Чиллер для охлаждения пресс-форм ТПА

Машина для литья под давлением, также известная как термопластавтомат или ТПА, широко используется для производства всех видов пластиковых изделий. Эффективное охлаждение - залог высокого качества продукции при производстве изделий из пластика, поэтому важно ответственно отнестись к выбору чиллера для охлаждения термопластавтомата. 

Цикл работы ТПА 
Фактически, мы можем рассматривать форму для литья пластмасс как теплообменник, в котором тепло передается от расплавленного пластика к форме, а затем передается охлаждающей среде (охлажденной воде), которая постоянно циркулирует, и лишь небольшой процент попадает в воздух и на плиту машины для литья под давлением.

Значительная часть цикла формования пластмасс посвящена охлаждению, иногда на него приходится более 80% цикла формования пластмасс, поэтому абсолютно необходимо свести время охлаждения к минимуму.

Например, цикл формования, составляющий 20 секунд, может быть сокращен до 16 секунд, если воду из мокрой градирни заменить охлажденной водой из водяного охладителя. Хотя вариант оснащения охладителя является более дорогостоящим, он может увеличить производство на 20%, что может быть очень выгодно в долгосрочной перспективе.

Время цикла — это общее время, необходимое для завершения всех этапов цикла литья под давлением. Фактический размер порций элементов цикла будет зависеть от используемой формы и формовочной машины

 

1. Время заполнения.

Время, необходимое для заполнения формы полимером. Машина для литья под давлением контролирует скорость (расход) расплавленного полимера, поступающего в форму на этом этапе цикла.

2. Время упаковки

Этап цикла литья под давлением, когда к расплаву полимера прикладывается давление для сжатия полимера и подачи большего количества материала в форму. Это компенсирует усадку, возникающую при охлаждении полимера от температуры расплава до температуры окружающей среды (комнатной). На этапе упаковки в форму можно добавить от 5 до 25% больше материала. Затвор должен замерзнуть во время упаковки, чтобы предотвратить выход материала из формы. Время упаковки также известно как время выдержки.

3. Время охлаждения.

Время охлаждения - это этап цикла литья под давлением, когда к полимеру больше не прикладывается давление. Форма удерживается закрытой, и полимер продолжает охлаждаться до тех пор, пока деталь не будет извлечена. Этап охлаждения обычно является самой продолжительной частью цикла формования и может составлять до 80 процентов от общего времени цикла. 

4. Время открытия формы.

Время, в течение которого форма открыта до начала следующего цикла формования. Это время включает в себя следующее:

• Открытие формы
• Извлечение детали
• Подготовка к следующему циклу, например, загрузка вставок (не всегда часть цикла)
• Закрытие формы

 

Как рассчитать мощность чиллера для ТПА 

Если вы заполняете и охлаждаете форму слишком быстро, то качество изделия может серьезно пострадать. Если вы заливаете и охлаждаете слишком медленно, производственные затраты увеличатся. Ключевым моментом здесь является максимизация производительности – подходящий чиллер для литья под давлением имеет жизненно важное значение.

Формула расчета: q = w × c × △ t × s

• q - требуемая холодопроизводительность, ккал / ч.
• w - вес пластикового материала в кг / ч.
• c - удельная теплоемкость пластикового материала, ккал / кг ° C.
• Δt - разница температур между температурой расплава материала и температурой, при которой продукт выходит из формы, в ° C (см. Таблицу).
• s - это коэффициент безопасности (обычно составляет 1,35-2,0), при подборе одной машины для литья под давлением мы можем выбрать небольшое значение, а при подборе охладителя с несколькими формами мы можем выбрать большое значение.

Таблица общих свойств материала

Материал	Температура впрыска ℃	Температура формы ℃	Удельная теплоемкость, Ккал/кг °C
Полиэтилен PE	160～310	0～70	0.55
ESP	185～250	0～60	0.35
Нейлон	230～300	25～70	0.58
Поликарбонат PC	280～320	70～130	0.03
Полипропилен PP	200～280	0～80	0.48
ABS-пластик	180～260	40～80	0.4

Например: пара пресс-форм для производства изделий из полипропилена, часовая производительность составляет 50 кг, какая холодопроизводительность необходима?

Требуемая холодопроизводительность = 50 × 0.48 × 200 × 1.35 = 6480 (ккал/ч)
Каждый час пресс-формам требуется охлаждающая мощность 6480 ккал/ч, мы можем выбрать чиллер с холодопроизводительностью более 6480 ккал / ч.

При фактическом выборе охладителей сложно получить полные данные. Согласно нашему многолетнему опыту, △ t = 200 ℃, это среднее значение для многих распространенных пластиковых изделий. Если форма имеет канал для горячей резины, при расчете холодопроизводительности также следует учитывать тепловую нагрузку канала для горячей резины. Единица нагрева горячего резинового канала обычно измеряется в кВт, поэтому расчет следует перевести в ккал / ч. (1 кВт = 860 ккал / ч)

Чиллеры с воздушным охлаждением чаще всего используются для охлаждения форм ТПА, ввиду простоты монтажа и более низкой стоимости. Также чиллер может находиться в непосредственной близости к потребителям холода, при условии обеспечения необходимого количество воздуха, для эффективного охлаждения конденсатора.

Как связана температура охлажденной воды и расход охлажденной воды

На температуру охлаждающей среды для форм, как правило, влияют тип материала и форма изделия. Например, в тонкостенных стаканах из полистирола температура охлажденной воды, необходимой для формования, обычно ниже 0 ℃. Но в большинстве других случаев температура охлажденной воды, требуемая формой, превышает 5 ℃.

Во многих случаях идеальной является разница температур в 3-5°C, а иногда требуется 1-2°C. Меньшая разница температур означает, что для отвода того же количества тепла потребуется более высокий расход охлажденной воды.

Например, при разнице температур в 5 °C требуется расход 60 л / м, в то время как при разнице температур в 2 ° C требуется расход 150 л / м.

Влияние качества воды на эффективность охлаждения ТПА
Наилучшее значение PH для охлажденной воды должно быть не более 7, если значение PH больше 7 это может привести к коррозии машины.

Если не принять никаких мер, в испарителе и пресс-форме образуется накипь. Эта накипь будут действовать как изолятор и, в тяжелых случаях, может снижать эффективность охлаждения до 30%. Поэтому, рекомендуется использовать систему подготовки воды, либо использовать дистиллированной воду. Очевидно, что это требует рассмотрения очистки воды.

Наиболее эффективным методом является установка в системе умягчителя жесткой воды, умягчитель можно напрямую подключить к линии циркуляции воды. Стоимость обычного умягчителя воды не дорогая, вы можете легко найти его на рынке. В систему циркуляции также можно регулярно добавлять некоторые средства для удаления накипи.

4. Расход и давление охлажденной воды

Для обычных литьевых форм давление охлажденной воды от 1 до 2 бар может соответствовать требованиям.

Таблица расхода и диаметра трубы:

Диаметр трубы (дюйм)	3/8″	1/2″	3/4″	1″	1-1/4″	1-2/1″	2″	3″
Расход (л/мин)	12	20	35	60	90	130	230	560

5. Изоляция труб охлажденной воды

Трубы для охлажденной воды должны быть изолированы, поскольку изоляция труб не только предотвращает серьезную потерю холодопроизводительности, но и предотвращает образование конденсата на внешней стенке трубы.

Например: температура охлажденной воды составляет 10 ℃, температура окружающей среды - 30 ℃, тепловое излучение металлической трубы длиной 25 м и площадью поверхности 25 м2 достигает 750 ккал / ч.