CN104476754A - 塑胶管材生产线冷却用水供排水装置及供排水方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为塑胶管材生产线冷却用水供排水装置及供排水方法，其供排水装置包括循环水池、恒压供水系统、冷却真空箱、主控电路；供水总管与真空箱内的喷头连接。真空箱的水位计、恒压供水系统、排水泵均与主控电路连接。本发明的方法步骤为：主控电路计算生产线所需水量和供水压力后开始供水。并时实调控水量和水压。时实检测真空箱底部的水位值并排水。本发明采用精确计算每条生产线的最大冷却用水量和需要的水供压力，采取集中恒压供水满足最大供水量，采取间歇式水位控制器控制排水时间，精准控制排水量与供水量的平衡，真空箱内不会造成缺水或水位偏高现象。生产效率大大提高，产品合格率也能够提高，设备故障率明显降低。
Description
技术领域
本发明涉及到一种塑胶管材生产线冷却用水供排水装置及供排水方法。
背景技术
目前管材行业产能过剩严重，竞争激烈，管材生产工艺设计不合理，尤其是管材生产设备最突出的问题是能耗非常高，导致管材生产成本高，出厂后的成品价格相应变得很高，这不利于产业的发展，更主要是增加了能耗，不符合当今对环境保护的要求，对节能减排的要求。管材生产线上的主要能耗为电能。各工作设备都主要是用电设备。
以下是描述现有管线生产设备特点以及运行方法。
管材的生产过程如下：通过将塑胶原材料进行高温熔化后，通过挤塑设备挤出成型，成型后的高温塑胶管道立即通过真空箱1-2内，真空箱内通过喷头1-1喷洒冷却水，对高温塑胶管四周进行喷洒，以达到冷却效果。因要保证高温状态下的塑胶管不变形，不产生破裂，所以刚通过挤塑设备成型的塑胶管的冷却必须在真空箱内。见图1，冷却水通过固定功率的水泵从循环水池引水，然后通过进入真空箱内，经冷却后再抽回循环水池。
对于真空箱内的冷却过程是这样的：见图2，真空箱包括上部的喷水箱及下部的水箱，喷水箱内供待冷却的塑胶管通过，在通过的同时，设置在喷水箱左右两侧的喷头开始对塑胶管喷水冷却。喷水所取之水为下部的水箱中的水，通过喷头电机1-3提供水压，喷洒后的水又自然流回水箱内。外部供水直接供入水箱中，水在真空箱内循环使用，使用温度传感器1-4对水箱中的水温进行检测，如果水温偏高，开始从外部供入冷水至水箱内，以降低水箱内水温，采用水位计1-6监测水箱内水位，为了保持水箱内水位，再打开排水泵1-5，从水箱内直接排出一部分水。
现有的管线生产设备（管材生产线）存在着如下的不足：
1、真空箱内水温高，冷却效果不好。
因喷洒后的水又自然流回水箱，然后再从水箱内通过水泵加压至喷头，水在真空箱内循环使用，多次喷淋高温塑胶管，水温始终在较高状态，对管材的冷却效果欠佳，影响管材成品的质量和冷却速度。
2、因冷却效果不佳，但为了最大可能地保证管材产品的质量，必须降低管材通过真空箱内的速度，以延长冷却时间，相应地降低了管材生产线的单产效率。
3、生产线能耗高，这样的管材生产线需要配备供水电机水泵、喷头电机水泵、排水电机水泵。需要使用的电机水泵多，用电量大，尤其是供水电机水泵，因考虑到要对多条生产线供水，所以安装的电机是大功率电机，耗电量非常大。加之喷头电机持续工作，能耗也非常高。
4、因排水电机主要受水温计控制，当水箱内水温没有达到排水设定的温度时，排水泵不工作或滞后工作，造成水箱内水位偏高；当水箱内水温过高时排水泵快速排水，又造成水箱内水位过低，实际的生产过程中还常出现水箱内缺水现象，水箱内的水位高低直接对整个真空箱内的压力产生产巨大的影响，波动的真空箱压力会直接到管材成品的质量，造成不合格品。
5、排水泵参考水温进行排水工作，其工作情况是间断的，并且是极为不规率的，容易出故障。一但出故障将导致整个生产线停工。
综上所述，为了保证管材成品合格率，提高产品质量，同时降低生产成本，并提高生产效率，管材生产线需要一种以新的冷却真空箱设计或冷却水供水设计。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种塑胶管材生产线冷却用水供排水装置及供排水方法。
本发明的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置其结构如下：
包括用于提供冷却水的循环水池，用于为生产线提供冷却水压的水泵；用于对塑胶管进行冷却真空箱2-2，以及真空箱上的进水口2-4与排水装置；监控装置运行的主控电路；其特征在于，
所述的水泵为恒压供水系统。
恒压供水系统与供水总管2-3连接。
供水总管通过供水支管2-7与真空箱内的喷头2-1连接。
真空箱2-2底设置有排水泵2-5，排水泵与循环水池连接，将生产后的水排入循环水池。
真空箱上设置有水位计2-6。
所述的水位计、恒压供水系统、排水泵均与主控电路连接，并由主控电路控制叠加水泵、恒压器、排水泵的工作参数。
如上所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，更进一步说明为，所述的恒压供水系统为叠加水泵，叠加水泵多个单体水泵并联组成。
如上所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，更进一步说明为，所述的恒压供水系统进水端与循环水池连接。
如上所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，更进一步说明为，所述的恒压供水系统与水泵变频器连接；所述的排水泵与排水泵变频器连接；所述的供水支管与真空管之间设置有自动阀；供水总管上设置有第一水压检测装置；供水支管上设置有第二水压检测装置；所述的水泵变频器、排水泵变频器、自动阀均、第一水压检测装置、第二水压检测装置均与主控电路连接。
本发明提供的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，其步骤为：
通过主控电路计算已开启生产线所需最大冷却用水量和供水压力。
启动恒压供水系统，并根据冷却用水量和供水压力计算需要启动的单体水泵数量并启动单体水泵，开始供水。
第一水压检测装置检测进水总管中的水量和水压，调节供水总管内的水压至标定压力，并保持进水总管中的水量和水压处于衡定状态。
开启自动阀，向真空箱内注入冷却水，冷却水喷淋塑胶管材后，汇入真空箱底部。
水位计检测真空箱底部的水位值，当水位值达到设定水位后，开启排水泵进行排水。
主控电路连接获取第二水压检测装置检测到的供水支管水流量，并根据检测到的供水支管水流量以调节排水泵排水流量。
当检测到水位靠近设定水位上限或下限后，控制电路向控制排水泵变频器，开大或关小排水泵流量，以保持真空箱内水位处于设定水位。
如上所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，具体为：
所述的启动叠加水泵具体为：通过主控电路计算生产线所需最大冷却用水量和供水压力，并将最大冷却用水量和供水压力与单体水泵能提供的最大供水量和供水压力进行比对，并增加或减少单体水泵开启数量以保持叠加水泵供水量和供水压力大于生产线所需所需最大冷却用水量和供水压力。
如上所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，具体为：
由第二水压检测装置检测供水支管内水流量，并向主控电路返馈供水支管内水流量，主控电路控制排水泵变频器使排水泵以相应的流量排水，以保持真空箱内水位。
发明创造技术所产生的积极效果如下：
1、本发明采用精确计算每条生产线的最大冷却用水量和需要的水供压力，采取集中恒压供水满足最大供水量，采取间歇式水位控制器控制排水时间，精准控制排水量与供水量的平衡，真空箱内不会造成缺水或水位偏高现象。生产效率大大提高，产品合格率也能够提高。
2、通过改变排水方式，由水位计控制排水泵的工作与关闭，选择功率经济合适电机及排量满足需要的水泵，降低设计功率80%，设备有充分散热，故障率明显降低。
3、通过改变供水方式，减少负压对现有水泵的实际供水压力的影响，提高实际供水压力，增强冷却效果。
4、集中供水系统采用恒压和流量变量控制器，可以对单条生产线也可以对多条生产线提供恒压冷却水。当用水口增加，系统压力降低，控制部分自动开启叠加水泵，直到达到稳定的设定压力。如果用水口数量减少，压力增加，会逐个自动关闭叠加水泵，直到达到稳定的设定压力。
5、该新技术的利用可以减少能耗80%，生产操作方便，生产合格率高。
6、冷却水一次性使用后，立即外排降温，所以其水温低，对管材的冷却效果佳，提高了管材成品的质量和冷却速度，提高了管材生产线的单产效率。
附图说明
图1为现有管材生产线冷却系统结构图。
图2为现有管材生产线真空冷却箱结构图。
图3为本发明系统结构示意图。
图4为本发明真空冷却箱结构图。
具体实施方式
本发明的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，包括
通过主控电路计算已开启生产线所需最大冷却用水量和供水压，实施例中共有五条管材生产线，所安装的叠加水泵最大能提供五条生产线的冷却供水，并设置有部分余量。当设定一条生产线工作时，主控电路得到生产线的启动反馈，开启一台水泵，开始向真空箱内供入冷却水。满足供水压力0.27MP，一段真空箱内供水量满足每小时进水量20立方。
第一水压检测装置检测进水总管中的水量和水压，调节供水总管内的水压至标定压力，并保持进水总管中的水量和水压处于衡定状态；当真空箱内水位至最高点处时，真空箱内水量为1立方，水位最低点处水量为0.5立方。
开启自动阀，向真空箱内注入冷却水喷淋塑胶管材，进入的冷却水为常温水，其温度为通常为8-30度，通过挤压出的管材温度约为160-175摄氏度；通过冷却水的喷淋，使管材在真空箱内将外表面温度降低到100摄氏度以下，较现有技术中的真空箱内高温水循环使用的冷却效果望提高了20%以上，即管材在真空箱内停留了时间缩短了20%，这样下来，整个管材生产线的管材下线速度也就提高了20% 。
水位计检测真空箱底部的水位值，当水位值达到设定水位后，开启排水泵进行排水；
主控电路连接获取第二水压检测装置检测到的供水支管水流量，并根据检测到的供水支管水流量以调节排水泵排水流量。每小时排水泵排水量为27立方，根据排水量，排水电机功率设定1.1千瓦，并设置部分余量。
当检测到水位靠近设定水位上限或下限后，控制电路向排水泵变频器控制，开大或关小排水泵流量，以保持真空箱内水位处于设定水位。
以下为采用本技术电能节省指标参数（单位：KW）
| 供水泵电机 | 喷淋头电机 | 排水泵电机 | 总功率 | |
| 对比技术 | 30 | 15 | 5.5 | 50.5 |
| 本发明技术 | 0~7.5 | 0 | 0~1.1 | 最大8.6 |
以下为采用本技术后其产品合格率指标
| 管材弯曲 | 管材椭圆度 | 管材开裂率 | 综合 | |
| 对比技术 | 存在 | 存在 | 存在 | 质量问题多 |
| 本发明技术 | 无 | 无 | 无 | 合格率高 |
以下为采用本技术后产品生产效率指标
| 一条生产线每日产量，按全天生产10小时计 | 产能利用率 | |
| 对比技术 | 5吨 | 70% |
| 本发明技术 | 6.5吨 | 90% |
从以上技术指标可以看出，本发明对于生产线上用电量的降低具有非常显著的效果，按全厂8条生产线计算，每条生产线平均每天相较于对比技术可以节省用电 419 KW，按生产用电0.5元1KW计算，每天工作10小时，全天节约开支 210 元。全年节省开支 63000元。其效果非常显著。而且，发明的真空箱以安装一台电机（喷淋电机），节省电机成本2000元。
从产品合格率上分析，由于产品的合格率提升了15%，从提升的合格率可以得出，每月成品报废数量降低1500米，因此多产出9万元。全年多产出2700万元。
从冷却速度计算，因冷却水温低，管材和冷却速度提升了 20%，按此计算，生产100米管材的时间减少了12分钟，相应的，按每天工作10小时计算，每条生产线多生产出管材200米，全年提高产量60000米。
综上所述，本技术对于提高管材生产线的效率、质量有是非常好的效果，对于降低成本也起到了非常积极的作用。
Claims (7)
1.塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，包括用于提供冷却水的循环水池，用于为生产线提供冷却水压的水泵；用于对塑胶管进行冷却真空箱（2-2），以及真空箱上的进水口（2-4）与排水装置；监控装置运行的主控电路；其特征在于，所述的水泵为恒压供水系统；恒压供水系统与供水总管（2-3）连接；供水总管通过供水支管（2-7）与真空箱内的喷头（2-1）连接；
真空箱（2-2）底设置有排水泵（2-5），排水泵与循环水池连接，将生产后的水排入循环水池；真空箱上设置有水位计（2-6）；
所述的水位计、恒压供水系统、排水泵均与主控电路连接，并由主控电路控制叠加水泵、恒压器、排水泵的工作参数。
2.如权利要求1所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，其特征在于，所述的恒压供水系统为叠加水泵，叠加水泵多个单体水泵并联组成。
3.如权利要求1所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，其特征在于，所述的恒压供水系统进水端与循环水池连接。
4.如权利要求1所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水装置，其特征在于，所述的恒压供水系统与水泵变频器连接；所述的排水泵与排水泵变频器连接；所述的供水支管与真空管之间设置有自动阀；供水总管上设置有第一水压检测装置；供水支管上设置有第二水压检测装置；所述的水泵变频器、排水泵变频器、自动阀、第一水压检测装置、第二水压检测装置均与主控电路连接。
5.塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，包括：
（1）、通过主控电路计算已开启生产线所需最大冷却用水量和供水压力；
（2）、启动恒压供水系统，并根据冷却用水量和供水压力计算需要启动的单体水泵数量并启动单体水泵，开始供水；
第一水压检测装置检测进水总管中的水量和水压，调节供水总管内的水压至标定压力，并保持进水总管中的水量和水压处于衡定状态；
（3）、开启自动阀，向真空箱内注入冷却水，冷却水喷淋塑胶管材后，汇入真空箱底部；
水位计检测真空箱底部的水位值，当水位值达到设定水位后，开启排水泵进行排水；
（4）、主控电路连接获取第二水压检测装置检测到的供水支管水流量，并根据检测到的供水支管水流量以调节排水泵排水流量；
当检测到水位靠近设定水位上限或下限后，控制电路向控制排水泵变频器，开大或关小排水泵流量，以保持真空箱内水位处于设定水位。
6.如权利要求5所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，其特征在于，所述的启动叠加水泵具体为：通过主控电路计算生产线所需最大冷却用水量和供水压力，并将最大冷却用水量和供水压力与单体水泵能提供的最大供水量和供水压力进行比对，并增加或减少单体水泵开启数量以保持叠加水泵供水量和供水压力大于生产线所需所需最大冷却用水量和供水压力。
7.如权利要求5所述的塑胶管材生产线冷却用水供排水方法，其特征在于，由第二水压检测装置检测供水支管内水流量，并向主控电路返馈供水支管内水流量，主控电路控制排水泵变频器使排水泵以相应的流量排水，以保持真空箱内水位。
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