JPH06218727A

JPH06218727A - 水中カット造粒装置

Info

Publication number: JPH06218727A
Application number: JP50A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Yamazaki; 伸宏山崎; Shinichi Fukumizu; 伸一福水; Masashi Konno; 正志紺野; Osamu Ikeda; 治池田; Nobuki Nagami; 信樹永見; Shinji Kurose; 真司黒瀬
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】カッタナイフの回転数又は樹脂圧力に応じて
ダイへの押しつけ力が自動調整され、カッタナイフを常
に最適圧力でダイへ押しつけることができる水中カット
造粒装置を提供する。【構成】水室２内でダイ３から押し出される樹脂を切
断するカッタナイフ４と、該カッタナイフ４が先端に放
射状に取り付けられるカッタシャフト６と、該カッタシ
ャフト６を回転駆動する可変速モータ９と、エアー源Ｐ
から空気圧力を供給され前記カッタシャフト６を介して
カッタナイフ４をダイ３に押しつける空圧シリンダ１１
とを備えた水中カット造粒装置１において、前記可変速
モータ９の回転数入力を受け、回転数が上がると前記供
給圧を下げるよう出力する供給圧判断手段２０と、前記
出力に応じ、前記流体圧シリンダ１１に対する供給圧を
増減させる圧増減手段２１とを設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、樹脂の水中カット造粒
装置に係わり、特にそのカット装置の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の水中カット造粒装置を図１０に基
づき説明する。図１０は水中カット造粒装置の縦断面図
である。図１０において、水中カット造粒装置１は、図
示されないフィーダへ供給される樹脂材料を溶融・混練
し、ギヤポンプ等によってダイ３に設けられた多数の細
いノズル３ａから溶融した樹脂を水室２内に押し出し、
冷却しながら回転するカッタナイフ４で切断して樹脂ペ
レットを製造するものである。カッタナイフ４はカッタ
シャフト６の先端のナイフホルダ５に放射状に取り付け
られており、カッタシャフト６は前記水室２及び該水室
２と水封遮断されるハウジング１３に可回動に貫挿され
るとともに、カップリング１０を介して可変速モータ９
で回転駆動される。１６、１６は前記ハウジング１３内
へ摺動自在にして内挿されるベアリングハウジングであ
り、カッタシャフト６が回転自在となるよう軸受７、７
により枢支してなる他、空圧シリンダ１１のロッド１７
に接続するフランジ８に当接する連結部材１５を一体的
に取り付けてなる。カッタシャフト６はフランジ８・連
結部材１５・軸受７、７及びその間に介装されたスリー
ブ１４を介して空圧シリンダ１１によってダイ３の方向
へ押しつけ力を付加されている。したがって、カッタナ
イフ４はダイ３に一定圧力で押しつけられながら回転し
ている。空圧シリンダ１１は、エアー源Ｐからレギュレ
ータ１２を通じて空気圧力を供給されており、前記押し
つけ力は、レギュレータ１２を調整することで所定の値
に設定される。この押しつけ力は一度設定したらそのま
ま、即ち一定の押しつけ力で運転される。

【０００３】上述のペレットへの切れやすさは樹脂によ
って差があり、例えば、ポリエチレンなどは切れやす
く、ポリプロピレンなどは切れにくい。したがって、ポ
リエチレンなどはカッタナイフ４をダイ３から離してい
ても切断出来る。しかし、ポリプロピレンなどは切れに
くいためカッタナイフ４をダイ３に押しつけながら回転
させて切断しているものである。この押しつけ力を付与
する方法としては、ナイフホルダ５とカッタシャフト６
との間にスプリングを介装させ、スプリングの付勢力で
押しつけ力を付与する方法も知られている。しかし、ス
プリングでは微妙な押しつけ力を付与することが難し
い。そこで、上述のように、空圧シリンダ１１による方
法を採用し微妙な押しつけ力を付与することを可能とし
ているものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のカッ
タナイフ４はプロペラに似た形状であり、高速回転では
ダイ３に吸い寄せられダイ３側にたわむ。これによっ
て、押しつけ力が増加する。この傾向は高速回転になる
程著しい。ところが常に均一の形状のペレットを生産す
るためには、生産量に応じて回転数を変化させる必要が
あるため、生産量を増加させる時には、カッタナイフ４
の周速を上げる必要がある。また水中カット造粒装置１
が大型化すればするほど、プロペラ効果が大きく影響す
るようになり、カッタナイフ４の摩耗量が大きくなると
いう問題が発生した。この摩耗量の増加の原因を調べた
結果上述のプロペラ効果が大きく寄与していることが明
らかになった。すなわち、高速回転によって押しつけ力
がが高くなり過ぎ、カッタナイフ４の摩耗が早くなって
いたものである。

【０００５】また、上述のように、カッタナイフ４の押
しつけ力が高すぎれば、カッタナイフ４の摩耗が早くな
り、一方、低すぎると、ダイ３のノズル３ａから押し出
される樹脂の圧力でカッタナイフ４が押し戻されて、押
しつけが利かない状態となり切断不良となる。この樹脂
圧力は、樹脂の種類、生産量、樹脂温度等の生産条件に
よって変動し、従って、生産条件が変わる度に押しつけ
力を調整する必要があり、生産性が悪くなるという問題
があった。

【０００６】本発明は従来の技術の有するこのような問
題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、カッタナイフの回転数又は樹脂圧力に応じてダイ
への押しつけ力が自動調整され、カッタナイフを常に最
適圧力でダイへ押しつけることができる水中カット造粒
装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明における水中カット造粒装置は、水室内でダ
イから押し出される樹脂を切断するカッタナイフと、該
カッタナイフが先端に放射状に取り付けられるカッタシ
ャフトと、該カッタシャフトを回転駆動する可変速モー
タと、流体圧力源から流体圧力を供給され前記カッタシ
ャフトを介してカッタナイフをダイに押しつける流体圧
シリンダとを備えた水中カット造粒装置において、前記
可変速モータの回転数入力を受け、回転数が上がると前
記供給圧を下げるよう出力する供給圧判断手段と、前記
出力に応じ、前記流体圧シリンダに対する供給圧を増減
させる圧増減手段とを設けたものである。

【０００８】また、水室内でダイから押し出される樹脂
を切断するカッタナイフと、該カッタナイフが先端に放
射状に取り付けられるカッタシャフトと、該カッタシャ
フトを回転駆動するモータと、流体圧力源から流体圧力
を供給され前記カッタシャフトを介してカッタナイフを
ダイに押しつける流体圧シリンダとを備えた水中カット
造粒装置において、前記樹脂の上流側の樹脂圧力の入力
を受け、該樹脂圧力が上がると前記供給圧を上げるよう
出力する供給圧判断手段と、前記出力に応じ、前記流体
圧シリンダに対する供給圧を増減させる圧増減手段とを
設けたものとすることもできる。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、上述の水中カット造粒装置
は、カッタナイフを回転させる可変速モータの回転数を
検出し、ＣＰＵ等を用いた供給圧判断手段により回転数
が上がると前記供給圧を下げるよう信号を出力し、この
信号に基づき減圧弁等を用いた圧増減手段により流体圧
シリンダに対する供給圧を制御してカッタナイフのダイ
への押しつけ力を自動調整する。

【００１０】また、ダイから押し出される樹脂の上流側
の樹脂圧力の入力を検出し、供給圧判断手段により樹脂
圧力が上がると前記供給圧を上げるよう信号を出力し、
樹脂圧力に応じてカッタナイフのダイへの押しつけ力を
自動調整する。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ説明する。まず、本発明の水中カット造粒装置の第
１実施例を図１乃至図５に基づき説明する。図１は第１
実施例の構成を示す図、図２はの制御部のブロック図、
図３はカッタナイフの回転数と押しつけ力との関係を示
す図、図４は圧増減手段の他の実施例のブロック図、図
５は、図４の圧増減手段のカッタナイフの回転数と空圧
シリンダに対する供給圧との関係を示す図である。な
お、図１において、図１０と同様の作用を有する部分に
は同一の符号を付して、その説明を省略する。

【００１２】まず、構成を図１及び図２に基づき説明す
る。図１において、図１０と異なる点は、可変速モータ
９にタコジェネレータ２０が取り付けられ、エアー源Ｐ
と空圧シリンダ１１との間にレギュレータに代えて電磁
比例減圧弁２１が設けられ、該電磁比例減圧弁２１にタ
コジェネレータ２０の出力が送出されるようになってい
る点である。図２において、タコジェネレータ２０、ア
ンプ２２、及び供給圧設定回路２３で供給圧判断手段２
４を構成し、可変速モータ９の回転数をタコジェネレー
タ２０が検出して回転数に比例した電圧信号を出力し、
この信号をアンプ２２により増幅した後、供給圧設定回
路２３で回転数に比例して電圧を漸減させる圧力調整信
号として電磁比例減圧弁２１に出力する。電磁比例減圧
弁２１は圧増減手段２５を構成し、この電気信号を圧力
に変換するとともにエアー源Ｐから供給される圧力を信
号に応じて減圧し、電気信号に比例した空気圧力を発生
する。この減圧し制御されたエアーが空圧シリンダ１１
に供給される。

【００１３】ここで、図３に基づきカッタナイフのプロ
ペラ効果による押しつけ力の補償方法を説明する。図３
はカッタナイフの回転数と押しつけ力との関係を示す図
である。図３において、実際にカッタナイフにかかる押
しつけ力Ｐ_rは、Ｐ_r＝Ｐ＋Ｐ_pである。ここで、Ｐ
は空圧シリンダによる押しつけ力、Ｐ_pは、カッタナイ
フのプロペラ効果による押しつけ力である。そこで、カ
ッタナイフのプロペラ効果による押しつけ力Ｐ_pはカッ
タナイフの回転数（可変速モータの回転数）とほぼ比例
するとみなせるから、空圧シリンダによる押しつけ力Ｐ
をカッタナイフの回転数に応じて比例制御（漸減）して
やると実際にカッタナイフにかかる押しつけ力Ｐ_rをカ
ッタナイフの回転数に関わらず一定に保つことができ
る。したがって、上述の構成では回転数に比例した電気
信号を発生させ、この電気信号を供給圧設定回路２３で
回転数に比例して電圧が漸減するよう変換して電磁比例
減圧弁に入力し、回転数に比例して供給圧が漸減するよ
うにしている。

【００１４】次に、図１に基づき作動を説明する。図１
において、カッタナイフ４の回転数（可変速モータ９の
回転数）が高速になると、カッタナイフ４のダイ３への
押しつけ力がプロペラ効果によって増大する。一方、タ
コジェネレータ２０の出力が増大し、これに応じて電磁
比例減圧弁２１がエアー源Ｐから空圧シリンダ１１に供
給される空気圧力を減圧し、空圧シリンダ１１によって
カッタナイフ４に付与されている押しつけ力が減少す
る。従って、プロペラ効果による押しつけ力の増大が相
殺され、カッタナイフ４のダイ３への押しつけ力は回転
数に関わらず一定に維持される。

【００１５】ここで、図２の供給圧設定回路２３をＣＰ
Ｕ等を用いて構成し、プロペラ効果による押しつけ力を
上述の単純な比例式ではなく、水温Ｔ・回転速度ｖ・ナ
イフ形状定数ｋ等の関数ｆ（Ｔ，ｖ，ｋ）で表して前記
ＣＰＵに記憶・演算させれば、さらに高精度に実際にカ
ッタナイフにかかる押しつけ力をコントロールすること
もできる。また、実際にカッタナイフすなわちカッタシ
ャフトにかかる反力を測定し、前記ＣＰＵ等を用いてフ
ィードバック制御をしても、同様に高精度にコントロー
ルすることができる。

【００１６】図４に他の圧増減手段を用いた実施例を示
す。図４において、図１の電磁比例減圧弁２１に代え
て、エアー源Ｐと空圧シリンダとの間に各電磁弁Ｖ₁乃
至Ｖ_nと各減圧弁Ｒ₁乃至Ｒ_nとからなる減圧回路Ｕ₁
乃至Ｕ_nが複数並列接続され、各減圧弁Ｒ₁乃至Ｒ_nは
予め供給圧をＰ₁乃至Ｐ_nに設定されている。図５にお
いて、これを各回転数Ｎ₁乃至Ｎ_nに対応して各電磁弁
Ｖ₁乃至Ｖ_nをＯＮすると、カッタナイフの回転数に対
して空圧シリンダへの供給圧を段階的に漸減することが
できる。これによれば、電磁比例減圧弁を使用しないの
で低コストとすることができる。

【００１７】次に、本発明の水中カット造粒装置の第２
実施例を図６乃至図９に基づき説明する。図６は第２実
施例の構成を示す図、図７は図６の制御部のブロック
図、図８は樹脂圧力と押しつけ力との関係を示す図、図
９は圧増減手段の樹脂圧力と空圧シリンダに対する供給
圧との関係を示す図である。

【００１８】まず、構成を図６及び図７に基づき説明す
る。図６において、図１と異なる点は、図１において可
変速モータ９にタコジェネレータ２０が取り付けられ、
該タコジェネレータ２０の出力が電磁比例減圧弁２１に
送出されるようになっているのに代えて、ダイ３から押
し出される樹脂の上流側、すなわち押出部３３内に圧力
計３１の検出端３１ａを設け、該圧力計３１の出力が電
磁比例減圧弁２１に送出されるようになっている点であ
る。また、図７において図２と異なる点は、図２におい
てタコジェネレータ２０、アンプ２２、及び供給圧設定
回路２３が供給圧判断手段２４を構成するのに代えて、
アンプ３２のみが供給圧判断手段３４を構成する点であ
る。これによって、樹脂圧力を圧力計３１が検出して樹
脂圧力に比例した電気信号を出力し、この信号をアンプ
３２により増幅し、そのまま圧力調整信号として電磁比
例減圧弁２１に出力する。電磁比例減圧弁２１は、この
電気信号を圧力に変換するとともに、エアー源Ｐから供
給される圧力を信号に応じて減圧し、電気信号に比例し
た空気圧力を発生する。この減圧し制御されたエアーが
空圧シリンダ１１に供給される。

【００１９】従って、図８に示すように、空圧シリンダ
は樹脂圧力に比例して増加する押しつけ力を発生する。

【００２０】次に、図６に基づき作動を説明する。図６
おいて、樹脂圧力が高くなると、ダイ３のノズル３ａか
ら押し出される樹脂の圧力でカッタナイフ４が押し戻さ
れようとする。一方、圧力計３１の出力が増大し、これ
に応じて電磁比例減圧弁２１がエアー源Ｐから空圧シリ
ンダ１１に供給される圧力を調整して増圧し、カッタナ
イフ４に付与される押しつけ力が増大する。従って、カ
ッタナイフ４は樹脂圧力によって押し戻されることなく
設定された押しつけ状態を維持する。逆に、樹脂圧力が
低くなると、圧力計３１の出力に応じて電磁比例減圧弁
２１がエアー源Ｐから空圧シリンダ１１に供給される圧
力を減圧し、前記押しつけ力が減少する。従って、カッ
タナイフ４は押しつけ力が強くなり過ぎることなく設定
された押しつけ状態を維持する。

【００２１】このように、樹脂圧力に応じて押しつけ力
が自動調整されるので、樹脂圧力が変動しても、押しつ
けが利かなくなって切断不良となったり、逆に押しつけ
が強過ぎてカッタナイフ４の摩耗が増大するのを防ぐこ
とができる。また、樹脂の種類、生産量、樹脂温度等の
生産条件が変わっても押しつけ力をその都度調整する必
要がなく、連続運転が可能となるので生産性を向上させ
ることができる。

【００２２】ここで、図７において、上述の実施例１の
場合と同様に、供給圧判別手段３４をＣＰＵ等を用いて
構成し、図８に示す押しつけ力と樹脂圧力との関係を単
純な比例式ではなく、より適した関数形としてより高精
度に押しつけ力をコントロールすることもできる。

【００２３】さらに、上述の実施例１の場合と同様に、
図４の圧増減手段の各減圧弁Ｒ₁乃至Ｒ_nの設定圧Ｐ₁
乃至Ｐ_nを図９に示すように漸増する設定圧Ｐ₁′乃至
Ｐ_n′とし、樹脂圧力ＰＳ₁乃至ＰＳ_nに対応して各電
磁弁Ｖ₁乃至Ｖ_nをＯＮすると、樹脂圧力に対して空圧
シリンダへの供給圧を段階的に漸増することができる。
これによれば、電磁比例減圧弁を使用しないので低コス
トとすることができる。

【００２４】なお、以上の実施例では流体を空気として
説明したが、実施例に限定されるものではなく、流体が
油であっても同様に本発明を適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本発明の水中カット造粒装置は上述のよ
うに、モータの回転数が上がると供給圧を下げるよう出
力する供給圧判断手段と、押しつけ力を付与する流体圧
シリンダへの供給圧を前記出力に応じて増減させる圧増
減手段とを設け、カッタナイフの回転数に関わらずダイ
への押しつけ力を一定に保つよう自動調整するので、カ
ッタナイフが常に最適圧力でダイへ押しつけられ、カッ
タナイフの摩耗量を最小限に押さえることができる。特
に、石化プラントに使用される水中カット造粒装置の場
合は、連続操業が要求され、カッタナイフの交換期間を
長くすることが求められるので、その効果は非常に大き
い。

【００２６】また、樹脂圧力が上がると供給圧を上げる
よう出力する供給圧判断手段と、押しつけ力を付与する
流体圧シリンダへの供給圧を前記出力に応じて増減させ
る圧増減手段とを設けると、樹脂の圧力に応じてダイへ
の押しつけ力を増減して自動調整するので、樹脂の種
類、生産量、樹脂温度等の生産条件が変わっても押しつ
け力をその都度調整する必要がなく、連続運転が可能と
なるので生産性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の水中カット造粒装置の構成を示す図で
ある。

【図２】制御部のブロック図である。

【図３】カッタナイフの回転数と押しつけ力との関係を
示す図である。

【図４】圧増減手段の他の実施例のブロック図である。

【図５】図４の実施例のカッタナイフの回転数と空圧シ
リンダに対する供給圧との関係を示す図である。

【図６】第２実施例の構成を示す図である。

【図７】図６の制御部のブロック図である。

【図８】樹脂圧力と押しつけ力との関係を示す図であ
る。

【図９】圧増減手段の他の実施例の樹脂圧力と空圧シリ
ンダに対する供給圧との関係を示す図である。

【図１０】従来の水中カット造粒装置の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

Ｐエアー源１水中カット造粒装置２水室３ダイ４カッタナイフ６カッタシャフト９可変速モータ（モータ）１１空圧シリンダ２０タコジェネレータ（供給圧判断手段）２１電磁比例減圧弁（圧増減手段）２２アンプ（供給圧判断手段）２３供給圧設定回路（供給圧判断手段）２５圧増減手段３１圧力計（圧力検出手段）３４供給圧判断手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者池田治兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者永見信樹兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内 (72)発明者黒瀬真司兵庫県高砂市荒井町新浜２丁目３番１号株式会社神戸製鋼所高砂製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水室内でダイから押し出される樹脂を切
断するカッタナイフと、該カッタナイフが先端に放射状
に取り付けられるカッタシャフトと、該カッタシャフト
を回転駆動する可変速モータと、流体圧力源から流体圧
力を供給され前記カッタシャフトを介してカッタナイフ
をダイに押しつける流体圧シリンダとを備えた水中カッ
ト造粒装置において、前記可変速モータの回転数入力を
受け、回転数が上がると前記供給圧を下げるよう出力す
る供給圧判断手段と、前記出力に応じ、前記流体圧シリ
ンダに対する供給圧を増減させる圧増減手段とを設けた
ことを特徴とする水中カット造粒装置。
【請求項２】水室内でダイから押し出される樹脂を切
断するカッタナイフと、該カッタナイフが先端に放射状
に取り付けられるカッタシャフトと、該カッタシャフト
を回転駆動するモータと、流体圧力源から流体圧力を供
給され前記カッタシャフトを介してカッタナイフをダイ
に押しつける流体圧シリンダとを備えた水中カット造粒
装置において、前記樹脂の上流側の樹脂圧力の入力を受
け、該樹脂圧力が上がると前記供給圧を上げるよう出力
する供給圧判断手段と、前記出力に応じ、前記流体圧シ
リンダに対する供給圧を増減させる圧増減手段とを設け
たことを特徴とする水中カット造粒装置。