Dragon Manufacturing and Automation Gears Co., Ltd.

“Watanabe Theory” considers shear-rate of back-flow speed for the estimating polymer viscosity inside of gear pump. The shape of DEX gear pump has been designed based on “Watanabe Theory” and DEX gear pumps has achieved over 95% volumetric efficiency of PS polymer at pressuring between 150 and 180 Bar.

 

 

 

 

Molten polymer, whose viscosity decrease with the increasing shear rate, are Non-Newtonian fluid. Polymers such as PS, PE, PP, PMMA. are shear-sensitive polymer, and those viscosities decline drastically as the shear rate increase. 

 

 

                                                 従来の逆流計算は、図-1のように間隙Sとギア歯 

　　　　　　　　　　　　　　　　 速度のみのシアレートでの粘度を考慮していまし

　　　　　　　　　　　　　　　　 た。しかし、ギアポンプを使いシアレートに敏感

　　　　　　　　　　　　　　　　 な樹脂を昇圧移送する場合、昇圧100Barを超え

　　　　　　　　　　　　　　　　 ると急激に移送効率の低下がみられ、ポンプの効　　　　　　　　　　　　　　　　 率計算結果と実際の運転結果に大きな差が出てい　　　　　　　　　　　　　　　　 ました。

                                                         

 

                                               　　　これは、図-2のように溶解樹脂がギアポン　　　　　　　　　　　　　　　　　　　プ内部の隙間から逆流する為であり、逆流　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　する流速に従って見かけ粘度が低下した結　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　果です。つまり、ギアポンプ内部で逆流 が　　　　　　　　　　　　　　　　　　　発生すると、逆流速度に従ったシアレート　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　に粘度が低下していき、更に、粘度が低下　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　するからま た逆流量が増加し、逆流速度が　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　増します。そうして、この見かけ粘度の低　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　下現象は、あるシアレートまで続きます。この粘度特性を理解して、ギアポンプ内部での逆流量を最小になるようにポンプ形状を工夫したポンプが、「渡辺理論」を適用したポンプです。

                                                        

 

実際に、図-3のように「渡辺理論」を適用したDEXギアポンプは、PS系樹脂を昇圧150〜180Barに於いて、95％以上の容積効率を達成しております。

 

 

図-2 ギア速度を考慮した剪断速度

図-1 従来の剪断速度の考え方