CN204295992U - 一种塑胶管材生产线余热回收利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，包括挤塑机芯模，真空冷却箱、原料预热仓；芯模设置有热量回收装置，热量回收装置与原料预热仓连接；回收装置包括热量回收孔，热量回收孔从芯模侧壁穿入，至芯模前端中心穿出，与挤出的塑胶管中心连接。本实用新型在芯模内设置热量回收孔，通过从塑胶管内部抽出高温气体，使刚挤出芯模的塑胶管内部得以冷却降温，并将抽出的热量进行生产利用。本实用新型提高了管材质量水平，提高了单位时间内生产线产量，并大量节省用电。
Description
技术领域
涉及到一种塑胶管材生产线上的余热回收利用系统。
背景技术
塑胶管材应用范围非常广，目前最主要的应用主要为供水和供燃气。包括城市管网的管道均主要为塑胶管道，全国每年的塑胶管道产量非常大。
塑胶管的工业化流水线生产过程如下。将塑胶颗料在原料仓内进行预热，其预热温度约80度，用以排出塑胶颗粒中可能夹带的水份。经预热后的塑胶颗粒放入模具中，通过高温使用其溶化，并通过螺杆连续挤出芯模，塑胶管成形。成形后的塑胶管立即进入到真空箱内进行冷水喷淋，对塑胶管表面进行降温。降温后再经过冷却箱进行二次降温。经多次降温后的塑胶管在生产线的尾端进行切断，下线。
在塑胶管生产线上，主要通过高温使塑料颗料具有可塑性，然后在高温下通过挤压便可成型。一般塑胶管线的挤压模具温度为160到180度，这意味着从芯模内挤压出的塑胶管温度不低于160度，中心温度在160度到180度。在真空箱内的冷却工作主要对塑胶管的表面进行冷却，喷水是无法达到塑胶管中部的，并且由于塑胶管的导热性非常差，所以当表面温度冷却到合适的温度后，中心依然保持着高温，这对塑胶管生产不利。关于塑胶管的冷却，除此之外，塑胶管生产线还存在如下的一些不足。
1、由于喷淋冷却只能针对塑胶管表面进行冷却，而塑胶管芯部却聚集了大量的热量，导致管材中心与外部温差非常大，在如此高的温差下，形成管材外部急剧冷却收缩，而内部高温支持膨涨，导致外缩内胀，管材表面拉伸，形成裂纹。而管材内壁压被外表压缩，材质密集，最终形成内外材质不均匀。
2、塑胶管体内壁未经冷却，内壁温度高，管体冷却定型慢，造成冷却效果不佳，未能达到冷却效果的塑胶管无法下线，只有延长冷却时间，拖延下线时间，以达到所需冷却效果。造成了生产线产出速度慢，单位时间内产出效率低。
3、下线后的塑胶管至内而外渗透残余温度，形成残余应力，管材在残余应力下容易导致变形，影响到管材和椭圆度与管材的直线度。通俗地讲，下线后的塑胶管在大量的残余热量下，容易变形。
4、芯模由套筒与套筒内的芯杆组成，套筒完成塑胶管的外部成型，芯杆完成塑胶管的内壁成形，由于芯模内部带有高温，贴着芯杆的塑料容易析出小分子材料，形成积料，积料为颗粒状，塑胶管从芯杆上挤出后，颗粒状的积料会在塑胶管内壁形成划痕，影响到塑胶管内表的光洁度。
5、大量的塑胶管内热量排放，形成热能浪费，同时影响环境。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供了一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，可以将芯模与挤出的塑胶管中心温度回收，并成功将回收的温度利用到塑胶管材生产车间。
本实用新型所提供的塑胶管材生产线余热回收利用系统包括挤塑机芯模4，真空冷却箱6、原料预热仓1；其特征在于，所述的芯模设置有热量回收装置，用于从挤塑机芯模内回收挤出塑胶管5心部的高温。
热量回收装置与原料预热仓1连接；用于将热量提供给原料预热仓，对原料预热仓内原料进行预热。
所述热量回收装置包括热量回收孔8，热量回收孔从芯模4侧壁穿入，至芯模前端中心穿出，与挤出的塑胶管中心连接。
所述的热量回收装置与原料预热仓之间设置有负压风机3，芯模上设置有温度检测装置7，温度检测装置通过温控仪与负压风机连接。
如上所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，进一步说明为，所述的负压风机由变频器驱动，变频器与温控仪连接，由温控仪控制变频器。
如上所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，进一步说明为，所述的负压风机与回收总管连接，回收总管上设置有支管连接原料预热仓，回收总管上还设置有支管用于向外输出热量。
原料预热仓内设置有第二温度检测装置，支管上设置有第二风机2，第二温度检测装置与第二风机连接。
本实用新型技术的有益效果：
本实用新型在芯模内设置热量回收孔，通过从塑胶管内部抽出高温气体，使刚挤出芯模的塑胶管内部得以冷却降温，并将抽出的热量进行生产利用。
1、因对塑胶管内壁进行有效降温，平衡了塑胶管材内外温差，使用塑胶管材内外质地均匀，不易形成裂纹。
2、塑胶管体内外同时冷却，使管体冷却定型快，管材下线速度快，提高了单条管材生产线的产量。按试验结果测算，每条生产线每天产能提高30%～34%， 因同样的能耗状态下，可增加30%，所以折算下来，相当于增加部分可以节约能耗（用电）30万。
3、下线后的塑胶管至内外无残余应力，管材不会变形，提高了管材的椭圆度与管材的直线度。
4、芯模的芯杆及时排热，避免芯杆积料，提高了塑胶管内表的光洁度。
5、本实用新型将原本排放了生产线余热给予有效利用，达到了节能效果，免除了原料预热仓的电加热能耗，按现有的电加热预热方式来计算，生产线单位时间内可以省电30%，按每吨60元耗电计算，计年产20000吨塑胶管，年节约电费用约120万元。
附图说明
图1为本实用新型结构图。
具体实施方式
本实用新型其工作方式如下：
1、通过温度检测装置7获得挤出芯模的塑胶管5中心温度。
2、变频器驱动负压风机3，开始通过热量回收孔8从塑胶管内抽取热量。
3、将抽取到的热量通过回收总管与支管输送到原料预热仓1及其它用热场所。
4、温度检测装置时实检测芯模内的温度，以通过变频器调节负压风机3的工作参数。
5、第二温度检测装置实时检测原料预热仓内的温度，以调节第二风机2工作参数。
如上所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用方法，进一步说明为，根据塑胶管中心最佳冷却温度值设定塑胶中心控制的温度区间；开启负压风机，从塑胶管中心排出热量；通过控制负压风机排风量控制塑胶管中心温度恒定在温度区间。
如上所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用方法，进一步说明为，所述的最佳冷却温度值由影响到塑料管的质量及生产效率来确定。
如上所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用方法，进一步说明为，输送到原料预热仓内的热风温度为75～85℃。
本实用新型的热量回收孔的开设方式多样，按芯模的具体结构来计划，只要能从芯模的侧壁开入，从芯杆的前端开出，将塑胶管与热量回收孔连接便可，孔的大小、长度可以不限定，当然是不影响芯模挤压的情况下，热量回收孔开得较大为好。本实施例从芯模的侧壁开入热量回收孔，向下直达内部套环，在套环壁上再垂直转向，向前端深入，过渡到芯杆中心，从芯杆中心穿出，连通刚挤出的塑胶管中心。
刚挤出的塑胶管内部带了大量的热量，约170度，但是，在连续从芯模中挤出的过程中，不可能在塑胶管侧壁开孔排放热量，只能从芯模找开孔路线，芯模的结构并不复杂，有多个热量回收孔行走路线可以选择，所以在此不限定。
在热量回收过程中，塑胶管从芯模内挤出后，分别经历真空喷水降温箱，再到后面的喷水降温箱，一段一段进行多次降温，降温过程塑胶管道将行走约50米。在走完降温线后进行切割分段，下线。热量回收孔内吸入的气体，便是从塑胶管切割处吸入的常温空气，一直顺着塑胶管中心，到达芯模部分，再从芯模吸出，便转化为了高温气体，带起了塑瓶管内的高温，对塑胶管的中心进行有效冷却，加快塑胶管整体冷却时间。
本实用新型的原料预热仓原为电加热式预热仓，通过预热仓体外壳上缠绕电加热丝进行加热，并设置保温外套。其加热效果从外向塑胶原料中心渐进加热，效果不佳。本实用新型的原料预热仓由于采用气体加热，可以将气体直接从原料预热仓底部接入，热量气体从原料孔隙中通过，从原料预热仓顶底排出，其过程为全部原料同时受热，加热均匀，效果好。当第二检测温度检测到通入的气体温度过高时，控制第二风机的风量，关少热量气体的进入，以降低原料预热仓内的温度，以避免原料预热仓内的原料受热结块。通入原料预热仓内的气体温度为不大于80度。温度过高，可以通过第二风机补入外部常温空气，以降低温度。所以，在第二风机的进气口可以设置转换阀门，外界常温空气与热量回收过程中吸入的高温空气中进行调节转换，以保持不超温。
温度检测装置时实检测芯模内的温度，以通过变频器调节负压风机3的工作参数，根据塑胶管中心最佳冷却温度值设定塑胶中心控制的温度区间；开启负压风机，从塑胶管中心排出热量；通过控制负压风机排风量控制塑胶管中心温度恒定在温度区间。由于塑胶管中心的冷却方式为风冷（靠吸走热量），而外部为喷淋水冷却，当然，喷淋水比风冷更具有冷却效果的，所以塑胶管内部的温度始终会比塑胶管表面高，所以可以不考虑塑胶中心温度过低会造成的冷却不均衡情况，但是在具体的实施过程中，依然要控制塑胶管中心温度不可过低，因为温度过低会造成刚挤出的塑胶管内部压力降低，过低的内部压力可能会导致管体变形，于是，负压风机的工作参数一定要得到控制，不可以抽风量太大，保持抽出的温度与刚挤出芯模的温度均等便可（如：168～175℃），如果抽出的温度过低，表明抽风量过大了，必须降低风机的抽风量。
本实用新型对提高塑胶管生产线产量的提高和能耗的降低具有非常显著的效果。下面通过在工厂试生产阶段得出的一些统计以说明。
本实用新型技术的能耗使用情况：
本实用新型的经济效益非常可观，按生产线改造费用计算，平均一条生产线的改造费用不足30万元，平均三个月所节省的电费用即可收回成本。
本实用新型技术的产品质量合格率情况：
本实用新型技术的产量情况：
| 平均每条生产线一小时单产 | 每年产量 | 增产 | |
| 仅外表喷淋冷却 | 500kg | 3600吨 | / |
| 内外同时冷却 | 650kg | 4680吨 | 1080吨 |
Claims (4)
1.一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，包括挤塑机的芯模（4），真空冷却箱（6）、原料预热仓（1）；其特征在于，所述的芯模设置有热量回收装置，用于从挤塑机芯模内回收挤出塑胶管（5）心部的高温；
热量回收装置与原料预热仓（1）连接；用于将热量提供给原料预热仓；
所述热量回收装置包括热量回收孔（8），热量回收孔从芯模（4）侧壁穿入，至芯模前端中心穿出，与挤出的塑胶管中心连接；
所述的热量回收装置与原料预热仓之间设置有负压风机（3），芯模上设置有温度检测装置（7），温度检测装置通过温控仪与负压风机连接。
2.如权利要求1所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，其特征在于，所述的负压风机由变频器驱动，变频器与温控仪连接，由温控仪控制变频器。
3.如权利要求1所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，其特征在于，所述的负压风机与回收总管连接，回收总管上设置有支管连接原料预热仓，回收总管上还设置有支管用于向外输出热量。
4.如权利要求1所述的一种塑胶管材生产线余热回收利用系统，其特征在于，所述的原料预热仓内设置有第二温度检测装置，支管上设置有第二风机（2），第二温度检测装置与第二风机连接。
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