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更優化的冷卻器--粘性流體的連續冷卻和凝固



鋼帶冷卻器用于生產流程已經有幾十年的時間。目前,有了新的冷卻設計,冷卻功率更大而佔地面積卻相當小。這些節約佔地面積的系統可以推遲另一次廠房的擴建,或者根本不需要擴建。連續冷卻鋼帶使用于冷卻、凝固和結晶,並用于形成各種產品的片、帶和錠。這些產品包括樹脂、蠟、石蠟、焦油、硫磺、粉末涂層、已內 胺、熱熔化、調色劑等。此系統佔用的廠房面積的總量取決于它們的用途和冷卻設計。傳統的風帶冷卻器的長度可能達到150英尺。

傳統的鋼帶冷卻器以簡單著稱,如果你不介意它佔的廠房面積,則它是很具競爭性的。沿著整個冷卻通道,產品松散地置于鋼帶上。在鋼帶的底部,噴入不帶容器的冷卻水。在大生產量的情況下,鋼帶裝置會變得相當長,並且佔用了大量的廠房空間。這樣大量地使用廠房面積的主要原因是系統由熱的產品與冷卻介質之間的普普通通的熱交換率。

雙鋼帶冷卻器

鋼帶制造商已研制出了雙鋼帶冷卻器,它是作為非常長的傳統鋼帶機的替代品而設計的。從頂部及從下面冷卻的理念是顯而易見的,產品沿著有兩條噴霧的鋼帶之間的冷卻通道經過,在上部鋼帶上保持著相對靜態的流態床,上部鋼帶的水膜將高溫的產品夾在兩條鋼帶之間。與傳統的鋼帶冷卻器相比,冷卻功率的改進主要是通過避免產品上卷,以及改進產品膜和鋼帶之間的接觸來實現的。開放式的設計使得經過上部鋼帶上的水與產品進行了附加熱交換,因此雙層鋼帶冷卻器只使用了傳統鋼帶冷卻器所需要的三分之二的廠房佔地面積。

鼓筒冷卻器--緊湊而節約空間

與任何鋼帶冷卻器相比,鼓筒冷卻器佔用的生產場地面積相當少。一個伸展開的,移動的鋼帶,將滾動向外的產品——膜或片,擠壓到冷的鼓筒的平滑表面上,或者凝固的和收縮的產品通過抓住鼓微中的縱向槽支持住自身。沿著一個大的圓弧線,而不是直線,形成了冷卻通道,減低了冷卻器約一半的長度。而且,熱傳導系數是鋼帶的一倍到兩倍。這是將冷卻介質在高速下通過封閉的管路進行沖刷,對于鼓筒的缸殼的材料進行選擇,並將產品的片料壓向鼓筒的表面,以此避免氣穴或者氣泡,而實現的。

由于具有了這些設計特點,鼓筒冷卻器的機械長度與鋼帶冷卻器相比縮短到了其四到六分之一。為了使此種冷卻器更具優勢,其鼓筒直徑和鼓筒寬度不應當超過1.5m。

熱傳導--關鍵因素

沿著傳熱通道的各種熱傳導的抑制因素決定著熱以多快的速度在粘性的產品箔片和冷卻液之間進行傳導(每平方英尺和每秒傳導多少BTU),這些熱傳導抑制因素包括各種材料的傳熱能力,以及一個介質傳到相鄰介質的能力。應當考慮,對于鋼帶冷卻器,產品是松散地鋪在鋼帶上的。在產品和鋼帶之間的任何不需要的空穴或者空氣層都會抑制熱的抽取過程。而且,熱從鼓筒的缸殼傳到冷卻液是特別重要的。如果水緩慢地流過鋼帶表面或者水在無壓力下從下面噴出,水的附面層受熱,並大大地降低了熱傳導的能力。無論如何,情況會是不同的,如果水在高速下(紊流),形成渦漩,由于在金屬和水之間存在高的熱沉,利于獲得極佳的導熱率。與鋼帶冷卻器的開式噴霧系統相比,這項技術對于冷卻鼓筒的閉式冷卻管,那里水可以以足夠的速度進行循環使用,是非常容易的。

最新的發展︰履帶冷卻器

履帶冷卻器是使用鼓筒冷卻設計的最高級的和效率最佳的冷卻方案。取代原有的圓筒形鼓筒,若干帶有封閉冷卻管道的單個爬行器元件被裝到一個連續的冷卻履帶上。該履帶圍繞著偏轉輪旋轉,類似于一個邊疆的鋼帶。與雙層鋼帶設計相比,彼此總共有四個履帶放在頂部。該裝置保證冷卻通道沿著三個平面進行。嵌入兩個合成的帶子,要冷卻的產品在底部和第二層履帶之間進行預先冷卻。這樣,再偏轉並移動到上面一層,在第二和第三層履帶之間冷卻,並且再偏轉和移動到第三個平面上。最後,在第三層和頂層之間完成後冷卻。沿著整個冷卻通道似乎都保持著最佳的熱交換率。這個緊湊的設計大大節約了廠房面積。履帶式冷卻可以用傳統鋼帶冷卻器所要求的四分之一的廠房面積來處理相當大的生產量。通過使用履帶式冷卻器來取代25~50米的鋼帶冷卻器所節約的面積是非常巨大的。

成本--緊湊型冷卻方案的依據

依據所有有關的成本而作出的決策,將會有利于一種緊湊的連續冷卻方案的設計。你有沒有听說過這樣一種說法︰

■ 我只依據設備價格標簽來確定我的投資決策。
■ 我擁有豐富的、空置的廠房空間,面積不成問題。
■ 沒有問題,無論如何應當擴建。

企業家讀者都知道,共同的大規模的投資之間的一項經濟上正確的決擇要考慮所有的現有成本和與特定選項的有關的未來成本。在這些成本中包括貶值和維修成本,各種費用和佔地面積的費用。佔地面積費用經常被忽略,或者被當作為平均成本。

但是通過使用一種緊湊的冷卻器來取代佔地面積大的鋼帶冷卻器,你將免除未來的成本而不是過去的成本。經驗表明,將來的成本,它反映的廠房更換價值會更高。廠房面積成本的估價越高,則投資者選擇緊湊冷卻器時的效益越高。

佔用較少的廠房面積的優勢不應當被低估。考慮到這種情況,只要剛購買了一個緊湊的系統,就免除了工廠擴建的需要。這樣,緊湊系統相對于佔地面積大的冷卻器額外的價值還不明顯嗎?過去的決策是不同的,出于如上所說的考慮是不能做的。無論如何,下一次投資將提供這樣的機會來選擇一種更好的冷卻系統

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