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微孔爆气器技术中设备

  • 作者:许一明    来源:宜兴市官高水处理填料有限公司    时间:2016-08-05    点击:921
目前,微孔曝气机成型能用的设备大都直接或间接来自trexel公司,因为所有供应mu- cell®微孔曝气机注射成型机或者经改造用于mucell®微孔曝气机成型的注射成型机的原始设备制造商 都必须有trexel公司的许可。更多资料可以从trexel公司的网站www. trexel. com上查 找。本章详细讨论的微孔曝气机成型设备所节省的开支,本包括许可使用费和气体泵送装置的费用。
很明显,锁模力降低是薄壁微孔曝气机注塑件的优点之一。slim®技术巳经成功用于薄壁微孔曝气机成型,所用的注射成型机是小吨位的,而非大吨位的,因此slim®技术短期的节 省是不需要使用大吨位的注射成型机。此外,slim®技术长期的成本节省是运行能耗低,锁模装置和模具上的受力部件使用寿命长,因为薄壁微孔曝气机注塑件成型所用的压力低⑴。
微孔曝气机成型的这种成本节省也是真正的能量节省。一般来说,传统注射成型机能耗的90%以上都是电耗,但是只有5% ~10%的能耗真正用于聚合物加工㈩。也 就是说运行微孔曝气机注射成型机能够降低成本和能耗,但不会影响塑料加工的质量。这是因为微孔曝气机成型降低的是锁模力和注射压力,而不改变聚合物熔融、混合和气 体计量的质量。
另外,用大机器成型小注塑件本身就是一种浪费[9]。微孔曝气机成型不仅能在低能耗运行条件下节省开支,而且在小机器上使用大模具也是一种节省,因为注射压力低,型腔压力也低。再者,微孔曝气机注塑件所用材料比未发泡注塑件少15%,所以螺杆回位能耗也少 于未发泡注塑件。用锁模力为500t的注射成型机成型未发泡注塑件时要努力填充模具 边角,而现在微孔曝气机注塑件在锁模力为200t的注射成型机上就能实现成功注射成型a低 压力微孔曝气机注射成型时,在选用锁模力系统时,要考虑的一个重要因素是机器能够适用的 空间是多少s如小机器上的大模具,而不是需要多大的锁模力。
此外,运行低吨位的锁模装置也可以节能,因为动模的摩擦力正比于模具和模板的质量。另一方面,在微孔曝气机注射成型过程中轻质模板和模具运动时的惯性力也低。从注塑 件磨损看,低锁模力将延长关键部件如拉杆、衬套以及锁模装置上动模下方滑块等的寿命9不过,锁模装置本身的节能还不够,因为注射成型机液压系统的设计需要注射装置 提供最大值。一般来说,采用最大注射压力和最高注射线速度时的能耗是整个成型周期中的能耗峰值。研究降低注射成型机实施所有动作时所需的最大能耗有助于有效地降低 运行能耗。
微孔曝气机注射成型低锁模力所带来的成本节省是在注射成型机上使用薄模板和低质量部件的一个有趣话题。使用薄模板一定减少了成本支出,因为铸铁用量是由模板的质量决 定的。另一方面,可以使用现有成型机进行微孔曝气机成型。这样,如果模板够宽的话,就可能能在小吨位注射成型机上使用大模具。在多数情况下,无拉杆注射成型机是最好的选
择,因为装设宽模具时没有拉杆限制。
. 实际上,即使在很短的时间内,根据注射载荷峰值,在总动力中低注射压力也能带来大的节省。能耗峰值可以用下述简单公式计算:
能耗峰值=注射压力x注射速度 .                   (12-1)
机器总的动力输人是由根据式(12-1)计算的所需能耗峰值而定的,而且过载安 全系数很高。对于微孔曝气机成型,能耗峰值能够大幅度降低,可能需要改变注射成型机的设计规则,以确定注射成型机总的动力输入。
美国康奈提格州w. h. fullei•公司研究了微孔曝气机成型所节省的能耗。他们得出下述结 论:微孔曝气机成型能够产生巨大的能耗节省。例如,用400t的注射成型机进行微孔曝气机成型时, 每年能节省动力298 698kw • h。根据在美国的不同位置和不同的电费标准,这可以换算为每年每台注射成型机节省10 000 ~ 30 000美元,
合理比较未发泡注塑件和微孔曝气机注塑件的成本时应该用单位注塑件的成本。在同样的注射成型机上通过同样的注塑件测试了 mucell®微孔曝气机成型工艺,所甩注射成型 机的锁模力为42t,比较的是不发泡成型和微孔曝气机成型。测试结果是常规尺寸小螺杆、小吨位注射成型机的典型示例。这一结果不同于表12-2中大螺杆、大吨位注射成型机的结果。在小吨位注射成型机上进行mucell®微孔曝气机成型的结论如下:电流只降低了 2%,但是单位注塑件的成本降低了多达36% :1s另一方面,这种比较是在具有 词样的锁模力、同样的注射装置的注射成型机上进行的。微孔曝气机成型时,在低要求下运行注射成型机并不经济,在这种情况下这一测试所得出的结论可能就不能反映实 际上潜在的成本节省。

第u章微iimml■醒■德缓蟓节畲 侧
表膝2未发海注塑件|虧号中_数躬与发泡注塑件•锁模a 1 500t,:螺杆直径160酬,
螺杆长概比24:1 旌-hd材料用量9%;)的能耗比较
微孔曝气机注射成型机节能
注射成型机动作
时间/s
能耗/w • h
在总能耗中 所占比例(%)
 
装入型芯
0.7 :0. *: .:
3.0 (3.0)
0.48 (0. 36)
 
合模
1.70 (1.70:
69. 97 (69. 97)
11. 23 (8. 33)
 
锁紧
0.50 (0.50)
11.38 ai.38)
1.83 (1.35)
降低 60% : 10.48 w • h
锁模力建立
0.24 ( 0.60)
10.48 (26. 19)
1.68 (3.12)
(减重15%)注射压力降 低 50% : 42.77 w • h
注射装置
2.98 (3.50)
42. 77 (114.5)
6. 86 (13.63)
降低 100% : 58. 09 w _ h
后压力装置
0 (5.00)
0 (58. 09)
0 ( 6,92)
微孔曝气机螺杆回位节能12%: •49. 43 w • h
液压马达驱动 加料装置
17.60 (18.00)
364.41 (413.84,
58.47 (49.26)
降低 50%: 10 w • h
冷却
10 ( 20.00)
10 (20.00)
1.60 (2. 38)
只有40%的锁模力需要减 小到0:节能5. 83 w • h
降低锁模力
0.56 (1.40)
3. 89 (9.72)
0.62 (1.16)
没有变化
解锁
0.80 (0. 801
5. 56 (5. 56)
0. 89 (0. 66)
没有变化
开模
1.60 (1.60)
59.10 (59.10)
9.48 ( 7.04)
没有变化
取出型芯
1.00 (1.001
4.34 (4. 34)
0.70 (0.52)
没有变化
推杆向前
1.00 (1.00)
2. 89 (2.89)
0.46 (0. 34)
轻质注塑件取出可能节省 能量6 w.h左右
脱模
4. 00 (4.00)
34.00 (40. 00)
5.46 (4.76)
没有变化
推杆回位
0. 50 (0.50)
1.45 (1.45j
0. 23 (0,17)
微孔曝气机成型共节能26%,成 型周期缩短29%
总计
43. 18 (60.3)
623. 24 (840.03)
100 (100)
 
mk不灣的注射»析;贫_不闻靜节能幅度。轉_,海#式锁模装對锁糢系统的节能贡献一定更大。在大多数法射成型机的肘杆式锁模装置中.注射装置在很短的 时间大_^>魂#3注射成_视总的翁尤唐_4动*值換i的,相应.允i訾 电动机短-时间内过载50%,最大60%,厚管电动机制造商只允许电动机过载20«_但 这只是#提供聽遨奮保使。微孔曝气机成邀时,-这钟宙射成■机节能更多《所以,与低锁模力粗体* 注射压力的节能比衡w能更大,闪为肘杼傘身也&一种f_系统。此外,射杆是一种自锁机构,所以,对于肘杆锁模力来说,微孔曝气机成璺和常规成型之间没有区别^但 是,»〒繊■系编唞的拉辦,拿注顧过_中麗有其i的峰值我菰w每一个成型周期戯锁模系统载荷都有影响。低社射载荷对微孔曝气机成麵来说可能很好,^梟降低了整个锁模系统

疲劳载荷的脉冲峰值,二是有助于延长拉杆或者锁模装置上其他受重载部件的寿命。最 好的节能注射装置是高速注射的液压集料器,但其注射压力低。
过程能量的传统测量方法仍然可用于计算微孔曝气机注射成型过程的比能耗(sec)。比 -能耗是所加工物料单位质量的能耗,单位为kw*h/kg。只要不发泡注塑件的成型比能耗采用同样的方法计算,那么这就是分析微孔曝气机成型和不发泡成型比能耗差异的一种很好 的方法。参考文献[11]中有注射成型能效的基础数据。
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