JP5356046B2 - 密閉式混練機及びその監視方法 - Google Patents
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Description
また、集塵カバーについては、スイッチ(安全装置)が設けられている場合もある。この場合には、混練機の運転中に集塵カバーを開くと、混練機の運転が停止するので、運転中に、上記の確認作業を行なうことは困難である。
ラッチ機構がスライド式である場合にも同様に、ドア及びラッチの接触部分において磨耗が生じる。また、その交換時期を逃すと、耐久部品であるケーシング(ハウジング)などにも損傷が生じる。
なお、ラッチ機構におけるこれらの接触部分については、通常、磨耗状態の連続的な把握が困難であるため、その交換時期の予測は難しい。
このように、ラッチ機構が、トグル式及びスライド式の両方の場合において、接触部分の磨耗状態の放置は、機械部品に損傷を与える原因となる。
前記ラッチ機構は、(a)前記ドアに接触するラッチ部材と、(b)前記ドアへ向かう動力を前記ラッチ部材に供給するリニアアクチュエータと、(c)当該リニアアクチュエータの直線動作距離を測定するリニアセンサと、を備え、前記表示装置は、前記直線動作距離に基づき、ラッチ部材変位情報を表示する。
また、混練機の運転中に、接触部分の磨耗状態を確認できるので、磨耗部材の交換時期を知ることができる。
また、接触部分の磨耗状態をモニタリングしておくことにより、使用限界を超えて部材を使用し続けることにより生じる、材料排出口における、ケーシング内壁の縁部分の変形を未然に防止できる。
ケーシングとは、内部に混練室が形成された収容部材のことである。ケーシング内部の混練室では、混練ロータによって、材料の混練が行なわれる。
ドアとは開き戸のことであり、回転軸を中心にして、弧を描いて開閉する。
リニアアクチュエータの直線動作距離とは、リニアアクチュエータにおいて直線運動をする部材が、直線に沿って移動する距離のことであり、例えば、油圧シリンダの場合には、ピストンの移動距離に相当する。
また、ラッチ部材変位情報については、初期位置に対する相対位置を示す値(例えば、初期ストロークに対する変化量の値)としてもよいし、絶対的な位置の変化を示す値(例えば、ストロークの測定値の変化量の値)としてもよい。
また、表示装置における表示形態については、例えば、ラッチ部材変位情報の数値を直接表示してもよいし、ラッチ部材変位情報の数値をグラフ表示(棒グラフ、円グラフ、折れ線グラフなどで表示)してもよい。
表示装置としては、液晶ディスプレイ、ブラウン管、プラズマディスプレイ、LEDなどを利用できる。
また、ラッチ部材においても、ドアとの接触部分に、消耗部品(交換部品;例えばラッチストライカ)が設けられていてもよいし、このような消耗部品はなくてもよい。
例えば、この構成により、(i)磨耗部材の交換時期における事前アラームと、(ii)磨耗部材の磨耗限界(使用限界)におけるアラームと、を発することができる。これにより、使用限界を超えて磨耗部材を使用することが防止されるので、機械部品を保護できる。さらに、消耗部品の準備期間の確保、工事計画などを効率的に行なうことができる。
前記ラッチ機構は、(a)前記ドアに接触するラッチ部材と、(b)前記ドアへ向かう動力を前記ラッチ部材に供給するリニアアクチュエータと、を備える。
そして、本発明に係る監視方法は、リニアセンサを用いて前記リニアアクチュエータの直線動作距離を測定する測定工程と、前記直線動作距離に基づき、前記ケーシングの外側に設けられた表示装置に、ラッチ部材変位情報を表示する表示工程と、を有する。
また、混練機の運転中に、接触部分の磨耗状態を確認できるので、磨耗部材の交換時期を知ることができる。
また、接触部分の磨耗状態をモニタリングしておくことにより、使用限界を超えて部材を使用し続けることにより生じる、材料排出口における、ケーシング内壁の縁部分の変形を未然に防止できる。
まず、図1を用いて、密閉式混練機1の全体構成について説明する。密閉式混練機1は、ケーシング2と、二つのロータ2rと、ドロップドア3と、ラッチ機構4と、表示装置5と、記憶装置6と、支持台7とを有する。また、本実施形態に係る密閉式混練機1は、二軸のバッチ式ミキサであり、例えば、ゴム原料の混練に用いられる。
ケーシング2は、密閉式混練機1の本体部であり、金属材料から成る。ケーシング2は、金属製の支持台7によって支持されている。ケーシング2の内部には二つの混練室2sが形成されている。それぞれの混練室2sは、円筒状に形成されている。また、上記のように、ケーシング2の上部には、混練される材料を供給するための材料供給口2jが形成されており、ケーシング2の下部には、混練された材料を排出するための材料排出口2hが形成されている。材料排出口2hは、ロータ2rの軸方向に沿って伸びるように形成されている。
そして、ケーシング2の内部では、材料供給口2j、二つの混練室2s、及び、材料排出口2hが、互いに通じている。
ドロップドア(ドア)3は、金属材料から成り、ケーシング2の材料排出口2hを塞ぐ蓋部材として機能する。ドロップドア3は、回転軸3sを中心にして回転できるように配置されている。具体的には、回転軸3sは、ドロップドア3に固定されており、また、回転軸3sは、回転可能な状態で、支持台7によって支持されている。回転軸3sの軸方向は、ロータ2rの軸方向に平行である。
ドロップドア3が閉じられた状態(ドロップドア3が材料排出口2hを塞いだ状態)では、先端部3vが、材料排出口2hの内部に入り込み、また、先端部3vの二つの表面3rが、ケーシング2の内面と共に、二つの混練室2sの壁面を構成する。
なお、コンタクトプレート3bは合成樹脂製であってもよい。また、コンタクトプレート3bはなくてもよい。
ラッチ機構4は、混練作業時には、ラッチ部材41を用いて、ケーシング2に対してドロップドア3を押し付けることにより、密閉式混練機1をラッチ状態(ドロップドア3が開かない状態)にする。また、ラッチ機構4は、混練された材料の排出時には、ラッチ状態を解除する。
なお、油圧シリンダと、支持台とは、同じ基部に設置されていればよく、ベース4Bと支持台7とは、分離した別部材であってもよい。
油圧シリンダ42の「ストローク」(行程)とは、図1を用いて説明すると、ピストンロッド41bが、左端(一端)から、右端(他端;ラッチ状態の位置)まで移動する距離のことである。
接触部41sの側面は、円錐面になっており、また、接触部41sの先端の表面は、球面の一部として曲面状になっている。そして、接触部41sの上面には、傾斜部41zが形成されており、傾斜部41zにおいては、ドロップドア3の方へ向かうにつれて、軸方向Dに沿った中心線(図2の一点鎖線J参照)からの距離が低くなっている(図2参照)。
なお、磁歪線の材料は、Wiedemann効果を生じる金属材料(強磁性材料)であればよく、鉄、コバルト、ガドリニウムなどを含む合金であってもよい。
なお、油圧シリンダ42にリニアセンサ43が一体的に取り付けられているため、混練機運転中におけるセンサの位置ずれの心配がない(このような位置ずれは、位置調整できるようにリミットスイッチを設ける場合に発生し得る)。
そして、永久磁石41mが磁歪線44に接近すると、磁歪線44における、永久磁石41mの近傍部分では、円周方向磁場と軸方向磁場との合成により、点線で示すような斜めの磁場が生じる。この斜めの磁場に起因して、磁歪線44の永久磁石41m近傍部分には、ねじり歪みが発生する(この現象をWiedemann効果という)。このねじり歪みは、超音波振動(又は音波信号)として、金属である磁歪線44上を伝播する。リニアセンサ43においては、この超音波(又は音波)の伝播時間を測定することにより、永久磁石41mの位置を特定している。
なお、リニアセンサ43を、A/Dコンバータを介して、プログラマブルコントローラや、マイクロプロセッサなどに接続してもよい。この場合には、ピストンロッド41bを、任意位置で減速・停止できる。
表示装置5は、液晶ディスプレイであり、ケーシング2の外側であって、且つ、ケーシング2の近傍に配置された操作盤(図示せず)に設けられている。表示装置5には、表示部(表示画面)5dが設けられており、各種情報は、この表示部5dに表示される。
記憶装置6は、RAM(Random Access Memory)であり、上記の操作盤内に設けられている。記憶装置6には、予め、複数の設定値が格納されている。「設定値」とは、油圧シリンダ42のストローク(直線動作距離の最大値)に対応する値として設定された値であり、後述する警告表示を行なう際の基準値である。
なお、記憶装置6への設定値の入力については、オペレータが、操作盤に設けられたキーボードを用いて、任意の設定値を入力するようにしてもよいし、予め、メーカー推奨の設定値が、記憶装置6に格納されていてもよい。また、記憶装置6においては、一つの設定値のみが格納されてもよい。
次に、密閉式混練機1のラッチ状態について説明する。ラッチ状態とは、ドロップドア3が開かないように、ラッチ機構4によってドロップドア3がロックされた状態のことである。
表示装置5は、アラーム(警報;警告表示)を発するアラーム手段としても機能する。以下、表示装置5における、ラッチ部材変位情報の表示、及び、警告表示について説明する。記憶装置6には、ストローク(直線動作距離の最大値)の基準値として、二つの設定値が格納されている。また、具体的には、設定値が、「52.0 mm」(設定値A)、「53.0 mm」(設定値B)の二段階に設定されているものとする。また、この二段階の設定値は、一つのリニアセンサ43に対応して設定されている。
設定値Bは、磨耗部材の使用限界を示す基準値であり、ストロークの値が設定値Bに達したときに密閉式混練機1の運転を中止すれば、密閉式混練機1に大きな損傷が生じることを防止できる。なお、設定値の値及び設定方法は、このようなものには限られない。
(i) 0.0 〜 +1.9
(ii) +2.0 〜 +2.9
(iii)+3.0以上
次に、本実施形態に係る密閉式混練機の監視方法について説明する。
まず、ドロップドア3を閉めて、ドロップドア3によって材料排出口2hを塞ぐ(閉扉工程)。そして、ラッチ機構4を作動させて、ラッチ状態(ピストンロッド41bが、コンタクトプレート3bを下方から支持することにより、ドロップドア3の下降が制限され、ドロップドア3が開かない状態)にする(ラッチ工程)。
次に、本実施形態に係る密閉式混練機1及びその監視方法により得られる効果について説明する。
(1)密閉式混練機1は、混練された材料を排出するための材料排出口2hが形成されたケーシング2と、回転軸(軸)3sを中心に回転して開閉し、材料排出口2hを塞ぐドロップドア(ドア)3と、(i)混練作業時には、ケーシング2に対してドロップドア3を押し付けることにより、ラッチ状態(ドロップドア3が開かない状態)にし、(ii)混練された材料の排出時には、ラッチ状態を解除するラッチ機構4と、ケーシング2の外側に設けられた表示装置5と、を有する。
ラッチ機構4は、(a)ドロップドア3に接触するピストンロッド41b(ラッチ部材41)と、(b)ドロップドア3へ向かう動力をピストンロッド41bに供給する油圧シリンダ(リニアアクチュエータ)42と、(c)当該油圧シリンダ42の直線動作距離を測定するリニアセンサ43と、を備え、表示装置5は、直線動作距離の測定値に基づき、ストローク変化量(ラッチ部材変位情報)を表示する。
また、混練機の運転中に、接触部分の磨耗状態を確認できるので、磨耗部材の交換時期を知ることができる。
また、接触部分の磨耗状態をモニタリングしておくことにより、使用限界を超えて部材を使用し続けることにより生じる、材料排出口2hにおける、ケーシング内壁の縁部分の変形を未然に防止できる。
この構成では、測定値(ラッチ状態における直線動作距離の値)に対応する基準値として、二つ以上の設定値を設定することにより、磨耗部材の磨耗状態を段階的に監視できる。
具体的には、本実施形態では、(i)磨耗部材の交換時期における事前アラームと、(ii)磨耗部材の磨耗限界(使用限界)におけるアラームと、を発することができる。これにより、磨耗した磨耗部材を使用することが防止されるので、排出口の開口縁の薄肉部に対して、その耐久限界を超えた力が作用することを抑止でき、その結果として、機械部品を保護できる。さらに、消耗部品の準備期間の確保、工事計画などを効率的に行なうことができる。
この構成によると、ラッチ部材変位情報を表示する表示装置5にアラームが表示され、且つ、オペレータがアラームを視覚的に認識できるので、(i)磨耗部材の磨耗状態の把握と、(ii)磨耗状態が、磨耗部材の交換時期や使用限界に達しているかどうかの判断と、を容易に行なうことができる。
ラッチ機構4は、(a)ドロップドア3に接触するピストンロッド41b(ラッチ部材41)と、(b)ドロップドア3へ向かう動力をピストンロッド41bに供給する油圧シリンダ(リニアアクチュエータ)42と、を備える。
そして、本監視方法は、リニアセンサ43を用いて油圧シリンダ42の直線動作距離を測定する測定工程と、直線動作距離の測定値に基づき、ケーシング2の外側に設けられた表示装置5に、ストローク変化量(ラッチ部材変位情報)を表示する表示工程と、を有する。
また、混練機の運転中に、接触部分の磨耗状態を確認できるので、磨耗部材の交換時期を知ることができる。
また、接触部分の磨耗状態をモニタリングしておくことにより、使用限界を超えて部材を使用し続けることにより生じる、材料排出口における、ケーシング内壁の縁部分の変形を未然に防止できる。
次に、本発明の第2実施形態について、上記の第1実施形態と異なる部分を中心に説明する。なお、上記の実施形態と同様の部分については、図に同一の符号を付してその説明を省略する。図5は、本発明の第2実施形態に係る密閉式混練機の全体構成を示す正面概略図である。図6は、図5のC部分を拡大して示す概略図である。また、図5及び図6において、符号101、102、102h、102j、102s、103、103b、103r、103s、103v、103w、104、104B、141b、142、107を付した部分は、それぞれ、図1及び図2において、符号1、2、2h、2j、2s、3、3b、3r、3s、3v、3w、4、4B、41b、42、7を付した部分に相当する。
本発明の実施の形態は、上記の実施形態には限られない。例えば、ドロップドア及びピストンロッドの接触部分には、消耗部品(交換部品)はなくてもよい。具体的には、コンタクトプレート3b(又はコンタクトプレート103b)はなくてもよく、ラッチ部材は、ドロップドアの本体部に対して直接接触してもよい。また、ラッチストライカ141sはなくてもよく、ドロップドアは、ラッチ部材の本体部に対して直接接触してもよい。このような場合には、ドロップドア全体、及び、ラッチ部材全体が交換部品となる。
2 ケーシング
2h 材料排出口
2j 材料供給口
2r ロータ
3 ドア
3b コンタクトプレート(磨耗部品)
3r 表面
3s 回転軸
3t 突出部
3v 先端部
3w 接触面
4 ラッチ機構
41 ラッチ部材
41b ピストンロッド
41m 磁石
41p ピストン
41s 接触部
41z 傾斜部
42 油圧シリンダ(リニアアクチュエータ)
43 リニアセンサ
44 磁歪線
45 筒状体
5 表示装置(アラーム手段)
5c 着色部
5d 表示部
5f 枠
5s 中央処理装置
5t 非着色部
6 記憶装置
7 支持台
Claims (7)
- 混練された材料を排出するための材料排出口が形成されたケーシングと、
軸を中心に回転して開閉し、前記材料排出口を塞ぐドアと、
(i)混練作業時には、前記ケーシングに対して前記ドアを押し付けることにより、ラッチ状態(前記ドアが開かない状態)にし、(ii)混練された材料の排出時には、前記ラッチ状態を解除するラッチ機構と、
前記ケーシングの外側に設けられた表示装置と、を有し、
前記ラッチ機構は、(a)前記ドアに接触するラッチ部材と、(b)前記ドアへ向かう動力を前記ラッチ部材に供給するリニアアクチュエータと、(c)前記リニアアクチュエータの前記ドア側とは反対側の端部に一体的に取り付けられ、当該リニアアクチュエータの直線動作距離を測定するリニアセンサと、を備え、
前記表示装置は、前記直線動作距離に基づき、ラッチ部材変位情報を表示することを特徴とする密閉式混練機。 - 設定値が格納された記憶装置と、
(i)前記ラッチ状態におけるラッチ部材変位情報、及び、(ii)前記設定値、を比較して、当該ラッチ部材変位情報が前記設定値に達したときにアラームを発するアラーム手段と、を有することを特徴とする、請求項1に記載の密閉式混練機。 - 前記記憶装置においては、前記設定値を、一つの前記リニアセンサに対して、少なくとも二段階に設定できることを特徴とする、請求項2に記載の密閉式混練機。
- 前記アラームは、前記表示装置に表示されることを特徴とする請求項2又は3に記載の密閉式混練機。
- 前記表示装置は、前記ラッチ部材変位情報の表示形態を変更することにより、前記アラームの表示が行なわれるように構成されていることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか一項に記載の密閉式混練機。
- 混練された材料を排出するための材料排出口が形成されたケーシングと、軸を中心に回転して開閉し、前記材料排出口を塞ぐドアと、(i)混練作業時には、前記ケーシングに対して前記ドアを押し付けることにより、ラッチ状態(前記ドアが開かない状態)にし、(ii)混練された材料の排出時には、前記ラッチ状態を解除するラッチ機構と、を有する密閉式混練機の監視方法であって、
前記ラッチ機構は、(a)前記ドアに接触するラッチ部材と、(b)前記ドアへ向かう動力を前記ラッチ部材に供給するリニアアクチュエータと、を備え、
前記リニアアクチュエータの前記ドア側とは反対側の端部に一体的に取り付けられたリニアセンサを用いて前記リニアアクチュエータの直線動作距離を測定する測定工程と、
前記直線動作距離に基づき、前記ケーシングの外側に設けられた表示装置に、ラッチ部材変位情報を表示する表示工程と、を有することを特徴とする密閉式混練機の監視方法。 - (i)前記ラッチ状態におけるラッチ部材変位情報、及び、(ii)予め設定された設定値、を比較して、当該ラッチ部材変位情報が前記設定値に達したときに、アラーム手段を用いてアラームを発するアラーム工程を有することを特徴とする、請求項6に記載の密閉式混練機の監視方法。
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