Как выбрать и подобрать охладитель для вашей литьевой машины?

Фактически, пресс-форма по сути является теплообменником. Тепло передается из расплавленного пластика в пресс-форму, а затем в непрерывно циркулирующую охлаждающую среду, обычно ледяную воду. Только небольшая часть тепла выделяется в воздух или на пластину пресс-формы литьевой машины. Действительно, фаза охлаждения играет решающую роль в процессе формования пластика из-за присущих пластику характеристик и требования к высококачественному конечному продукту. Эта фаза часто может составлять до 80% всего времени цикла. Поэтому минимизация времени охлаждения абсолютно необходима.

Например, типичный цикл формования формы составляет около 20 секунд. Используя ледяную воду, вырабатываемую охладителем, вместо воды из градирни, время охлаждения можно сократить до 16 секунд. Хотя первоначальная стоимость оборудования охладителя выше, он может увеличить производство на 20%. В долгосрочной перспективе можно получить значительную прибыль за счет повышения производительности.

Теперь, как нам выбрать энергию ледяной воды? Как уже упоминалось выше, она зависит от удельной теплоемкости формовочного материала, температуры при плавлении пластика, веса материала и температуры при освобождении формы.

Для общего охлаждения пресс-формы для литья под давлением давление ледяной воды обычно выбирается в диапазоне от 0,1 до 0,2 МПа, что достаточно для удовлетворения требований. Полностью функциональный микрокомпьютерный охладитель может удовлетворить этим требованиям. Конечно, если давление ледяной воды превышает 0,2 (МПа), становится необходимым включить водяной насос, способный удовлетворить требования системы к водоснабжению. Таблица соотношений между расходом и диаметром трубы:

Формула расчета необходимой энергии ледяной воды для формы: q = w × c × t × s.

В формуле:

• q представляет собой требуемую энергию ледяной воды в ккал/ч.
• w обозначает вес пластикового материала в кг/ч.
• c представляет собой удельную теплоемкость пластикового материала в ккал/кг℃.
• t обозначает разницу температур между температурой плавления пластмассы и температурой во время извлечения из формы в градусах Цельсия.
• s представляет собой коэффициент безопасности, обычно принимаемый от 1,35 до 2,0. При сопоставлении одной машины обычно выбирается меньшее значение. Однако при сопоставлении одного охладителя с несколькими формами выбирается большее значение. Например, если выбран охладитель с воздушным охлаждением, s также следует выбирать относительно большим.

Например, форма используется для производства изделий из полипропилена с производительностью около 50 кг в час. Какова требуемая мощность охлаждения и какой размер охладителя подойдет?

Используя формулу: q = 50 × 0,48 × 200 × 1,35 = 6480 (ккал/ч). Таким образом, требуемая холодопроизводительность составляет 6480 ккал/ч. Чиллер SIC-3W или SIC-3A подойдет для обеспечения этой охлаждающей способности.

В процессе фактического выбора охладителя часто бывает сложно получить полные данные. На основе опыта t = 200°C, что является средним значением, полученным из многолетней статистики для многих широко используемых продуктов.

Если пресс-форма имеет систему горячих литников, энергия от системы горячих литников также должна быть включена в расчет охлаждающей способности. Обычно энергия системы горячих литников измеряется в кВт, поэтому ее следует преобразовать в ккал/ч. 1 кВт = 860 ккал/ч.

Если на заводе достаточно воды с низкой температурой и низкой стоимостью, то, возможно, не понадобится использовать охладитель. Однако, как правило, это нереально, если только завод не расположен вблизи большого озера с относительно низкой температурой воды. Другой вариант — использовать водоснабжение из глубоких скважин в городе для удовлетворения требований к температуре и расходу, но это часто сопряжено с высокими затратами. Хотя этот подход может быть осуществим для экспериментальных установок, он непрактичен для большинства заводов.

Разница температур ледяной воды

Температура охлаждающей жидкости (ледяной воды) в пластиковых формах обычно значительно варьируется в зависимости от обрабатываемого материала и формы изделия. Например, для тонкостенных стаканов из полистирола форма требует температуры ледяной воды ниже 0°C. В большинстве других случаев форма требует температуры ледяной воды выше 5°C. Полностью функциональный микрокомпьютерный охладитель может обеспечить ледяную воду выше 5°C, в то время как низкотемпературный интеллектуальный охладитель с регулируемой температурой может соответствовать требованиям ниже 5°C и даже ниже 0°C.

Разница температур между ледяной водой на входе и выходе пластиковой формы часто устанавливается на основе требований к продукту. Во многих случаях идеальной считается разница температур в 3-5°C, но иногда требуется разница температур в 1-2°C. Меньшая разница температур означает, что отводится то же количество тепла, требуя большего расхода ледяной воды, в то время как большая разница температур требует меньшего расхода. Например, при разнице температур в 5°C требуется расход в 60 литров, тогда как при разнице температур в 2°C требуется расход в 150 литров.

Расход ледяной воды

Требуемый расход ледяной воды для пластиковой формы напрямую зависит от количества необходимого тепла.

Теоретические соображения относительно качества ледяной воды

Умягчение воды является важным аспектом, который следует учитывать в процессе использования охладителя. Значение pH воды также необходимо постоянно контролировать, при этом оптимальное значение pH составляет 7. Значения pH выше 7 могут привести к серьезной коррозии. Если не устранить проблему, в испарителе и пресс-форме может образоваться накипь, которая будет выполнять функцию изоляции. В тяжелых случаях это может снизить эффективность преобразования энергии на 30%. Важно решить проблему жесткой воды.

Наиболее эффективным методом является установка электронного умягчителя воды в систему. Такие умягчители сконструированы на основе принципов ионного обмена. В зависимости от расхода, различные спецификации умягчителей могут быть установлены непосредственно в трубопроводе циркуляционной воды. Стоимость установки умягчителя для обработки воды, как правило, разумна, и периодическое добавление ингибиторов накипи в циркуляционную систему также может быть рассмотрено.

Расход и давление машины для производства ледяной воды

Для охлаждения в общих применениях литьевых форм давление ледяной воды в диапазоне от 0,1 до 0,2 МПа достаточно для удовлетворения требований. Полностью функциональный микрокомпьютерный охладитель может удовлетворить этим требованиям давления. Если требования давления превышают 0,2 МПа, необходимо дополнительное планирование, чтобы обеспечить использование водяного насоса с соответствующим давлением для удовлетворения потребностей системы в водоснабжении.

Охлаждение гидравлического масла и секция подачи цилиндра

Обычно для охлаждения гидравлического масла и питающей секции ствола используется охлаждающая вода из градирни. Этот метод не только самый оптимальный, но и экономически выгодный. Если нет особых требований к температуре, для охлаждения можно использовать ледяную воду.

Изоляция необходима для трубопроводов ледяной воды, поскольку изоляция не только предотвращает значительную потерю охлаждающей способности, но и предотвращает образование конденсата на внешней поверхности труб. Например, если температура ледяной воды составляет 10°C, а температура окружающей среды составляет 30°C, то 25-метровая металлическая труба с площадью поверхности 25 м² может излучать тепло до 750 ккал/ч. Это составляет примерно 10% охлаждающей способности, вырабатываемой компрессором мощностью 3 л. с., и около 6% охлаждающей способности, вырабатываемой компрессором мощностью 5 л. с.

• Как выбрать и соединить охладитель с литьевой машиной? Вам следует найти охладитель, который может эффективно и действенно обеспечить холодопроизводительность, необходимую литьевой машине при работе в нормальных условиях окружающей среды. В вашем случае вы указали, что температура конденсации охлаждающей воды должна быть ниже 35°C для чиллера с водяным охлаждением или ниже 43°C для чиллера с воздушным охлаждением.
• Чиллер с водяным охлаждением мощностью 1 л.с. может работать в паре с литьевой машиной, которая развивает усилие смыкания 80 тонн для поддержания температуры в диапазоне 5–10 градусов по Цельсию.
• Чиллер с водяным охлаждением мощностью 1 л.с. можно эффективно использовать в паре с литьевой машиной с усилием смыкания 100 тонн для регулирования температуры в диапазоне 10-15 градусов. Чиллер с водяным охлаждением мощностью 1 л.с. можно использовать в паре с литьевой машиной с усилием смыкания 120 тонн для регулирования температуры в диапазоне 15-20 градусов по Цельсию. (Примечание: для чиллеров с воздушным охлаждением соответствующая мощность составляет 0,8 от мощности чиллеров с водяным охлаждением. Таким образом, чиллер с воздушным охлаждением мощностью 1 л.с. можно использовать в паре с литьевой машиной с усилием смыкания 64 тонны для регулирования температуры в диапазоне 5-10 градусов по Цельсию.)

1. Второй способ:

• Чиллер с водяным охлаждением мощностью 1 л.с. можно использовать с литьевой машиной с единичным весом впрыска 10 QZ для контроля температуры в пределах 5-10 градусов по Цельсию. Примечание: 1 QZ соответствует 28,5 г материала. Вышеприведенная формула приведена для справки, и вам следует учитывать фактическую ситуацию и выбирать подходящий чиллер соответственно.

1. Сочетание чиллеров и градирен:

По опыту, для эффективного отвода тепла, вырабатываемого охладителем, мощностью 1 л.с. обычно требуется градирня производительностью 1,2 тонны.