کاربرد برج خنک کننده صنایع تولید پلاستیک

خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک

خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک، یک موضوع مهم و کاربردی می باشد. اما کمتر به آن پرداخته شده است. در سال های اخیر محصولات پلاستیکی و پلیمری در حدود 60تا70 درصد تولیدات صنعتی را در بر گرفته است. و در اکثر تجهیزات از قطعات پلاستیکی استفاده می شود. درهمین خصوص درارتباط با تولید این قطعات پلاستیکی، انواع دستگاه های تزریق پلاستیک بطور گسترده در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک، در نحوه کار این دستگاه و سرعت بخشیدن به فرایند تولید بسیار تاثیر گذار می باشد. در واقع این پروسه در حدود 75 درصد از زمان کل چرخه قالب گیری را در بر می گیرد. در صورتی که سیستم خنک کاری تزریق پلاستیک ضعیف عمل کند، هزینه های تولید و زمان تولید قطعات به شدت افزایش می یابد. در ادامه توضیحات بیشتری در مورد انواع روش های خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک  ارائه خواهیم داد.

 مفهوم خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک چیست؟

همان طور که در بالا اشاره شد خنک کاری دستگاه تزریق پلاستیک، یکی از اصلی ترین مراحل کار در هنگام تولید محصولات پلاستیکی می باشد. بطور ساده این گونه می توان بیان کرد که قبل از شکل گیری پلاستیک باید مواد اولیه بطور کامل ذوب شوند و پس از قرار گیری در قالب مورد نظر می بایست از طریق خنک شدن سفت گردند. هرچه پروسه خنک کاری سریع تر انجام شود سرعت و کیفیت افزایش می یابد. کار خنک کردن مواد پلاستیکی توسط یک تجهیز خنک کننده مانند چیلر یا ((Cooling tower)) انجام می شود. در بخش دیگر وقتی که سیستم تزریق پلاستیک کار خود را انجام داد، حرارت بالای را تولید می کند که به مرور موجب کاهش کیفیت قطعات نهایی می شود.

در اینجا باید هرچه سریع تر دستگاه را به طریقی خنک نماییم. تجهیزات خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک توسط دو عامل آب و هوا، کار خنک سازی را انجام می دهند. در این بین آب به عنوان بهترین واسطه برای خنک کردن دستگاه تزریق پلاستیک به حساب می آید. آب حرارت اضافی را به خوبی جذب می کند و در زمان کوتاهی موجب خنک شدن دستگاه می شود. عملکرد درست یک برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک می تواند در تایم کوتاهی بیشترین مقدار حرارت را از دستگاه تزریق پلاستیگ بگیرد. این امر موجب افزایش راندمان کاری و بالارفتن کیفیت قطعات تولیدی می گردد.

چه قسمتهای از دستگاه تزریق پلاستیک نیازمند خنک کاری هستند؟

بطور کلی برای خنک کردن دستگاه تزریق پلاستیک باید گرمای دو قسمت کاهش یابد تا دستگاه در حالت نرمال کار کند
1-روغن دستگاه تزریق پلاستیک
2-قالب‌های دستگاه تزریق پلاستیک

از چه دستگاهی می توان برای خنک کاری قاالب و روغن دستگاه تزریق استفاده نمود؟

در اکثر موارد برای محیا نمودن آب سرد، جهت خنک کردن قالب ها و روغن هیدرولیک از تجهیزاتی مانند انواع پکینگ برج خنک کننده مدار باز، برج خنک کننده مدار بسته و چیلر استفاده می شود. کولینگ تاور مدار باز از سیستم حداکثر تبخیر و انتقال حرارت مازاد به هوای آزاد استفاد می کند که میزان مصرف آب در این نوع برج ها بسیار بالا می باشد. در برج خنک کننده مدار بسته آب در یک سیکل کاملا بسته ( کویل مسی) جریان دارد و خنک کاری سیال به واسطه هوای عبوری از مابین لوله های مسی  انجام می شود. در این نوع برج خنک کننده میزان پرت آب به حداقل می رسد. در چیلر ها نیز به کمک یک سیکل تراکمی آب در گردش خنک می شود. میزان مصرف برق و هزینه خرید اولیه چیلر به نسبت کولینگ تاور و پکینگ اسپلش بسیار بالاتر است.

تاثیر اختلاف دمای آب سرد و مقدار دبی آب سرد:

بطور کلی میزان دمای آب سرد برای خنک کردن قالب دستگاه تزریق پلاستیک به دو عمل زیر بستگی دارد.
1-نوع مواد پلاستیکی
2-شکل و فرم قطعات تولیدی
در نظر بگیرید که شما میخواهید ظروف یک بار مصرف شفاف و نازک را تولید کنید در این حالت دمای آب سرد مورد نیاز قالب دستگاه تزریق پلاستک در حدود 0 تا1- درجه سانتیگراد می باشد.
ولی در تولید خیلی دیگر از قطعات پلاستیکی دمای آب سرد مورد نیاز در حدود 3تا5 درجه سانتی گراد می باشد.
توجه داشته باشید که هرچه اختلاف دما کمتر باشد میزان خروج همان مقدار گرما به سرعت جریان بالاتری از آب سرد نیاز دارد. بطور مثال در اختلاف دمای 6 درجه سانتی گراد، حجم 70 لیتر در متر مورد نیاز است. ولی در اختلاف دمای 3 درجه سانتی گراد، جریان آب 150 لیتر در متر مورد نیاز است.

اهمیت میزان سختی آب سیستم خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک

مطلوب ترین میزان PH برای آب سرد در حدود 7 می باشد. هرچه مقدار این عدد بالاتر باشد امکان خوردگی و فرسودگی دستگاه تزریق پلاستیک بالاتر می رود. در صورتی که برای رفع این مشکل اقدام مناسب صورت نگیرد و برای مدتی از آب با PH بالا استفاده گردد. میزان لایه های رسوب بر روی قالب و اواپراتور افزایش می یابد و راندمان دستگاه را به شدت کاهش می دهد.

برای رفع مشکل سختی آب می توان از تجهیزات مختلفی استفاده نمود تا میزان رسوب گرفتگی را به حداقل رساند. مناسب ترین و کاربردی ترین دستگاه برای این امر سختی گیر رزینی می باشد که بصورت دستی و اتومات قابل استفاده می باشد. از دیگر دستگاه های تصفیه آب می توان به اسمز معکوس و آب شیرین کن صنعتی اشاره نمود که هر کدام با توجه به نوع کاربری و میزان سختی و ناخالصی آب کاربرد دارند.

آیا همه دستگاه های تزریق پلاستیک به برج خنک کننده نیاز دارند؟

همان طور که اشاره شد یکی از پروسه های مهم در عملکرد درست دستگاه تزریق پلاستیک سیستم خنک کاری قالب و روغن است. بر همین اساس می توان کفت که تمام دستگاه های تزریق پلاستیک چه بادی و چه روغنی نیازمند یک برج خنک کننده ( کولینگ تاور) هستند. با توجه به قیمت مناسب برج خنک کننده در مقایسه با چیلر هوا خنک در اکثر موارد دیده می شود که کارفرمایان از برج خنک کننده فایبر گلاس مدار بسته برای خنک کاری سیستم استفاده می کنند.
لازم است بدانید که در سیستم های روغنی علاوه بر خنک کاری قالب دستگاه تزریق پلاستیک در قسمت روغن هیدرولیک، که وظیفه روغن کاری و خنک کردن موتور را به عهده دارد، نیازمند حجم مشخصی آب سرد برای خنک کاری روغن هیدرولیک می باشیم. این آب سرد به وسیله یک کوچک تر تامین می شود. متریال مورد استفاده در ساخت این نوع کولینگ تاور ها الیاف شیشه یا همان فایبر گلاس می باشد. اگر نیاز به خرید خنک کننده داشتید میتوانید بهترین قیمت برج های خنک کننده را فقط از تبادل گستر هیراد بخواهید.

انواع برج خنک کننده تزریق پلاستیک کدامند؟

برای این صنعت نیز متناسب با شرایط جغرافیای و میزان هزینه ای که کارفرما می خواهد انجام دهد دو نوع برج خنک کننده پیشنهاد می شود.
الف) برج خنک کننده مدار باز ( مرطوب) (Open circuit cooling tower)
ب) برج خنک کننده مدار بسته هیبریدی (Closed circuit cooling tower)

استفاده از برج خنک کننده مدار باز در دستگاه تزریق پلاستیک

کولینگ تاورهای مدار باز در دو دسته برج خنک کن جریان مخالف ( کانتر فلو) و جریان متقاطع ( کراس فلو) طراحی و تولید می شوند. هر کدام از این مدل ها در مناطق جغرافیایی خاصی کاربرد دارند. بطور مثال برای مناطق شمالی کشور مانند گرگان و مازندارن که رطوبت بالای دارند. استفاده از برج خنک کننده کراس فلو( جریان ناهمسو) پیشنهاد می شود. نمونه اولیه این تیپ از کولینگ تاورها مربوط به شرکت ابار ژاپن می باشد که نمونه های فلزی آن در نقاط مختلف کشور مورد استفاده قرار گرفته است. طرح اولیه برج های خنک کننده ابارا به این صورت می باشد که ورود هوای تازه از دو جهت برج صورت می گیرد و در قسمت وسط فن اکسیال نصب می شود.
البته نمونه های مشابه  به کمک مهندسی معکوس از جنس فایبر گلاس در داخل کشور تولید شده است که چندان کارایی نداشته و مورد توجه مصرف کنند گان نیز قرار نگرفته است. برج خنک کننده جریان مخالف نیز از کاربردی ترین دستگاه های خنک کننده آب می باشد که در بسیاری از مناطق کشور قابل استفاده می باشد. در این نوع از کولینگ تاورها پاشش آب توسط نازل ها از بالا به پایین می باشد و جریان هوا از پایین دستگاه درجهت مخالف جریان آب به سمت بالا می باشد. با توجه به شرایط آب و هوای اکثر نقاط ایران، می توان گفت کولینگ تاور کانترفلو مناسب ترین انتخاب در بین انواع برج خنک کننده تزریق پلاستیک می باشد.

استفاده از برج خنک کننده مدار بسته در سیستم تزریق پلاستیک

همانطور که عنوان شد رسوب گرفتگی و عدم کیفیت آب موجب کاهش راندمان دستگاه تزریق می شود. نسل جدید برج خنک کن تزریق پلاستیک این مشکل را تا حدود زیادی بر طرف کرده است. کولینگ تاور مدار بسته یا برج خنک کننده هیبریدی آب گرم ورودی را در یک سیکل کاملا بسته ( کویل مسی ) به گردش در می آورد و پس از خنک شدن با کمترین میزان آلودگی و حداقل تبخیر در قسمت خروجی تحویل می دهد.
عملکرد برج خنک کن مدار بسته بصورت ترکیبی می باشد. به این معنی که درکنار عبور هوا از مابین لوله های مسی، همزمان آب تشتک توسط پمپ مکش شده و بوسیله نازل های آب پاش بر روی کویل ها پاشیده می شود. به این طریق آب درون کویل بواسطه برخورد با آب و هوا قرار گرفته و با سرعت بیشتری خنک می شود. استفاده از کولینگ تاور هیبریدی در دستگاه تزریق پلاستیک مزایای زیادی دارد که در زیر به چند مورد آن اشاره می شود.

مزایای استفاده از برج خنک کننده مدار بسته در دستگاه تزریق پلاستیک:

ممانعت از ایجاد رسوب گرفتگی و خوردگی در قالب و کندانسور دستگاه تزریق پلاستیک
به حداقل رسیدن مصرف آب و کمترین تبخیر آب
کاهش هزینه های جاری کولینگ تاور مداربسته نسبت به برج مدار باز
کاهش مصرف آب جبرانی

محاسبه ظرفیت برج خنک کننده دستگاه تزریق پلاستیک

اصولی ترین راه برای محاسبه ظرفیت برج خنک کننده در کاربردهای مختلف داشتن اطلاعات اولیه از قبیل میزان دبی آب در گردش برحسب متر مکعب در ساعت و دمای مد نظر برای آب  ورودی و خروجی از کولینگ تاور می باشد. با داشتن این سه عدد و در نظر گرفتن دمای مرطوب محیط (وت بالب) می توان تناژ مناسب برج خنک کننده تزریق پلاستیک را محاسبه نمود.

همچنین می توان با مراجعه به کاتالوگ دستگاه تزریق پلاستیک به راحتی آیتم های مربوط به دبی آب در گردش در قسمت های قالب و روغن دستگاه را مشخص نمود. بر همین اساس بصورت تجربی می توان به ازای هر 500لیتر آب در ساعت یک تن تبرید برج خنک کننده در نظر گرفت. بطور مثال برای یک دستگاه تزریق پلاستیک 1000تن که دبی آن در حدود 40 gpm هست یک کولینگ تاور 20 تن تبرید مناسب است.

قیمت برج خنبرج خنک کننده در صنعت بسیار گسترده می‌ باشد؛ از جمله در صنایع نفت، پالایشگاه، پتروشیمی، نیروگاه حرارتی، نیروگاه اتمی، کارخانجات شیمیایی، غذایی، دارویی، صنایع ذوب فلزات، ریخته گری، کوره‌های القایی‌، صنایع تولید لاستیک و پلاستیک، صنایع تولید شیشه، صنایع تولید سرامیک و کاشی، صنایع تولید خودرو، صنایع رنگ، کارخانجات تولید لبنیات و مواد غذایی، صنایع تولید کاغذ و تقریباً هر جایی از صنعت که در پروسه تولید و ساخت نیاز به آب خنک باشد از استفاده می‌ شود.