塑料挤出机优化吹气冷却

冷却盒子处的冷却站

在中西部的一家窗户制造厂，塑料框片离开挤出机后的冷却过程对加工生产率和质量至关重要。冷却空气过多(或冷却空气不足)会产生废料和废品。

在这些生产线上，工厂的17台挤出机和55个单独的吹风口在冷却箱处有类似的冷却站。它们由三个软管组成，每个出口框架的角度向下，挤压件通过它。压缩空气流量由操作人员设置的手动控制阀控制。操作员利用他的经验来控制输送的流量，从而控制产品质量。

图1所示。三条冷却线进入吹在挤出框上的冷却块j

吹气空气测量

在每个控制阀的入口处测量压缩空气流量，显示每个挤出机的平均7 scfm。该计算是17个挤出机，每年耗费1119小时，每年运行为0.08 /千瓦时。计算的能量与植物的实际测量的操作压缩空气系统产生90.17美元/ SCFM / YR为10,730美元。在完成所实施的描述之前，有些背景是按顺序的。

打开吹

紊流压缩空气从管道中直喷而出。它不仅浪费大量的压缩空气，而且还可能违反OSHA噪声和终端压力要求。采用工程喷嘴和空气流量放大喷嘴代替开式吹气，可以降低噪音水平，降低压缩空气的使用，并经常改善吹气作业的生产率和质量。

使用吹风冷却的一般准则:

• 需要推力以驱动冷却空气超过产品的热屏障。在这种情况下，您可以看到软管退出几乎在框架上，所以推力不应该是一个问题。
• 流动空气的实际体积（CFM）成为一致冷却过程中的临界细节。

优化该应用的选择是在工程喷嘴（或“空气射流”流量压缩空气）之间的选择，以极少放大或使用空气放大器喷嘴。

空气放大器需要更少的压缩氩气。空气放大器使用文丘里动作将大量的环境空气吸入，并将其直接混合到气流中，从而放大使用点的可用空气量。空气放大器的放大比可达25:1。这是为体积选择的，它似乎不需要高推力。

图2。文丘里喷嘴利用康达效应将压缩空气放大25倍，压缩空气通过外部周长上的一个细开口喷射出来。另一种通过喷嘴喷射压缩空气。空气以非常高的速度在喷嘴内壁周围空气产生低压，并在一个预定的放大被拉入气流。

挤出机上放大器喷嘴试验

最近，几家文丘里放大器喷嘴制造商开发了非常小的喷嘴，可以流动1 cfm到2.2 cfm的压缩空气，并且仍然保留大部分25:1放大。这将提供高流动冷却与固体推力喷嘴出口附近的挤压框件。据此，在其中一条挤出生产线上进行了试验。在这种情况下，在这个低流量使用的喷嘴有20:1的空气放大。

在测试中，工厂安装了3根软管，流量计测量7 scfm，平均每根软管2.33 scfm，单个控制阀设置在操作人员设置的相同位置。然后将三个文丘里阀门安装在同一个地方。流量计读数3.7 scfm总放大流量(3.7 × 20 = 74 cfm)，这是太高了。维修人员对阀门进行了调整，以将流量减少到似乎是首选的流量。

将阀门调整到所需的流量后，流量计的读数为使用的三个软管的总长度为0.4 scfm。这将使每根软管的平均成本降低到0.13 scfm，这是压缩空气评估节省成本计算的平均值。

图3A。压缩空气7.0 SCFM为3个软管，电流打开搅拌;太多的空气 图3B。在三种软管上安装文丘里喷嘴后的测试流程，仍然太多空气 图3 c。由操作员进行测试和调整。文丘里喷嘴，空气流量被操作人员削减到适当的水平。三个软管总共0.4 scfm，平均每次吹压缩空气= .13 scfm

从这个试验中计算出的可回收电能通常小于生产的总成本。这是根据空气减少量对新系统实际运行曲线的影响来计算的。

应用数量	55次/ 17台挤出机
目前使用的高压压缩空气	119 cfm
吹风的目前年度能源成本	$ 10,703 /年
压缩空气节省与文丘里喷嘴。4 x 17 = 6.8 cfm)	112 cfm
空气减少价值	90.17美元/ cfm /年
安装文丘里喷嘴以减少吹气的总电能成本回收	$ 10,099 /年
喷嘴和安装的成本	2000美元
简单的回报	2000美元
减少压缩空气使用	94％

图4.一个软管上挤压框架（白色）的Venturi放大器微型喷嘴

这次审计和测试在两年前进行了。所有的线路都改为新的爆炸系统。作为利用关键性能指标的一部分，作为非常显着的压缩空气管理系统的一部分监测线路，并且该过程每天都在继续节省能量。

生产率和质量提高，因为由于压缩空气系统压力波动，在与电流系统中保持线路中的临界流动的临界流程有些影响影响流动的压力。这必须通过各种工厂运营商进行手动控制来纠正。

使用所选择的喷嘴，估计的流量在.13 SCFM，几乎处于最小流量。由于大多数产生的空气流量（2.4至2.5 SCFM）来自放大，因此通过系统压力波动几乎不合理地影响净流动。最终结果 - 废料已经下降。

图5。用于试验的喷嘴

外卖

使用用于冷却的吹气空气的最常见误差是为了估计空气流中所需的压力或推力，而无需评估所需的实际冷却空气流量。

需要推力以将冷却空气驱动到它可以吸收热量并将其移开的程度。除去的热量（BTU / HR）是温差的函数，最重要的是工作空气流量（CFM）。

审查这种情况下的数字，运营商调整后的冷却空气流量为7 CFM÷3= 2.33 CFM每个软管。当安装空气放大器时，所有三种软管和新喷嘴的流量都是.4 CFM，或.13 CFM每水管/喷嘴 - .13压缩空气x 20 = 2.6每水管CFM - 非常接近2.33 CFM最初由操作员设置。这些喷嘴的成功生产导致每个工作站的恒定，可预测的流动基本上不受正常的系统压力波动和操作员差异。生产率和质量显着提高，压缩空气使用减少了94％。

欲了解更多信息，请联系美国空军技术总监Hank van Ormer，电子邮件:hank@airpowerusainc.com或访问www.airpowerusainc.com.。

阅读类似物减少压缩空气需求文章的访问www.aperbestpractics.com/system-assessments/end-uses.。