關(guān)于塑料行業(yè)冷水機(jī)組選用的幾個問題
一、如何選配冷水機(jī)組
一副模具就是一個換熱器,熱量由融熔的塑料傳入模具,再由模具傳入不斷循環(huán)的冷卻介質(zhì)——冰水中,只有很小一部分進(jìn)入空氣和注塑機(jī)的壓模板。眾所周知,塑料成型的周期,相當(dāng)大的部分用于冷卻,有時可占到塑料成型周期的80%以上,因此將冷卻時間控制到小是必要的。例如,一副模具成型周期一般要20秒,如將原來冷卻水塔的水改用冷水機(jī)組產(chǎn)生的冰水進(jìn)行冷卻,它可縮短到16秒。盡管初選擇配備的冷水機(jī)組造價要高些,但它可使產(chǎn)量提高,在長期的生產(chǎn)中,能取得很大的收益。那么,如何來選擇冰水能量呢?從上面我們即可知道,它與成型材料的比熱、熔膠時的溫度,重量以及制品脫模時的溫度有關(guān)。一副模具
所需的冰水能量之計算公式為: Q=W×C×△T×S
式中:Q為所需冰水能量 kcal/h;
W為塑料原料重量 kg/h;
C為塑料原料比熱kcal/kg℃;
△T為熔膠溫度與制品脫模時的溫度差℃(見附表);
S為安全系數(shù)(一般取1.35-2.0),當(dāng)單機(jī)匹配時,一般選擇小值,而當(dāng)一臺冷水機(jī)組與多臺模具相配時取大值,如選擇風(fēng)冷式冷水機(jī)組時,S也應(yīng)適當(dāng)選擇大一點。
例如:一副模具生產(chǎn)PP制品,每小時生產(chǎn)量約50kg,問冷卻需要量為多少?應(yīng)配備多大的冷水機(jī)組為合適?
Q=50×0.48×200×1.35=6480(kcal/h);
每小時需6480kcal/h冷卻量,可選用PR冷水機(jī)組過程中,很難取得比較完整的數(shù)據(jù)。根據(jù)我們以往多年規(guī)劃,配套銷售的經(jīng)驗,△T=200℃,它是眾多常用制品經(jīng)過多年統(tǒng)計后的一個平均值。
如果模具上附有熱膠道,還應(yīng)將熱膠道的能量加入冷量的計算,一般熱膠道是以KW為單位,計算時應(yīng)將單位轉(zhuǎn)換成kcal/h,1KW=860kcal/h。如果供給工廠的水量充足,溫度較低,成本也較低,此時就不需要使用冷水機(jī)組,這一般是不太現(xiàn)實的,除非工廠能在水溫較低的大湖邊;另一種是利用城市深井供水來滿足溫度和流量的需要,但往往成本太高。對實驗裝置可以使用這種方法,但對于工廠,這樣做是不切實際的。
二、冰水溫差
模具冷卻流體(冰水)的溫度一般受制于加工材料和制品形狀而發(fā)生較大變化,如聚乙烯薄壁燒杯,模具要求冰水溫度在0℃以下;而其它絕大多數(shù)情況下,模具所要求的冰水的溫度都在5℃以上,微電腦全功能冷水機(jī)組能提供5℃以上的冰水,低溫型智能溫控冷水機(jī)組能滿足5℃以下及至0℃以下的要求。
模具進(jìn)出口處冰水的溫差往往是根據(jù)制品要求來設(shè)定的,在許多情況下,溫差為3-5℃時是理想的,但有時也需要溫差有1-2℃。溫差越小,意味著把同樣的熱量帶出去,需要的冰水流量就越大,反之需要的流量越小。比如:溫差為5℃時,流量需要60L,而到溫差為2℃時,流量則需要150L。
三、冰水流量
一副模具所需的冰水流量直接與模具要帶走的熱量和冰水進(jìn)出模具的溫差有關(guān)。例如;要將6480kcal/h的熱量從模具上帶走,若溫差為3℃,那么至少需要的流量為多少?冰水流量Q=6480÷3÷60=36(L/min)。
四、冰水水質(zhì)的處理
水的軟化,在使用冷水機(jī)組的過程中,也是一個不可忽視的問題,對水的PH值也需要不斷地觀測,PH值應(yīng)等于7,大于7的PH值會產(chǎn)生可怕的腐蝕現(xiàn)象,如不采取措施,會在蒸發(fā)器、模具內(nèi)生垢,會起隔熱的作用,嚴(yán)重時,使其能量的轉(zhuǎn)換效果降低。很明顯這就要求考慮對硬水的軟化。有效的方法,可在系統(tǒng)中配置一臺電子硬水軟化器,這樣的軟化器是以離子交換原理設(shè)計制作的。根據(jù)流量的不同可配置不同規(guī)格的軟化器,直接連接在循環(huán)水管路中,一般配置有水處理軟化器所需費(fèi)用也不會太高,也可定期向循環(huán)系統(tǒng)中加入一定比例的除垢劑。
五、冰水機(jī)流量、壓力
一般注塑成型模具冷卻,冰水的壓力選擇0.1~0.2Mpa,即可滿足要求,而微電腦全功能冷水機(jī)組能滿足這個要求,當(dāng)壓力要求高于0.2Mpa時,需另行規(guī)劃,以利采用相應(yīng)壓力的水泵以滿足系統(tǒng)供水之需要。
流量與管徑之間的關(guān)系表:
管徑 3/8″ 1/2″ 3/4″ 1\" 1\'/4″ 1\'/2″ 2″ 3″
流量 12 20 35 60 90 130 230 560