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註塑機節能改造技術的研發歷史和現狀

註塑機行業經過幾十年的發展,已經到了壹個穩定發展的高峰期,各個註塑機廠商都在不斷的改進註塑機的功能、結構和質量。目前占市場絕大部分的液壓註塑機能效低,能源利用率不足壹半,電費往往占塑料加工行業成本的相當比例。如何提高註塑機的能源利用率是許多塑料制品制造商非常關心的問題。鑒於這些特點,註塑機廠商開始研發和推出以節能為賣點的註塑機,希望能吸引更多的用戶,使註塑機的技術達到壹個新的高度。

壹.節能技術

註塑機廠商推出的節能註塑機中,節能效果最明顯的有三項技術:全電動註塑機;機械變量泵註射成型機;電子變量泵註塑機。?

1.1全電動註塑機?

近年來,日本註塑機制造商開始開發和生產全電動註塑機。就技術先進性而言,該型機代表了目前技術含量最高的註塑機。?

該機充分利用交流伺服電機,具有響應速度快、控制精度高、靜音、無環境汙染等特點。而且機器效率很高,節能率高達40-60%。這臺機器的主要缺點是價格高。?

1.2機械變量泵?

為了改善液壓註塑機能耗嚴重的問題,我國臺灣地區和香港地區的許多註塑機制造商相繼推出了機械節能變量泵註塑機。?

該機型的節能原理主要是將傳統註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,節能率達到25-50%。?

這款機型的價格相比全電動註塑機有很大的優勢。但是有壹個很大的缺點,就是這種變量泵對液壓油的清潔度要求很高,需要定期更換。而且對於現有的固定泵段註塑機,由於價格和工程量的原因,改造的可行性不是很大。?

1.3電子變量泵?

針對市場上現有的定量泵註塑機,許多單位試圖利用高科技的變頻技術,將原有的定量泵註塑機改造成與變量泵原理相似的註塑機。對此,監考公司?

已經取得了壹些成就。將固定泵註塑機改造成采用變頻技術的電子變量泵註塑機後,節能率可達30-50%。?

鑒於用定量泵改造原註塑機,該機優勢最為明顯,具有簡單、可靠、節電率高、成本低、回收快等特點。

二、電子變量泵的節能原理?

註塑機的工藝壹般分為鎖模、註射、熔膠、保壓、冷卻、開模、頂桿幾個階段,每個階段需要不同的工作壓力和流量。對於油泵電機,噴油過程處於負載變化狀態。現有的註塑機大多是定量泵的液壓系統,其油泵電機以恒速提供恒定流量。其功耗如下:p = k * h * q/NP =油泵功耗(KW)K=常數H=油壓(Mpa)Q=流量(cm3/s)?

在成型過程中,多余的液壓油通過溢流閥回流,這壹過程造成的能量損失壹般占整機的35-65%。同時,液壓油長時間高速循環流動,與液壓閥和管路產生激烈摩擦,噪音大,油溫高。?

電子變量泵通過變頻技術調節油泵電機的轉速,給註塑過程的不同階段以不同的壓力流量,減少溢流閥產生的回流,從而達到節能的目的。?

定量泵註塑機的壓力和流量的變化由閥門調節,其能耗曲線如圖Pv所示。可以看出,中間的變化並不太大,這個過程中產生的能量消耗是非常大的。如果通過電子變量泵技術調節電機轉速來調節流量,產生的能耗曲線如圖Ps所示。從圖上的對比可以看出,通過調節轉速來調節流量的方法節能效果非常顯著,比調節閥門的方法要優越得多。?

三、節能改造的可行性?

傳統的液壓定量泵註塑機雖然有很大的節能潛力,但改造的成本、可預見的投資回收期和改造後設備的穩定性是節能改造發展的重要因素。?

在日益激烈的價格競爭中,改造原有設備的可行性越來越成熟。在目前節能效果顯著的技術中,全電動和機械式變量泵存在改造成本高、回收期長的缺點。電子變頻泵技術最吸引人的是對原有註塑機的改造。?

變頻節能改造不需要改變原有設備,只需要增加壹個節能系統就可以完成設備的改造,而且整個改造時間很短,基本不影響正常生產。?

變頻節能改造節能率高,壹般註塑機節能率30-70%。其節電率比機械變量泵高10 ~ 15%。?

變頻節能系統成本低,投資回收期短。在華南地區,壹般回收期只有5-10個月。?

註塑機現狀:大部分廠家都在進行節能改造。節能改造後的優勢:

1.保溫層大大節約了電能。桶內大部分熱量被利用,只有少部分輻射到空氣中。桶的表面溫度壹般在60℃以下。經過嚴格的實驗測試,可節電30%-80%,尤其適用於大功率註塑機。電磁加熱感應線圈和槍管之間加壹層是顯而易見的;

2.明顯降低車間溫度。通過以上節能分析,高頻加熱系統的使用節省了傳統加熱方式輻射到空氣中的能量,車間不再被大量的電爐烘烤,不再有高溫悶熱的天氣,員工也不再能夠忍受高溫而感到舒適。

3.快速加熱和實時精確的溫度控制。電阻絲傳統的加熱原理是電阻絲本身產生高溫,然後熱量從筒體外表面的高溫區慢慢傳導到筒體中心的低溫區,速度較慢,筒體中心的實際塑料溫度與筒體表面溫度誤差較大。雖然當塑料溫度達到要求時電阻絲停止加熱,但由於溫度誤差,料筒表面繼續向料筒內部導熱,不僅影響註塑質量,而且降低生產效率。高頻加熱系統的工作原理是高頻感應。被加熱的金屬通過自身電流產生熱量,熱能由整個槍管金屬產生。溫度控制實時準確,桶內外溫度壹致,明顯提高了產品質量和生產效率!

4.能在惡劣環境下長時間工作。註塑機料筒傳統電阻絲在以下環境下會嚴重限制其使用,降低其壽命,如:加熱部位油汙、料筒金屬導熱不良、漏膠等。由於高頻加熱系統本身工作溫度較低,不會對吸附在其表面的油汙和塑料顆粒進行加熱碳化,因此不會造成漏電、短路等故障。高頻加熱系統的工作原理是高頻感應,與接觸傳導加熱原理不同,不需要與被感應的金屬直接接觸,所以不存在傳導不良的問題。

5.加熱功率高。註塑機料筒傳統電阻絲功率過高時,電阻絲本身的損傷會大大增加,電阻絲本身的金屬在高溫下會迅速揮發,迅速老化失效,因此傳統電阻絲需要不定期更換,增加了生產成本,降低了生產效率。高頻節能加熱系統的特點是只在感應桶的金屬內產生高溫,而加熱系統本身的溫度很低,本身的電損耗可以忽略不計,所以即使功率很大也不會影響加熱系統的使用壽命,使用功率可以根據需要隨時方便的調整。

6.徹底避免傳統取暖方式帶來的不安全因素。使用高頻加熱系統後,桶體表面溫度在60℃以下,人體可以安全觸摸。避免了傳統加熱方式造成的燒傷和燙傷的發生;保護了員工的生產安全。

7.清潔環保。由於桶體表面溫度低,不會燒焦吸附在其表面的異物,如塑料顆粒、油汙、灰塵等。,且不會產生有害氣體,從而改善了車間的空氣環境。

如圖,註塑機電磁加熱節能改造前後數據對比(1)。

圖(1)

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