模温机的冷却系统基础
1、直接式或开放式冷却系统
这是一种较之流行的系统,其基本的组成配件有电水泵和浸没式电热器。电水泵负责把水运行于模具的冷却管道。水温不断被测量着,若温度达到设定值时,电热器便关上。若水温继续升高稍为**过某一设点时,电磁阀被打开使部份热水排走,所损失的水量由较冻的自来水补充。
这系统之所以普遍被采用是因为它有着设计简单和制造成本低廉(与间接式系统比较)的好处,可是系统需要为断补充新的自来水,这表示更多熔解了的化学物质亦一并被加进系统内,使冷却管道的沉积问题加速恶化。为了减少冷却水温的升降幅度,电热水器的电源控制和水温测量的准确度都必须很好,使水温控制在所需的范围内,有些系统更可调节水温以适应模具的温度。
2、间接式冷却系统
间接式冷却系统可以应用于模具温度低过或高过一般冷却水的温度。被冷却液带来的热量经由热交换系统散去。
系统利用高压原理使水温可以**过其大气压力下的沸点,并有重型的浸没式电热器提供快速的升温,负责把热能散去的装置是设有较大热交换面积的线图式热交换器,并有电磁阀控制散热的过程。加热或散热的准确切换则由一比例控制形式的仪器控制着。
若运行于系统和模具的液体是属于水性的,其高的温度可达140℃/284F°。 但是温度**过120℃/248F°的情况下为应使用 水性 的系统,因为喉管可能发生爆裂,造成很大的危险。对于温度**过120℃/248F°的需求,我们可用油性的循环式系统(也可以使用电热器棒作途)。
模具在生产时也常常需要利用冰水作冷却用途以改造生产力或是弥补模具设计的不足,所采用的冷冻机都设有制冷单元把经过热交换器的冷却液降温。热交换器有着很多线图状的管路,管内循环着高压的冷冻液体,模具冷却液则不断流过管路外面把热量输送给冷冻液并使其气化,气化了的冷冻液其后再被压缩及冷却还原成液体,热交换过程得以不断地进行。现时人们对冷冻机所排出的热能的应用机会发生了浓厚的兴趣,它们可能在不久的将来负责提供房间温暖的环境。
使用冷冻机时常可遇到以下的问题,冷冻机的设定温度不能太低,原因是型腔表面发生了冷凝现象(布满了水珠)。这现象可能在正常模具开启和**出时发生,亦可能发 生于短暂的生产停顿,解决的办法是把模腔周围的空间占满了热空气,例如使用热风机向着模腔处喷射热空气。这办法在湿热的夏天很是有效,以某一例子来说,可以把生产周期从30秒降至23秒。若冷凝现象引致模具生锈,可以把模具表面进行镀镍处理或是使用其他材料制造模具,例如不锈钢或镀铜。
生产薄壁注件时常常需要使用冷冻机以缩短生产周期,以 重7.5克 的 聚苯乙烯(PS)薄杯为例(自动饮品售卖机的坏子)一套单腔模具的生产速度可以快至一分钟五十次模数。
1、模温机注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部,由塑料(如热塑性塑料)带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材,通过对流传递给导热流体。另外,热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。
2、模温机控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中,控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度,二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话,可以把循环时间优化,进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量,流动性,收缩率,注塑周期以及变形等几方面。
模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言,模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性,但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩,但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说,高一点的模具温度通常会减少循环时间,且时间由零件冷却所需时间决定。此外,在塑胶的加工中,高一点的模具温度还会减少塑化时间,减少循环次数。
3、模温机有效控制模具温度的预备条件温度控制系统由模具、模温机、导热流体三部分组成。为了确保热量能加给模具或移走,系统各部分必须满足以下条件:首先是在模具内部,冷却通道的表面积必须足够大,流道直径要匹配泵的能力(泵的压力)。型腔中的温度分布对零件变形和内在压力有很大的影响。合理设置冷却通道可以降低内在压力,从而提高了注塑件的质量。
模温机的实际名称应叫模具温度控制机,广泛应用于塑胶成型,密炼等各行各业。从广义方面讲,它应该叫做温度控制设备,包含加温和冷冻两个方面的温度控制。在机械行业中,同样的机械可以分为不同种类,模温机的种类也是很多的,我们在选择的时候也不清楚的话就会选到不适合自己的产品。那么今天小编就模温机的分类为大家介绍一下:
模温机的种类可以分为如下两种:
1、按使用热媒的不同:分水温机、油温机。主要用于注塑行业,挤出行业。
2、 按使用温度不同:分普通模温机和高温模温机。普通型主要用于于注塑行业,挤出行业,高温型主要用于金属成型。如:铝,镁,铝镁合金的压铸成型。
用水温机通常大出口温度95℃。用油温机用于工作温度≥150℃的场合。通常情况下,带有开口水箱加热的模温机适于用水温机或油温机,大出口温度为90℃至150℃,这种模温机的主要特点是设计简单,价格经济。
模温机计算方法
1.的情况需进行计算:
A、求加热器功率或冷冻功率 KW=W×△t×C×S/860×T
W=模具重量或冷却水 KG
△t=所需温度和起始温度之间的温差。
C= 比热 油(0.5),钢(0.11),水(1),塑料(0.45~0.55)
T=加温至所需温度的时间(小时)
B、求泵的大小
需了解客户所需泵浦流量和压力(扬程)
P(压力Kg/cm2)=0.1×H(扬程M)×α(传热媒体比重,水=1,油=0.7-0.9)
L(媒体所需流量L/min)=Q(模具所需热量Kcal/H)/C(媒体比热水=1 油=0.45)×△t(循环媒体进出模具的温差)×α×60
模温机注意事项
选择模温机时,以下各点是主要的考虑因素:
1、泵的大小和功率;
2、内部管路的尺寸;
3、加热功率;
4、冷却功率力;
5、控制形式;
从已知的每周期所需散热量我们可以很容易计算冷却液需要容积流速,其后再得出所需的正确冷却能力,模温控制器的制造商大都提供计算低的泵流速公式。表4.1在选择泵时是很有用,它准确地列出了不同塑料的散热能力。
以下决定泵所需要提供低流速的经验法则:
若模腔表面各处的温差是5℃时,
0.75gal/min/kW @5℃温差或是
3.4151/min/kW @5℃温差
若模腔表面各处的温差是1℃,则所需的低流速需要按比例乘大五倍即是3.75gal/min/kW 或是 17.031/min/kW。为了获得产品质量的稳定性,很多注塑公司都应该把模腔表面的温差控制在1-2℃, 可 是 实 际 上其中很多的注塑厂商可能并不知道这温差的重要性或是认为温差的佳范围是5-8℃。
计算冷却液所需的容积流速,应使用以下的程序:
1.先计算栽一塑料/模具组合的所城要排走的热量:若
以前述的PC杯模为例,则实际需要散去的热量是:
一模件毛重(g)/冷却时间(s)=208/12=17.333g/s
PC的散热率是=368J/g或是368kJ/kg
所以每周期需要散去的热量=368×17.33/1,000=6.377kW
2.再计算冷却所需的容积流速:
按照上述的经验法则若模腔表面的温差是5℃时,流速=6.377×0.75=4.78gal/min或是=6.377×3.41=21.751/min 若模腔表现的温差是1℃则流速=4.78×5=23.9gal/min或是=21.75×5=108.731/min
3.泵流速的规定
为了得到良好的散热效果,泵的流速能力应较计算的结果少大10%,所以需使用27gal/min或是120/min的泵。
4.模温机泵压力的规定;
一般模温控制器的操作压力在2-5bar(29-72.5psi),由于在压力不足的情况下会影响冷却液的容积流速(流动的阻力产生压力损失),所以泵的压力愈高,流速愈稳定。
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