JPS5921652B2 - 造粒機の制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一定温度のペレットを成型する造粒機の制御方
法に係り、特に弾力性を有する使用済イオン交換樹脂か
ら前記ペレットを成型するに好適な造粒機の制御方法に
関する。

原子力発電所では、冷却水の浄化にイオン交換樹脂が使
用されており、劣化により約３年ごとに交換される。

この使用済のイオン交換樹脂の処理方法として、遠心薄
膜乾燥機でイオン交換樹脂を乾燥粉体にしたのち、熱可
塑性のバインダと混合して、造粒機によってアーモンド
型のペレットに成型する方法が従来より実施されている
。

この方法により、イオン交換樹脂はペレット状に圧縮さ
れるためその容積が大巾に減容できると共に、飛散性の
あるイオン交換樹脂粉体な取扱容易なペレットにできる
という利点を有することになる。

造粒機でペレットを成型する方法は、後に詳しく説明す
るが、一定間隙を有して対峙するロールの前記間隙内に
粉体およびバインダを投入し、ロールによってこれを圧
縮し、この圧縮熱によって熱可塑性のバインダを軟化さ
せて粉体をペレット状に成型するものが一般である。

従って、粉体はロールによる圧縮作用によりバインダが
軟化しうる温度になることが必要とされる。

粉体の温度は、投入されるときの粉体の温度と、粉体に
加わる圧縮エネルギーによって定まる。

従って、従来は、造粒機のロールを駆動するモータの消
費電力を１つの目安としてコントロールしていた。

しかるに、ロールの駆動電力Ｐと粉体に伝わる伝達動力
Ｅとの間には第１図に示すごとに関係が成立する。

すなわち、第１図において、縦軸はロールの駆動電力Ｐ
を表示し、横軸は粉体に伝わる伝達動力Ｅを示している
。

図に示すごとく、ロールの駆動電力Ｐと伝達動力Ｅとは
比例関係を示さず、ロールの駆動電力Ｐの低い時には、
駆動電力Ｐが一定でも伝達動力Ｅは増加するため粉体に
加わる伝達動力Ｅの正確の値を知ることは困難とされる
。

従って、粉体な適温に保持することが難しく、成型され
たペレットの温度も区々であり、その強度もまちまちと
なる欠点を有していた。

そして最悪時にはペレット状に成型しえないと言う欠点
も有していた。

本発明は、以上の欠点を解消すべく提案されたもので、
その目的は、成型されるペレットの温度を一定にし、そ
のペレット強度に常に一定にすることができる造粒機の
制御方法を提供するにある。

本発明は、上述した目的を達成するために、外周にポケ
ットを形成するロールを所定の間隙を保持して対峙させ
、この所定間隙内にホッパからの粉体およびバインダを
スクリューフィーダによって搬入し、前記ロールによっ
て粉体およびバインダを圧縮して所定のペレットを成型
する造粒機において、スクリューフィーダの駆動トルク
およびその駆動回転数、ロールの駆動トルクおよびその
駆動回転数および粉体の造粒機への入口温度を計測し、
これらの計測データをもとに造粒時のペレットの温度を
計算し、このペレットの温度が熱可塑性バインダの軟化
点以上の一定温度に保持されるようにスクリューフィー
ダの回転数を制御することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。

第２図において、遠心薄膜乾燥機（図示していない）か
ら生成されるイオン交換樹脂乾燥粉体は粉体ホッパ１に
貯蔵される。

この粉体はスクリューフィーダＡ３の作動により粉体混
合機５に搬送される。

粉体混合機５にはロードセルを使用した重量計６が設置
され、これによって粉体混合機５内に投入された粉体の
重量が測定される。

一方、バインダホッパ２には、熱可塑性バインダである
ポリエステル樹脂またはポリエチレン樹脂、フェノール
樹脂、エポキシ樹脂の粉体が貯蔵されている。

このバインダもスクリューフィーダＢ４の作動により粉
体混合機５に搬送される。

一般にバインダの添加量は１０ｗｔ％とされる。

粉体とバインダーが所定重量値になるとスクリューフィ
ーダＡ３およびスクリューフィーダＢ４の作動が停止さ
れる。

次に、粉体混合機５の回転により約５分間粉体＊とバイ
ンダが混合される。

この混合粉体は造粒機７のホッパ１５内に重力落下され
る。

造粒機７のホッパ１５内には、スクリューフィーダ９が
設置され、前記混合粉体はこれによりロール８側に送ら
れる。

□第３図に造粒機の詳細を示す。

ロール８，８ａの外周にはポケットが形成され、２個の
ロール８゜８ａが外周面を対峙させて配置されている。

片側１方のロール８ａは位置固定されているが、他方の
ロール８にはバネ１３が作用し、このローラ８を片側１
方のロール８ａ側に押しつけるようにされている。

なお、ロール８とロール８ａは互に逆回転するようにさ
れている。

ロール８とロール８ａとの間隙内に混合粉体がスクリュ
ーフィーダ９により押し込まれると、この混合粉体はバ
ネ１３を介し、ロール８およびロール８ａにより圧縮さ
れる。

混合粉体が圧縮されると圧縮熱を発生し、これによりバ
インダが軟化する。

この状態で加圧されることにより、ロール８およびロー
ル８ａの外周ポケットをトレースしたペレットが成型さ
れることになる。

第２図に戻って、成型されたペレットは整粒機１０に送
られ整準され、ドラム缶１２内に貯蔵される。

この際ペレットに付着している粉体は、整粒機１０にお
ける整準時にペレットから分離され、粉体輸送機１１に
より造粒機ホッパ１５に戻入される。

次に制御方法について説明する。

今、造粒機ホッパ１５内の粉体の温度をｔ９、スクリュ
ーフィーダ９の駆動トルクをＴ８、スクリューフィーダ
９の駆動回転数をω８、ロール８の駆動トルクをＴ
ロール８の駆動回転数をω、とし、これ等ｒ ） をそれぞれ同時計測する。

粉体に与えられるエネルギＥは（１）式のごとくなる。

Ｅ＝Ｔ ・ω ＋Ｔ ・ω ・・・・・・・・
・（１）ｓｒｒ 一方、ペレット成型量はロールの回転数ω１に比例する
ので、ペレットの比熱をＣ９とすると、ペレットの温度
ｔは（２）式で示される。

ｔ−ｔ＋Ｅ／ｃ・ω、 ・ｃｐ＝ｔｐ＋Ｔｓ ・ω８＋
Ｔｒ・ωｒ／Ｃ・ω、・・・・・・・・・・（２）ここ
でＣ１はペレットの形状で決まる値である。

スクリューフィーダ９の駆動回転数ω８を増加させると
粉体の圧縮量が増加して、ロール８の駆動トルクＴｒも
増加する。

また同時にスクリューフィーダ９の駆動トルクＴ８も増
加する。

よって、スクリューフィーダ９の駆動トルクＴ８および
ロール８の駆動トルクＴｒともスクリューフィーダ９の
駆動回転数ω８の函数となる。

よってＴ−ｆ（，８） 曲・四（３） Ｔｒ＝ｇ（ω８） ・・・・・・・・・（４）
従って（２）式は（５）式のごとくなる。

よって、ロール８の駆動回転数ω、を一定とすればペレ
ットの温度ｔは、スクリューフィーダ９の駆動回転数ω
１により制御されることになる。

よって前記のごとく、スクリューフィーダ９の駆動トル
クＴ 駆動回転数ω８、ロール８の駆動トＳ ） ルクＴ 駆動回転数ω１および粉体の造粒機７ｒ ） の入口温度を計測し、これによりスクリューフィーダ９
０回転数ω８を変化させることにより、ペレットの温度
を一定に保持するように制御することができる。

ペレット温度は、熱可塑性バインダの軟化点にペレット
温度がなるようにすることが望ましい。

以上によりペレットは一定温度に成型されることになり
、ペレット強度は、ペレットが成型される温度に比例す
るため、一定の強さを保持することが可能となる。

本実施例においては、造粒機ホッパ１５やロール８を通
して拡散される放熱量の補正を考慮していないが、ペレ
ットの強度の精度を更に向上するためには、これ等の温
度も測定し、補正すれば、より効果を上げることができ
る。

以上の説明によっても明らかのごとく、本発明によれば
、ペレットの温度が一定にできるので、一定強度のペレ
ットを生成しうる効果を上げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はロール電力と粉体に与える伝達動力との関係を
示す線図、第２図は本発明の一実施例を示す造機機のシ
ステムの構成図、第３図はその造粒機廻りの詳細図であ
る。 １・・・・・・粉体ホッパ、２・・・・・・バインダホ
ッパ、３・・・・・・スクリューフ・イーダＡ１４・・
・・・・スクリューフィーダＢ、５・・・・・・粉体混
合機、６・・・・・・重量計、７・・・・・・造粒機、
８，８ａ・・・・・・ロール、９・・・・・・スクリュ
ーフィーダ、１０・・・・・・整粒機、１１・・・・・
・粉体輸送機、１２・・・・・・ドラム缶、１３・・・
・・・バネ、１５・・・・・・造粒機ホッパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 外周にポケットを形成するロールを所定の間隙を保
   持して対峙させ、この所定間隙内にホッパからの粉体お
   よびバインダをスクリューフィーダによって搬入し、前
   記ロールによって粉体およびバインダを圧縮して所定の
   ペレットを成型する造粒機において、スクリューフィー
   ダの駆動トルクおよびその駆動回転数、ロールの駆動ト
   ルクおよびその駆動回転数、および粒体の造粒機への入
   口温度を計測し、これらの計測データをもとに造粒時、
   ペレットの温度を計算し、このペレットの温度が熱可塑
   性バインダの軟化点以上の一定温度に保持されるように
   スクリューフィーダの回転数を制御することを特徴とす
   る造粒機の制御方法。