注塑行業冷水機組運用需注意的問題

摘 要： 結合注塑行業冷卻系統的冷卻速率的因素，對配套注塑機使用的冷水機組系統做簡單說明，并對管路系統的設計、水箱的設置、循環水泵的選型等做了初步的分析和探討。

關鍵詞：注塑成型；冷卻系統；冷水機組；水泵；管路；水箱

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.013

1 注塑機冷卻階段影響注塑冷卻的因素

在注塑成型模具中，冷卻系統的設計對塑料的成型起到重要作用。由于冷卻時間占整個成型周期約50%～80%，[1–2]因此冷卻水道設計及其快速成形制造技術的發展對冷卻效果起到重要作用。影響模具冷卻速率的因素：模具材料、模具材料熱傳導系數、冷卻水管配置方式、冷卻水流量、冷卻介質、塑料熱傳導系數、加工參數設定。通常冷卻管道的直徑應為 8～25 mm[3]。

2 冷水機組的運用

2.1 冷水機組的選型

一般冷水機組的選型是結合項目情況（地理位置，天氣，建筑面積，客戶需求等）決定采用水冷或者風冷冷水機組。選型前明確工程所在地地理位置，了解是否有設計院設計方案及設備材料清單（主機類型、制冷量或制熱量、輸入功率、臺數等信息），了解工藝設備對冷水機的要求，了解客戶是否可以提供建筑平面圖紙，了解建筑物是否有機房可以利用或者有放主機的位置（確定用風冷主機還是水冷主機）。

考慮以上因素后，就可明確選水冷機組或者風冷機組了，然后根據料筒容量進行冷量計算或者根據鎖模力估算冷量。如此，機組的選型就明確了，根據注塑機的系統及冷水機組的制冷原理繪制系統圖，見圖一。此次冷水機組的系統分析我們以水冷冷水機組為例。如果采用風冷冷水機組，則涉及冷卻塔及冷卻泵的相關部件及配件均不考慮。

2.2 配套注塑機使用的冷水機組水系統原理圖

冷凍水系統：閉式水箱→冷凍水泵→冷水機組→閉式水箱；閉式水箱→工藝冷凍水泵→注塑機，完成模具冷卻。

在冷凍水系統中，水泵采用一用一備為好，同時在水泵前后按照匹配的蝶閥，軟接，溫度表，壓力表，截止閥等，保證系統中水質的質量及減少水流速過快對水泵的沖擊或者突然斷電等，水錘對水泵的損害。

冷卻水系統：冷卻塔→冷卻水泵→冷水機組→冷卻塔；冷卻塔→冷卻泵→注塑機→冷卻塔，完成對液壓油和料筒喂料段的冷卻及冷水機組的冷卻。

一般冷卻塔的水流量是機組冷卻水流量的1.1～1.3倍。而配套注塑機的冷卻水是冷水機組及液壓油和料筒喂料段的冷卻水之和，所以在對冷卻塔選型時，要考慮這部分的水量，這是與常規冷卻塔選型和運用不同的地方，需要注意。

3 設計要點分析

3.1 循環水泵及管路的設計

管路系統的設計主要考慮管道設置及管路排氣。由于車間或者機房有工藝設備、水處理設備、土建基礎、梁、等，管道設置時必然要考慮這些問題。同時管路充水或者水流速過快，密閉空間內產生的氣體很難迅速排出， 就會造成局部氣阻或氣蝕， 對水泵的流量和壓力產生影響， 甚至會出現管道振動的現象。因此，秉承便于維護和檢修原則， 管道盡可能架空設計， 如確有困難，可選擇管溝、埋地的方式。

水泵的流量和揚程通過生產工藝和管網的水力計算確定。確定循環水泵揚程時，要考慮其進出水壓力的因素，否則會出現水泵揚程過高； 或壓損過大，水泵選型過小無法滿足生產需要。

3.2 不銹鋼水箱的設計

注塑機對凍水一般要求在5～15℃；管路中氣體及水溫的波動會影響塑膠制品的成型，故水箱要起到恒溫恒壓快速補水的作用。

水箱的水溫在冷水機組從待機狀態到100%運行狀態這段時間內（一般為2～5分鐘，同制冷機組制冷量有關），水箱的供水溫度不超過設計值上限，滿足恒溫的需要。

同時水箱內水泵吸水口以上的有效容積應大于整個制冷內外循環流道總容積，達到快速補水的目的。

系統采用雙循環系統有兩個水泵，內循環水泵為水箱同主機之間的循環，流量穩定，制冷系統穩定。外循環泵為水箱同生產設備之間的循環，循環水泵可以在最大與最小流量之間變化，故不影響整個系統正常運行。

3.3 冷卻水系統的設計

冷卻水系統除了同樣考慮水泵及管路的設計外，還需要考慮液壓油和料筒喂料段的用水量。一般這部分采用冷卻水塔的水來冷卻，因為這不僅是最佳的方法，單就生產成本看，也是極經濟的，除非對其溫度有特定要求，可用冰水對其進行冷卻。

故在選冷卻塔時需把這部分的熱量考慮進去。

4 總結

注塑產品的質量是系統各設備的完美配合，通過對工藝冷卻系統進行科學分析，并進行初步探索，匹配最優工況點，提高利用率，達到最佳、高效經濟的目的。

參考文獻：

[1]李曉棠.機械制造[M].2005，43（07）：18-20.

[2]曾祥補等.模具工業[M].2013，39（03）：52-56.

[3]孫桂蘭等.機械[M].2013，40（01）：22-26.

作者簡介：劉敏（1985-），女，湖北襄陽人，大專，產品工程師，研究方向：工業制冷及系統節能。