注塑行业冷水机组运用需注意的问题
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摘 要： 结合注塑行业冷却系统的冷却速率的因素，对配套注塑机使用的冷水机组系统做简单说明，并对管路系统的设计、水箱的设置、循环水泵的选型等做了初步的分析和探讨。
关键词：注塑成型；冷却系统；冷水机组；水泵；管路；水箱
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.013
1 注塑机冷却阶段影响注塑冷却的因素
在注塑成型模具中，冷却系统的设计对塑料的成型起到重要作用。由于冷却时间占整个成型周期约50%～80%，[1–2]因此冷却水道设计及其快速成形制造技术的发展对冷却效果起到重要作用。影响模具冷却速率的因素：模具材料、模具材料热传导系数、冷却水管配置方式、冷却水流量、冷却介质、塑料热传导系数、加工参数设定。通常冷却管道的直径应为 8～25 mm[3]。
2 冷水机组的运用
2.1 冷水机组的选型
一般冷水机组的选型是结合项目情况（地理位置，天气，建筑面积，客户需求等）决定采用水冷或者风冷冷水机组。选型前明确工程所在地地理位置，了解是否有设计院设计方案及设备材料清单（主机类型、制冷量或制热量、输入功率、台数等信息），了解工艺设备对冷水机的要求，了解客户是否可以提供建筑平面图纸，了解建筑物是否有机房可以利用或者有放主机的位置（确定用风冷主机还是水冷主机）。
考虑以上因素后，就可明确选水冷机组或者风冷机组了，然后根据料筒容量进行冷量计算或者根据锁模力估算冷量。如此，机组的选型就明确了，根据注塑机的系统及冷水机组的制冷原理绘制系统图，见图一。此次冷水机组的系统分析我们以水冷冷水机组为例。如果采用风冷冷水机组，则涉及冷却塔及冷却泵的相关部件及配件均不考虑。
2.2 配套注塑机使用的冷水机组水系统原理图
冷冻水系统：闭式水箱→冷冻水泵→冷水机组→闭式水箱；闭式水箱→工艺冷冻水泵→注塑机，完成模具冷却。
在冷冻水系统中，水泵采用一用一备为好，同时在水泵前后按照匹配的蝶阀，软接，温度表，压力表，截止阀等，保证系统中水质的质量及减少水流速过快对水泵的冲击或者突然断电等，水锤对水泵的损害。
冷却水系统：冷却塔→冷却水泵→冷水机组→冷却塔；冷却塔→冷却泵→注塑机→冷却塔，完成对液压油和料筒喂料段的冷却及冷水机组的冷却。
一般冷却塔的水流量是机组冷却水流量的1.1～1.3倍。而配套注塑机的冷却水是冷水机组及液压油和料筒喂料段的冷却水之和，所以在对冷却塔选型时，要考虑这部分的水量，这是与常规冷却塔选型和运用不同的地方，需要注意。
3 设计要点分析
3.1 循环水泵及管路的设计
管路系统的设计主要考虑管道设置及管路排气。由于车间或者机房有工艺设备、水处理设备、土建基础、梁、等，管道设置时必然要考虑这些问题。同时管路充水或者水流速过快，密闭空间内产生的气体很难迅速排出， 就会造成局部气阻或气蚀， 对水泵的流量和压力产生影响， 甚至会出现管道振动的现象。因此，秉承便于维护和检修原则， 管道尽可能架空设计， 如确有困难，可选择管沟、埋地的方式。
水泵的流量和扬程通过生产工艺和管网的水力计算确定。确定循环水泵扬程时，要考虑其进出水压力的因素，否则会出现水泵扬程过高； 或压损过大，水泵选型过小无法满足生产需要。
3.2 不锈钢水箱的设计
注塑机对冻水一般要求在5～15℃；管路中气体及水温的波动会影响塑胶制品的成型，故水箱要起到恒温恒压快速补水的作用。
水箱的水温在冷水机组从待机状态到100%运行状态这段时间内（一般为2～5分钟，同制冷机组制冷量有关），水箱的供水温度不超过设计值上限，满足恒溫的需要。
同时水箱内水泵吸水口以上的有效容积应大于整个制冷内外循环流道总容积，达到快速补水的目的。
系统采用双循环系统有两个水泵，内循环水泵为水箱同主机之间的循环，流量稳定，制冷系统稳定。外循环泵为水箱同生产设备之间的循环，循环水泵可以在最大与最小流量之间变化，故不影响整个系统正常运行。
3.3 冷却水系统的设计
冷却水系统除了同样考虑水泵及管路的设计外，还需要考虑液压油和料筒喂料段的用水量。一般这部分采用冷却水塔的水来冷却，因为这不仅是最佳的方法，单就生产成本看，也是极经济的，除非对其温度有特定要求，可用冰水对其进行冷却。
故在选冷却塔时需把这部分的热量考虑进去。
4 总结
注塑产品的质量是系统各设备的完美配合，通过对工艺冷却系统进行科学分析，并进行初步探索，匹配最优工况点，提高利用率，达到最佳、高效经济的目的。
参考文献：
[1]李晓棠.机械制造[M].2005，43（07）：18-20.
[2]曾祥补等.模具工业[M].2013，39（03）：52-56.
[3]孙桂兰等.机械[M].2013，40（01）：22-26.
作者简介：刘敏（1985-），女，湖北襄阳人，大专，产品工程师，研究方向：工业制冷及系统节能。
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