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淺析注塑機的各類電線圈的一些問題

來源:立式注塑機廠家   發布時間:2018-04-23   點擊量:161

為了順應國家建設資源節約型、環境友好型社會發展的方向,大力實施綠色發展戰略,緊緊抓住節能環保AG亚游官方网站产品成為市場熱點的機遇,注塑機加熱器)‘商也加快傳統技術改造、升級換代的步伐,並不斷采用節能降耗新技術、新AG亚游官方网站产品、新工藝、新材料,以滿足各類生產)‘家的不同需求。本文主要論述了目前注塑機常用電熱圈的結構及工作原理,並將它們之間的性能與特點進行比較,提出了個人的見解,供有關人士參考。

1注塑機常用電熱圈的工作原理與結構

1 .1電阻式電熱圈

目前市場上的大部分注塑機仍然采用電阻式電熱圈,電阻式電熱圈是基於電流熱效應來產生熱量,即當電流通過導體時,導體的電阻對電流有阻礙作用,而電流要克服導體的阻力要做功,也就將電能轉化成熱能,並通過傳導的方式進行傳遞,故需將加熱圈的內壁與料筒的外壁可靠接觸才能將熱能傳遞到料筒上,而加熱圈外壁的熱量大部分散失到空氣中,造成熱效率下降,環境溫度上升。

1.2電磁感應加熱圈

電磁感應加熱圈是利用磁場感應渦流加熱原理進行工作。將輸入工頻50 Hz/220 V交流電通過整流電路變成315 V的直流電,再通過控製電路轉換成頻率為20-35 kHz的高頻電流,高頻電流通過線圈時會產生高速變化的磁場,當磁場內的磁力線通過金屬時,會在金屬體內產生無數的小渦流,使金屬本身自行高速發熱。用於注塑機料筒加熱的電磁感應裝置通常山隔熱保溫材料、電磁線圈、護罩、控製器等組。

1.3納米紅外電熱圈

當納米紅外電熱圈通上交流電後,其自身已變成遠紅外輻射熱源,其表麵溫度會逐漸升高,導致溫度梯度增大,使被加熱物體的熱傳導強度增強,吸熱能力大大提高。通過遠紅外塗層將輻射熱能轉換成遠紅外熱能,增強了被加熱物體的熱能吸收速度。高效納米電熱層的表麵黑度高,故能吸收大量的輻射熱能,又因其發射率高,故能將吸收的輻射熱能轉換成被加熱物體易吸收的遠紅外熱能,熱轉化率高。

納米紅外電熱圈一般山遠紅外塗層、鋁合金導熱層、納米電熱層、隔熱層、外殼、防輻射塗層等部分組成不。

2 各種電熱圈的性能

以上介紹了在注塑機上廣泛運用的電熱圈結構與工作原理,下麵從多角度對不同種類的電熱圈進行分析比較。

2.1節能

由於注塑機電加熱係統占整機能耗的15%-30%左右,如果能合理的選用不同種類的電熱圈,就能降低能耗,從而降低生產成本。電阻式電熱圈是電阻絲發熱,通過接觸傳導方式將熱量傳遞到料筒上,且隻有電熱圈內壁傳遞熱能,而其外壁的熱量大部分散失到空氣中,外表麵的溫度一般在10%以上,存在比較大的熱能損失,節能效果不明顯。而電磁感應加熱圈本體並不發熱,且實際使用中會在料筒外部包裹一定厚度的保溫材料,電磁感應加熱圈的表麵溫度在60攝氏度以下,料筒內部的熱量隻有微量輻射到空氣中,這樣熱能損失會大大降低,提高了熱效率,因此節能效果顯著。紅外電熱圈采用納米紅外電熱發生器,納米級電熱塗層的熱阻大、反射率高,安裝於料筒表麵,可將散失的熱能轉換成遠紅外熱能以紅外輻射單向傳導至料筒表麵,減少了熱能損失,節能效果明顯。

2.2安全性

電阻式加熱圈山於采用電阻絲為發熱元件,對人體健康無不良影響。而電磁感應加熱

圈是山高頻電流通過線圈產生高速變化的交變磁場,當磁場強度到達一定量時會對人體的中樞神經係統構成危害。筆者曾以一台鎖模力為90 t的注塑機為測試樣機,該機配置三段電磁感應加熱圈,每段額定功率為2.25 kW,根據EN62233- 2008電磁場的測量方法,使用電磁場分析儀ELT- 400逐段通電進行測試。

2.3熱慣性與溫控精度

注塑機的溫控精度對製品的質量影響較大,特別是對溫度較敏感的塑料,要求溫度控製在士3 0C。電阻式加熱圈是電阻絲發熱,然後將熱量慢慢的從料筒外表麵傳導至料筒的中心,料筒外表麵溫度與料筒的塑料溫度有較大的誤差,當溫度到達設定值後,雖然電阻絲已停比加熱,但因其熱慣性大,料筒表麵仍然繼續向料筒內部傳導熱量,造成溫控精度降低,溫度容易過衝1 0 0C以上。而電磁感應加熱圈是利用磁場感應渦流加熱原理,被加熱的料筒通過自身的電流發熱,熱量山料筒整體產生,加熱迅速,料筒的內外溫度基本一致,溫度控製實時準確。但如果在產生高剪切熱的係統中使用,溫度容易過衝15 0C以上,故對溫度敏感的塑料是不適用的。紅外電熱圈采用納米紅外電熱發生器,電熱轉換率高,熱效率95%以上,加熱速度比電磁感應加熱圈慢,但因其本身熱慣性小,溫控精度較高,可明顯改善製品的品質。

2.4對電網的影響

電阻式加熱圈與紅外電熱圈都屬於直熱型發熱圈,不產生諧波,對電網無不良影響。而電磁感應加熱圈山於采用了電子整流裝置與大功率的1GST,會產生高次諧波,對電網存在諧波汙染,使電網的電壓與電流波形發生畸變,造成電網的功率損耗增加、設備壽命縮短和不安全運行。另外對周邊的精密儀器也會帶來不良影響,如測溫熱電偶、位移傳感器、注塑機控製器,則會出現溫度波動、位置跳動、控製器失控等現象。

2.5成本和經濟效益

筆者以一台鎖模力為90 t的注塑機為試驗機,該機共有四段電加熱圈,電熱總功率為7.38 kW,分別配置不同類型的加熱圈,連續工作24 h後。

2.6發熱功率及使用壽命

電阻式加熱圈山於電阻絲發熱,發熱功率較小,其加熱溫度可至300 0C左右,如需要更高的溫度時,則需將表麵功率密度加大,這樣就會使電阻絲在高溫下快速老化而燒斷,所以電阻式加熱圈需要不定期的更換,使用壽命大約為6個月。電磁感應加熱圈特點就是隻在被感應的金屬內部才產生高溫,而加熱圈本體的溫度很低,自身的電損耗很小,所以即使發熱功率很大時也不會影響加熱圈的使用壽命,但山於注塑機的料筒都有多個加熱區,每個加熱區都分別配置加熱圈和電磁感應控製器,故料筒上纏繞著多個電磁線圈,當流過電磁線圈的電流發生變化時,變化的磁通量會使線圈產生感應電動勢,也就是自感電動勢,且相鄰的兩個電磁線圈之間也存在互感電動勢,自感電動勢與互感電動勢的存在,直接造成控製器的同步電路紊亂,電磁感應控製器經常燒壞,使用壽命一般在1年左右。紅外電熱圈發熱功率與電阻式相同,但其使用壽命為2年左右。

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