树脂造粒机装置及气蚀监视方法与流程

本发明涉及将树脂成形为颗粒状的技术。

背景技术：

树脂造粒机装置是如下装置，使用在设有模孔的模面上以高速旋转的旋转刃，将被从模孔挤出到水中的条带状（绳状）的熔融树脂切断，将树脂成形为颗粒状。

在模面与旋转刃之间设有间隙。如果间隙变大，则会发生熔融树脂的切割不良。所谓切割不良，是例如发生了具有胡须状的部分的颗粒、或发生了以链状相连的多个颗粒的情况。

作为能够监视间隙的技术，提出了以下这样的切割不良检测方法，该切割不良检测方法具备：按照基准位置设定时机，使切割刀抵接在模面上并测量切割刀的位置，将其设定为基准位置的步骤；当使切割刀旋转而将熔融树脂切断时测量切割刀的位置，将其作为当前位置的步骤；在前述当前位置与前述基准位置的差比规定的间隙设定大时报告切割不良的警告的步骤（例如，参照专利文献1）。

专利文献1：日本特开2001－38676号公报。

树脂造粒机装置在水中使旋转刃在模面上高速旋转而将熔融树脂切断，但此时有发生气蚀的情况。气蚀是在液体的流动中由于压力差而在短时间中发生泡的产生和消灭的物理现象。本发明人发现会由于气蚀而发生切割不良。希望有能够在树脂造粒机装置的运转中监视气蚀的技术。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能够监视气蚀的树脂造粒机装置及气蚀监视方法。

有关本发明的第1技术方案的树脂造粒机装置具备：模，具有开设有模孔的模面；旋转刃，通过在水中在前述模面上旋转，将被从前述模孔挤出的树脂在前述水中切断为颗粒状；传感器，检测前述旋转刃在前述模面上旋转中产生的弹性波；判定部，监测前述传感器的输出值，当前述传感器的输出值变得比预先设定的阈值小时，判定为发生了气蚀。

旋转刃在模面上旋转中产生的弹性波（例如超声波、振动）被传感器检测到。本发明人发现，虽然随着旋转刃的转速变大而传感器的输出值变大，但如果发生气蚀则有传感器的输出值下降的现象。认为这是因为由发生气蚀而旋转刃晃动。

气蚀成为切割不良的原因。所以，判定部监测传感器的输出值，当传感器的输出值变得比预先设定的阈值小时判定为发生了气蚀。因而，根据有关本发明的第1技术方案的树脂造粒机装置，能够监视气蚀。

在上述结构中，还具备报告部，前述报告部在前述判定部判定为发生了前述气蚀时，报告前述气蚀的发生。

该结构当判定为发生了气蚀时报告气蚀的发生。因而，树脂造粒机装置的操作者能够采取为了应对气蚀发生所需要的措施（例如，降低旋转刃的转速的措施、将树脂造粒机装置的运转停止的措施）。

在上述结构中，还具备停止控制部，前述停止控制部在前述判定部判定为发生了前述气蚀时，使前述树脂造粒机装置的运转停止。

该结构当判定为发生了气蚀时自动地将树脂造粒机装置的运转停止。

在上述结构中，前述判定部将第1阈值及比前述第1阈值小的第2阈值作为前述阈值，与前述传感器的输出值比较；还具备：报告部，当由前述判定部判定为前述传感器的输出值比前述第1阈值小且为前述第2阈值以上时，报告发生了前述气蚀；停止控制部，当由前述判定部判定为前述传感器的输出值比前述第2阈值小时，使前述树脂造粒机装置的运转停止。

当发生了气蚀时，随着旋转刃的转速变大，传感器的输出值变小。认为旋转刃的晃动变大为其原因。如果旋转刃的晃动变大，则切割不良的程度进一步变差。例如，产生以链状相连的多个颗粒。这成为颗粒在树脂造粒机装置的内部堵塞的原因。

所以，当判定部判定为传感器的输出值比第1阈值小且为第2阈值以上时，认为在树脂造粒机装置中没有发生大的问题（由于切割不良，产生例如具有胡须状的部分的颗粒），报告部报告气蚀的发生。相对于此，当判定部判定为传感器的输出值比第2阈值小时，认为在树脂造粒机装置中发生大的问题（由于切割不良，产生例如以链状相连的多个颗粒），停止控制部自动地使树脂造粒机装置的运转停止。

在上述结构中，还具备：存储部，预先存储不发生前述气蚀的前述旋转刃的转速的上限值；旋转控制部，将前述旋转刃的转速控制为不超过前述上限值的值。

根据该结构，能够防止气蚀的发生。

有关本发明的第2技术方案的气蚀监视方法，是监视在树脂造粒机装置中发生的气蚀的方法，前述树脂造粒机装置具备模和旋转刃，前述模具有开设有模孔的模面，前述旋转刃通过在水中在前述模面上旋转，将被从前述模孔挤出的树脂在前述水中切断为颗粒状，具备：第1步骤，检测前述旋转刃在前述模面上旋转中产生的弹性波；第2步骤，监测在前述第1步骤中检测到的弹性波的大小，当前述弹性波的大小变得比预先设定的阈值小时，判定为发生了气蚀。

有关本发明的第2技术方案的气蚀监视方法，将有关本发明的第1技术方案的树脂造粒机装置从方法的观点做出了规定，具有与有关本发明的第1技术方案的树脂造粒机装置同样的作用效果。

根据本发明，能够监视在树脂造粒机装置中发生的气蚀。

附图说明

图1是表示有关本实施方式的树脂造粒机装置的结构的块图。

图2是树脂造粒机装置主体的剖视图。

图3是将图2从iiia－iiib的方向观察的俯视图。

图4是将图2从iva－ivb的方向观察的俯视图。

图5是是将图2从va－vb的方向观察的俯视图。

图6是说明在树脂造粒机装置的运转中发生的气蚀的说明图。

图7是表示旋转刃的转速与传感器的输出值的关系的曲线图。

图8是说明使用第1阈值及第2阈值的树脂造粒机装置的控制的流程图。

具体实施方式

以下，基于附图详细地说明本发明的一实施方式。图1是表示有关本实施方式的树脂造粒机装置100的结构的块图。树脂造粒机装置100具备树脂造粒机装置主体110、控制部120、操作面板130、报告部140及传感器150。

从树脂造粒机装置主体110进行说明。图2是树脂造粒机装置主体110的剖视图。图3是将图2从iiia－iiib的方向观察的俯视图。图4是将图2从iva－ivb的方向观察的俯视图。图5是将图2从va－vb的方向观察的俯视图。

参照图2，树脂造粒机装置主体110具备腔室1、旋转头2、旋转轴3、轴承4、马达5及模6。在腔室1的内部11配置有旋转头2。旋转头2被固定在旋转轴3的一方的端部。在与旋转轴3交叉的腔室1的壁面13上形成有贯通孔，在那里嵌入着轴承4。轴承4支承旋转轴3。旋转轴3的另一方的端部延伸到腔室1外，与马达5连结。如果马达5旋转，则旋转轴3旋转，由此旋转头2旋转。

参照图2及图3，旋转头2具备四个旋转刃21和将各旋转刃21固定的固定部23。固定部23具有圆锥台的形状，在固定部23的一方的端面固定着旋转轴3。在固定部23的另一方的端面（圆锥台的底面231）上，以90度的间隔配置有四个旋转刃21。以旋转刃21的个数是四个的情况为例进行说明，但旋转刃21的个数并不限定于四个。

旋转刃21具有大致长方形状，旋转刃21的较长方向朝向固定部23的另一方的端面（圆锥台的底面231）的径向。旋转刃21的一方的端部211被固定在固定部23的另一方的端面（圆锥台的底面231）的边缘部上，旋转刃21在固定部23的另一方的端面（圆锥台的底面231）的外侧旋转。

在与固定部23的另一方的端面（圆锥台的底面231）相对的腔室1的壁面15上，形成有贯通孔。该贯通孔被模6封堵。

参照图2及图4，模6具有配置在腔室1的内部11中的模面61。模面61具有圆盘状的形状，在模面61上，以环状等间隔地开设有多个模孔63。模孔63将模6贯通。参照图2及图5，在旋转刃21旋转的路径中开设有模孔63，被挤压机（未图示）挤压出的熔融树脂穿过模孔63被从模孔63挤出，在模面61上被旋转刃21切断。由此，熔融树脂被成形为颗粒。

参照图2，在树脂造粒机装置100的运转中，腔室1的内部11被水充满，旋转头2、模面61及模孔63处于水中。上述颗粒被腔室1的内部11的水冷却。在腔室1的下部，在腔室1的壁面17上形成有作为流入口10的贯通孔。在腔室1的上部，在腔室1的壁面19上形成有作为流出口12的贯通孔。从流入口10将水送向腔室1的内部11，内部11被水充满，内部11的水被从流出口12向腔室1的外部引导，再次被从流入口10送向腔室1的内部11。

参照图1，对控制部120进行说明。控制部120控制树脂造粒机装置主体110。控制部120是由中央处理器（cpu，centralprocessingunit）、随机存取储存器（ram，randomaccessmemory）及只读存储器（rom，readonlymemory）等实现的计算机。控制部120作为功能块而具备判定部121、旋转控制部123、存储部125及停止控制部127。关于这些功能块在后面说明。

操作面板130是进行操作树脂造粒机装置100的输入的装置。在该输入中，包括命令树脂造粒机装置100的运转开始、命令运转停止、设定旋转刃21的转速等。

报告部140当判定为在树脂造粒机装置100的运转中发生了气蚀时，报告气蚀的发生。报告部140由显示器、扬声器或警告灯等实现。在报告部140是显示器的情况下，显示表示发生了气蚀的图像。在报告部140是扬声器的情况下，输出表示发生了气蚀的声音。在报告部140是警告灯的情况下，警告灯点亮。

参照图1及图2，在模6的侧面上配置有传感器150。树脂造粒机装置100使用传感器150监视气蚀。以下，详细地进行说明。旋转刃21在模面61上旋转中发生超声波。虽然在旋转刃21与模面61之间设有规定的间隙，但旋转刃21在模面61上旋转中，使旋转刃21旋转的旋转轴3在轴向上振动，由此旋转刃21与模面61接触，这被认为是主要的原因。

传感器150检测旋转刃21在模面61上旋转中产生的弹性波（旋转刃21在模面61上旋转中、通过旋转刃21与模面61接触而产生的弹性波）。在将旋转刃21在模面61上旋转中产生的超声波作为弹性波检测到的情况下，使用声发射（ae，acousticemission）传感器。在将旋转刃21在模面61上旋转中产生的振动作为弹性波检测到的情况下，使用振动传感器。在本实施方式中，作为传感器150以声发射传感器为例进行说明。传感器150的输出值是从传感器150输出的信号的强度，表示旋转刃21在模面61上旋转中产生的超声波的大小。

图6是说明在树脂造粒机装置100的运转中发生的气蚀说明图。在树脂造粒机装置100的运转中，在腔室1的内部11被水充满的状态下，旋转头2高速旋转，由此，旋转刃21在模面61上高速旋转。被从模孔63挤出的熔融树脂600被旋转刃21切断而被成形为颗粒。

如果旋转刃21的转速变大，则发生气蚀。附图标记700表示由于气蚀而产生的气泡。如上述那样，旋转刃21在模面61上旋转中产生超声波。此时产生的超声波被传感器150（图1）检测到。本发明人发现，随着旋转刃21的转速变大，传感器150的输出值（从传感器150输出的信号的强度）变大，但如果发生气蚀，则有传感器150的输出值下降的现象。这被认为是因为，通过发生气蚀，旋转刃21晃动，旋转刃21与模面61的接触压力变小。

通过发生气蚀而旋转刃21晃动的理由并不明确。本发明人推测，因为在由气蚀产生的气泡700消灭时产生的冲击波，在使旋转刃21旋转的旋转轴3上发生倾斜，由此旋转刃21晃动。

图7是表示旋转刃21的转速（旋转头2的转速）与传感器150的输出值的关系的曲线图。横轴表示旋转刃21的转速，纵轴表示传感器150的输出值。随着旋转刃21的转速增加，传感器150的输出值重复增加而成为恒定、增加而成为恒定的过程，但在发生了气蚀时，传感器150的输出值急剧地下降。通过大量地产生了气泡700，可知道发生了气蚀。

气蚀成为切割不良的原因。所以，参照图1，判定部121监测传感器150的输出值，当在传感器150的输出值超过预先设定的阈值（例如第1阈值th1）后、传感器150的输出值变得比上述阈值小时，判定为发生了气蚀。因而，借助有关本实施方式的树脂造粒机装置100，能够监视气蚀。

在本实施方式中，作为用来监视气蚀的阈值而设定第1阈值th1、以及比它小的第2阈值th2。对此进行说明。参照图7，当发生了气蚀时，随着旋转刃21的转速变大，传感器150的输出值变小。这种情况的原因被认为是，旋转刃21的晃动变大，旋转刃21与模面61的接触压力变小。如果旋转刃21的晃动变大，则切割不良的程度进一步变差。例如，产生以链状相连的多个颗粒。这成为颗粒在树脂造粒机装置100的腔室1的内部11堵塞的原因。

决定第1阈值th1及第2阈值th2，以使得在虽然发生气蚀、但在树脂造粒机装置100中没有发生大的问题的情况下（由于切割不良，产生例如具有胡须状的部分的颗粒），传感器150的输出值比第1阈值th1小且为第2阈值th2以上。相对于此，决定第2阈值th2，以使得在发生气蚀、在树脂造粒机装置100中发生大的问题的情况下（由于切割不良，产生例如以链状相连的多个颗粒），传感器150的输出值比第2阈值th2小。

在开始树脂造粒机装置100的运转之前，预先设定第1阈值th1及第2阈值th2。以下，详细地进行说明。参照图1、图2及图7，在腔室1的内部11被水充满的状态下，操作者对操作面板130进行操作，输入设定阈值的命令。由此，旋转控制部123进行使马达5旋转的控制，使旋转刃21旋转。由于熔融树脂没有被送到模孔63中，所以熔融树脂不被从模孔63挤出。

旋转控制部123进行使旋转刃21的转速逐渐增加的控制。判定部121监测传感器150的输出值，当传感器150的输出值下降、下降量超过了预先设定的第1量时，将此时的传感器150的输出值作为第1阈值th1存储到存储部125中。由此，第1阈值th1的设定完成。

判定部121继续监测传感器150的输出值，当传感器150的输出值从第1阈值th1进一步变低、该下降量超过了预先设定的第2量时，将此时的传感器150的输出值作为第2阈值th2存储到存储部125中。由此，第2阈值th2的设定完成。

在本实施方式中，当传感器150的输出值的下降量超过了上述第1量时，将此时的传感器150的输出作为第1阈值th1。但是，有可能由于传感器150的输出值的误差等，实际在树脂造粒机装置100的运转中，当传感器150的输出值的下降量超过了比上述第1量小的量时就发生气蚀。由此，也可以当传感器150的输出值的下降量超过了上述第1量时，将此时的传感器150的输出值的常数倍作为第1阈值th1。关于第2阈值th2也是同样的。

接着，对使用第1阈值th1及第2阈值th2的树脂造粒机装置100的控制进行说明。图8是说明它的流程图。参照图1及图8，判定部121在树脂造粒机装置100的运转中监测传感器150的输出值（步骤s1）。

判定部121判定在步骤s1中监测到的传感器150的输出值是否超过了图7所示的第1阈值th1（步骤s2）。当判定部121判定为在步骤s1中监测到的传感器150的输出值没有超过第1阈值th1时（步骤s2中为否），判定部121进行步骤s1的处理。此时，报告部140报告传感器150的输出值没有超过第1阈值th1。操作者将操作面板130操作，调整旋转刃21的转速。

当判定部121判定为在步骤s1中监测到的传感器150的输出值超过了第1阈值th1时（步骤s2中为是），判定部121继续传感器150的输出值的监测（步骤s3）。

判定部121判定在步骤s3中监测到的传感器150的输出值是否比第1阈值th1低（步骤s4）。当判定部121判定为在步骤s3中监测到的传感器150的输出值为第1阈值th1以上时（步骤s4中为否），判定部121进行步骤s3的处理。

当判定部121判定为在步骤s3中监测到的传感器150的输出值比第1阈值th1低时（步骤s4中为是），判定部121判定在步骤s3中监测到的传感器150的输出值是否比第2阈值th2低（步骤s5）。

当判定部121判定为在步骤s3中监测到的传感器150的输出值为第2阈值th2以上时（步骤s5中为否），在继续树脂造粒机装置100的运转的状态下，报告部140报告发生了气蚀（步骤s6）。接着，判定部121进行步骤s3的处理。

当判定部121判定为在步骤s3中监测到的传感器150的输出值比第2阈值th2低时（步骤s5中为是），停止控制部127使树脂造粒机装置100的运转停止（步骤s7）。由此，旋转刃21的旋转被停止。

如以上说明，当判定部121判定为传感器150的输出值比第1阈值th1小（步骤s2中为是）且为第2阈值th2以上时（步骤s5中为否），认为在树脂造粒机装置100中没有发生大的问题（由于切割不良，产生例如具有胡须状的部分的颗粒），继续树脂造粒机装置100的运转，报告部140报告气蚀的发生（步骤s6）。

相对于此，当判定部121判定为传感器150的输出值比第2阈值th2小时（步骤s5中为是），认为在树脂造粒机装置100中发生大的问题（由于切割不良，产生例如以链状相连的多个颗粒），停止控制部127自动地使树脂造粒机装置100的运转停止（步骤s7）。

接着，对旋转刃21的转速的上限值进行说明。气蚀的发生主要取决于旋转刃21的转速。随着旋转刃21的转速变大而气蚀变剧烈。

参照图7可知，如果旋转刃21的转速超过规定值则发生气蚀。所以，如果将旋转刃21的转速的上限值uv设定为比该规定值小的值，则能够防止气蚀的发生。

在开始树脂造粒机装置100的运转之前设定上限值uv。以下，详细地进行说明。参照图1、图2及图7，在腔室1的内部11被水充满的状态下，操作者将操作面板130操作，输入设定上限值uv的命令。由此，旋转控制部123进行使马达5旋转的控制，使旋转刃21旋转。由于熔融树脂没有被送到模孔63中，所以熔融树脂不被从模孔63挤出。

旋转控制部123进行使旋转刃21的转速逐渐增加的控制。判定部121监测传感器150的输出值，当传感器150的输出值下降、下降量超过了预先设定的第3量时，将此时的旋转刃21的转速作为气蚀发生的转速，将比其低的转速作为上限值uv存储到存储部125中。由此，上限值uv的设定完成。

操作者在将树脂造粒机装置100运转时，可以选择上述使用第1阈值th1及第2阈值th2的控制、和使用上限值uv的控制的某种。当操作者将操作面板130操作而输入了选择使用上限值uv的控制的命令时，旋转控制部123在树脂造粒机装置100的运转中进行控制，以使旋转刃21的转速不超过存储在存储部125中的上限值uv。由此，能够防止气蚀的发生。

在本实施方式中，设定了两个阈值（第1阈值th1、第2阈值th2），但阈值也可以是一个。将其作为本实施方式的变形例1及变形例2进行说明。

参照图1及图7，第1变形例的判定部121监测传感器150的输出值，当传感器150的输出值变得比预先设定的阈值（例如第1阈值th1）小时，判定为发生了气蚀。报告部140当判定部121判定为发生了气蚀时，报告气蚀的发生。第1变形例也可以不具备停止控制部127。

根据第1变形例，当判定部121判定为发生了气蚀时，能够报告气蚀的发生。因而，树脂造粒机装置100的操作者能够采取为了应对气蚀发生所需要的措施（例如，降低旋转刃21的转速的措施、将树脂造粒机装置100的运转停止的措施）。

参照图1及图7，第2变形例的判定部121监测传感器150的输出值，当传感器150的输出值变得比预先设定的阈值（例如第1阈值th1）小时判定为发生了气蚀。停止控制部127当判定部121判定为发生了气蚀时，使树脂造粒机装置100的运转停止。第2变形例不具备报告部140。

根据第2变形例，当判定部121判定为发生了气蚀时，能够将树脂造粒机装置100的运转自动地停止。

附图标记说明

6模

21旋转刃

61模面

63模孔

100树脂造粒机装置

110树脂造粒机装置主体

121判定部

123旋转控制部

125存储部

127停止控制部

140报告部

150传感器。