冷冻机在电镀工业生产中的应用
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近年随着我国加入WTO,生产制造业进入了一个黄金时期，同时市场竞争激烈对产品质量的要求亦有较大程度的提高。其实，在提高产品的过程中，厂家往往忽略了一个细微而重要的因素。在生产过程中，由于机械、模具及工业反应不断产生热量，当温度超过物料之承受程度产品质量就不稳定，以塑料产品和电镀生产为例.塑料产品生产中冷却时间占全周期80%以上，冷却时间减少之重要性由此可见，冷冻水能及时吸收热量，使模腔温度快速降低，加速产品定型，缩短开面。电镀生产中,冷冻水能将电镀溶液温度降低,并将温度恒定在某一范围内，使金属分子随着稳定电流快速附向镀件表面，使产品平滑和密度增加。工业冷水机(温度范围：+20℃TO-25℃可调)广泛应用于多种工业生产――1.化工（学）工业2.塑料制品、塑料容器、制膜、塑钢型材、管材、电线、电缆护套、轮胎行业3.电镀及机床切削液冷却行业4.制药行业5.电子行业6.五金工业7.食品及饮料行业8.制鞋行业9.实验室10.医疗设备11.光学仪器等。
1．化工行业 主要用于化工反应釜（化工换热器）的降温冷却，及时带走因化学反应而产生的巨大热量从而达到降温（冷却）的目的，用以提高产品质量。 2．塑料产品、塑料容器、食品包装膜、医用包装膜等的制造行业 ●塑料产品（电视机、计算机、洗衣机、手机、冰箱、空调、塑料玩具、汽车塑料配件等等）的注塑工艺中，能否及时有效地冷却（降温），将直接影响产品的外表光洁度及外形合格率，从而影响生产效率，影响生产成本及企业利润。 ●塑料容器（吹瓶）及包装膜的生产，则更离不开冷水机（冰水机）。塑料容器在生产过程中如不能及时冷却定型,生产出来的容器将不饱满,壁厚不均，色泽不明亮，甚至无法成型,造成产品品质较低。包装膜的生产中如没有冷水（风）的冷却成型则无法生产出合格地产品。如使用冷水机（冰水机）提供的冷水（风）来冷却，不但能大大提高产品质量，而且还能提高生产效率。 3．电镀液、液压油及机床切削刀具冷却液的冷却 ●电镀生产中，电镀液在电镀反应中不段地产生热量，从而使电镀溶液温度逐渐升高，当电镀溶液温度高出工艺的要求时，对生产出的电镀制品表面镀层的牢固度、均匀度、平整度及表面光洁度有着较大影响。而选择用冷水机（冰水机）提供的冻在电子组件的生产过程中需使组件在特定温度下保持或冷却，电子组件的性能参数才能控制在设计的状态。水来冷却并保持电镀溶液的恒温，将对电镀生产工艺及生产效率有较大提高。 ●机床切削刀具冷却液的冷却，刀具刃部温度的控制将直接影响刀具的使用寿命及产品质量。 4．制药行业 制药行业主要用于生产车间温度、湿度的控制及生产原料药过程中反应热的带出 5．电子行业 在电子组件的生产过程中需使组件在特定温度下保持或冷却，电子组件的性能参数才能控制在设计的状态。 关于冷水机选用的几个问题 一、如何选配冷水机 事实上，一副模具就是一个换热器，热量由融熔的塑料传入模具，再由模具传入不断循环的冷却介质――冰水中，只有很小一部分进入空气和注塑机的压模板。众所周知，塑料成型的周期，相当大的部分用于冷却，有时可占到塑料成型周期的80%以上，因此将冷却时间控制到最小是绝对必要的。例如，一副模具成型周期一般要20秒，如将原来冷却水塔的水改用冷水机产生的冰水进行冷却，它可缩短到16秒。尽管最初选择配备的冷水机造价要高些，但它可使产量提高20%，在长期的生产中，能取得很大的收益。那么，如何来选择冰水能量呢？从上面我们即可知道，它与成型材料的比热、熔胶时的温度，重量以及制品脱模时的温度有关。一副模具所需的冰水能量之计算公式为：Q=W×C×△T×S 式中：Q为所需冰水能量kcal/h; W为塑料原料重量kg/h; C为塑料原料比热kcal/kg℃; △T为熔胶温度与制品脱模时的温度差℃（见附表）； S为安全系数（一般取1.35-2.0），当单机匹配时，一般选择小值，而当一台冷水机与多台模具相配时取大值，如选择风冷式冷水机时，S也应适当选择大一点。 例如：一副模具生产PP制品，每小时生产量约50kg,问冷却需要量为多少？应配备多大的冷水机为合适？ Q=50×0.48×200×1.35=6480(kcal/h); 每小时需6480kcal/h冷却量，可选用PR冷水机过程中，很难取得比较完整的数据。根据我们以往多年规划，配套销售的经验，△T=200℃，它是众多常用制品经过多年统计后的一个平均值。 如果模具上附有热胶道，还应将热胶道的能量加入冷量的计算，一般热胶道是以KW为单位，计算时应将单位转换成kcal/h,1KW=860kcal/h。如果供给工厂的水量充足，温度较低，成本也较低，此时就不需要使用冷水机，这一般是不太现实的，除非工厂能在水温较低的大湖边；另一种是利用城市深井供水来满足温度和流量的需要，但往往成本太高。对实验装置可以使用这种方法，但对于工厂，这样做是不切实际的。 二、冰水温差 模具冷却流体（冰水）的温度一般受制于加工材料和制品形状而发生较大变化，如聚乙烯薄壁烧杯，模具要求冰水温度在0℃以下；而其它绝大多数情况下，模具所要求的冰水的温度都在5℃以上，微电脑全功能冷水机能提供5℃以上的冰水，低温型智能温控冷水机能满足5℃以下及至0℃以下的要求。 模具进出口处冰水的温差往往是根据制品要求来设定的，在许多情况下，温差为3-5℃时是最理想的，但有时也需要温差有1-2℃。温差越小，意味着把同样的热量带出去，需要的冰水流量就越大，反之需要的流量越小。比如：温差为5℃时，流量需要60L，而到温差为2℃时，流量则需要150L。 三、冰水流量 一副模具所需的冰水流量直接与模具要带走的热量和冰水进出模具的温差有关。例如；要将6480kcal/h的热量从模具上带走，若温差为3℃，那么至少需要的流量为多少？冰水流量Q=6480÷3÷60=36（L/min）。 四、冰水水质的处理 水的软化，在使用冷水机的过程中，也是一个不可忽视的问题，对水的PH值也需要不断地观测，最佳PH值应等于7，大于7的PH值会产生可怕的腐蚀现象，如不采取措施，会在蒸发器、模具内生垢，会起隔热的作用，严重时，使其能量的转换效果降低30%。很明显这就要求考虑对硬水的软化。最有效的方法，可在系统中配置一台电子硬水软化器，这样的软化器是以离子交换原理设计制作的。根据流量的不同可配置不同规格的软化器，直接连接在循环水管路中，一般配置有水处理软化器所需费用也不会太高，也可定期向循环系统中加入一定比例的除垢剂。 五、冰水机流量、压力 一般注塑成型模具冷却，冰水的压力选择0.1~0.2Mpa，即可满足要求，而微电脑全功能冷水机能满足这个要求，当压力要求高于0.2Mpa时，需另行规划，以利采用相应压力的水泵以满足系统供水之需要。 流量与管径之间的关系表： 管径3/8″1/2″3/4″1"1'/4″1'/2″2″3″ 流量1220356090130230560 六、液压油和料筒喂料段的冷却 通常液压油和料筒喂料段采用冷却水塔的水来冷却，因为这不仅是最佳的方法，单就生产成本看，也是极经济的，除非对其温度有特定的要求，可用冰水对其进行冷却。 七、冰水管道的保温 冰水管道必须进行保温隔热，因为管道隔热不仅能阻止冷量的严重损失，而且也阻止了在管外壁上形成的结露水。例如：冰水温度10℃，环境温度为30℃，一根25米长，表面积为25m²金属管道的热辐射可达750kcal/h，这差不多是3HP压缩机产生的制冷量的10%，5HP压缩机产生的制冷量的6%左右。 冷水机与模具的连接，通常采用增强胶管连接，因为这样的胶管其本身就有隔热的功能，但长度超过5m，也要考虑适度的保温隔热性。 附表：不同的模塑材料需要的注塑和模具温度和比容热。 材料注塑温度℃模具温度℃比容热Kcal/kg℃ 聚乙烯160～3100～700.55 聚苯乙烯185～2500～600.35 尼龙NYLON230～30025～700.58 聚碳酸脂PC280～32070～1300.03 聚丙烯PP200～2800～800.48 ABS180～26040～800.40 |
