كيفية اختيار ومطابقة المبرد لآلة القولبة بالحقن الخاصة بك؟

في الواقع، القالب هو في الأساس مبادل حراري. تنتقل الحرارة من البلاستيك المنصهر إلى القالب ثم إلى وسط تبريد مستمر، وعادة ما يكون ماءً مثلجًا. يتم إطلاق جزء صغير فقط من الحرارة في الهواء أو لوحة القالب الخاصة بآلة التشكيل بالحقن. في الواقع، تلعب مرحلة التبريد دورًا حاسمًا في عملية تشكيل البلاستيك بسبب الخصائص المتأصلة للبلاستيك والمتطلبات للحصول على منتج نهائي عالي الجودة. يمكن أن تمثل هذه المرحلة غالبًا ما يصل إلى 80% من وقت الدورة بالكامل. لذلك، فإن تقليل وقت التبريد ضروري للغاية.

على سبيل المثال، تبلغ دورة صب القالب النموذجية حوالي 20 ثانية. وباستخدام الماء المثلج الناتج عن المبرد بدلاً من الماء من برج التبريد، يمكن تقليل وقت التبريد إلى 16 ثانية. وعلى الرغم من أن التكلفة الأولية لتجهيز المبرد أعلى، إلا أنه يمكن أن يزيد الإنتاج بمقدار 20%. وعلى المدى الطويل، يمكن تحقيق أرباح كبيرة من خلال تحسين الإنتاجية.

الآن، كيف نختار طاقة الماء المثلج؟ كما ذكرنا سابقًا، يعتمد ذلك على السعة الحرارية النوعية لمادة القالب، ودرجة الحرارة أثناء ذوبان البلاستيك، ووزن المادة، ودرجة الحرارة أثناء إطلاق القالب.

بالنسبة لتبريد قوالب الحقن العامة، يتم اختيار ضغط الماء المثلج عادةً ليكون بين 0.1 و0.2 ميجا باسكال، وهو ما يكفي لتلبية المتطلبات. يمكن لمبرد الكمبيوتر الصغير العامل بكامل طاقته تلبية هذا المطلب. بالتأكيد، إذا تجاوز ضغط الماء المثلج 0.2 (ميجا باسكال)، يصبح من الضروري دمج مضخة مياه قادرة على تلبية متطلبات إمداد النظام بالمياه. جدول العلاقة بين معدل التدفق وقطر الأنبوب:

صيغة حساب الطاقة المطلوبة من الماء المثلج للقالب هي q = w × c × t × s.

في الصيغة:

• يمثل q الطاقة المطلوبة للماء المثلج بوحدة كيلو كالوري/ساعة.
• يشير w إلى وزن المادة البلاستيكية بالكيلوجرام/الساعة.
• يمثل c الحرارة النوعية للمادة البلاستيكية بوحدة كيلو كالوري/كجم درجة مئوية.
• يشير t إلى الفرق في درجة الحرارة بين درجة انصهار البلاستيك ودرجة الحرارة أثناء إطلاق القالب بالدرجة المئوية.
• يمثل s عامل الأمان، والذي يُؤخذ عادةً على أنه 1.35 إلى 2.0. عند مطابقة آلة واحدة، يتم اختيار القيمة الأصغر عمومًا. ومع ذلك، عند مطابقة مبرد واحد مع قوالب متعددة، يتم اختيار القيمة الأكبر. على سبيل المثال، إذا تم اختيار مبرد مبرد بالهواء، فيجب أيضًا اختيار s ليكون كبيرًا نسبيًا.

على سبيل المثال، يتم استخدام قالب لإنتاج منتجات PP بمعدل إنتاج يبلغ حوالي 50 كجم في الساعة. ما هي سعة التبريد المطلوبة، وما حجم المبرد المناسب؟

باستخدام الصيغة: q = 50 × 0.48 × 200 × 1.35 = 6480 (كيلو كالوري/ساعة). وبالتالي، فإن سعة التبريد المطلوبة هي 6480 كيلو كالوري/ساعة. مبرد SIC-3W أو SIC-3A سيكون مناسبًا لتوفير هذه القدرة على التبريد.

أثناء عملية الاختيار الفعلية للمبرد، غالبًا ما يكون من الصعب الحصول على بيانات كاملة. بناءً على الخبرة، t = 200 درجة مئوية، وهي قيمة متوسطة مستمدة من سنوات من الإحصاءات للعديد من المنتجات المستخدمة بشكل شائع.

إذا كان القالب مزودًا بنظام مجرى ساخن، فيجب أيضًا تضمين الطاقة من نظام مجرى الساخن في حساب سعة التبريد. بشكل عام، يتم قياس طاقة نظام مجرى الساخن بالكيلووات، لذا يجب تحويلها إلى كيلو كالوري/ساعة. 1 كيلو وات = 860 كيلو كالوري/ساعة.

إذا كان المصنع لديه إمداد كافٍ من المياه بدرجة حرارة منخفضة وتكلفة منخفضة، فقد لا يحتاج إلى استخدام مبرد. ومع ذلك، فإن هذا غير واقعي بشكل عام ما لم يكن المصنع يقع بالقرب من بحيرة كبيرة بدرجة حرارة مياه منخفضة نسبيًا. هناك خيار آخر وهو استخدام إمدادات المياه من الآبار العميقة في المدينة لتلبية متطلبات درجة الحرارة ومعدل التدفق، ولكن هذا غالبًا ما يكون مكلفًا. في حين أن هذا النهج قد يكون ممكنًا للإعدادات التجريبية، إلا أنه ليس عمليًا لمعظم المصانع.

الفرق في درجة حرارة الماء المثلج

تختلف درجة حرارة سائل التبريد (الماء المثلج) في القوالب البلاستيكية بشكل كبير اعتمادًا على المادة المعالجة وشكل المنتج. على سبيل المثال، بالنسبة للأكواب الرقيقة الجدار المصنوعة من البوليسترين، يتطلب القالب درجة حرارة ماء مثلج أقل من 0 درجة مئوية. في معظم الحالات الأخرى، يتطلب القالب درجة حرارة ماء مثلج أعلى من 5 درجات مئوية. يمكن لمبرد الكمبيوتر الصغير العامل بكامل طاقته توفير ماء مثلج أعلى من 5 درجات مئوية، بينما يمكن لمبرد ذكي منخفض الحرارة يتم التحكم فيه بدرجة الحرارة تلبية المتطلبات أقل من 5 درجات مئوية وحتى أقل من 0 درجة مئوية.

غالبًا ما يتم ضبط فرق درجة الحرارة بين الماء المثلج عند مدخل ومخرج القالب البلاستيكي بناءً على متطلبات المنتج. في كثير من الحالات، يُعتبر فرق درجة الحرارة من 3 إلى 5 درجات مئوية مثاليًا، ولكن في بعض الأحيان يكون فرق درجة الحرارة من 1 إلى 2 درجة مئوية مطلوبًا. يعني فرق درجة الحرارة الأصغر إزالة نفس كمية الحرارة، مما يتطلب معدل تدفق أكبر للماء المثلج، بينما يتطلب فرق درجة الحرارة الأكبر معدل تدفق أصغر. على سبيل المثال، مع فرق درجة الحرارة من 5 درجات مئوية، يلزم معدل تدفق 60 لترًا، بينما مع فرق درجة الحرارة من 2 درجة مئوية، يلزم معدل تدفق 150 لترًا.

معدل تدفق الماء المثلج

إن معدل تدفق الماء المثلج المطلوب لقالب بلاستيكي يرتبط بشكل مباشر بكمية الحرارة المطلوبة.

الاعتبارات النظرية لجودة المياه الجليدية

يعد تليين المياه جانبًا مهمًا يجب مراعاته في عملية استخدام المبرد. يجب أيضًا مراقبة قيمة الرقم الهيدروجيني للمياه باستمرار، مع كون قيمة الرقم الهيدروجيني المثلى 7. يمكن أن تؤدي قيم الرقم الهيدروجيني الأعلى من 7 إلى تآكل شديد. إذا لم يتم معالجتها، فقد يحدث ترسب في المبخر والقالب، ويعمل كعازل. في الحالات الشديدة، يمكن أن يقلل من كفاءة تحويل الطاقة بنسبة 30%. من الضروري معالجة مشكلة المياه العسيرة.

الطريقة الأكثر فعالية هي تركيب جهاز تنقية المياه الإلكتروني في النظام. يتم تصميم مثل هذه الأجهزة بناءً على مبادئ التبادل الأيوني. اعتمادًا على معدل التدفق، يمكن تركيب أجهزة تنقية المياه بمواصفات مختلفة مباشرة في خط أنابيب المياه المتداولة. تكلفة تركيب جهاز تنقية المياه معقولة بشكل عام، ويمكن أيضًا النظر في الإضافة الدورية لمثبطات الترسبات الكلسية إلى النظام المتداول.

معدل تدفق وضغط آلة الماء المثلج

بالنسبة للتبريد في تطبيقات قوالب الحقن العامة، فإن ضغط الماء المثلج في نطاق 0.1 إلى 0.2 ميجا باسكال كافٍ لتلبية المتطلبات. يمكن لمبرد الكمبيوتر الصغير العامل بكامل طاقته تلبية متطلبات الضغط هذه. إذا تجاوزت متطلبات الضغط 0.2 ميجا باسكال، يلزم تخطيط إضافي لضمان استخدام مضخة مياه بالضغط المقابل لتلبية احتياجات إمدادات المياه للنظام.

تبريد الزيت الهيدروليكي وقسم التغذية للبرميل

عادةً ما يتم استخدام مياه التبريد من برج التبريد لتبريد الزيت الهيدروليكي وقسم التغذية للبرميل. هذه الطريقة ليست الأفضل فحسب، بل إنها أيضًا فعّالة من حيث التكلفة. ما لم تكن هناك متطلبات درجة حرارة محددة، يمكن استخدام مياه الجليد لأغراض التبريد.

العزل ضروري لأنابيب المياه المثلجة لأن العزل لا يمنع فقط فقدانًا كبيرًا في سعة التبريد ولكنه يمنع أيضًا تكوين التكثيف على السطح الخارجي للأنابيب. على سبيل المثال، إذا كانت درجة حرارة المياه المثلجة 10 درجات مئوية ودرجة الحرارة المحيطة 30 درجة مئوية، فإن أنبوبًا معدنيًا بطول 25 مترًا ومساحة سطح 25 مترًا مربعًا يمكن أن يشع حرارة تصل إلى 750 كيلو كالوري / ساعة. هذا يعادل تقريبًا 10% من سعة التبريد التي يولدها ضاغط بقوة 3 حصان وحوالي 6% من سعة التبريد التي يولدها ضاغط بقوة 5 حصان.

• كيف تختار وتربط المبرد بآلة التشكيل بالحقن؟ يجب أن تجد مبردًا يمكنه توفير سعة التبريد اللازمة لآلة التشكيل بالحقن بكفاءة وفعالية أثناء التشغيل في درجات حرارة محيطة عادية. في حالتك، ذكرت أن درجة حرارة تكثيف مياه التبريد يجب أن تكون أقل من 35 درجة مئوية لمبرد مبرد بالماء أو أقل من 43 درجة مئوية لمبرد مبرد بالهواء
• يمكن إقران مبرد الماء بقوة 1 حصان مع آلة قولبة بالحقن تمارس قوة ضغط تبلغ 80 طنًا للحفاظ على درجة الحرارة في نطاق 5-10 درجات مئوية.
• يمكن إقران مبرد الماء 1 حصان المبرد بفعالية مع آلة قولبة بالحقن بقوة تثبيت 100 طن لتنظيم درجة الحرارة في نطاق 10-15 درجة. يمكن مطابقة مبرد الماء 1 حصان المبرد بآلة قولبة بالحقن بقوة تثبيت 120 طنًا للتحكم في درجة الحرارة في حدود 15-20 درجة مئوية. (ملاحظة: بالنسبة للمبردات المبردة بالهواء، تكون سعة المطابقة 0.8 مرة من المبردات المبردة بالماء. لذلك، يمكن مطابقة مبرد الهواء 1 حصان المبرد بآلة قولبة بالحقن بقوة تثبيت 64 طنًا للتحكم في درجة الحرارة في حدود 5-10 درجات مئوية.)

1. الطريقة الثانية:

• يمكن استخدام مبرد مائي بقوة 1 حصان مع آلة قولبة بالحقن بوزن طلقة واحدة 10 QZ للتحكم في درجة الحرارة في حدود 5-10 درجات مئوية. ملاحظة: 1 QZ تعادل 28.5 جرام من المادة. الصيغة أعلاه هي للإشارة فقط، ويجب عليك مراعاة الموقف الفعلي واختيار مبرد مناسب وفقًا لذلك.

1. اقتران المبردات وأبراج التبريد:

وفقًا للتجربة، تتطلب مبردات 1 حصان عادةً برج تبريد بقدرة 1.2 طن تبريد للتخلص بكفاءة من الحرارة التي تنتجها المبردات.