注塑機節能改造技術的研發歷程和現狀
作者:化工綜合網發布時間:2022-03-14分類:塑料制品瀏覽:87
注塑機工業經過幾十年的發展,已經到了一個穩定發展的高峰時期,各注塑機生產廠家均不斷完善注塑機的功能、結構、質量。目前市場占絕大多數的液壓型注塑機,能源效率低,能源的利用率不到一半,電費往往占據塑膠加工行業相當大的成本比例。如何提高注塑機的能源利用率,是很多塑料制品生產廠家都很關心的一件事。針對這些特點,注塑機制造廠紛紛開始研制并推出以節能為賣點的注塑機,希望可以吸引更多的用戶,同時也使注塑機的技術工藝達到一個新的高度。????
一、????節能技術????
????在注塑機制造廠紛紛推出的節能型注塑機當中,節能效果最明顯的主要有三種技術:全電動注塑機;機械式變量泵注塑機;電子式變量泵注塑機。?
??? 1.1全電動注塑機?
????近幾年,日本的注塑機制造廠開始研制生產全電動注塑機。就技術先進性而言,該類機型代表了目前技術含量最高的注塑機。?
該機充分利用了AC伺服電機,具有響應速度快,控制精度高,靜音,無環境污染的特點。而且該機的效率很高,節能率高達40-60%。????該機的主要缺點是價格昂貴。?
?? 1.2機械式變量泵?
????為了改善液壓型注塑機能耗嚴重的狀況,許多臺灣、香港的注塑機生產廠家相繼推出了機械節能變量泵注塑機。?
??該種機型的節能原理主要是通過將傳統注塑機上的定量液壓泵改為可以根據流量自動調節的變量泵,節電率達25-50%。?
??該種機型的價格較之全電動注塑機有較大的優勢。但有一個較大的缺點,就是這種變量泵對液壓油的清潔度要求較高,需定期換油,且對于已有的定量泵節注塑機,由于價格和工程量的原因,改造的可行性也并不很大。?
??? 1.3電子式變量泵?
????針對市面上已有的定量泵注塑機,很多單位嘗試用高科技的變頻技術將原有定量泵注塑機改造為與變量泵相似原理的注塑機,英威騰公司在此方面?
取得了一定的成績。采用變頻技術將定量泵注塑機改造為電子式變量泵注塑機后,節電率可達30-50%。?
????針對原有定量泵注塑機的改造,該機型的優勢最為明顯,具有簡單可靠、節電率高、成本低、回收快的特點。????
二、電子變量泵節能原理?
????注塑機的工藝過程,一般分為鎖模、射膠、熔膠、保壓、冷卻、開模、頂針等幾個階段,各階段需要不同的工作壓力和流量.對于油泵馬達而言,注塑過程是處于變化的負載狀態。現有注塑機絕大部分為定量泵的液壓系統,其油泵馬達以恒定的轉速提供恒定的流量。其功率消耗如下所示:??????P=K*H*Q/n??????P=油泵消耗功率(KW)??????K=常數??????H=油壓(Mpa)??????Q=流量(cm3/s)?
????在成型工作中,多余的液壓油通過溢流閥回流,此過程造成的能量損耗一般占整機的35-65%。同時,液壓油長期的高速循環流動,與液壓閥、管路產生激烈的摩擦,產生較大的噪音和較高油溫。?
????電子變量泵通過變頻技術調節油泵馬達的轉速,給注塑過程的不同階段以不同的壓力的流量,減少通過溢流閥產生的回流,從而達到節能目的。?
????定量泵注塑機的壓力的流量的變化,是通過閥門來調節的,其能耗曲線如圖Pv。可以看出,中間的變化并不太大,在這個過程中產生的能耗很大。如果是通過電子變量泵技術調節電機的轉速來調節流量,所產生的能耗曲線如圖Ps。由圖上對比可知,通過調節轉速來調節流量的方法,具有十分顯著的節能效果,與調節閥門的方法相比,要優越得多。?
三、節能改造的可行性?
????盡管傳統的液壓式定量泵注塑機存在很大的節能潛力,但改造的成本,可預見的回收期,改造后設備的穩定性等,才是節能改造能否發展下去的重要因素。?
????在價格競爭曰益激烈的情況下,對原有設備進行改造的可行性越來越成熟。在目前具有顯著節能效果的技術當中,全電動和機械變量泵都存在改造成本高,回收期太長的缺點。電子變頻變量泵技術對原有注塑機進行改造最有吸引力。?
????變頻節能改造不需要對原有設備進行改動,只需另加一套節能系統就可以對設備完成改造,整個改造的時間很短,基本上不影響正常生產。?
????變頻節能改造節電率較高,一般注塑機的節電率都在30-70%。其節電率比機械變量泵的節電率平均高出10~15%。?
??變頻節能系統成本低,回收期短。在華南地區,一般的投資回收期只需要5-10個月。?
注塑機現狀:大部分廠家都在進行節能改造,節能改造后的優點:
1. 大幅度節約電能隔熱層,料筒內部的熱量絕大部分被利用,只有微量輻射到空氣中,料筒表面的溫度一般在60℃以下。經過嚴格的實驗測試,節約電能在30%-80%,特別對于大功率注塑機節電效果更。電磁加熱感應線圈和料筒之間加裝一層為明顯;
2. 明顯降低車間的溫度。通過以上的節能分析,使用高頻加熱系統節約了傳統加熱方式輻射到空氣中的能量,車間不再有似被大量電爐烘烤的狀況,不再出現高溫悶熱,員工工作也不再忍受高溫而心情舒暢。
3. 加熱迅速,溫度控制實時準確。傳統的電阻絲加熱原理是電阻絲本身產生高溫,然后熱量再慢慢的從料筒外表面高溫區傳導到料筒的中心低溫區,速度緩慢,并且位于料筒中心的塑料實際溫度和料筒表面溫度有較大誤差,當塑料溫度達到要求時雖然電阻絲停止加熱,由于存在溫度誤差,料筒表面仍然繼續向料筒內部傳導熱量,導致溫度控制不準確,既影響了注塑成型質量也降低了生產效率;而高頻加熱系統的工作原理是高頻感應,被加熱的金屬是通過自身的電流發熱,熱能是由料筒金屬整體產生,溫度控制實時準確,料筒內外溫度一致,明顯改善了產品的質量和提高了生產效率!
4. 可以長時間在惡劣的環境中工作。注塑機料筒的傳統電阻絲在以下環境中將嚴重限制它的使用和降低它的壽命,如:加熱位置遇到油污、和料筒金屬熱傳導不良、有漏膠現象出現等。由于高頻加熱系統本身是在低溫下工作的,所以它不會把吸附在自身表面的油污、塑料顆粒等加熱碳化,故不會產生漏電、短路等故障;高頻加熱系統的工作原理是高頻感應,它不同于接觸傳導加熱原理,所以它不需要和被感應金屬的直接接觸,故不存在傳導不良的問題。
5. 發熱功率大。注塑機料筒的傳統電阻絲功率過大后對電阻絲本身的傷害會大大增加,電阻絲金屬本身在高溫下會快速揮發,迅速老化而失效,所以傳統電阻絲需要不定期的更換,增加了生產成本和降低生產效率;而高頻節能加熱系統的特點是只有被感應的料筒金屬內部才產生高溫而加熱系統本身溫度很低,自身電損耗微不足道,所以即使功率較大時也不影響加熱系統的使用壽命,根據需要還可以方便的隨時調節使用功率。
6. 完全避免傳統加熱方式帶來的不安全因素。使用高頻加熱系統后料筒表面的溫度在60℃以下,人體完全可以安全觸摸;避免傳統加熱方式而造成的燒傷、燙傷事故的發生;保護了員工的生產安全。
7. 清潔環保。由于料筒的表面溫度低,它不會燒焦吸附在它表面的異物,如塑料顆粒、油污、灰塵等,不會產生有害氣體,改善了車間的空氣環境。
?如圖所示,注塑機電磁加熱節能改造前后數據對比(1)科益熱技術
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