KR20150007339A - 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법 - Google Patents

적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법 Download PDF

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바스프 에스이
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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 를 가지는 장치 (1) 의 작동 방법으로서, 상기 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 는 상기 장치 (1) 에서 처리되는 재료에 작용하는 기능 요소들 (7) 을 포함하고, 상기 장치 (1) 는 충전 오리피스 (15), 및 조절가능한 하부 에지 (13) 를 갖는 출구 오리피스 (9) 를 포함하고, 상기 충전 오리피스 (15) 로부터 상기 출구 오리피스 (9) 까지 상기 장치 (1) 를 통해 재료가 연속하여 전달되고, 상기 방법은 (a) 샤프트 부하를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 에 대한 부하 데이터를 측정하는 단계, (b) 상기 샤프트 부하가 특정한 최대 부하를 초과하면, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 하강시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 감소시키거나, 또는, 상기 샤프트 부하가 특정한 샤프트 부하 미만이면, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 상방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 증가시키는 단계를 포함하는, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법에 관한 것이다.

Description

적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법{METHOD FOR OPERATING A DEVICE COMPRISING AT LEAST ONE ROTATING SHAFT}
본 발명은 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법으로서, 적어도 하나의 회전 샤프트는 장치에서 처리되는 재료에 작용하는 기능 요소들을 포함하고, 장치는 충전 오리피스, 및 조절가능한 하부 에지를 갖는 출구 오리피스를 포함하고, 충전 오리피스로부터 출구 오리피스까지 장치를 통해 재료가 연속하여 전달되는, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법에 근거한 것이다.
적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치들은 예컨대 반응기, 특히 반죽 반응기, 반죽기, 디스크 건조기 또는 패들 건조기이다. 반죽 반응기 및 패들 건조기는 예컨대 초흡수제 (superabsorbent) 로서 사용되는 폴리(메트)아크릴레이트의 제조에 사용된다. 그러나, 이러한 반죽기 또는 건조기는 임의의 다른 소망의 방법에 또한 사용될 수도 있다.
샤프트에 장착되는 기능 요소들, 예컨대 반죽 후크, 패들 또는 디스크, 및 장치에서 처리되는 제품의 성질에 따라, 기능 요소들에는 힘들이 작용한다. 특히 분말형 또는 과립형 고형물 또는 고점도 액체의 경우, 이러한 힘들은 비교적 크다. 이는 과도한 힘으로 인해 기능 요소들의 손상을 유발할 수도 있고, 이로 인해 기능 요소들의 파열을 유발할 수도 있다. 기능 요소들의 파열은 또 다른 손상을 불러일으키고, 이로 인해 심지어 장치의 고장을 유발할 수도 있다.
기능 요소들에 작용하는 힘들은, 재료의 성질 및 기능 요소들의 성질 이외에, 장치에서의 충전 레벨에도 좌우된다. 충전 레벨이 클수록, 기능 요소들에 작용하는 힘이 커진다. 일반적으로 장치에서의 충전 레벨은 샤프트의 회전 속도, 장치에 충전되는 출발 재료의 양 및 장치로부터 배출되는 출발 재료의 양의 결과이다. 종래에는 첨가를 위해 충전 오리피스가 제공되는데, 이 충전 오리피스는 예컨대 장치의 하우징에서 샤프트 위에 배치된다. 일반적으로 제품의 배출은 예컨대 위어 (weir) 의 형태를 취할 수도 있는 배출 오리피스를 통해 진행된다.
예컨대 WO2006/034853 에는, 기능 요소들로서의 반죽 바아들이 위에 도입된 회전 샤프트, 출발 재료를 첨가하기 위한 충전 오리피스 및 제품을 배출하기 위한 배출 오리피스를 가지는 혼합 반죽기가 개시되어 있다. 상기 문헌에 개시된 장치는 폴리(메트)아크릴레이트를 제조하는데 사용된다.
현재 사용되고 있는 혼합 반죽기가 가지는 문제점은 혼합 반죽기가 출발 재료의 일정한 공급으로 통상 작동되고 이는 반죽 장치에서 반응이 수행되고 있다면 특히 불균일한 반응의 경우에 샤프트에서의 부하의 변동을 유발할 수도 있다는 것이다. 건조기에서의 건조 변동은 대응하여 샤프트 부하의 변화를 또한 유발할 수도 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 샤프트에 대한 손상이 회피될 수 있도록 샤프트의 부하가 조절될 수 있는, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법으로서, 상기 적어도 하나의 회전 샤프트는 상기 장치에서 처리되는 재료에 작용하는 기능 요소들을 포함하고, 상기 장치는 충전 오리피스, 및 조절가능한 하부 에지를 갖는 출구 오리피스를 포함하고, 상기 충전 오리피스로부터 상기 출구 오리피스 까지 상기 장치를 통해 재료가 연속하여 전달되고, 상기 방법은
(a) 샤프트 부하를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 회전 샤프트에 대한 부하 데이터를 측정하는 단계,
(b) 상기 샤프트 부하가 특정한 최대 부하를 초과하면, 상기 출구 오리피스의 상기 하부 에지를 하강시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 감소시키거나, 또는, 상기 샤프트 부하가 특정한 샤프트 부하 미만이면, 상기 출구 오리피스의 상기 하부 에지를 상방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 증가시키는 단계
를 포함하는, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법에 의해 달성된다.
샤프트 부하가 특정한 최대 부하를 초과하면 출구 오리피스의 하부 에지를 하강시키는 것은 마찬가지로 장치에서의 최대 충전 레벨을 감소시키는데, 이는 장치에서 출구 오리피스의 하부 에지 위에 존재하는 재료가 장치로부터 배출되기 때문이다. 공급되는 재료의 양을 감소시킴으로써 동일한 효과가 달성된다. 낮은 충전 레벨은 샤프트에서 낮은 부하를 유발하여서, 과도하게 큰 샤프트 부하가 이런 방식으로 감소될 수 있고, 샤프트 손상이 회피되거나 적어도 감소될 수 있다. 부하가 특정한 샤프트 부하 미만으로 떨어지면, 출구 오리피스의 하부 에지를 상방으로 변위시키는 것이 가능하고 그럼으로써 전체 충전 레벨이 증가된다. 충전 레벨을 증가시키는 것은 또 다르게는 공급되는 재료의 양을 증가시킴으로써 또한 달성될 수 있다. 이런 식으로, 샤프트 손상을 회피하는 것 이외에, 각각의 경우에서 최대의 가능한 충전 레벨을 설정하고 그럼으로써 장치를 통해서 최대의 가능한 작업량 (throughput) 을 달성하는 것이 또한 가능하다.
출구 오리피스의 하부 에지를 하강 또는 상승시키는 것은 재료를 장치에 일정한 속도로 첨가하는 경우에 충전 레벨이 고르게 설정되도록 한다.
하나의 바람직한 실시형태에서, 출구 오리피스의 하부 에지는 변위가능한 위어 (weir) 에 의해 형성되고, 출구 오리피스의 하부 에지를 하강시키기 위해 위어가 하방으로 이동하고, 출구 오리피스의 하부 에지를 상방으로 변위시키기 위해 위어가 상방으로 이동한다. 조절가능한 위어를 구비한 출구 오리피스는 장치의 단부 면에 또는 장치의 측부에 배치될 수도 있다. 바람직하게는 출구 오리피스는 축방향에서 충전 오리피스로부터 장치의 대향 측에 위치된다.
장치의 하우징은 기능을 확실히 할 수 있도록 하기 위해 통상 원통형이다. 여기서 단부 면들은 평평한 또는 만곡형 구성일 수도 있다. 여기서 단부 면의 형상은 또한 장치의 압력 레벨에 좌우된다. 장치가 압력하에 작동되는 경우, 커버는 예컨대 만곡형 구성이다.
하부 에지에 출구 오리피스를 갖게 하는 위어는 여기서 위어를 둘러싸는 하우징과 동일한 지오메트리를 갖고서 통상 구성된다. 하우징의 측부에 장착된 위어의 경우, 위어는 예컨대 만곡형이어서, 하우징의 내부에서 또는 하우징에서 외부적으로 변위될 수도 있다. 이 때문에, 예컨대 위어가 변위되는 가이드 레일을 하우징에 제공하는 것이 가능하다. 위어가 장치의 단부 면에 위치하는 때에는, 예컨대 단부 면을 폐쇄하는 커버가 마찬가지로 평평한 표면을 형성한다면 위어를 평평한 플레이트로서 구성하는 것이 가능하다.
위어의 측부로부터 장치 외부로 재료가 누출되는 것을 방지하기 위하여, 위어는 장치에 대해 밀봉되는 것이 또한 유리하다. 위어의 변위를 방해하지 않는 임의의 소망의 시일이 이런 목적으로 사용될 수 있다.
장치에서 처리되는 재료가 거친 과립 성질을 가지면, 밀봉은 선택적으로 요구되지 않는데, 이는 재료가 심지어 좁은 갭을 통해 장치로부터 새어나갈 수 없기 때문이다. 고형물이 장치에서 처리되는 때에는 밀봉은 특히 절대적으로 필요한 것은 아니다. 그러나, 만일 액체가 장치에서 처리되는 때에는, 액체의 점도에 따라서 밀봉이 필수적이다. 특히, 저점도 액체의 경우, 위어에 의해 형성된 갭을 통해 액체가 장치로부터 새어나가는 것을 회피하기 위해 시일이 제공되어야 한다.
본 발명에 따른 방법은 고점도 또는 고형물 재료와 함께 특히 사용되므로, 위어의 밀봉을 생략하는 것이 일반적으로 가능하다.
샤프트의 부하는 다수의 파라미터들에 의존하기 때문에, 샤프트의 부하를 검출할 필요가 있다. 이 때문에, 샤프트 부하를 결정하기 위해 적어도 하나의 회전 샤프트에 대한 부하 데이터가 단계 (a) 에서 측정된다. 측정되는 부하 데이터는 예컨대 샤프트의 회전 속도, 샤프트를 구동시키기 위한 모터 파워 및 샤프트 편향 값들을 포함할 수도 있다. 이 값들중 단지 1개의 값 또는 2개 이상의 값이 검출되는 것이 가능하다. 3개의 모든 측정 값들을 검출하는 것이 특히 유리하다.
샤프트 부하가 증가하는 경우, 샤프트의 회전 속도는 예컨대 줄어든다. 샤프트에서의 부하가 더 클수록, 즉 샤프트에 의해 발휘되어야 하는 힘이 더 클수록, 예컨대 더 큰 충전 레벨의 경우 또는 예컨대 교차결합된 폴리머의 생성시의 더 큰 교차결합의 경우, 따라서 더 큰 점도의 경우, 더 큰 힘이 기능 요소에 전달되고, 샤프트는 이런 식으로 슬로우 다운된다. 샤프트의 주속 (peripheral speed) 이 일정하게 유지되어야 한다면, 따라서 드라이브 파워는 증가되어야 한다. 그러므로 또한 드라이브 파워는 샤프트 부하를 결정하기 위해 기록될 수도 있다. 일정한 회전 속도를 유지하도록 샤프트를 구동하기 위한 증가된 모터 파워는 더 큰 샤프트 부하를 나타낸다. 또한 샤프트에서의 더 큰 부하는 샤프트의 증가된 편향을 추가적으로 유발하여서, 샤프트의 부하를 결정하기 위해 샤프트 편향 값이 또한 기록될 수도 있다.
샤프트의 회전 속도가 검출되어야 한다면, 당업자에게 알려진 임의의 소망의 속도 센서가 이런 목적으로 적절하다. 여기서 바람직하게는 속도 센서는 하우징 외측에서 샤프트에 장착된다. 여기서, 샤프트의 드라이브 단부에 또는 드라이브로부터 떨어진 샤프트의 단부에 속도 센서를 배치하는 것이 가능하다. 하우징 외측에 속도 센서를 배치하는 것은, 이 경우에 속도 센서가 장치내에 존재하는 재료에 의해 손상되지 않는다고 하는 이점을 갖는다. 샤프트 단부들중의 하나에 속도 센서를 배치하는 것 이외에, 대안적으로, 특히 중공 샤프트를 사용하는 경우에, 샤프트의 내부에 속도 센서를 수용하는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 샤프트의 내부에 속도 센서를 도입시키기 위한 샤프트 피드쓰루 (feedthrough) 가 필요하다. 그러나, 샤프트 단부들중의 하나에서 샤프트에 외부적으로 속도 센서를 배치하는 것이 바람직하다.
샤프트를 구동시키기 위한 모터 파워가 검출되어야 한다면, 모터 파워를 검출할 수 있는 임의의 소망의 센서가 이 경우에도 역시 사용될 수도 있다. 이 때문에, 흡수된 파워를 샤프트 드라이브에서 직접 검출하는 것이 특히 가능하다. 여기서 모터 파워는 예컨대 전압 및 전류 세기를 검출함으로써 기록되고 계산될 수 있다.
회전 속도가 검출되면, 샤프트의 회전 속도를 검출하는 것 이외에, 모터의 회전 속도를 기록하는 것이 또한 가능하다. 모터에 제공된 속도 센서가 예컨대 이런 목적으로 사용될 수도 있다. 샤프트의 회전 속도가 감소하면, 모터의 회전 속도가 또한 줄어든다. 샤프트 및 모터의 회전 속도는 서로 직접 연결된다.
샤프트의 편향은 편향의 검출을 가능하게 하는 당업자에게 알려진 임의의 소망의 센서들을 이용하여 마찬가지로 검출될 수도 있다. 샤프트 단부들중의 하나에서 축방향 위치로부터의 샤프트 편향의 검출을 가능하게 하는 센서들이 예컨대 이런 목적으로 사용될 수 있다.
샤프트 편향을 측정하기 위해, 예컨대 편향의 검출을 위해 서로에 대해 반경방향으로 오프셋된 2개의 측정 트랜스듀서를 사용하는 것이 가능하다. 여기서, 90°만큼 서로에 대해 반경방향으로 오프셋된 2개의 측정 트랜스듀서를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 서로에 대해 반경방향으로 오프셋된 센서들을 사용하게 되면, 2개의 상이한 방향에서 편차를 결정하는 것이 가능해진다. 이에 근거하여 축방향 위치로부터의 샤프트의 전체 편차가 결정될 수 있다. 만일 단 하나의 측정 트랜스듀서가 사용되면, 측정 트랜스듀서의 측정 방향을 가로질러 놓이는 축방향 위치로부터의 편차를 검출하는 것이 특히 불가능한데, 이는 센서와 샤프트간의 거리가 이 경우에 일정하게 유지되기 때문이다.
대안적인 실시형태에서, 편향값은 샤프트 단부들간의 거리를 결정하고 상기 거리의 변화에 근거하여 샤프트의 편향을 결정함으로써 결정된다. 샤프트의 편향의 경우, 일측에서 샤프트 단부들간의 거리는 증가하고 타측에서 샤프트 단부들간의 거리는 감소한다. 이런 식으로, 편향은 샤프트 단부들간의 거리로부터 간단하게 결정될 수 있다.
바람직하게는 상기 방법을 수행하기 위해 제어 유닛이 제공된다. 제어 유닛은 장치를 제어하는데 적절한 임의의 소망의 컴퓨터 프로그래밍가능한 제어 유닛일 수 있다. 이러한 제어 유닛은 예컨대 퍼스널 컴퓨터이다.
바람직하게는 제어 유닛은 부하 데이터가 제어 유닛에 공급될 수 있도록 구성된다. 제어 유닛에서, 부하 데이터는 특정한 최대 부하와 비교되고, 최대 부하가 초과되면, 제어 유닛은 출구 오리피스의 하부 에지를 하방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 감소시킨다. 샤프트 부하가 최대 부하 미만이면, 최대의 가능한 작업량을 달성하기 위해 출구 오리피스의 하부 에지는 상방으로 변위될 수 있다. 여기서, 대안적으로, 공급되는 재료의 양을 증가시키는 것도 가능하다. 출구 오리피스를 변위시키기 위해, 예컨대 출구 오리피스를 규정하는 위어가 액츄에이터, 예컨대 서보모터에 의해 구동될 수도 있다. 제어 유닛은 액츄에이터에 적절한 신호들을 전송하는데, 이는 출구 오리피스의 하부 에지를 각각의 경우에 적절한 방향으로 변위시키는 것을 유발한다.
샤프트 부하가 최대 부하를 초과하거나 최대 부하 미만으로 떨어짐으로 인해 출구 오리피스의 하부 에지가 교대로 상방 및 하방으로 계속하여 변위되는 것을 회피하기 위해, 출구 오리피스의 하부 에지의 상방 변위를 개시하게 하는 최소 부하를 제공하는 것이 부가적으로 더욱 유리하다. 부하가 최대 부하를 초과하지 않거나 최소 부하 미만으로 떨어지지 않으면, 출구 오리피스의 하부 에지는 제 위치에 유지될 수 있다. 대안적으로, 이 경우에, 공급되는 재료의 양은 따라서 변하지 않는다.
적어도 하나의 회전 샤프트에 대한 부하 데이터를 측정하기 위해 단 하나의 값이 검출되면, 최대 부하 또는 최소 부하는 이 단일의 값에 의해 나타내어진다. 예컨대 단지 샤프트의 회전 속도가 검출되면, 최대 부하는 샤프트의 최소 회전 속도를 나타내고 최소 부하는 샤프트의 최대 회전 속도를 나타낸다. 회전 속도가 샤프트의 최소 회전 속도 미만으로 떨어지면, 샤프트의 최대 부하가 도달되고 출구 오리피스의 하부 에지는 하방으로 변위된다. 최대의 특정한 회전 속도가 초과되면, 최소 부하가 도달되고 위어의 하부 에지는 다시 상방으로 변위될 수 있다.
상응하게, 샤프트를 구동시키기 위한 모터 파워가 검출되면, 최대의 특정한 모터 파워가 초과되는 때에, 최대 부하가 초과되고 출구 오리피스의 하부 에지는 하방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 감소된다. 모터 파워가 특정한 최소 모터 파워 미만으로 떨어지면, 따라서 출구 오리피스의 하부 에지는 다시 상방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 증가되는데, 이는 이 경우에 부하가 최소 부하 미만으로 떨어졌기 때문이다.
또한, 샤프트 편향이 검출되는 경우에, 최대 편향이 특정될 수 있다. 최대의 특정한 편향이 초과되면, 이 경우에도 역시, 최대 부하가 초과되어서, 위어의 하부 에지는 하방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 감소된다. 게다가, 최소 편향이 특정될 수 있는데, 이 최소 편향 미만에서는 부하가 샤프트의 최소 부하 미만으로 떨어지고 이 경우에 출구 오리피스의 하부 에지는 상방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 증가된다.
2 이상의 종류의 부하 데이터가 검출되면, 예컨대, 각각의 개별적인 종류의 부하 데이터에 대한, 예컨대 전술한 바와 같이 샤프트 편향, 모터 파워 및 샤프트의 회전 속도에 대한 개별의 최대값 및 최소값을 특정하는 것이 가능하고, 출구 오리피스의 하부 에지는 각각 상기 값들중의 하나가 초과되거나 미만인 경우에 전술한 바와 같이 변위된다. 그러나, 대안적으로, 측정된 부하 데이터를 조합하여 파라미터를 형성하는 것이 이 경우에 또한 가능하다. 파라미터를 형성하는데 적절한 알고리즘은 이 경우에 예컨대 적절한 테스트에 의해 확인할 필요가 있다.
파라미터는 샤프트 부하를 나타내도록 확인된다. 최대의 특정한 샤프트 부하가 초과되면, 위어의 하부 에지는 다시 하방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 감소되고, 상기 부하가 최소 샤프트 부하 미만으로 떨어지면 위어의 하부 에지는 상방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양은 증가된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 샤프트의 최대 부하 및 선택적으로 최소 부하는 기록가능한 메모리 수단에 저장된다. 이 경우, 최대 부하 및 선택적으로 최소 부하는 장치의 사용자에 의해 특정될 수도 있고 예컨대 수행 방법 및 선택적으로 소망의 작업량의 함수로서 설정된다. 대안적으로, 최대 부하 및 선택적으로 최소 부하에 대한 고정된 레벨을 특정하는 것이 또한 가능하다. 이는 예컨대 최대 부하 및 선택적으로 최소 부하를 겹쳐쓰기불가능한 메모리 수단에 저장함으로써 가능하다. 대안적으로, 이 경우에, 최대 부하 및 선택적으로 최소 부하를 장치 제어용의 컴퓨터 프로그램에 고정된 값으로서 특정하는 것이 또한 가능하다.
최대 부하 및 선택적으로 최소 부하가 사용자에 의한 설정이 가능하다면, 최대값에 대해 최대 설정가능한 레벨을 추가로 특정하는 것이 더욱 유리하다. 여기서 최대 설정가능한 레벨은 임의의 경우에 초과되지 않아야 하는 최대 부하이다. 만일 예컨대 사용자가 최대 레벨보다 더 큰 최대 부하를 특정하면, 에러 메세지가 출력되어서 입력이 보정될 수도 있다. 대안적으로, 이 경우에, 최대 부하를 각각의 최대 레벨에 고정하는 것이 또한 가능하다. 이는 사용자가 샤프트 손상을 초래할 수 있는 최대 부하를 특정하는 것을 회피하게 한다.
본 발명의 또 다른 실시형태에서, 출구 오리피스의 하부 에지의 상방 변위의 경우, 샤프트 부하, 즉 이 샤프트 부하 이하에서 출구 오리피스의 하부 에지가 상방으로 변위되고 그리고/또는 공급되는 재료의 양이 증가되는 당해 샤프트 부하가 특정되고, 상기 샤프트 부하는 특정한 최대 부하 미만이고, 최소 부하가 특정되면, 그 최소 부하보다 더 크다. 이는, 최대의 가능한 포인트가 도달되고 그리고/또는 최대의 공급 재료의 양이 설정될때 까지 출구 오리피스의 하부 에지가 상방으로 변위되지 않고, 상방 변위 및/또는 공급 재료의 양의 증가의 완료시에, 최대 부하가 이미 초과되어서, 출구 오리피스의 하부 에지를 다시 하방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 감소시키는 것이 즉시 필요로 하는 것을 보장한다. 여기서, 위어의 하부 에지가 상방으로 변위하게 되는 샤프트 부하는 수행되는 방법의 함수로서 사용자에 의해 바람직하게는 특정될 수도 있다. 특히, 장치의 최대 충전 레벨 및 따라서 최대의 소망 작업량이 이러한 방식으로 설정될 수도 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 작동되는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치는 바람직하게는 반죽기 (kneader) 또는 패들 건조기 (paddle dryer) 이다. 만일 장치가 반죽기이면, 바람직하게는 반죽기는 1개 초과의 샤프트, 예컨대 2개의 샤프트들을 포함한다. 이 경우, 샤프트들은 예컨대 꼭맞도록 구성된 반죽 바아들이 위에 장착된다. 장치에 존재하는 재료의 반죽은 이러한 방식으로 달성될 수 있다. 여기서, 2개의 회전 샤프트상의 반죽 바아들의 개수를 변경하고 그리고/또는 샤프트들을 상이한 속도로 구동시키는 것이 또한 가능하다.
장치가 1개 초과의 샤프트를 포함하면, 부하 데이터는 바람직하게는 샤프트들의 각각에 대해 측정된다. 샤프트 손상을 회피하기 위해, 이 경우 출구 오리피스의 하부 에지는 하나의 샤프트의 샤프트 부하가 특정한 최대 부하를 초과하는 즉시 하방으로 변위된다.
만일 장치가 패들 건조기이면, 통상 패들 건조기는 1개의 회전 샤프트를 포함한다. 그러나, 이 경우, 패들 건조기가 1개 초과의 회전 샤프트를 갖도록 하는 것이 역시 가능하다.
특별히 바람직한 일 실시형태에서, 장치는 폴리(메트)아크릴레이트를 제조하는데 사용된다. 이 경우, 장치는 폴리(메트)아크릴레이트를 생산하기 위해 출발 재료를 반응시키는데 사용되는 바와 같은, 예컨대 혼합 반죽기이다. 반죽 반응기에서 제조된 폴리(메트)아크릴레이트는 따라서 패들 건조기에서 건조된다.
제조된 폴리(메트)아크릴레이트는 예컨대 위생 제품에서 초흡수제로서 사용된다.
본 발명의 예시적인 실시형태가 도면에 도시된다.
도 1 은 출구 오리피스의 영역에서의 회전 샤프트를 구비하는 장치의 단면도이다.
도 2 는 변위가능한 하부 에지를 갖는 출구 오리피스를 구비한 장치의 측면 개략도이다.
도 1 은 출구 오리피스의 영역에 조절가능한 출구 오리피스를 구비하는 장치의 단면도이다.
장치 (1) 는 샤프트 (5) 를 둘러싸는 하우징 (3) 을 포함한다. 샤프트에는 기능 요소들 (7) 이 장착된다. 기능 요소들 (7) 은 예컨대 도면에 도시된 바와 같이 패들 건조기의 패들일 수 있다. 대안적으로, 기능 요소들은 예컨대 반죽 바아 또는 디스크인 것이 또한 가능하다. 만일 기능 요소들 (7) 이 디스크 또는 패들이면, 기능 요소들은 내부를 통해 유동하는 온도 제어 매체를 가지는 중공 요소로서 또한 구성될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 샤프트 (5) 는 마찬가지로 중공 샤프트이며, 이 중공 샤프트를 통해 온도 제어 매체가 유동한다.
장치 (1) 에 존재하는 재료는 장치 (1) 에서 기능 요소들 (7) 의 지원으로 순환되거나 또는 완전하게 반죽되며, 동시에 충전 오리피스 (미도시) 로부터 출구 오리피스 (9) 로 전달된다. 여기서 도시한 실시형태에서, 출구 오리피스 (9) 는 하우징 (3) 의 측부에 제공된다.
여기서 도시한 실시형태에서, 하우징 (3) 은 원통형 구성이고, 기능 요소들 (7) 을 가지는 샤프트 (5) 를 둘러싼다. 하우징 (3) 의 원통형 설계는 장치 (1) 의 최상의 가능한 기능을 보장한다.
출구 오리피스 (9) 를 설정하기 위해, 출구 오리피스는 그 하부 에지에 조절가능한 위어 (11) 를 포함한다. 여기서, 조절가능한 위어 (11) 는 하우징 (3) 의 원통형 지오메트리에 적합하도록 되어 있다. 그러나, 출구 오리피스 (9) 의 하부 에지 (13) 의 변위를 가능하게 하는 위어 (11) 의 임의의 다른 소망의 설계가 또한 상정가능하다.
샤프트 부하가 과도하게 높은 충전 레벨에서 통상 일어나는 특정한 최대 부하를 초과하자마자, 위어 (11) 의 하부 에지 (13) 는 하방으로 변위된다. 이는 바닥에서 출구 오리피스 (9) 를 확대시키고 장치 (1) 의 충전 레벨은 떨어진다. 이는 샤프트의 부하를 감소시킨다. 샤프트 부하가 특정한 최소값 미만으로 떨어지면, 출구 오리피스 (9) 의 하부 에지 (13) 를 상방으로 변위시키고 장치 (1) 의 충전 레벨을 올리는 것이 가능하다. 이는 장치 (1) 의 더 큰 작업량 및 따라서 최대의 활용을 허용한다. 출구 오리피스 (9) 의 하부 에지 (13) 의 상방 변위는, 샤프트 (5) 의 손상을 회피하기 위해, 샤프트 (5) 의 최대 부하가 도달하기 전에 종료되어야 한다.
도 2 는 변위가능한 출구 오리피스를 갖는 장치의 개략 측면도이다.
출구 오리피스 (9) 이외에, 장치 (1) 는 충전 오리피스 (15) 를 또한 포함한다. 장치 (1) 에서 처리되는 재료는 충전 오리피스 (15) 를 통해 첨가된다. 이는 예컨대 장치 (1) 가 건조기이면 건조되는 재료이거나 또는 반죽기에서 함께 반죽되는 출발 재료 또는 다른 재료일 수도 있다. 장치가 예컨대 폴리(메트)아크릴레이트를 제조하는데 사용되는 바와 같은 혼합 반죽기이면, 이는 충전 오리피스 (15) 를 통해 첨가되는 폴리(메트)아크릴레이트를 생산하도록 반응하는 출발 재료이다. 더욱이, 여기에 도시되지 않은 또 다른 충전 오리피스가 제공될 수 있으며, 이 또 다른 충전 오리피스를 통해 예컨대 첨가제가 첨가될 수 있다.
장치 (1) 를 작동시킬 수 있도록 하기 위해, 샤프트 (5) 에는 드라이브 (17) 가 제공된다. 드라이브 (17) 는 통상 전기 모터이다.
샤프트 부하는 예컨대 드라이브 (7) 의 회전 속도 또는 드라이브 (7) 의 파워를 검출함으로써 검출될 수 있다. 이들 데이터는 제어 유닛 (19) 에 공급된다. 제어 유닛 (19) 에서, 검출된 데이터는 특정한 최대값 및 선택적으로 특정한 최소값과 비교된다. 특정한 최대값이 초과되면, 위어 (11) 를 위한 액츄에이터에 신호가 전송되고 위어 (11) 는 하방으로 이동되어서, 출구 오리피스의 하부 에지 (13) 가 하방으로 이동된다. 상응하여, 상기 값이 특정한 최소값 미만으로 떨어지면, 위어 (11) 를 상방으로 변위시킴으로써 출구 오리피스 (9) 의 하부 에지 (13) 가 상방으로 변위된다. 이를 위해, 예컨대 제어 유닛 (19) 은 위어 (11) 를 변위시킬 수 있는 액츄에이터에 신호를 전송한다.
이러한 방식으로, 장치 (1) 에서 샤프트 손상을 여전히 회피할 수 있는 이상적인 충전 레벨을 각각의 경우에 설정하는 것이 가능하다.
1 : 장치
3 : 하우징
5 : 샤프트
7 : 기능 요소
9 : 출구 오리피스
11 : 위어
13 : 하부 에지
15 : 충전 오리피스
17 : 드라이브
19 : 제어 유닛

Claims (7)

  1. 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 를 가지는 장치 (1) 의 작동 방법으로서,
    상기 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 는 상기 장치 (1) 에서 처리되는 재료에 작용하는 기능 요소들 (7) 을 포함하고,
    상기 장치 (1) 는 충전 오리피스 (15), 및 조절가능한 하부 에지 (13) 를 갖는 출구 오리피스 (9) 를 포함하고,
    상기 충전 오리피스 (15) 로부터 상기 출구 오리피스 (9) 까지 상기 장치 (1) 를 통해 재료가 연속하여 전달되고,
    상기 방법은
    (a) 샤프트 부하를 결정하기 위해 상기 적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 에 대한 부하 데이터를 측정하는 단계,
    (b) 상기 샤프트 부하가 특정한 최대 부하를 초과하면, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 하강시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 감소시키거나, 또는, 상기 샤프트 부하가 특정한 샤프트 부하 미만이면, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 상방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 증가시키는 단계
    를 포함하는, 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 는 변위가능한 위어 (weir) 에 의해 형성되고, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 하강시키기 위해 상기 위어 (11) 가 하방으로 이동하고, 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 상방으로 변위시키기 위해 상기 위어 (11) 가 상방으로 이동하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 부하 데이터는 상기 샤프트 (5) 의 회전 속도, 상기 샤프트 (5) 를 구동시키기 위한 모터 파워 및 샤프트 (5) 편향 값들을 포함하는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 편향값은 샤프트 단부들간의 거리를 결정하고 상기 거리의 변화에 근거하여 상기 샤프트 (5) 의 편향을 결정함으로써 결정되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 최대 부하 및 상기 특정한 샤프트 부하, 즉 상기 특정한 샤프트 부하 미만에서는 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 상방으로 변위시키고 그리고/또는 공급되는 재료의 양을 증가시키는 상기 특정한 샤프트 부하는 상기 출구 오리피스 (9) 의 상기 하부 에지 (13) 를 조절하기 위한 제어 유닛 (19) 에 저장되는 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 회전 샤프트 (5) 를 가지는 상기 장치 (1) 는 반죽기 (kneader) 또는 패들 건조기 (paddle dryer) 인 것을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치 (1) 는 폴리(메트)아크릴레이트를 제조하기 위한 것임을 특징으로 하는 적어도 하나의 회전 샤프트를 가지는 장치의 작동 방법.
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