えば、押出機内のポリマ材料内の圧力変動に応答して変化するときでさえも、ブロー剤計量システム10は、選択された流量を与えることにもとづいて上流側圧力を調節することによって応答できる。
【0018】
ブロー剤計量システム10が押出機と関連して用いられるように図示されてきたが、ブロー剤計量システム10は注入鋳造装置およびブロー鋳造装置のような、ブロー剤が導入される任意のポリマ処理装置と関連して用いられてもよいことを理解されたい。適切な温度計量装置の例は、例えば、国際公開第WO98/08667号、対応する米国特許出願第09/258,625号(Burnham等)に開示されている。この内容がここで参照のために組み入れられる。適切な注入鋳造装置の例は、例えば、国際公開第WO98/31521号(Pierick等)に開示されている。この内容がここで参照のために組み入れられる。適切なブロー鋳造装置の例は、例えば、国際公開第WO99/32544号(Anderson等)に開示されている。この内容がここで参照のために組み入れられる。
【0019】
ブロー剤計量システム10は、任意の形式のポリマ発泡材料をつくるためにポリマ処理装置と共に使用されてもよい。いくつかの実施例においては、ブロー剤計量システム10は、微孔質材料をつくるポリマ処理システムにブロー剤を導入するように用いられてもよい。いくつかの実施例においては、微孔質材料は100ミクロン以下の平均セル・サイズを有し、いくつかの実施例においては50ミクロン以下の平均セル・サイズを有し、いくつかの実施例においては25ミクロン以下の平均セル・サイズを有し、いくつかの実施例においては10ミクロン以下の平均セル・サイズを有し、また、いくつかの実施例においては1ミクロン以下の平均セル・サイズを有している。
【0020】
ブロー剤計量システム10は、特別の工程によって要求されるように、広範囲の異なる流量にわたって押出機内のポリマ材料にブロー剤を導入するように用いられてもよい。例えば、ブロー剤の質量流量は、一般に0.45g/hrと約45400g/hrとの間(0.001lb/hrと約100lb/hrとの間)にあり、ある場合には約0.9g/hrと約27220g/hrとの間(約0.002lb/hrと約60lb/hrとの間)にあり、また、ある場合には約9g/hrと約4540g/hrとの間(0.02lb/hrと約10lb/hrとの間)にある。ブロー剤は、所望のブロー剤レベルを混合物に与えるように、ポリマ材料に典型的に導入される。所望のブロー剤レベルは特別の工程によって決まり、また、ポリマ材料およびブロー剤のほぼ15質量%以下である。多くの実施例においては、ブロー剤レベルは約8質量%以下であり、他の場合には5質量%以下であり、他の場合には1質量%以下であり、さらに他の場合には約0.1質量%以下であり、あるいはポリマ材料とブロー剤との混合物の質量によって低下さえする。
【0021】
ブロー剤源21は、窒素、二酸化物、炭化水素、クロロフルオロカーボン、貴ガス等、またはそれらの混合物を含む、当業者に公知の任意の物理的ブロー剤をブロー剤計量システム10に供給してもよい。ブロー剤は、ガス、液体、または臨界超過流体のような任意の可流物理状態で供給されてもよい。一好適実施例によれば、ブロー剤源21は、ブロー剤として窒素を与える。特定の実施例においては、二酸化炭素または窒素のみが用いられる。押出機に注入した後に、選択的には注入前に臨界超過流体状態にあるブロー剤、また、特定の臨界超過二酸化炭素および臨界超過窒素におけるブロー剤が、特定の実施例においては好ましい。
【0022】
ブロー剤計量システム10の導管28は、ブロー剤を搬送するのに適した技術において公知の任意のものでよい。例えば、導管28は、加圧流体、液化ガスおよび/または臨界超過流体を搬送するために適した材料からなる金属管のような管でもよい。ある場合には、導管はステンレス鋼管でもよい。他の場合には、導管は金属ブロック(例えば、ステンレス鋼)内のドリル通路のようなブロック材料内の通路によって画定されてもよい。導管は、代表的には、約1cmから約0.1mmまでの断面直径を有する。しかし、導管28の長さおよび形状は限定されず、確保できる製造空間、ポリマ処理システムおよびブロー剤計量システムの配置のような因子によって決まることを理解されたい。ある場合には、導管28の長さを最少にすること、例えば、通過ブロー剤の圧力損失を最少にすることが望ましい。ある場合には、導管28は、例えば、様々な要素への接続を容易にするために、1またはそれを超える枝管を有していてもよい。
いくつかの実施例においては、ブロー剤源21が十分な高圧力でブロー剤を供給しない場合には、ポンプ48がブロー剤源21の出口に接続されてブロー剤計量システム10内のブロー剤の圧力を増加および/または維持する。一般に、ブロー剤計量システム10内のブロー剤の圧力は、少なくとも約7×104hPa(1000psi)、多くの場合には少なくとも約1.4×105hPa(2000psi)に維持される。ブロー剤計量システム10内の最大ブロー剤の圧力は、一般に7×105hPa(10000psi)以下、多くの場合は5×105hPa(7000psi)以下である。
【0023】
ブロー剤計量システム10において用いられる温度計量装置、圧力計量装置、圧力調整装置は、当該技術において公知のものでよい。適切な圧力計量装置は、例えば、圧力変換器を含む。ブロー剤計量システム10において用いられてもよい市販の圧力変換器は、CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号PX305―10KGIである。適切な温度計量装置は、例えば、熱電対を含む。ブロー剤計量システム10において用いられてもよい市販の熱電対は、CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号GKMQSS―062G―6である。適切な圧力調整器は、約3.5×103hPaと約5×105hPaとの間(約500psiと約7000psiとの間)にある。圧力調整器は、例えば、制御器からの出力信号に応答して作動子を動かすことによって変えられる制限器を含んでいてもよい。ブロー剤計量システム10において用いられてもよい市販の圧力調整器は、ミネソタ州エルクリバー在住のTescom株式会社によって製造されているモデル番号ER3000である。
【0024】
一般に圧力計量装置が圧力調整器と絞りオリフィスとの間に配置されているが、上流側圧力計量装置36および圧力調整器38は上流側絞りオリフィスおよび下流側ブロー剤源21に配置されてもよい。いくつかの実施例においては、導管28を通る圧力損失を最少にすることによって絞りオリフィス34の上流側圧力の正確な計量を与えるように、圧力計量装置36および圧力調整器38を絞りオリフィス34付近におよび/または相互付近に配置することが好ましい。いくつかの実施例においては、圧力計量装置36と絞りオリフィス34との間の距離および/または圧力計量装置36と圧力調整器38との間の距離は、約2.5mmと約305mmとの間(約0.1インチと約12.0インチとの間)でもよい。
【0025】
下流側圧力計量装置40は、絞りオリフィス34の下流側点およびブロー剤出口22の上流側点に配置されてもよい。いくつかの実施例においては、導管28を通る圧力損失を最少にすることによって絞りオリフィス34の上流側圧力の正確な計量を与えるように、圧力計量装置40を絞りオリフィス34付近に配置することが好ましい。いくつかの実施例においては、圧力計量装置40と絞りオリフィス34との間の距離および/または圧力計量装置36と圧力調整器38との間の距離は、約2.5mmと約305mmとの間(約0.1インチと約12.0インチとの間)でもよい。
【0026】
下流側圧力調整器42を含むいくつかの実施例においては、一般に圧力計量装置が圧力計量装置40の下流側ではあるが、圧力調整器は絞りオリフィス34とブロー剤出口22との間の任意の点に配置されてもよい。いくつかの実施例においては、圧力計量装置40と圧力調整器40との間の距離は、約2.5mmと約305mmとの間(約0.1インチと約12.0インチとの間)でもよい。ブロー剤計量システム10は、例えば、ブロー剤計量システム10を押出機12の圧力から絶縁するために、絞りオリフィス34の下流側圧力を固定することが望ましい。しかし、押出機12内の圧力差が所望値を超える場合であっても、下流側圧力調整器42は選択的であり、下流側圧力調整器なしでブロー剤を正確に計量できることを理解されたい。
【0027】
温度計量装置46は、絞りオリフィス34の上流側点または下流側点に設けられてもよい。いくつかの実施例においては、絞りオリフィスの上流端および/または絞りオリフィスの下流端付近に温度計量装置46を配置することが、好ましい。いくつかの場合には、温度計量装置46は絞りオリフィス34にあってもよい。温度計量装置46は、ブロー剤の温度を直接に計量するが、ある場合にはブロー剤温度を表す壁(例えば、オリフィス壁)温度を計量してもよい。そのように設けられた場合には、温度計量装置46は、いくつかの実施例においては計量精度を改善するように用いられてもよい制御器44に入力を与える。
【0028】
いくつかの実施例においては、ブロー剤計量システム10の下流端は、ブロー剤を押出機12内のポリマ材料に導入することを許すかまたは阻止する遮断弁47に接続されてもよい。遮断弁47は、ブロー剤を押出機にあるポリマ材料に流す開放位置と、ブロー剤の流れを阻止する閉鎖位置とをとる。遮断弁47は、ソレノイド、スプール、その他の弁形式のものでもよい。いくつかの実施例においては、遮断弁47をブロー剤出口22に密接して配置することが好ましい。いくつかの場合には、遮断弁47は弁機能を損なわずに押出機12内のポリマ材料の流れにできるだけ弁を接近して配置することを意味するブロー剤出口に「本質的に隣接して」配置されてもよい。ブロー剤出口22に本質的に隣接して配置された遮断弁を含むこのような遮断弁は、2000年3月7日に出願された米国特許出願第60/187,530号(Levesque等)に開示されている。
【0029】
ブロー剤計量システム10の特定の実施例は、ブロー剤をポリマ材料に導入することを制御する別個の遮断弁を含まなくてもよい。これらの実施例においては、ブロー剤計量システム10は、上流側圧力調整器38および下流側圧力調整器42をかいしてブロー剤の圧力を制御することによって、押出機へのブロー剤の流れを阻止または許容してもよい。すなわち、ブロー剤計量システムは、ブロー剤出口におけるブロー剤の圧力を導入阻止する押出機内圧力以下にまたは導入許容する押出機内圧力以上に制御してもよい。
【0030】
制御器44は、コンピュータのような当該技術において公知のものでもよい。上述したように、制御器は、圧力および温度計量装置からの入力信号を受けることができ、かつ、適切な出力信号を上流側圧力調整器38に送ることができる。いくつかの実施例においては、入力信号は制御器44によって連続して受けられ、また、出力信号は制御器44によって連続かつ同時に(例えば、リアルタイムで)送られる。いくつかの場合には、入力信号および出力信号は少なくとも1Hzの速度でそれぞれ受信され、その他の場合には少なくとも約5Hzの速度で受信され、その他の場合には少なくとも約20Hzの速度で受信される。その他の場合には、入力信号および出力信号はそれぞれ受信され、連続して送信される。入力信号が受信される速度は、出力信号が送信される速度と一致する必要はない。例えば、入力信号は連続して受信され、出力信号は間隔をあけて送信されてもよい。
【0031】
絞りオリフィス34は、図3に示すように、オリフィス・ブロック50に設けられてもよい。いくつかの実施例においては、絞りオリフィス34の寸法は、固定される(その他の場合には、その寸法は工程中に変化してもよいが)。いくつかの実施例においては、オリフィス・ブロック50は、ブロー剤計量システムに異なる寸法をもつオリフィスを利用する能力を与えるために別のオリフィス・ブロックと交換可能である。一般に、絞りオリフィス34はその全長にわたって一定の断面をもつ円筒形穴である。その他の形状をもつオリフィスが用いられてもよいが、円筒形穴は容易に機械加工されるので、円筒形穴が利用される。絞りオリフィス34の寸法は、特定の工程の計量要求にもとづいて決まる。いくつかの実施例においては、絞りオリフィス34は約0.25mmと約1.02mmとの間(約0.010インチと約0.040インチとの間)の長さL、約0.025mmと約0.25mmとの間(約0.001インチと約0.01インチとの間)の直径D、約1:1と約6:1との間のL/D(長さ/直径)比を有していてもよい。
【0032】
絞りオリフィス34は図示した実施例以外の計量システムに用いられてもよいことを理解されたい。いくつかの実施例においては、絞りオリフィスは多孔質金属のような多孔質材料でもよい。いくつかの場合には、1またはそれを超える絞りオリフィスが用いられてもよい。多数の絞りオリフィスが用いられるとき、絞りオリフィスは並列、直列、または直並列の組合せに配置されてもよい。
【0033】
本発明のこれらおよびその他の実施例における機能および利点は、下記の実施例からさらに十分に理解されるであろう。下記の実施例は本発明の利点を示す意図があるが、本発明の全範囲を例示するものではない。
【0034】
【実施例】
ブロー剤計量システム
ブロー剤計量システムは、Nitorogen dewar(MA、ミドルセックス在住のMiddlesex Welding Supply株式会社)に上流端において組立接続された。Nitorogen dewarへの計量システム間の接続および計量システムの様々な要素間の接続が、直径6.35mm(1/4インチ)を有する標準ステンレス鋼管につくられた。Nitorogen dewarの下流側で、計量システムは、圧力調整器(ミネソタ州エルクリバー在住のTescom株式会社によって製造されているモデル番号ER3000)に接続され、熱電対(CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号GKMQSS―062G―6)に接続され、圧力変換器(CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号PX305―10KGI)に接続されたポンプ(CA、チャツワース在住のHydraulics Internationalによって製造された5G−TS1475)を備えていた。
【0035】
圧力変換器は、交換可能なオリフィス・ブロックに接続された。3つの異なるオリフィス・ブロックが計量システムにそれぞれ用いられた。第1オリフィス・ブロックは、ルビーから機械加工され、長さ0.051mm(0.002インチ)、直径0.1mm(0.004インチ)を有していた。第2オリフィス・ブロックは、316ステンレス鋼から機械加工され、長さ0.076mm(0.003インチ)、直径0.152mm(0.006インチ)を有していた。第3オリフィス・ブロックは、316ステンレス鋼から機械加工され、長さ0.01mm(0.004インチ)、直径0.2mm(0.008インチ)を有していた。熱電対(CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号CO1―K)がオリフィス・ブロックに接続された。
【0036】
オリフィス・ブロックの下流側に、ブロー剤計量システムは、熱電対(CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号GXMQSS―062G―6)に接続され、圧力調整器(ミネソタ州エルクリバー在住のTescom株式会社によって製造されているモデル番号26−1761−24)に接続され、遮断弁(ペンシルバニア、エリー在住の高圧機器株式会社によって製造されているモデル番号10−11AF4)に接続された圧力変換器(CT、スタンフォード在住のOMEGA工業株式会社によって製造されているモデル番号PX305―10KGI)を有していた。
【0037】
ブロー剤計量システムは、入力を受けるように圧力および温度軽量装置に接続されかつ出力を送るように圧力調整装置に接続されたIBM可互換性PCを有していた。
【0038】
ブロー剤計量システムは、押出、注入鋳造、ブロー鋳造システムを含む任意のポリマ処理システムに適していた。
当業者であれば、ここに挙げたすべての変数が例示のものであり、実際の変数は本発明のブロー剤計量システムが用いられる特別の用途によって決まることを容易に理解するであろう。したがって、上述した実施例は例示であり、添付請求の範囲およびそれと同等の範囲内において本発明は上述したこと以外にも実施可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【図1】押出機にブロー剤導入を計量するために用いられる本発明の一実施例にもとづくブロー剤計量システムを概略的に示す。
【図2】図1のブロー剤計量システムを概略的に示す。
【図3】本発明の一実施例にもとづくブロー剤計量システムの固定オリフィスを概略的に示す。
Claims (16)
- ブロー剤計量システムにおいて、
ブロー剤を送出する導管であって、前記導管は、ブロー剤源に接続可能でかつポリマ処理装置内に成形されたブロー剤出口に接続可能であり、前記導管は前記ブロー剤源からのブロー剤を前記ポリマ処理装置内のポリマ材料に送出でき、前記導管は絞りオリフィスを画定する部分を備える、導管と、
前記絞りオリフィスに掛かるブロー剤圧力差を計量するように構成配置された圧力差計量装置と、
前記絞りオリフィスの上流側の前記導管に関連した上流側圧力調整装置と、
前記絞りオリフィスの下流側の前記導管に関連した下流側圧力調整装置と、
前記導管または前記絞りオリフィスに関連した温度計量装置と、
前記圧力差計量装置および前記温度計量装置からの入力に応答して、前記上流側圧力調整装置および前記下流側圧力調整装置の少なくとも一つを調節することができる制御器とを含む、ブロー剤計量システム。 - 前記圧力差計量装置は、前記絞りオリフィスの上流側に配置された前記導管に関連した上流側圧力計量装置と、前記絞りオリフィスの下流側に配置された前記導管に関連した下流側圧力計量装置とからなる、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記制御器は、選択された流量に対応する圧力差を与えるように、前記上流側圧力調整装置および前記下流側圧力調整装置の少なくとも一つを調節するように設計されている、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記絞りオリフィスは固定寸法を有している、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記絞りオリフィスは交換可能ブロック内に画定される、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記絞りオリフィスの下流側に配置された遮断弁をさらに含み、前記遮断弁は、ブロー剤の流れが前記遮断弁の通過を許す開放形態と、ブロー剤の流れが前記遮断弁の通過を阻止する閉鎖形態との間で可動である、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記ブロー剤計量システム内で、前記ブロー剤の圧力を増加させることのできるポンプをさら含む、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記ブロー剤計量システムが、約0.45g/hrと約45400g/hrとの間で(約0.001lbs/hrと約100lbs/hrとの間で)、ブロー剤の質量流れを計量できる、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- 前記ブロー剤計量システムが、約9g/hrと約4540g/hrとの間で(約0.02lbs/hrと約10lbs/hrとの間で)、ブロー剤の質量流れを計量できる、請求項1に記載のブロー剤計量システム。
- ポリマ処理システムにおいて、
押出機であって、当該押出機は、ポリマ処理スクリューを有し、ポリマ処理空間の中にポリマ材料を搬送するために、胴部内で回転するように構成および配置され、前記ポリマ処理空間は、下流方向で前記スクリューおよび前記胴部の間に成形され、前記胴部は、当該胴部の中にブロー剤出口が形成される、押出機と、
ブロー剤源および前記ブロー剤出口に接続可能な導管を含むブロー剤送出システムであって、前記導管は絞りオリフィスを画定する部分を含む、ブロー剤送出システムとを備えており、前記ブロー剤送出システムは、前記絞りオリフィスに掛かるブロー剤圧力差を計量するように構成および配置された圧力差計量装置と、前記絞りオリフィスの下流側の前記導管に関連した下流側圧力調整装置と、前記絞りオリフィスの上流側の前記導管に関連した上流側圧力調整装置と、前記導管または前記絞りオリフィスに関連した温度計量装置と、前記圧力差計量装置および前記温度計量装置からの入力に応答して、前記上流側圧力調整装置および前記下流側圧力調整装置の少なくとも一つを調節することができる制御器とを含む、ポリマ処理システム。 - 前記圧力差計量装置は、前記絞りオリフィスの上流側に配置された前記導管に関連した上流側圧力計量装置と、前記絞りオリフィスの下流側に配置された前記導管に関連した下流側圧力計量装置とからなる、請求項10に記載のポリマ処理システム。
- 前記絞りオリフィスの下流側の前記導管に関連した下流側圧力調整装置を調節することによって、前記ブロー剤計量システムは、前記押出機内でブロー剤をポリマ材料の中に流すこと、および前記押出機内でブロー剤をポリマ材料内に流さないことができる、請求項10に記載のポリマ処理システム。
- 前記押出機の下流端に取り付けられた押出ダイをさらに含む、請求項10に記載のポリマ処理システム。
- ブロー成形ダイと、当該ブロー成形ダイに関連したブロー鋳型とをさら含む、請求項10に記載のポリマ処理システム。
- 前記押出機の出口端と流体が流れるように結合された成形室をさらに含む、請求項10に記載のポリマ処理システム。
- 前記ポリマ処理システムは、微孔質材料を成形するように設計された、請求項10に記載のポリマ処理システム。
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