模溫機(jī)的冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ)
1、直接式或開放式冷卻系統(tǒng)
這是一種極之流行的系統(tǒng),其基本的組成配件有電水泵和浸沒式電熱器。電水泵負(fù)責(zé)把水運(yùn)行于模具的冷卻管道。水溫不斷被測(cè)量著,若溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),電熱器便關(guān)上。若水溫繼續(xù)升高稍為超過(guò)某一設(shè)點(diǎn)時(shí),電磁閥被打開使部份熱水排走,所損失的水量由較凍的自來(lái)水補(bǔ)充。
這系統(tǒng)之所以普遍被采用是因?yàn)樗兄O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和制造成本低廉(與間接式系統(tǒng)比較)的好處,可是系統(tǒng)需要為斷補(bǔ)充新的自來(lái)水,這表示更多熔解了的化學(xué)物質(zhì)亦一并被加進(jìn)系統(tǒng)內(nèi),使冷卻管道的沉積問(wèn)題加速惡化。為了減少冷卻水溫的升降幅度,電熱水器的電源控制和水溫測(cè)量的準(zhǔn)確度都必須很好,使水溫控制在所需的范圍內(nèi),有些系統(tǒng)更可調(diào)節(jié)水溫以適應(yīng)模具的溫度。
2、間接式冷卻系統(tǒng)
間接式冷卻系統(tǒng)可以應(yīng)用于模具溫度低過(guò)或高過(guò)一般冷卻水的溫度。被冷卻液帶來(lái)的熱量經(jīng)由熱交換系統(tǒng)散去。
系統(tǒng)利用高壓原理使水溫可以超過(guò)其大氣壓力下的沸點(diǎn),并有重型的浸沒式電熱器提供快速的升溫,負(fù)責(zé)把熱能散去的裝置是設(shè)有較大熱交換面積的線圖式熱交換器,并有電磁閥控制散熱的過(guò)程。加熱或散熱的準(zhǔn)確切換則由一比例控制形式的儀器控制著。
若運(yùn)行于系統(tǒng)和模具的液體是屬于水性的,其zui高的溫度可達(dá)140℃/284F°。 但是溫度超過(guò)120℃/248F°的情況下為應(yīng)使用 水性 的系統(tǒng),因?yàn)楹砉芸赡馨l(fā)生爆裂,造成很大的危險(xiǎn)。對(duì)于溫度超過(guò)120℃/248F°的需求,我們可用油性的循環(huán)式系統(tǒng)(也可以使用電熱器棒作輔助途)。
模具在生產(chǎn)時(shí)也常常需要利用冰水作冷卻用途以改造生產(chǎn)力或是彌補(bǔ)模具設(shè)計(jì)的不足,所采用的冷凍機(jī)都設(shè)有制冷單元把經(jīng)過(guò)熱交換器的冷卻液降溫。熱交換器有著很多線圖狀的管路,管內(nèi)循環(huán)著高壓的冷凍液體,模具冷卻液則不斷流過(guò)管路外面把熱量輸送給冷凍液并使其氣化,氣化了的冷凍液其后再被壓縮及冷卻還原成液體,熱交換過(guò)程得以不斷地進(jìn)行。現(xiàn)時(shí)人們對(duì)冷凍機(jī)所排出的熱能的應(yīng)用機(jī)會(huì)發(fā)生了濃厚的興趣,它們可能在不久的將來(lái)負(fù)責(zé)提供房間溫暖的環(huán)境。
使用冷凍機(jī)時(shí)??捎龅揭韵碌膯?wèn)題,冷凍機(jī)的設(shè)定溫度不能太低,原因是型腔表面發(fā)生了冷凝現(xiàn)象(布滿了水珠)。這現(xiàn)象可能在正常模具開啟和頂出時(shí)發(fā)生,亦可能發(fā) 生于短暫的生產(chǎn)停頓,解決的辦法是把模腔周圍的空間占滿了熱空氣,例如使用熱風(fēng)機(jī)向著模腔處噴射熱空氣。這辦法在濕熱的夏天很是有效,以某一例子來(lái)說(shuō),可以把生產(chǎn)周期從30秒降至23秒。若冷凝現(xiàn)象引致模具生銹,可以把模具表面進(jìn)行鍍鎳處理或是使用其他材料制造模具,例如不銹鋼或鍍銅。
生產(chǎn)薄壁注件時(shí)常常需要使用冷凍機(jī)以縮短生產(chǎn)周期,以 重7.5克 的 聚苯乙烯(PS)薄杯為例(自動(dòng)飲品售賣機(jī)的壞子)一套單腔模具的生產(chǎn)速度可以快至一分鐘五十次模數(shù)。
3、冷卻液的選擇
適宜熱塑性件的模具生產(chǎn)溫度的一般范圍是20-80℃ (68-176F°),所以大都是使用處理過(guò)的水作為冷卻液,我們需要注意一點(diǎn),冷卻液的溫度和模具的溫度可能差別很大,例如40℃/100F°。對(duì)于加壓形式的冷卻管路來(lái)說(shuō),若系統(tǒng)是水性的,其zui高溫度是140℃/284F°:若系統(tǒng)是油性的,則其zui高溫度是350℃/662F°。采用冷凍系統(tǒng)時(shí)其溫度當(dāng)然可以很低。若溫度是低于10℃/50F°的,則冷卻液必須是水/醇(防凝劑)的混合液。
有些注塑公司直接使用自來(lái)水進(jìn)行模具冷卻??刂颇氐氖侄问窃诳吐芳由瞎?jié)流閥以控制自
模溫機(jī)的冷卻系統(tǒng)基礎(chǔ) 1、直接式或開放式冷卻系統(tǒng) 這是一種極之流行的系統(tǒng),其基本的組成配件有電水泵和浸沒式電熱器。電水泵負(fù)責(zé)把水運(yùn)行于模具的冷卻管道。水溫不斷被測(cè)量著,若溫度達(dá)到設(shè)定值時(shí),電熱器便關(guān)上。若水溫繼續(xù)升高稍為超過(guò)某一設(shè)點(diǎn)時(shí),電磁閥被打開使部份熱水排走,所損失的水量由較凍的自來(lái)水補(bǔ)充。 這系統(tǒng)之所以普遍被采用是因?yàn)樗兄O(shè)計(jì)簡(jiǎn)單和制造成本低廉(與間接式系統(tǒng)比較)的好處,可是系統(tǒng)需要為斷補(bǔ)充新的自來(lái)水,這表示更多熔解了的化學(xué)物質(zhì)亦一并被加進(jìn)系統(tǒng)內(nèi),使冷卻管道的沉積問(wèn)題加速惡化。為了減少冷卻水溫的升降幅度,電熱水器的電源控制和水溫測(cè)量的準(zhǔn)確度都必須很好,使水溫控制在所需的范圍內(nèi),有些系統(tǒng)更可調(diào)節(jié)水溫以適應(yīng)模具的溫度。 2、間接式冷卻系統(tǒng) 間接式冷卻系統(tǒng)可以應(yīng)用于模具溫度低過(guò)或高過(guò)一般冷卻水的溫度。被冷卻液帶來(lái)的熱量經(jīng)由熱交換系統(tǒng)散去。 系統(tǒng)利用高壓原理使水溫可以超過(guò)其大氣壓力下的沸點(diǎn),并有重型的浸沒式電熱器提供快速的升溫,負(fù)責(zé)把熱能散去的裝置是設(shè)有較大熱交換面積的線圖式熱交換器,并有電磁閥控制散熱的過(guò)程。加熱或散熱的準(zhǔn)確切換則由一比例控制形式的儀器控制著。 若運(yùn)行于系統(tǒng)和模具的液體是屬于水性的,其zui高的溫度可達(dá)140℃/284F°。 但是溫度超過(guò)120℃/248F°的情況下為應(yīng)使 用 水 性 的系統(tǒng),因?yàn)楹砉芸赡馨l(fā)生爆裂,造成很大的危險(xiǎn)。對(duì)于溫度超過(guò)120℃/248F°的需求,我們可用油性的循環(huán)式系統(tǒng)(也可以使用電熱器棒作輔助途)。 模具在生產(chǎn)時(shí)也常常需要利用冰水作冷卻用途以改造生產(chǎn)力或是彌補(bǔ)模具設(shè)計(jì)的不足,所采用的冷凍機(jī)都設(shè)有制冷單元把經(jīng)過(guò)熱交換器的冷卻液降溫。熱交換器有著很多線圖狀的管路,管內(nèi)循環(huán)著高壓的冷凍液體,模具冷卻液則不斷流過(guò)管路外面把熱量輸送給冷凍液并使其氣化,氣化了的冷凍液其后再被壓縮及冷卻還原成液體,熱交換過(guò)程得以不斷地進(jìn)行?,F(xiàn)時(shí)人們對(duì)冷凍機(jī)所排出的熱能的應(yīng)用機(jī)會(huì)發(fā)生了濃厚的興趣,它們可能在不久的將來(lái)負(fù)責(zé)提供房間溫暖的環(huán)境。 使用冷凍機(jī)時(shí)??捎龅揭韵碌膯?wèn)題,冷凍機(jī)的設(shè)定溫度不能太低,原因是型腔表面發(fā)生了冷凝現(xiàn)象(布滿了水珠)。這現(xiàn)象可能在正常模具開啟和頂出時(shí)發(fā)生,亦可能發(fā) 生于短暫的生產(chǎn)停頓,解決的辦法是把模腔周圍的空間占滿了熱空氣,例如使用熱風(fēng)機(jī)向著模腔處噴射熱空氣。這辦法在濕熱的夏天很是有效,以某一例子來(lái)說(shuō),可以把生產(chǎn)周期從30秒降至23秒。若冷凝現(xiàn)象引致模具生銹,可以把模具表面進(jìn)行鍍鎳處理或是使用其他材料制造模具,例如不銹鋼或鍍銅。 生產(chǎn)薄壁注件時(shí)常常需要使用冷凍機(jī)以縮短生產(chǎn)周期,以 重7.5克 的 聚苯乙烯(PS)薄杯為例(自動(dòng)飲品售賣機(jī)的壞子)一套單腔模具的生產(chǎn)速度可以快至一分鐘五十次模數(shù)。 3、冷卻液的選擇 適宜熱塑性件的模具生產(chǎn)溫度的一般范圍是20-80℃ (68-176F°),所以大都是使用處理過(guò)的水作為冷卻液,我們需要注意一點(diǎn),冷卻液的溫度和模具的溫度可能差別很大,例如40℃/100F°。對(duì)于加壓形式的冷卻管路來(lái)說(shuō),若系統(tǒng)是水性的,其zui高溫度是140℃/284F°:若系統(tǒng)是油性的,則其zui高溫度是350℃/662F°。采用冷凍系統(tǒng)時(shí)其溫度當(dāng)然可以很低。若溫度是低于10℃/50F°的,則冷卻液必須是水/醇(防凝劑)的混合液。 有些注塑公司直接使用自來(lái)水進(jìn)行模具冷卻??刂颇氐氖侄问窃诳吐芳由瞎?jié)流閥以控制自來(lái)水的供應(yīng)量,這方法的冷卻效果是zui差的,模具的溫度將是極不穩(wěn)定和均勻。欲想模具保持在正確的溫度見,冷卻液流量和流速必需正確,并且管路出入口的冷卻液溫差亦不可太大(不能超過(guò)4℃/7 F°),否則模具將會(huì)出現(xiàn)特別熱的部份,模溫便不能保持在所需均勻的溫度了。 模具管路內(nèi)冷卻液的流速必須達(dá)至紊流的狀態(tài),因?yàn)槲闪鞯漠a(chǎn)生可以提高散熱率。假設(shè)冷卻液流過(guò)模具后的溫升是 6℃/11°F,則每公升(1)水可以帶走6kcal , (252kJ)的熱量。 對(duì)于水性的冷卻液,紊流的產(chǎn)生和雷諾數(shù)(REYNOLDS NUMBER R)有關(guān),此數(shù)必須超過(guò)3,500,才可以產(chǎn)生紊流 的狀態(tài),以下是雷諾數(shù)的公式: R=upd/n 這里u=流速(m/s) p=液體密度(kg/m3) d=管道直徑(m) n=液體的黏度系數(shù) 倘 若 管 道 的 直 徑 是 10mm/0.394in,則水的流速必須是450mm/s(1.5ft/s)。我們 可 以 發(fā)覺使用水/甘醇混合液的冷卻系統(tǒng)很難產(chǎn)生紊流的狀態(tài)。這是由于不同比例的混合液有著不同和黏度,并且其黏度數(shù)值隨著不同溫度而變化。為了減少冷卻液結(jié)冰的危險(xiǎn),我們需要增加甘醇的份量,結(jié)果是增加了冷卻液的黏度,流動(dòng)狀態(tài)已不是紊流,而是層流,使散熱能力降低了。 生產(chǎn)效率高的模具并不是必須采用甘醇混合液的冷凍系統(tǒng)。祗要模具的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)完善,水性冷卻液的流量足夠,一套20℃/68°F 溫度的設(shè)計(jì)優(yōu)良的模具在生產(chǎn)上??涉敲?℃/9°F溫度的設(shè)計(jì)*妥的模具。我們應(yīng)盡量避免低溫冷卻液 (甘醇) 的使用,正確的設(shè)計(jì)習(xí)慣是先考慮采用普通水性的冷卻系統(tǒng),用加大流量的方法以獲得所需的冷卻效果,若然不能滿足要求才考慮選用冷凍機(jī)的冷卻 |