塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置及供排水方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明為塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置及供排水方法，其供排水裝置包括循環(huán)水池、恒壓供水系統(tǒng)、冷卻真空箱、主控電路；供水總管與真空箱內(nèi)的噴頭連接。真空箱的水位計(jì)、恒壓供水系統(tǒng)、排水泵均與主控電路連接。本發(fā)明的方法步驟為：主控電路計(jì)算生產(chǎn)線(xiàn)所需水量和供水壓力后開(kāi)始供水。并時(shí)實(shí)調(diào)控水量和水壓。時(shí)實(shí)檢測(cè)真空箱底部的水位值并排水。本發(fā)明采用精確計(jì)算每條生產(chǎn)線(xiàn)的最大冷卻用水量和需要的水供壓力，采取集中恒壓供水滿(mǎn)足最大供水量，采取間歇式水位控制器控制排水時(shí)間，精準(zhǔn)控制排水量與供水量的平衡，真空箱內(nèi)不會(huì)造成缺水或水位偏高現(xiàn)象。生產(chǎn)效率大大提高，產(chǎn)品合格率也能夠提高，設(shè)備故障率明顯降低。
【專(zhuān)利說(shuō)明】塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置及供排水方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及到一種塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置及供排水方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前管材行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩嚴(yán)重，競(jìng)爭(zhēng)激烈，管材生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)不合理，尤其是管材生 產(chǎn)設(shè)備最突出的問(wèn)題是能耗非常高，導(dǎo)致管材生產(chǎn)成本高，出廠(chǎng)后的成品價(jià)格相應(yīng)變得很 高，這不利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，更主要是增加了能耗，不符合當(dāng)今對(duì)環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)節(jié)能減 排的要求。管材生產(chǎn)線(xiàn)上的主要能耗為電能。各工作設(shè)備都主要是用電設(shè)備。
[0003] 以下是描述現(xiàn)有管線(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備特點(diǎn)以及運(yùn)行方法。
[0004] 管材的生產(chǎn)過(guò)程如下：通過(guò)將塑膠原材料進(jìn)行高溫熔化后，通過(guò)擠塑設(shè)備擠出成 型，成型后的高溫塑膠管道立即通過(guò)真空箱1-2內(nèi)，真空箱內(nèi)通過(guò)噴頭1-1噴灑冷卻水，對(duì) 高溫塑膠管四周進(jìn)行噴灑，以達(dá)到冷卻效果。因要保證高溫狀態(tài)下的塑膠管不變形，不產(chǎn)生 破裂，所以剛通過(guò)擠塑設(shè)備成型的塑膠管的冷卻必須在真空箱內(nèi)。見(jiàn)圖1，冷卻水通過(guò)固定 功率的水泵從循環(huán)水池引水，然后通過(guò)進(jìn)入真空箱內(nèi)，經(jīng)冷卻后再抽回循環(huán)水池。
[0005] 對(duì)于真空箱內(nèi)的冷卻過(guò)程是這樣的：見(jiàn)圖2,真空箱包括上部的噴水箱及下部的 水箱，噴水箱內(nèi)供待冷卻的塑膠管通過(guò)，在通過(guò)的同時(shí)，設(shè)置在噴水箱左右兩側(cè)的噴頭開(kāi)始 對(duì)塑膠管?chē)娝鋮s。噴水所取之水為下部的水箱中的水，通過(guò)噴頭電機(jī)1-3提供水壓，噴灑 后的水又自然流回水箱內(nèi)。外部供水直接供入水箱中，水在真空箱內(nèi)循環(huán)使用，使用溫度傳 感器1-4對(duì)水箱中的水溫進(jìn)行檢測(cè)，如果水溫偏高，開(kāi)始從外部供入冷水至水箱內(nèi)，以降低 水箱內(nèi)水溫，采用水位計(jì)1-6監(jiān)測(cè)水箱內(nèi)水位,為了保持水箱內(nèi)水位,再打開(kāi)排水泵1-5,從 水箱內(nèi)直接排出一部分水。
[0006] 現(xiàn)有的管線(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備(管材生產(chǎn)線(xiàn)）存在著如下的不足： 1、真空箱內(nèi)水溫高，冷卻效果不好。
[0007] 因噴灑后的水又自然流回水箱，然后再?gòu)乃鋬?nèi)通過(guò)水泵加壓至噴頭，水在真空 箱內(nèi)循環(huán)使用，多次噴淋高溫塑膠管，水溫始終在較高狀態(tài)，對(duì)管材的冷卻效果欠佳，影響 管材成品的質(zhì)量和冷卻速度。
[0008] 2、因冷卻效果不佳，但為了最大可能地保證管材產(chǎn)品的質(zhì)量，必須降低管材通過(guò) 真空箱內(nèi)的速度，以延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，相應(yīng)地降低了管材生產(chǎn)線(xiàn)的單產(chǎn)效率。
[0009] 3、生產(chǎn)線(xiàn)能耗高，這樣的管材生產(chǎn)線(xiàn)需要配備供水電機(jī)水泵、噴頭電機(jī)水泵、排水 電機(jī)水泵。需要使用的電機(jī)水泵多，用電量大，尤其是供水電機(jī)水泵，因考慮到要對(duì)多條生 產(chǎn)線(xiàn)供水，所以安裝的電機(jī)是大功率電機(jī)，耗電量非常大。加之噴頭電機(jī)持續(xù)工作，能耗也 非常高。
[0010] 4、因排水電機(jī)主要受水溫計(jì)控制，當(dāng)水箱內(nèi)水溫沒(méi)有達(dá)到排水設(shè)定的溫度時(shí)，排 水泵不工作或滯后工作，造成水箱內(nèi)水位偏高；當(dāng)水箱內(nèi)水溫過(guò)高時(shí)排水泵快速排水，又造 成水箱內(nèi)水位過(guò)低，實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中還常出現(xiàn)水箱內(nèi)缺水現(xiàn)象，水箱內(nèi)的水位高低直接 對(duì)整個(gè)真空箱內(nèi)的壓力產(chǎn)生產(chǎn)巨大的影響，波動(dòng)的真空箱壓力會(huì)直接到管材成品的質(zhì)量， 造成不合格品。
[0011] 5、排水泵參考水溫進(jìn)行排水工作，其工作情況是間斷的，并且是極為不規(guī)率的，容 易出故障。一但出故障將導(dǎo)致整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)停工。
[0012] 綜上所述，為了保證管材成品合格率，提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，并提高 生產(chǎn)效率，管材生產(chǎn)線(xiàn)需要一種以新的冷卻真空箱設(shè)計(jì)或冷卻水供水設(shè)計(jì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供了一種塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置及供 排水方法。
[0014] 本發(fā)明的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置其結(jié)構(gòu)如下： 包括用于提供冷卻水的循環(huán)水池，用于為生產(chǎn)線(xiàn)提供冷卻水壓的水泵；用于對(duì)塑膠管 進(jìn)行冷卻真空箱2-2,以及真空箱上的進(jìn)水口 2-4與排水裝置；監(jiān)控裝置運(yùn)行的主控電路； 其特征在于， 所述的水泵為恒壓供水系統(tǒng)。
[0015] 恒壓供水系統(tǒng)與供水總管2-3連接。
[0016] 供水總管通過(guò)供水支管2-7與真空箱內(nèi)的噴頭2-1連接。
[0017] 真空箱2-2底設(shè)置有排水泵2-5,排水泵與循環(huán)水池連接，將生產(chǎn)后的水排入循環(huán) 水池。
[0018] 真空箱上設(shè)置有水位計(jì)2-6。
[0019] 所述的水位計(jì)、恒壓供水系統(tǒng)、排水泵均與主控電路連接，并由主控電路控制疊加 水泵、恒壓器、排水泵的工作參數(shù)。
[0020] 如上所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，更進(jìn)一步說(shuō)明為，所述的恒壓 供水系統(tǒng)為疊加水泵，疊加水泵多個(gè)單體水泵并聯(lián)組成。
[0021] 如上所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，更進(jìn)一步說(shuō)明為，所述的恒壓 供水系統(tǒng)進(jìn)水端與循環(huán)水池連接。
[0022] 如上所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，更進(jìn)一步說(shuō)明為，所述的恒壓 供水系統(tǒng)與水泵變頻器連接；所述的排水泵與排水泵變頻器連接；所述的供水支管與真空 管之間設(shè)置有自動(dòng)閥；供水總管上設(shè)置有第一水壓檢測(cè)裝置；供水支管上設(shè)置有第二水壓 檢測(cè)裝置；所述的水泵變頻器、排水泵變頻器、自動(dòng)閥均、第一水壓檢測(cè)裝置、第二水壓檢測(cè) 裝置均與主控電路連接。
[0023] 本發(fā)明提供的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，其步驟為： 通過(guò)主控電路計(jì)算已開(kāi)啟生產(chǎn)線(xiàn)所需最大冷卻用水量和供水壓力。
[0024] 啟動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)，并根據(jù)冷卻用水量和供水壓力計(jì)算需要啟動(dòng)的單體水泵數(shù)量 并啟動(dòng)單體水泵，開(kāi)始供水。
[0025] 第一水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)進(jìn)水總管中的水量和水壓，調(diào)節(jié)供水總管內(nèi)的水壓至標(biāo)定 壓力，并保持進(jìn)水總管中的水量和水壓處于衡定狀態(tài)。
[0026] 開(kāi)啟自動(dòng)閥，向真空箱內(nèi)注入冷卻水，冷卻水噴淋塑膠管材后，匯入真空箱底部。
[0027] 水位計(jì)檢測(cè)真空箱底部的水位值，當(dāng)水位值達(dá)到設(shè)定水位后，開(kāi)啟排水泵進(jìn)行排 水。
[0028] 主控電路連接獲取第二水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的供水支管水流量，并根據(jù)檢測(cè)到的 供水支管水流量以調(diào)節(jié)排水泵排水流量。
[0029] 當(dāng)檢測(cè)到水位靠近設(shè)定水位上限或下限后，控制電路向控制排水泵變頻器，開(kāi)大 或關(guān)小排水泵流量，以保持真空箱內(nèi)水位處于設(shè)定水位。
[0030] 如上所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，具體為： 所述的啟動(dòng)疊加水泵具體為：通過(guò)主控電路計(jì)算生產(chǎn)線(xiàn)所需最大冷卻用水量和供水 壓力，并將最大冷卻用水量和供水壓力與單體水泵能提供的最大供水量和供水壓力進(jìn)行比 對(duì)，并增加或減少單體水泵開(kāi)啟數(shù)量以保持疊加水泵供水量和供水壓力大于生產(chǎn)線(xiàn)所需所 需最大冷卻用水量和供水壓力。
[0031] 如上所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，具體為： 由第二水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)供水支管內(nèi)水流量，并向主控電路返饋供水支管內(nèi)水流量， 主控電路控制排水泵變頻器使排水泵以相應(yīng)的流量排水，以保持真空箱內(nèi)水位。
[0032] 發(fā)明創(chuàng)造技術(shù)所產(chǎn)生的積極效果如下： 1、本發(fā)明采用精確計(jì)算每條生產(chǎn)線(xiàn)的最大冷卻用水量和需要的水供壓力，采取集中恒 壓供水滿(mǎn)足最大供水量，采取間歇式水位控制器控制排水時(shí)間，精準(zhǔn)控制排水量與供水量 的平衡，真空箱內(nèi)不會(huì)造成缺水或水位偏1?現(xiàn)象。生廣效率大大提1?，廣品合格率也能夠提 商。
[0033] 2、通過(guò)改變排水方式，由水位計(jì)控制排水泵的工作與關(guān)閉，選擇功率經(jīng)濟(jì)合適電 機(jī)及排量滿(mǎn)足需要的水泵，降低設(shè)計(jì)功率80%，設(shè)備有充分散熱，故障率明顯降低。
[0034] 3、通過(guò)改變供水方式，減少負(fù)壓對(duì)現(xiàn)有水泵的實(shí)際供水壓力的影響，提高實(shí)際供 水壓力，增強(qiáng)冷卻效果。
[0035] 4、集中供水系統(tǒng)采用恒壓和流量變量控制器，可以對(duì)單條生產(chǎn)線(xiàn)也可以對(duì)多條生 產(chǎn)線(xiàn)提供恒壓冷卻水。當(dāng)用水口增加，系統(tǒng)壓力降低，控制部分自動(dòng)開(kāi)啟疊加水泵，直到達(dá) 到穩(wěn)定的設(shè)定壓力。如果用水口數(shù)量減少，壓力增加，會(huì)逐個(gè)自動(dòng)關(guān)閉疊加水泵，直到達(dá)到 穩(wěn)定的設(shè)定壓力。
[0036] 5、該新技術(shù)的利用可以減少能耗80%，生產(chǎn)操作方便，生產(chǎn)合格率高。
[0037] 6、冷卻水一次性使用后，立即外排降溫，所以其水溫低，對(duì)管材的冷卻效果佳，提 高了管材成品的質(zhì)量和冷卻速度，提高了管材生產(chǎn)線(xiàn)的單產(chǎn)效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038] 圖1為現(xiàn)有管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0039] 圖2為現(xiàn)有管材生產(chǎn)線(xiàn)真空冷卻箱結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 圖3為本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 圖4為本發(fā)明真空冷卻箱結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 本發(fā)明的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，包括 通過(guò)主控電路計(jì)算已開(kāi)啟生產(chǎn)線(xiàn)所需最大冷卻用水量和供水壓，實(shí)施例中共有五條管 材生產(chǎn)線(xiàn)，所安裝的疊加水泵最大能提供五條生產(chǎn)線(xiàn)的冷卻供水，并設(shè)置有部分余量。當(dāng)設(shè) 定一條生產(chǎn)線(xiàn)工作時(shí)，主控電路得到生產(chǎn)線(xiàn)的啟動(dòng)反饋，開(kāi)啟一臺(tái)水泵，開(kāi)始向真空箱內(nèi)供 入冷卻水。滿(mǎn)足供水壓力0. 27MP，一段真空箱內(nèi)供水量滿(mǎn)足每小時(shí)進(jìn)水量20立方。
[0043] 第一水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)進(jìn)水總管中的水量和水壓，調(diào)節(jié)供水總管內(nèi)的水壓至標(biāo)定 壓力，并保持進(jìn)水總管中的水量和水壓處于衡定狀態(tài)；當(dāng)真空箱內(nèi)水位至最高點(diǎn)處時(shí)，真空 箱內(nèi)水量為1立方，水位最低點(diǎn)處水量為〇. 5立方。
[0044] 開(kāi)啟自動(dòng)閥，向真空箱內(nèi)注入冷卻水噴淋塑膠管材，進(jìn)入的冷卻水為常溫水，其溫 度為通常為8-30度，通過(guò)擠壓出的管材溫度約為160-175攝氏度；通過(guò)冷卻水的噴淋，使管 材在真空箱內(nèi)將外表面溫度降低到100攝氏度以下，較現(xiàn)有技術(shù)中的真空箱內(nèi)高溫水循環(huán) 使用的冷卻效果望提高了 20%以上，即管材在真空箱內(nèi)停留了時(shí)間縮短了 20%，這樣下來(lái)， 整個(gè)管材生產(chǎn)線(xiàn)的管材下線(xiàn)速度也就提高了 20%。
[0045] 水位計(jì)檢測(cè)真空箱底部的水位值，當(dāng)水位值達(dá)到設(shè)定水位后，開(kāi)啟排水泵進(jìn)行排 水； 主控電路連接獲取第二水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的供水支管水流量，并根據(jù)檢測(cè)到的供水 支管水流量以調(diào)節(jié)排水泵排水流量。每小時(shí)排水泵排水量為27立方，根據(jù)排水量，排水電 機(jī)功率設(shè)定1. 1千瓦，并設(shè)置部分余量。
[0046] 當(dāng)檢測(cè)到水位靠近設(shè)定水位上限或下限后，控制電路向排水泵變頻器控制，開(kāi)大 或關(guān)小排水泵流量，以保持真空箱內(nèi)水位處于設(shè)定水位。
[0047] 以下為采用本技術(shù)電能節(jié)省指標(biāo)參數(shù)(單位：KW)

【權(quán)利要求】
1. 塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，包括用于提供冷卻水的循環(huán)水池，用于為生 產(chǎn)線(xiàn)提供冷卻水壓的水泵；用于對(duì)塑膠管進(jìn)行冷卻真空箱（2-2)，以及真空箱上的進(jìn)水口 (2-4)與排水裝置；監(jiān)控裝置運(yùn)行的主控電路；其特征在于，所述的水泵為恒壓供水系統(tǒng)； 恒壓供水系統(tǒng)與供水總管（2-3)連接；供水總管通過(guò)供水支管（2-7)與真空箱內(nèi)的噴頭 (2-1)連接； 真空箱（2-2)底設(shè)置有排水泵（2-5)，排水泵與循環(huán)水池連接，將生產(chǎn)后的水排入循環(huán) 水池；真空箱上設(shè)置有水位計(jì)（2-6); 所述的水位計(jì)、恒壓供水系統(tǒng)、排水泵均與主控電路連接，并由主控電路控制疊加水 泵、恒壓器、排水泵的工作參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，其特征在于，所述的恒 壓供水系統(tǒng)為疊加水泵，疊加水泵多個(gè)單體水泵并聯(lián)組成。
3. 如權(quán)利要求1所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，其特征在于，所述的恒 壓供水系統(tǒng)進(jìn)水端與循環(huán)水池連接。
4. 如權(quán)利要求1所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水裝置，其特征在于，所述的恒 壓供水系統(tǒng)與水泵變頻器連接；所述的排水泵與排水泵變頻器連接；所述的供水支管與真 空管之間設(shè)置有自動(dòng)閥；供水總管上設(shè)置有第一水壓檢測(cè)裝置；供水支管上設(shè)置有第二水 壓檢測(cè)裝置；所述的水泵變頻器、排水泵變頻器、自動(dòng)閥、第一水壓檢測(cè)裝置、第二水壓檢測(cè) 裝置均與主控電路連接。
5. 塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，包括： (1) 、通過(guò)主控電路計(jì)算已開(kāi)啟生產(chǎn)線(xiàn)所需最大冷卻用水量和供水壓力； (2) 、啟動(dòng)恒壓供水系統(tǒng)，并根據(jù)冷卻用水量和供水壓力計(jì)算需要啟動(dòng)的單體水泵數(shù)量 并啟動(dòng)單體水泵，開(kāi)始供水； 第一水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)進(jìn)水總管中的水量和水壓，調(diào)節(jié)供水總管內(nèi)的水壓至標(biāo)定壓 力，并保持進(jìn)水總管中的水量和水壓處于衡定狀態(tài)； (3) 、開(kāi)啟自動(dòng)閥，向真空箱內(nèi)注入冷卻水，冷卻水噴淋塑膠管材后，匯入真空箱底部； 水位計(jì)檢測(cè)真空箱底部的水位值，當(dāng)水位值達(dá)到設(shè)定水位后，開(kāi)啟排水泵進(jìn)行排水； (4) 、主控電路連接獲取第二水壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的供水支管水流量，并根據(jù)檢測(cè)到的 供水支管水流量以調(diào)節(jié)排水泵排水流量； 當(dāng)檢測(cè)到水位靠近設(shè)定水位上限或下限后，控制電路向控制排水泵變頻器，開(kāi)大或關(guān) 小排水泵流量，以保持真空箱內(nèi)水位處于設(shè)定水位。
6. 如權(quán)利要求5所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，其特征在于，所述的啟 動(dòng)疊加水泵具體為：通過(guò)主控電路計(jì)算生產(chǎn)線(xiàn)所需最大冷卻用水量和供水壓力，并將最大 冷卻用水量和供水壓力與單體水泵能提供的最大供水量和供水壓力進(jìn)行比對(duì)，并增加或減 少單體水泵開(kāi)啟數(shù)量以保持疊加水泵供水量和供水壓力大于生產(chǎn)線(xiàn)所需所需最大冷卻用 水量和供水壓力。
7. 如權(quán)利要求5所述的塑膠管材生產(chǎn)線(xiàn)冷卻用水供排水方法，其特征在于，由第二水 壓檢測(cè)裝置檢測(cè)供水支管內(nèi)水流量，并向主控電路返饋供水支管內(nèi)水流量，主控電路控制 排水泵變頻器使排水泵以相應(yīng)的流量排水，以保持真空箱內(nèi)水位。
【文檔編號(hào)】B29L23/00GK104476754SQ201410761649
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月13日
【發(fā)明者】王紫清 申請(qǐng)人:四川清川管業(yè)有限公司, 王紫清