塑料挤出机优化了冷却吹扫
冷却箱处的冷却站
在中西部的一家窗户制造厂，塑料框架件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）会产生废品和废品。
这些生产线中的17台挤出机和55台单独的排气管在冷却箱处有类似的冷却站。它们由大约三根软管组成，在每个出口框架处向下倾斜，直到挤压件经过。压缩空气流量由操作员设置的手动控制阀控制。操作员利用其经验控制输送的流量，从而控制产品质量。
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图1。三条进入冷却块的冷却线在挤出机架上吹风J放空空气的测量
在每个控制阀入口的压缩空气流量测量显示，每台挤出机的平均流量为7 scfm。计算结果显示，17台挤出机每年运行6176小时，消耗119 scfm，成本为0.08美元/千瓦时。根据工厂实际测量的运行压缩空气系统(90.17美元/scfm/年)，计算出产生这种流量的能量为10,730美元/年。在完成对实现内容的描述之前，需要先了解一些背景知识。
公开打击
湍急的压缩空气直接从管道中喷出。它不仅浪费大量压缩空气，还可能违反OSHA噪音和死端压力要求。工程喷嘴和气流放大喷嘴用于代替开式吹扫，可降低噪音水平，降低压缩空气的使用，通常可提高吹扫操作的生产率和质量。
使用吹风冷却的一般指南：
- 驱动冷却空气通过热障到达产品需要推力。在这种情况下，你可以看到软管出口几乎是在框架件，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关键细节。
为了优化这一应用，需要在工程喷嘴(或“空气喷射”流动压缩空气)和极少放大的工艺之间做出选择，还是使用空气放大喷嘴。
空气放大器需要较少的压缩空气。空气放大器使用文丘里作用吸入大量环境空气，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高达25:1。这是选择的体积，它似乎不需要高推力。
图2。文丘里管喷嘴利用科恩达效应将压缩空气放大25倍，压缩空气通过外部周长上的薄开口喷射。另一种类型通过喷嘴喷射压缩空气。空气以极高的速度流动，沿喷嘴内壁形成低压，并以预定的放大倍数被吸入气流。
挤出机生产线上的放大器喷嘴试验
最近，一些文丘里管放大器喷嘴制造商已经开发出非常小的喷嘴，可以流动0.1 cfm到2.2 cfm的压缩空气，并且仍然保留大部分25:1的放大率。这将通过挤压框架件附近喷嘴出口处的固体推力提供高流量冷却。因此，在其中一条挤出机生产线上进行了试验。在这种情况下，在这种低流量下使用的喷嘴具有20:1的空气放大率。
在试验中，在电厂设置了三根软管，流量计测量值为7 scfm，平均每根软管2.33 scfm，且各控制阀设置在操作员设置的同一位置。然后安装三个文丘里管阀，并将这些阀安装在同一位置。流量计读数为3.7 scfm总放大流量（3.7 x 20=74 cfm），太高了。维修人员调整阀门，以将流量降低至首选流量。
调整阀门以产生所需流量后，流量计的读数为0.4 scfm，表示总共使用了三根软管。这将使单个软管的平均值降低至0.13 scfm，这是压缩空气审查节约计算中使用的平均值。
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图3。压缩空气7.0 scfm 3软管与当前打开吹;太多的空气
图3 b。在三个软管上安装文丘里管嘴后测试流量，仍然空气过多
图3c。由操作员进行测试和调整。文丘里管喷嘴，由操作员将气流削减至适当水平。三根软管总计0.4 scfm，每次吹气的平均压缩空气=.13 scfm计算了该试验产生的可回收电能，通常低于生产总成本。这是通过空气减压对新系统实际运行曲线的影响来计算的。
| 许多应用程序 | 55/17挤出机 |
| 目前使用的高压压缩空气 | 119立方英尺 |
| 目前每年的吹气能耗 | 10703美元/年 |
| 使用文丘里管喷嘴节省压缩空气（.4 x 17=6.8 cfm） | 112立方英尺 |
| 空气减量值 | 90.17美元/立方英尺/年 |
| 通过安装文丘里管喷嘴以减少窜气来回收总电能成本 | 10099美元/年 |
| 喷嘴和安装费用 | $2,000 |
| 简单的回报 | $2,000 |
| 减少压缩空气的使用 |
94% |
图4。文丘里放大器迷你喷嘴在挤出框(白色)在一个软管
这次审计和测试是在两年多以前进行的。所有的管线都换成了新的排气系统。这些管线的监控是一个非常重要的压缩空气管理系统的一部分，利用关键性能指标，该过程每天都在继续节约能源。
由于压缩空气系统压力波动影响流量，在现有系统下维持临界流量有些困难，因此提高了生产效率和质量。这必须由不同的工厂操作人员用手动控制来纠正。
对于选定的喷嘴，估计的流量是每一个0.13 scfm，这几乎是最小流量。由于产生的空气流量(每个2.4到2.5 scfm)大部分来自放大，净流量几乎不受系统压力波动的影响。最终的结果是废料减少了。
图5。试验用喷嘴
外卖
在使用吹风冷却时最常见的错误是估计气流中所需的压力或推力，而没有评估实际所需的冷却气流。
需要推力将冷却空气驱动到能够吸收热量并带走热量的位置。排出的热量(英热单位/小时)是温差的函数，最重要的是工作空气流量(cfm)。
在这种情况下，操作人员调整的冷却空气流量为每根软管7立方英尺÷ 3 = 2.33立方英尺。当安装了空气放大器后，所有三根软管和新喷嘴的流量为0.4 cfm，或每根软管/喷嘴的流量为0.13 cfm——每根软管的流量为0.13压缩空气x 20 = 2.6 cfm——非常接近操作人员最初设定的2.33 cfm。这些喷嘴的成功生产使得每个工位的流量稳定、可预测，基本不受正常系统压力波动和操作人员差异的影响。生产率和质量显著提高，压缩空气的使用减少了94%。
有关更多信息，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.
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