專利名稱：溫度控制系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的混揉擠壓成型裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于對(duì)作為肥皂原料的肥皂屑或各種油脂之類的化學(xué)材料進(jìn)行混揉并擠壓成形為預(yù)定形狀的混揉擠壓成形裝置中所使用的溫度控制系統(tǒng)和設(shè)有該系統(tǒng)的混揉擠壓成形裝置。
背景技術(shù)：
在過(guò)去，已然周知，在肥皂的制造過(guò)程中，肥皂屑等材料的溫度對(duì)其加工性能及最終制成品質(zhì)量有很大的影響，尤其希望對(duì)由于在混揉擠壓過(guò)程中肥皂坯料(被處理物)的壓縮及混揉而引起的摩擦所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持最佳溫度的狀態(tài)下進(jìn)行制造。為了有效地實(shí)現(xiàn)這種溫度控制，在以往的混揉擠壓裝置中，內(nèi)裝有擠壓螺旋器的缸筒的外周部位設(shè)有與之同心的冷卻用水路。通過(guò)向該水路中通入冷卻水，使得靠擠壓螺旋器混揉及輸送的被處理物經(jīng)與被冷卻的缸筒的內(nèi)表面進(jìn)行熱交換(熱傳導(dǎo))，來(lái)抑制被輸送物溫度的上升，以控制被輸送物的溫度使之不致升高到預(yù)定溫度以上。
在以往的技術(shù)中，由于使用了上述溫度控制裝置，與不使用該裝置者相比，對(duì)抑制被輸送和混揉的被處理物溫度的上升確有效果。盡管如此，就其實(shí)質(zhì)而言，在被混揉和輸送的被處理物中，只限于與上述缸筒的內(nèi)周面相接觸的那部分得到冷卻，而被處理物中處在擠壓螺旋器中心附近的混揉、輸送部分并未直接被該冷卻水所冷卻。因此，這些靠近上述擠壓螺旋器中心部位輸送、混揉的被處理物，只不過(guò)是在輸送過(guò)程中與通過(guò)接觸上述缸筒的內(nèi)壁而被冷卻的被處理物相混揉而間接地達(dá)到冷卻效果的。即，若沿缸筒的橫截面觀察輸送物，可發(fā)現(xiàn)這樣一種現(xiàn)象，缸筒內(nèi)周面附近的被處理物雖受冷卻水的影響而保持較低的溫度，而螺旋輸送器附近的被處理物則仍處于高溫狀態(tài)，存在于缸筒內(nèi)的被處理物的溫度隨其徑向位置的不同而各異。這是導(dǎo)致最終制成品的質(zhì)量離散的原因。
此外，隨肥皂種類不同，有的制造方法不僅要抑制溫度升高，而且還要保持在高于常溫的某一預(yù)定溫度，例如40～45℃下進(jìn)行制造。這種場(chǎng)合與上述實(shí)施例相反，必須使被處理物保持預(yù)定的溫度，為此采取這樣一種溫度控制方式，即通過(guò)在設(shè)置于上述缸筒外周部位的上述水路中不用冷卻水而使用保持預(yù)定溫度的溫水，使被處理物的溫度保持在所希望的高溫狀態(tài)下。這種場(chǎng)合也同樣存在著位于缸筒內(nèi)周面附近的被處理物保持在較高溫度的狀態(tài)、而螺旋輸送器附近的被處理物卻仍處于原來(lái)的低溫狀態(tài)這樣一種現(xiàn)象，對(duì)此人們希望能加以改進(jìn)。
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種在預(yù)定的低溫或高溫下，在缸筒內(nèi)對(duì)肥皂坯料等被處理物進(jìn)行處理的場(chǎng)合，使位于該缸筒軸向預(yù)定位置上的被處理物沿徑向的溫度分散性減小的溫度控制系統(tǒng)和具有該系統(tǒng)的混揉擠壓成形裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特征是它具有固定盤，該固定盤內(nèi)有經(jīng)過(guò)中心部位附近和周邊部位附近的流體通路，并且開(kāi)有該流體通路的入口及出口；與上述流體通路入口和上述流體通路出口相連接而能夠循環(huán)供給流體的流體供給手段；對(duì)上述固定盤的溫度進(jìn)行控制的溫度控制手段，而上述固定盤具有沿其板面的厚度方向貫通但不與上述流體通路呈連通的多個(gè)孔。
進(jìn)而，采用上述溫度控制系統(tǒng)的混揉擠壓成形裝置具有接受被處理物的受容槽、內(nèi)裝擠壓輸送上述被處理物的螺旋器的缸筒，在該缸筒的中間部位對(duì)上述被處理物進(jìn)行混揉的磨揉機(jī)構(gòu)、和使混揉后的上述被處理物成形的成形機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特征在于上述磨揉機(jī)構(gòu)這樣構(gòu)成的，即與上述螺旋器一體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤與固定在上述缸筒上的固定盤沿上述螺旋器的軸心方向并列設(shè)置；上述固定盤內(nèi)裝有經(jīng)過(guò)中心部位附近及周邊部位附近的流體通路，并具有該流體通路的入口及出口；該混揉裝置還具有與上述流體通路入口和上述流體通路出口相連接而能夠循環(huán)供給流體的流體供給手段和對(duì)上述固定盤的溫度進(jìn)行控制的溫度控制手段。
按照上述結(jié)構(gòu)，由于上述被處理物在通過(guò)具有上述旋轉(zhuǎn)盤及上述固定盤的上述磨揉機(jī)構(gòu)時(shí)受到壓縮、粉碎及剪切的作用，雖然此刻的溫度升高最為顯著，然而通過(guò)本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)能夠?qū)⑸鲜龉潭ūP的溫度設(shè)定在所希望的值上。即，當(dāng)上述被處理物穿過(guò)上述固定盤的多個(gè)孔被擠壓出來(lái)時(shí)，由于上述固定盤與穿過(guò)該固定盤的上述被處理物之間存在溫差，從缸筒的內(nèi)周部直至中心部形成熱交換，與現(xiàn)有技術(shù)的裝置相比能夠極為高效地進(jìn)行溫度的控制。
其結(jié)果是，按照上述結(jié)構(gòu)，由于被處理物與固定盤之間的熱交換是在上述被處理物與上述固定盤的多個(gè)孔的內(nèi)周面相接觸時(shí)進(jìn)行的，因此上述被處理物無(wú)論位于固定盤的外周附近還是位于內(nèi)周附近的部分，熱交換均近乎均勻地進(jìn)行，從而使現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，即只有沿缸筒內(nèi)周附近輸送的被處理物進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的熱交換，而沿螺旋器附近部位輸送的被處理物未進(jìn)行熱交換這樣的問(wèn)題得以解決。
進(jìn)而，按照上述結(jié)構(gòu)，由于上述固定盤上開(kāi)設(shè)有多個(gè)孔，因此，在上述被處理物與上述固定盤的表面相接觸的時(shí)候和穿過(guò)上述多個(gè)孔的各內(nèi)周面的時(shí)候進(jìn)行熱交換。這就是說(shuō)，計(jì)算上述固定盤的表面面積和上述多個(gè)孔的內(nèi)周表面面積的總和并與現(xiàn)有技術(shù)的冷卻用水路可進(jìn)行熱傳導(dǎo)的表面積(在沿缸筒軸向的單位長(zhǎng)度上)進(jìn)行比較，便可通過(guò)增加上述固定構(gòu)件孔的數(shù)目將前者設(shè)定在較大值上。其結(jié)果是，與現(xiàn)有的裝置相比，能夠?qū)⑸鲜霰惶幚砦锿ㄟ^(guò)熱傳導(dǎo)可進(jìn)行熱交換的表面面積增大并實(shí)現(xiàn)更有效的熱交換。
再進(jìn)而，按照上述結(jié)構(gòu)，由于上述溫度控制系統(tǒng)是通過(guò)設(shè)置內(nèi)設(shè)于上述固定盤中的流體通路和溫度控制手段而構(gòu)成的，可通過(guò)對(duì)已有的磨揉機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)而制造出來(lái)，故與現(xiàn)有技術(shù)的在缸筒外周部位設(shè)置水路的結(jié)構(gòu)相比，設(shè)備可以簡(jiǎn)化，裝置總體成本可降低。
還有，上述溫度控制系統(tǒng)也可以與在上述缸筒外周部位設(shè)有充滿流體的水路的缸體外周部位溫度控制裝置并用。
按照這種結(jié)構(gòu)，以現(xiàn)有溫度控制裝置所獲得的熱交換效果與以本發(fā)明溫度控制裝置所得到的效果能夠相輔相成，能夠提供更有效的溫度控制系統(tǒng)。結(jié)果是，可使被處理物的處理溫度維持在預(yù)定的范圍內(nèi)，提高被處理物的加工性能和最終制成品的質(zhì)量。
進(jìn)而，上述溫度控制手段也可以具有如下結(jié)構(gòu)，即具有測(cè)定上述固定盤的溫度的溫度傳感器，設(shè)定上述固定盤溫度的溫度設(shè)定單元，對(duì)上述溫度傳感器所感知的測(cè)定溫度和上述溫度設(shè)定單元所設(shè)定的溫度二者進(jìn)行比較的比較單元，以及根據(jù)上述比較單元所比較得出的溫度差對(duì)上述泵的流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的指令單元。
按照這樣的結(jié)構(gòu)，通過(guò)將上述固定盤的溫度設(shè)定在預(yù)定的溫度上并與上述固定盤的實(shí)際溫度進(jìn)行比較，便能改變循環(huán)于設(shè)在上述固定盤中上述流體通路內(nèi)的流體的流速，使得上述固定盤的實(shí)際溫度達(dá)到上述設(shè)定溫度，能夠很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)上述固定盤溫度的自動(dòng)控制。


圖1是混揉擠壓成形裝置整體的側(cè)視圖。
圖2是混揉擠壓成形裝置整體的俯視圖。
圖3是混揉擠壓成形裝置的局部剖視圖。
圖4是混揉輸送裝置中磨揉機(jī)構(gòu)放大剖視圖。
圖5是磨揉機(jī)構(gòu)的局部剖視圖。
圖6是表示混揉擠壓成形裝置的另一實(shí)施例的局部的示意圖。
圖7是溫度控制系統(tǒng)的構(gòu)造及溫度控制手段的說(shuō)明示意圖。
圖8是溫度控制系統(tǒng)的剖視圖。
圖9是表示溫度控制手段的反饋控制狀態(tài)的方框圖。
圖10是溫度控制系統(tǒng)的另一實(shí)施形態(tài)的立體圖。
圖11是另一實(shí)施形態(tài)的溫度控制系統(tǒng)的剖視圖。
最佳實(shí)施例下面，依據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
(I)關(guān)于混揉擠壓成形裝置下面對(duì)采用本發(fā)明溫度控制系統(tǒng)的有代表性的例子的混揉擠壓成形裝置進(jìn)行說(shuō)明。如圖1～圖5所示，該裝置由對(duì)多種被處理物的量單獨(dú)且連續(xù)地進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量裝置1、接受由計(jì)量裝置1一側(cè)供給的被處理物60的收容槽2、對(duì)被處理物60進(jìn)行除氣的除氣槽3、輸送被處理物60的混揉輸送裝置4和將被處理物60成形后取出的成形機(jī)構(gòu)5所構(gòu)成。而在該混揉擠壓成形裝置最后一道工序的端部連續(xù)設(shè)置作為成形后的制成品后處理裝置的自動(dòng)精切機(jī)6和自動(dòng)壓印機(jī)7。
上述計(jì)量裝置，是將原材坯料經(jīng)計(jì)量后供給的第1計(jì)量機(jī)8和將香料和色素等經(jīng)計(jì)量后供入的第2計(jì)量機(jī)9設(shè)置在用來(lái)投入被處理物60的收容槽2的、沿被處理物60的供給方向的上游一側(cè)而構(gòu)成的。
上述收容槽2的結(jié)構(gòu)是它具有受料料斗10，該料斗10構(gòu)成用來(lái)對(duì)上述被處理物60進(jìn)行攪拌混合的混合區(qū)域，該料斗10上設(shè)有前后貫穿于該料斗10底部的橫置型螺旋輸送器11，對(duì)投入的被處理物60進(jìn)行攪拌且從底部的送出口強(qiáng)制地送出。
該螺旋輸送器11是這樣構(gòu)成的自位于上述被處理物60移動(dòng)方向的上游側(cè)一端輸入驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的動(dòng)力，另一端上設(shè)有與設(shè)于后述的混揉輸送裝置4中的磨揉機(jī)構(gòu)16同樣的磨揉機(jī)構(gòu)16，靠螺旋輸送器11的強(qiáng)制送給，將被處理物60送向下游一側(cè)使其通過(guò)上述磨揉機(jī)構(gòu)16。
此外，把從該受容槽2送出的被處理物60的送出量與由上述計(jì)量裝置1送出的被處理物60的送出量設(shè)定為彼此相同的程度，以使收容槽2的受料料斗10的內(nèi)部總是存在有預(yù)定量的被處理物60。即，上述受料料斗10內(nèi)設(shè)有一對(duì)料面?zhèn)鞲衅?3，對(duì)被處理物60的上限料面和下限料面進(jìn)行檢測(cè)，而由圖外的控制裝置控制上述計(jì)量裝置1的送出量，使得被處理物60的上面位于其上下限料面之間。
上述除氣槽3具有真空室15，該真空室15構(gòu)成了用來(lái)在混合后的被處理物60送入到混揉輸送裝置4的中途進(jìn)行減壓以減少被處理物60中的空氣的除氣區(qū)域。而該真空室15與圖外的真空泵相連，以受料料斗10直至螺旋輸送器11的出口之間的路徑由于被處理物60的存在而處于閉塞狀態(tài)，所以該真空室15的內(nèi)部可作為減壓空間使用。其結(jié)構(gòu)使得可通過(guò)將該空間維持在減壓狀態(tài)而對(duì)被處理物60進(jìn)行除氣。
上述真空室15上設(shè)有位于上述螺旋輸送器11的螺旋器軸延長(zhǎng)線上的開(kāi)口15a和可自由開(kāi)閉該開(kāi)口15a的蓋14，其結(jié)構(gòu)使得打開(kāi)該蓋14后通過(guò)開(kāi)口15a易于進(jìn)行上述螺旋器11的螺旋器軸的拆裝或軸端部的磨揉機(jī)構(gòu)16的拆裝等維護(hù)工作。
上述混揉輸送裝置4，如圖1～圖4所示，由設(shè)于輸送方向上游一側(cè)的第1螺旋輸送器17和設(shè)于輸送方向下游一側(cè)的第2螺旋輸送器18的一對(duì)螺旋輸送器以及配置于這兩個(gè)螺旋輸送器17、18之間的磨揉機(jī)構(gòu)16組合而構(gòu)成，它連通地接在上述除氣槽3下的真空室15上，在真空泵的作用下該混揉輸送裝置4內(nèi)也維持著減壓狀態(tài)。因此，由兩個(gè)螺旋輸送器17、18輸送的被處理物60是維持在減壓狀態(tài)下被輸送并受到磨揉作用的。上述第1螺旋輸送器17及第2螺旋輸送器18分別由螺旋輸送器軸17A、18A和內(nèi)裝有該螺旋輸送器軸17A、18A的缸筒17B、18B構(gòu)成，在配置于輸送方向上游一側(cè)的第1螺旋器軸17A與配置于下游一側(cè)的第2螺旋器軸18A之間，以及內(nèi)裝有該第1、第2螺旋器軸17A、18A的缸筒17B、18B之間均設(shè)有上述磨揉機(jī)構(gòu)16。
此外，如圖3所示，上述缸筒17B的外周上形成有用來(lái)對(duì)所輸送的被處理物進(jìn)行冷卻的冷卻水路170，該冷卻水路170這樣構(gòu)成，即能夠從編號(hào)171所示入口供給冷卻水，從編號(hào)172所示的出口排出冷卻水。即，上述冷卻水路170這樣形成，即呈螺旋狀覆蓋上述缸筒17B的外周，其構(gòu)成使得從上述入口171供給的冷卻水呈螺旋狀沿上述缸筒17B的外周巡回，對(duì)上述缸筒17B進(jìn)行，該被冷卻的缸筒17B與沿其內(nèi)部輸送的高溫狀態(tài)的輸送物(被處理物60)之間進(jìn)行熱交換，冷卻上述被處理物60。同樣地，上述缸筒18A的外周上形成有同樣的冷卻機(jī)構(gòu)，即具有供給冷卻水的入口181、可使所供給的冷卻水循環(huán)的冷卻水路180以及供在上述冷卻水路180中循環(huán)完了的冷卻水排出的出口182。此外，為了讓該冷卻機(jī)構(gòu)運(yùn)作，也可將向上述入口171及181供給冷卻水的泵、貯存自上述出口172及182排出的冷卻水的罐以及控制上述冷卻水的流速的流量控制裝置設(shè)置在圖2及圖3所公開(kāi)的混揉擠壓成形裝置的外部，這些構(gòu)件自圖中略去。以下，將上述冷卻機(jī)構(gòu)總稱為缸筒外周部位溫度控制裝置。
該螺旋輸送器17、18是這樣形成的，即下游一側(cè)的螺旋器軸18A的螺距稍大于上游一側(cè)螺旋器軸17A的螺距，由此便形成了這樣結(jié)構(gòu)以圖中所示電動(dòng)機(jī)19作為動(dòng)力源，經(jīng)適當(dāng)?shù)臏p速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以每分鐘5～30轉(zhuǎn)的程度驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
上述磨揉機(jī)構(gòu)16構(gòu)成如下。
即，上述磨揉機(jī)構(gòu)16是將由固定盤21A、21B、旋轉(zhuǎn)盤22和過(guò)濾器23成組構(gòu)成的單元揉合機(jī)構(gòu)20多組沿被處理物60的輸送方向并列設(shè)置而構(gòu)成，其中，上述固定盤21A、21B是在停止旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下固定在成為上述混揉輸送裝置4的外殼的缸筒17B、18B上而設(shè)置的，上述旋轉(zhuǎn)盤22可相對(duì)于上述固定盤21作相對(duì)旋轉(zhuǎn)，上述過(guò)濾器23則安裝在上述各盤21、22之間。
上述各單元揉合機(jī)構(gòu)20的結(jié)構(gòu)如圖3及圖4所示，在連接于第1螺旋器軸17A的輸送終端上、與該第1螺旋器軸17A一體地旋轉(zhuǎn)、且形成有沿螺旋器軸方向貫通的多個(gè)通過(guò)孔22a的旋轉(zhuǎn)盤22同位于該旋轉(zhuǎn)盤22與第2螺旋器軸18A之間、形成有沿螺旋器軸的方向貫通的多個(gè)通過(guò)孔21a、且以與上述旋轉(zhuǎn)盤22相對(duì)的狀態(tài)固定地配置的固定盤21所組成的一對(duì)盤之間設(shè)有后述的過(guò)濾器23。
對(duì)單元揉合機(jī)構(gòu)20的設(shè)置數(shù)目不作限定，本實(shí)施例只公開(kāi)了使用2組時(shí)的狀態(tài)，從輸送方向的上游一側(cè)起，按照旋轉(zhuǎn)盤22A、固定盤21B、旋轉(zhuǎn)盤22B和固定盤21A的順序配置，在上述上游側(cè)的固定盤21B與上述下游側(cè)的固定盤21A之間，設(shè)置有中間環(huán)50，確定出上述下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)盤22B旋轉(zhuǎn)所需的軸向間隔。
此外，當(dāng)被處理物60強(qiáng)制通過(guò)上述固定盤21與相對(duì)于該固定盤21轉(zhuǎn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)盤22之間時(shí)，受到強(qiáng)烈的磨揉作用而被混揉。
即，旋轉(zhuǎn)盤22及固定盤21上分別形成有開(kāi)孔率約為50％的被處理物60的通過(guò)孔22a、21a，位于第1螺旋輸送器17內(nèi)的被處理物60通過(guò)該通過(guò)孔22a、21a時(shí)的速度將達(dá)到在上述第1螺旋輸送器17內(nèi)受推壓時(shí)的移動(dòng)速度的大約2倍。這樣，由于受壓力作用在擠入后移動(dòng)速度突然增加，從而通過(guò)被處理物60自身的塑性變形而形成混揉作用。
此外，在上述磨揉機(jī)構(gòu)16的上述固定盤21及上述中間環(huán)50上設(shè)有作為本發(fā)明溫度控制系統(tǒng)的磨揉機(jī)構(gòu)部位溫度控制裝置200的構(gòu)成部件的流體通路，有關(guān)其構(gòu)造詳述如下。
當(dāng)受到旋轉(zhuǎn)盤22的旋轉(zhuǎn)作用的被處理物60被強(qiáng)制送入固定盤21的通過(guò)孔21a中時(shí)，將受到因兩盤21、22之間的剪切而產(chǎn)生的磨擦柔拌作用。此外，在兩盤21、22之間設(shè)置了構(gòu)成有比該通過(guò)孔21a、22a直徑還要足夠小的通過(guò)孔的過(guò)濾器23，因此，被處理物60在磨揉過(guò)程中還將因更細(xì)地分散而受到的揉拌作用。由于上述各種揉拌作用相輔相成，因而能夠?qū)崿F(xiàn)高精度的良好磨擦揉拌。
下面，對(duì)作為本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)的上述磨揉機(jī)構(gòu)部位溫度控制裝置200進(jìn)行說(shuō)明。
在這里，上述磨揉機(jī)構(gòu)部位溫度控制裝置200如圖7及圖8所示，具有位于下游一側(cè)和上游一側(cè)的固定盤21A(又稱為第1固定盤)和21B(又稱第2固定盤)上分別形成的流體通路210(以下稱作第1流體通路)和211(以下稱作第2流體通路)；為使該第1流體通路210和第2流體通路呈連通狀態(tài)而沿水平方向延伸設(shè)置的流體通路212a、212b、213a、213b、214a、214b；以及在大約沿上述缸筒17B徑向延伸設(shè)置的流體通路210a、210a′、210b、211a、211b。還設(shè)有作為向上述流體通路供給冷卻水的流體供給手段的泵110、將從上述泵110供給的冷卻水引入上述流體通路210a的導(dǎo)管101以及用來(lái)將在形成于上述固定盤21A、21B和中間環(huán)50中的流體通路內(nèi)循環(huán)后的冷卻水排出的導(dǎo)管102。
在此，對(duì)冷卻水的循環(huán)路徑進(jìn)行說(shuō)明。首先，從上述泵110送出的冷卻水經(jīng)上述導(dǎo)管101供給上述固定盤21A的上述入口210a，循環(huán)于上述第1流體通路210中，對(duì)上述固定盤21A進(jìn)行冷卻，之后，經(jīng)上述流體通路210b、212b以及上述中間環(huán)50中形成的流體通路213b、上述上游一側(cè)的固定盤21B中形成的上述流體通路214b、211b而被引入上述第2流體通路211中，之后，冷卻水在上述第2流體通路211中循環(huán)并對(duì)上述固定盤21B進(jìn)行冷卻，然后，經(jīng)上述流體通路211a、流體通路214a、上述中間環(huán)50中形成的流體通路213a以及上述固定盤21A中形成的上述流體通路212a、210a′被引入上述排放用導(dǎo)管102中，排放到罐(圖中未畫出)內(nèi)。
上述第1流體通路210由在上述固定盤21A的外周表面附近沿圓周方向延伸設(shè)置的不連續(xù)的外環(huán)路部分210OL、在上述外環(huán)路的內(nèi)徑一側(cè)沿圓周方向延伸設(shè)置的不連續(xù)的內(nèi)環(huán)路部分210IL和將上述外環(huán)路部分210OL和上述內(nèi)環(huán)路部分210IL連通起來(lái)的兩根流體通路210S、210S所形成。于是，其結(jié)構(gòu)使得能夠從內(nèi)周部位和外周部位對(duì)上述固定盤21A進(jìn)行冷卻，能夠高效率地將上述固定盤21A的整體冷卻到所要求的設(shè)定溫度上。而由圖7可知，上述第2流體通路211也按與上述第1流體通路210類似的形狀形成，故將其說(shuō)明省略。
其中，上述第1流體通路210在上述固定盤21A的內(nèi)表面上是這樣形成的，即由圖8可知，首先在上述固定盤21A的盤表面上作出預(yù)定深度的溝槽2100，之后，將蓋構(gòu)件215在上述溝槽2100全長(zhǎng)上以壓入狀態(tài)嵌入以堵住上述溝槽2100的表面，然后，通過(guò)焊接將蓋構(gòu)件215接合到上述固定盤21上。上述第2流體通路211也以同樣方法形成，故省去說(shuō)明。
下面，結(jié)合圖9對(duì)用來(lái)控制上述冷卻水溫度的溫度控制手段300進(jìn)行說(shuō)明。
上述溫度控制手段300由用于測(cè)定上述固定盤21溫度的裝于上述固定盤21A中的溫度傳感器301、設(shè)定上述固定盤21溫度的溫度設(shè)定單元302、對(duì)上述溫度傳感器301所測(cè)定的測(cè)定溫度和由上述溫度設(shè)定單元302所設(shè)定的溫度二者進(jìn)行比較運(yùn)算的比較運(yùn)算單元303以及根據(jù)上述比較運(yùn)算單元303比較后的溫度差發(fā)出用來(lái)操縱上述控制閥100的開(kāi)閉程度、控制冷卻水流速的指令的指令單元304所構(gòu)成。其中，上述指令單元304是這樣構(gòu)成的上述固定盤21的上述測(cè)定溫度與上述設(shè)定溫度之差越大，則操作上述控制閥100使得從上述泵110供給的冷卻水的流量越大，循環(huán)于上述第1及第2流體通路210、211的流體的流速越快。
此外，上述流體供給手段包括泵110和其開(kāi)閉程度可控的控制閥100。而上述泵110也可以是內(nèi)裝有上述控制閥100的泵。
如圖4所示，上述第1螺旋器軸17A及第2螺旋器軸18A分別以鍵連接起來(lái)一體地旋轉(zhuǎn)，第1螺旋器軸17A與輸送方向上游側(cè)的旋轉(zhuǎn)盤22也是鍵連接。
而輸送方向下游側(cè)的旋轉(zhuǎn)盤22是經(jīng)多根安裝螺栓24連接固定在第1螺旋器軸17A上的。此時(shí)，上述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)盤22之間設(shè)有外嵌在螺旋器軸17A上的隔離套管25，該隔離套管25上具有可穿過(guò)上述安裝螺栓24的通孔。即，第1螺旋器軸17A、兩個(gè)旋轉(zhuǎn)盤22及隔離套管25三者經(jīng)安裝螺栓24被可一體自由轉(zhuǎn)動(dòng)地連接固定起來(lái)。
上述固定盤21被固定在由內(nèi)裝有第1螺旋器軸17A的第1缸筒17B與內(nèi)裝有第2螺旋器軸18A的第2缸筒18B二者的連接部所構(gòu)成的磨揉機(jī)構(gòu)16的混揉套管26上。
此外，該固定盤21通過(guò)外嵌并保持于上述隔離套管25的外側(cè)的樹脂制的軸承構(gòu)件27支承第1螺旋器軸17A，使其可自由旋轉(zhuǎn)。
上述過(guò)濾器23如圖5所示，由過(guò)濾原料所必需的網(wǎng)狀的盤形網(wǎng)28和開(kāi)有多個(gè)比兩個(gè)盤21、22的通過(guò)孔21a、22a小的孔的加強(qiáng)板29組合而成，如圖4所示，固定在固定盤21與旋轉(zhuǎn)盤22之間。該過(guò)濾器23，其盤形網(wǎng)28位于被處理物60輸送方向的上游側(cè)，加強(qiáng)板29位于它的背面，這樣，在將固定盤21的被處理物通過(guò)孔21a多少開(kāi)大些以防止孔眼堵塞的場(chǎng)合，可對(duì)上述盤形網(wǎng)28的強(qiáng)度進(jìn)行補(bǔ)償，而且與上述盤形網(wǎng)28共同構(gòu)成被處理物60的過(guò)濾器。
該過(guò)濾器23以讓盤形網(wǎng)28在被處理物60輸送方向上位于加強(qiáng)板29的上游這種狀態(tài)配置于上述固定盤23的正面一側(cè)，與上游側(cè)的旋轉(zhuǎn)盤22之間具有約0.5～3mm的間隙。盤形網(wǎng)28由金屬材料(例如不銹鋼JISSUS304等)構(gòu)成，以#20～#50目程度所構(gòu)成的網(wǎng)最適于肥皂原料的混揉。此外，加強(qiáng)板29也由同樣的金屬材料(例如不銹鋼JISSUS304等)以厚度約0.8～2.0mm、孔徑約0.5～2.0mm、開(kāi)孔率約25～50％而構(gòu)成，將該加強(qiáng)板29與盤形網(wǎng)28之間的周邊以釬焊等適宜的接合手段接合成一體。
之所以如上面所述的那樣規(guī)定盤形網(wǎng)28的目數(shù)及加強(qiáng)板29的板厚、孔徑、開(kāi)孔率以及與旋轉(zhuǎn)盤之間的間隙，是因?yàn)樵诓捎米鳛楸惶幚砦?0的肥皂原料的場(chǎng)合下，肥皂原料中的ω系晶體與β系晶體的比例容易達(dá)到對(duì)于肥皂而言較適宜的范圍。即，當(dāng)目數(shù)、孔徑、開(kāi)孔率或間隙等的設(shè)定值定得大大超出前述范圍時(shí)，有可能產(chǎn)生因被處理物60揉合不充分而使β系晶體的比例不足或過(guò)度揉合而使ω系晶體的比例不足等問(wèn)題。作為肥皂的質(zhì)量，含ω系晶體多的肥皂不易溶化，而含β系晶體多的肥皂容易產(chǎn)生泡沫，所以只要根據(jù)重視哪一系晶體的比例的程度，而在前述范圍內(nèi)選擇各種設(shè)定值即可，此外，預(yù)先準(zhǔn)備好定在各種設(shè)定值上的多個(gè)過(guò)濾器23，以便于根據(jù)對(duì)該兩系晶體比例的要求有選擇地替換使用為宜。
此外，圖4中編號(hào)30為連接固定于第1螺旋器軸17A上的切斷刃體，設(shè)置成面向最末尾的固定盤21的輸送方向下游側(cè)一面的狀態(tài)。
上述成形機(jī)構(gòu)5如圖3所示，由以樞軸支承并連接在上述第2缸筒18B終端上的可圍繞上下軸芯自由開(kāi)閉的截面收縮筒體31、設(shè)于該截面收縮筒體31前方的帶多個(gè)小孔的整流板32和設(shè)于截面收縮筒體31后方的成形用模具33組合而成。
在上述混揉輸送裝置4的下方，如圖1～圖3所示，設(shè)有拆裝下游側(cè)的第2螺旋輸送器18時(shí)用來(lái)支承該第2螺旋輸送器18向前后及左右改變其位置的移動(dòng)裝置35。
該移動(dòng)裝置35由固定臺(tái)36、相對(duì)于該固定臺(tái)36在上述第2螺旋輸送器18的長(zhǎng)度方向上移動(dòng)的移動(dòng)臺(tái)37、作為使上述移動(dòng)臺(tái)37在上述螺旋輸送器18長(zhǎng)度方向上移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)手段的氣壓驅(qū)動(dòng)式伸縮缸38、位于上述固定臺(tái)36上沿上述第2螺旋輸送器18長(zhǎng)度方向?qū)虻牡?導(dǎo)軌39、以及使移動(dòng)臺(tái)37在與上述第1導(dǎo)軌39相垂直的方向上移動(dòng)的第2導(dǎo)軌40構(gòu)成。在該移動(dòng)裝置35中，要使移動(dòng)臺(tái)37上的第2螺旋輸送器18向與上述方向相垂直的方向移動(dòng)時(shí)，是通過(guò)手動(dòng)操作從側(cè)向推壓而使其在橫向的第2導(dǎo)軌40上移動(dòng)的。
上述自動(dòng)精切裝置6位于多級(jí)式真空擠壓成形裝置的被處理物送出方向下游一側(cè)，是由將從成形用模具33擠壓出來(lái)的棒狀被處理物60統(tǒng)一切成預(yù)定大小的公知的切斷裝置構(gòu)成的。
上述自動(dòng)壓印機(jī)7位于上述自動(dòng)精切裝置6輸送方向的下游側(cè)，由在送進(jìn)來(lái)的被處理物60上壓印預(yù)定的標(biāo)記或商品名等的公知的壓印裝置構(gòu)成。
II.由擠壓成形裝置(真空擠壓成形裝置)成形的方法下面，對(duì)使用作為采用本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)的一個(gè)例子的真空擠壓成形裝置的成形方法進(jìn)行說(shuō)明。
該成形方法由對(duì)多種被處理物的量單獨(dú)且連續(xù)地進(jìn)行計(jì)量，之后將其連續(xù)地投入除氣槽3的(1)計(jì)量工序、將連續(xù)投入的多種被處理物攪拌混合的同時(shí)使被處理物的存在空間減壓以進(jìn)行除氣的(2)混揉除氣工序、將處于減壓狀態(tài)的被處理物以多級(jí)磨揉機(jī)構(gòu)邊揉合邊輸送的(3)磨揉工序以及將揉合被處理后的被處理物邊成形為初步形狀邊擠壓出去的(4)成形工序等組合而成。這些工序以及之后的(5)精切工序和(6)壓印工序如下所述，按(1)～(6)的順序進(jìn)行。
(1)計(jì)量工序在用于投入被處理物60的收容槽2的被處理物60供給方向的上游側(cè)設(shè)有將原料坯料經(jīng)計(jì)量后供給的第1計(jì)量機(jī)8和將香料或色素等經(jīng)計(jì)量后供給的第2計(jì)量機(jī)9，由各自的計(jì)量機(jī)8、9連續(xù)地計(jì)量預(yù)定量的坯料和香料等的同時(shí)，將計(jì)量后的坯料和香料等連續(xù)地供入收容槽2內(nèi)。
(2)混揉除氣工序投入收容槽2內(nèi)的被處理物60經(jīng)設(shè)在該收容槽2的底部兼作攪拌手段的螺旋輸送器11攪拌混合后，送入連接于所述除氣槽3下端的混揉輸送裝置4中。此時(shí)，在設(shè)于上述螺旋輸送器11下游側(cè)的第1磨揉機(jī)構(gòu)16下方所形成的真空室15上，連接有與真空泵相連的流體通路，使該真空室15構(gòu)成減壓用空間。即，在該減壓用空間里對(duì)被處理物60通過(guò)減壓除去其內(nèi)部的空氣，進(jìn)行除氣處理。
(3)磨揉工序混揉輸送裝置4連通地連接于上述除氣槽3的真空室15的下方，在真空泵的作用下該混揉輸送裝置4的缸筒17B、17A內(nèi)部也保持減壓狀態(tài)。因此，由螺旋輸送器18輸送的被處理物60是在保持減壓狀態(tài)不變的情況下被輸送并受到磨揉作用的。
(4)擠壓成形工序由上述螺旋輸送器18實(shí)施輸送的輸送路徑的終端位置處，在輸送筒17上呈固定狀態(tài)安裝有成形模具30；受螺旋輸送器18的擠壓作用，一邊成形為預(yù)定的形狀一邊呈棒狀被擠壓出來(lái)。
(5)精切工序?qū)某尚斡媚＞?0擠壓出來(lái)的棒狀被處理物60由設(shè)于真空擠壓成形裝置的被處理物送出方向下游側(cè)的精切裝置6統(tǒng)一切成預(yù)定大小。
(6)壓印工序在精切后的單個(gè)被處理物60上分別壓印標(biāo)記或商品名等。
(1)上述實(shí)施例中，公開(kāi)了這樣一種結(jié)構(gòu)，即磨揉機(jī)構(gòu)16下游側(cè)的固定盤21A與上游側(cè)的固定盤21B之間的外周部位中設(shè)有中間環(huán)50；但也可以采用如圖10及圖11所示的結(jié)構(gòu)，即將上述下游側(cè)的固定盤21A上游側(cè)外周部位沿軸向延伸僅相當(dāng)于上述中間環(huán)50的厚度的量。此外，也可以將上述下游側(cè)固定盤21A的上游側(cè)外周部位的延伸代之以將上述上游側(cè)固定盤21B的外周部位向下游側(cè)延伸，以取代上述中間環(huán)50。此外，該實(shí)施形式由圖10及圖11可知，是將上述下游側(cè)固定盤21A的外周延伸部位的流體通路215a、215b沿軸向延設(shè)來(lái)取代圖7、8的流體通路212a、212b、213a和213b。
(2)前述實(shí)施例中公開(kāi)了并設(shè)有兩個(gè)單元揉合機(jī)構(gòu)20的磨揉機(jī)構(gòu)16；但也可以在單獨(dú)的磨揉機(jī)構(gòu)16或并設(shè)有3個(gè)以上單元揉合機(jī)構(gòu)20的混揉擠壓成形裝置中采用前述溫度控制系統(tǒng)。
(3)前述實(shí)施例中，對(duì)作為采用溫度控制系統(tǒng)的混揉輸送裝置，就如圖5所示的單螺旋器型的實(shí)施形態(tài)作了說(shuō)明；但也可以采用具有如下結(jié)構(gòu)的實(shí)施形式，即如圖6所示將多根螺旋輸送器17、18左右并設(shè)使用、使自除氣槽3送出的被處理物60以兩個(gè)以上的多條路徑并行處理的多列設(shè)置的雙螺旋器型形式。
這種場(chǎng)合，前述過(guò)濾器23可以采用如下構(gòu)成形式，即將多個(gè)圖5所示的、讓被處理物60以一個(gè)處理路徑進(jìn)行處理的單螺旋器型用過(guò)濾器以其周邊的一部分進(jìn)行連接而成為一體的雙螺旋器型用過(guò)濾器。
(4)前述實(shí)施例中，作為溫度控制系統(tǒng)，公開(kāi)了將前述磨揉機(jī)構(gòu)的前述固定盤部分上設(shè)置的前述磨揉機(jī)構(gòu)部位溫度控制裝置與形成于前述缸筒的外周部位上、沿該缸筒的軸向呈螺旋狀形成的冷卻用水路(前述缸筒外周部位溫度控制裝置)并用的形式；但也可以省去前述缸筒外周部位溫度控制裝置僅由前述磨揉機(jī)構(gòu)部位溫度控制裝置構(gòu)成前述溫度控制系統(tǒng)。
(5)前述實(shí)施例中，作為溫度控制系統(tǒng)的流體通路，公開(kāi)了在前述固定盤的外周部位附近和內(nèi)周部位附近以環(huán)路形狀形成彼此連通的狀態(tài)這樣一種實(shí)施形式；但也能夠采用在前述外環(huán)路部分與前述內(nèi)環(huán)路部分之間設(shè)置中間環(huán)路部分等其他各種形狀。
(6)前述實(shí)施例中，公開(kāi)了具有計(jì)量裝置、收容槽、除氣槽、混揉輸送裝置及成形機(jī)構(gòu)的混揉擠壓成形裝置；但前述溫度控制系統(tǒng)也適用于由輸送用螺旋器和前述磨揉機(jī)構(gòu)組合而構(gòu)成的多種裝置中。
(7)有的肥皂需保持高溫，故前述實(shí)施例中定義的流體不限于冷卻水，也包括溫水介質(zhì)。此外，作為冷卻水也可以使用乙二醇(不凍液)等。
本發(fā)明的混揉擠壓成形裝置除肥皂原料之外，還可以應(yīng)用于油脂、副食品、藥品等。
此外，雖然權(quán)利要求書的權(quán)項(xiàng)中為便于參照附圖而標(biāo)記了編號(hào)，但并不因標(biāo)記了該編號(hào)而使本發(fā)明限定于附圖所示的結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種溫度控制系統(tǒng)，其特征是具有內(nèi)設(shè)經(jīng)過(guò)中心部位附近及周邊部位附近的流體通路(210)并設(shè)有該流體通路(210)的入口(210a)及出口(210a′)的固定盤(21)；連接上述流體通路入口(210a)及上述流體通路出口(210a′)可向上述流體通路(210)內(nèi)供給循環(huán)流體的流體供給手段(100、110)；以及控制上述固定盤(21)的溫度的溫度控制手段(300)；上述固定盤(21)具有貫穿于其板面厚度方向但與上述流體通路(210)不構(gòu)成連通狀態(tài)的多個(gè)孔(21a)。
2.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征是，上述流體通路(210)中循環(huán)的流體的溫度低于通過(guò)上述固定盤(21)時(shí)刻的被處理物的溫度。
3.如權(quán)利要求1所述的溫度控制系統(tǒng)，其特征是，上述流體通路(210)中循環(huán)的流體的溫度高于通過(guò)上述固定盤(21)時(shí)刻的被處理物的溫度。
4.如權(quán)利要求1的溫度控制系統(tǒng)，其特征是，上述溫度控制手段(300)具有測(cè)定上述固定盤(21)的溫度的溫度傳感器(301)、設(shè)定上述固定盤(21)的溫度的溫度設(shè)定單元(302)、對(duì)上述溫度傳感器(301)所檢測(cè)的溫度與通過(guò)上述溫度設(shè)定單元(302)設(shè)定的溫度進(jìn)行比較的比較單元(303)以及依據(jù)該比較單元(303)比較出的溫度差對(duì)上述流體供給手段(100、110)的流速進(jìn)行調(diào)節(jié)的指令單元(304)。
5.一種混揉擠壓成形裝置，它具有接受被處理物的收容槽(2)、內(nèi)裝有擠壓輸送上述被處理物之螺旋器軸(17A)的缸筒(17B)、配置于該缸筒(17B)的長(zhǎng)度方向上的中途的混揉上述被處理物的磨揉機(jī)構(gòu)(16)以及使混揉后的上述被處理物成形的成形機(jī)構(gòu)(5)，其特征是上述磨揉機(jī)構(gòu)(16)是將與上述螺旋器(17A)一體轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)盤(22)同固定于上述缸筒(17B)的固定盤(21)并列設(shè)置在上述螺旋器軸(17A)的軸心方向上而構(gòu)成的；上述固定盤(21)內(nèi)設(shè)有經(jīng)過(guò)中心部位附近及周邊部位附近的流體通路(210)并且有該流體通路(210)的入口(210a)及出口(210a′)；具有溫度控制系統(tǒng)，該溫度控制系統(tǒng)具有連接于上述流體通路入口(210a)和上述流體通路出口(210a′)的可循環(huán)供給流體的流體供給手段(100、110)和控制上述固定盤(21)的溫度的溫度控制手段(300)。
6.如權(quán)利要求5所述的混揉擠壓成形裝置，其特征是，上述磨揉機(jī)構(gòu)(16)具有多個(gè)固定盤(21A、21B)。
7.如權(quán)利要求6所述的混揉擠壓成形裝置，其特征是上述多個(gè)固定盤由第1固定盤(21A)和第2固定盤(21B)構(gòu)成，上述第1固定盤(21A)上形成有第1流體通路(210)，上述第2固定盤(21B)上形成有第2流體通路(211)，所形成的上述第1流體通路(210)與上述第2流體通路(211)成彼此連通狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求6所述的混揉擠壓成形裝置，其特征是，設(shè)有缸筒外周部位溫度控制裝置，該缸筒外周部位溫度控制裝置有以覆蓋上述缸筒(17B)的外周部分的狀態(tài)而設(shè)置的、流體可在其內(nèi)部循環(huán)的水路(170)。
9.如權(quán)利要求6所述的混揉擠壓成形裝置，其特征是，具有對(duì)上述被處理物進(jìn)行計(jì)量的計(jì)量裝置(1)和對(duì)由上述收容槽(2)供給的上述被處理物進(jìn)行除氣的除氣槽(3)。
全文摘要
本發(fā)明屬于溫度控制系統(tǒng)及使用該系統(tǒng)的混揉擠壓成型裝置。過(guò)去，在制造肥皂的過(guò)程中，為抑制肥皂坯料溫度升高而采用如下機(jī)構(gòu)在構(gòu)成該混揉擠壓成型裝置之輸送部件的缸筒的外周設(shè)置水路，以冷卻上述缸筒的外周、冷卻通過(guò)其內(nèi)部的輸送物；雖然通過(guò)缸筒內(nèi)表面附近的輸送物得到較高效率的冷卻，但存在對(duì)通過(guò)缸筒中心部位附近的輸送物的冷卻卻不能高效率地進(jìn)行冷卻的問(wèn)題。由于本發(fā)明的溫度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)具有在上述混揉擠壓成型裝置的磨揉機(jī)構(gòu)(16)帶有多個(gè)孔的固定盤(21)上形成的流體通路(210)、向上述流體通路供給經(jīng)溫度設(shè)定的流體的流體供給手段(100、110)和用于將上述固定盤(21)的溫度設(shè)定在所希望的溫度上的溫度控制手段(300)，因此，當(dāng)上述輸送物通過(guò)保持預(yù)定溫度的上述固定盤時(shí)，無(wú)論上述輸送物位于上述缸筒內(nèi)部徑向上的什么位置，均被同樣地冷卻。
文檔編號(hào)B29C47/60GK1158584SQ95195176
公開(kāi)日1997年9月3日 申請(qǐng)日期1995年7月20日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月20日
發(fā)明者佐藤琢也 申請(qǐng)人:株式會(huì)社佐藤鐵工所