PLASTĠK KALIP SOĞUTMA SĠSTEMĠ UYGULAMASI
BSH PROFİLO - Elektrikli Gereçler San. A.Ş./ Çerkezköy Tesisleri
Resim 1 : Sistem montajının yapıldığı konteynırın dıştan görünüşü.
BSH Profilo firmasının kalite, verimlilik ve enerji optimizasyonu çalışmaları kapsamında ele aldığı proje sonucunda; eski sistemi tamamen kaldırarak yeni bir sistem kurmayı amaçlamıştır.Yapılan ihale,
konusunda uzman iki Alman firmasının da katılması ile gerçekleştirilmiştir.
Plastik enjeksiyon kalıp makinalarında soğutma işlemi, üretim miktarının ve mamül kalitesinin artırılması bakımından büyük önem taşımaktadır.
Kalıp makinalarında basılan plastik malzemenin boyutları, miktarları ve kalıbın soğutma yüzeyi alanı soğutma sistemini belirleyen önemli faktörlerdir.
Proje ve Tasarım
: Etisan ısı sanayi
Seçilen Cihazlar ;
Su Soğutma Grubu ( Chiller ) : Ġmas / Climavenata Vidalı kompresör 2 adet ( 1 asıl, 1 yedek )
Soğutma Kuleleri : Ġmas - paslanmaz AISI 316 3 adet ( 2 asıl, 1 yedek )
Pompalar : Grundfos / NB - Santrifüj
18 adet ( 9 asıl, 9 yedek ) Rezerv Tankları : Isıevi - paslanmaz AISI 316
2 adet
Otomatik Ters Yıkamalı Filtre : Antel / Filtomat 2 adet
Boru İzolasyonu : Ode / Kaimannflex - kauçuk köpüğü 19 mm KAPASĠTE ve VERĠLERĠ
Dış hava yaz sıcaklığı ( KT°C ) : 32 °C Dış hava yaz sıcaklığı ( YT°C ) :
Dış hava kış sıcaklığı : - 10 °C Kalıp soğutma suyu giriş - çıkış
sıcaklığı : 10 - 16 °C
Yağ soğutma suyu giriş - çıkış
sıcaklığı : 27 - 33 °C
Çalışma süresi : 3 vardiye/gün - 6 gün/hafta
Resim 2 : Soğutma kuleleri ve fanlar.
Makina yaz çalışması : Tüm makinalar devrede
Makina kış çalışması : Tüm makinalar %60 - 70 devrede
TASARIM ve DİZAYN BİLGİLERİ
Sistem eski dağınık görüntüsünden farklı olarak 18m x 4m x 3 m boyutlarında imal edilecek ve cihazlar konteynır içine monte edilecektir.Konteynır
konstrüksiyonunda yapı çelik profilleri kullanılarak ve dış yüzeyler özel form verilmiş saç malzeme ile kaynaklı olarak yapılacaktır. Firmanın yangına karşı duyarlı olması sebebiyle iç yüzeyler betopan ile kaplanarak ve dış yüzeyler cam yünü ile izole
edilecektir. Soğutma kuleleri imal edilecek konteynır üzerine monte edilerek, mevcut sistemden daha yükseğe alınacak ve kulelerin toz v.s gibi olumsuz etkilenmesi azaltılacaktır.Kulelere ulaşma su tutmayan ızgaralı ve gazlvenizden imal edilen merdiven basamakları ile yapılacaktır.
Resim 3 : Su soğutma grupları ( Chıller )
Soğutma kuleleri Uygulanacak yeni tasarımda hidrolik ve kalıp devreleri ayrı soğutma devreleri halinde ve farklı sıcaklıklar ve farklı basınç devreleri ile yapılacaktır.Sadece
soğutma kuleleri ile havadan - suya soğutma , ancak hidrolik devrenin ihtiyacı olan 35 - 40 °C yağ sıcaklığını sağlamakta, fakat kalıp soğutma için yeterli olmamaktadır. Kalıp işlemi
bitmesine rağmen kalıbın soğumasını daha uzun bir süre beklenmesini gerektirmekte, bu durum da makinanın şalt sayısını azaltmakta ve aynı zamanda da arızalı mal çıkış oranını artırmaktadır. Plastik malzemenin kalıp içine enjeksiyonu malzeme cinsine bağlı olarak yaklaşık 200 - 250 °C sıcaklıklarda yapılmakta ve kalıp ortalama sıcaklığının yükselmesine sebep olmaktadır.
Mevcut kalıp makinalarının soğutma yüzey alanları belirlenmiş ve kalıp devresi için su sıcaklığının 10 - 16 °C olması gerektiği hesap edilmiştir.Bu sıcaklık ise ancak sisteme ilave edilecek soğutma gurubu (Chiller) ile karşılanabilecektir.
Kalıplarda oluşan ısı :
Qk = Mm .( Cpm .( Tp - Tk ) + q ) Kcal/h
Mm = Bir saatte kalıplanan malzeme miktarı. Kg/h
Cpm = Plastik malzemenin özgül ısısı. Kcal/Kg °C
q = Plastik malzemenin ergime ısısı. Kcal/kg
Tp = Plastik malzemenin kalıplama sıcaklığı. °C
Tk = Malzemenin kalıptan çıkma sıcaklığı. °C
Ġletimle atılan ısı :
Qi = Ak.K .( Tm - Tmp )
K = Kalıp ile makina plakaları arasındaki toplam ısı iletim katsayısı. Kcal/m2h°C
Ak = Kalıp soğutma yüzey alanı. m2
Tm = Kalıp ortalama yüzey sıcaklığı. °C
Tmp = Makina plakaları ortalama sıcaklığı. °C
Taşınımla atılan ısı :
Qt = Ao.H .( Tm - To )
H = Kalıp ile çevre arasındaki ısı iletim katsayısı.
Kcal/m2h°C
Ao = Ortamla temas halindeki kalıp dış yüzey alanı. m2
To = Ortam sıcaklığı. °C
Soğutma suyu ile dışarı atılan ısı :
Qd = Md.Cp .( Tmç - Tmg )
Md = Kalıp içersinden geçen su miktarı. Kg/h
Tmç = Suyun kalıptan çıkış sıcaklığı. °C
Tmg = Suyun kalıba giriş sıcaklığı. °C
* Toplam ısı ve su debisi ihtiyaçını belirlemek için tüm makinaların devrede olduğu göz önüne alınmıştır.
UYGULAMA
Resim 4 : Konteynır iç görünüşü.
Hidrolik devredeki ısı transferi makinalar üzerinde özel eşanjörler yardımıyla olmaktadır. Pompalar hidrolik devre tankından suyu alarak sistemde dolaştırmaktadır.Tank su beslemeleri, su seviye elektrotları ile tamamen otomatik olarak ve selonoid vanalar yardımıyla olmaktadır.
Kalıp devresindeki soğutma işlemi ise kalıp içine açılan özel kanallar sayesinde yapılmaktadır.Bu devre kapalı bir devre olup pompalar kalıp hattı rezerv tankından alarak suyu sistemde dolaştırmaktadır.Tank su beslemesi yine otomatik olarak yapılmaktadır.
Sisteme verilen sular girişte kum filtresi ve su yumuşatma cihazlarından ve Ph kontrolünden geçirilerek
verilmektedir.Sistemdeki suyun Ph dengesini korumak amacıyla da sisteme ilave edilen Ph elektrodundan aldığı sinyal doğrultusunda dozaj pompalası devreye girmektedir. Pompa üzerindeki asit/alkali çalışma özelliği,istenen Ph değerine göre sisteme dozaj
yapmaktadır.
Ayrıca rezerv tanklarına ayrı ayrı ilave edilen Otomatik Geri Yıkamalı Filtreler sayesinde sistemde dolaşan su sürekli filtrasyon işlemine tabii
tutulmaktadır.Bu cihazlar dışarıdan herhangi bir enerji almadan çalışmaktadır.Filtrenin iç yüzeyinde toplanan kirlilik ( tortu ) giriş ve çıkış noktalarında bir basınç farkı oluşturmaktadır. Bu basınç farkı önceden ayarlanmış bir seviye geldiğinde ters yıkama kontrol ünitesi, ters yıkama vanasını açar , bu esnada
meydana gelen dönme ve eksenel hareket, nozüllerin tüm ince filtre yüzeylerini tarıyarak atmosfere açılan drenaja doğru güçlü bir ters yıkama oluşturmasını sağlamaktadır.
Ayrıca soğutma kulesindeki buharlaşma sonucunda suyun elektrik iletkenlik ( conductivity ) değerinin yükselmemesi amacıyla sisteme conductivity meter ilave edilmiştir.İletkenlik değeri belli bir değere geldiğinde, tankın altında bulunan otomatik su boşaltma selonoid vanası açılarak sistemin suyunu boşaltılmaya başlamakta , boşalan suyun yerine yine otomatik su besleme hattından sisteme tekrar taze su alınmaktadır.Son olarak sistem suyu besleme giriş hattına monte edilen Geri Akış Önleyici Vana sayesinde,sistem suyunun herhangi bir nedenle kullanma suyuna karışma ihtimalide ortadan kaldırılmıştır.
Resim 5 : Kalıp rezerv tankı ve otomatik geri yıkamalı filtre.
SĠSTEM KONTROLÜ
Resim 6: Hidrolik rezerv tankı ve otomatik geri
yıkamalı filtre
Sistem PLC ve operatör panel yardımıyla kontrol edilmektedir.
Sistemin kontrolünü yapabilmek amacıyla, çeşitli noktalara ( hidrolik hattı ve kalıp hattı dönüş, hidrolik ve kalıp hattı rezerv tankları, kule gidiş- dönüş, evapartör ve condenser dönüş ) sıcaklık propları yerleştirilmiştir.Bu proplar sayesinde hidrolik ve kalıp devresi ısı kontrolü istenilen değerde tutulacak, istendiğinde de operatör panel üzerinden değiştirilebilecektir.
Sistem otomatik ve manuel olmak üzere iki ayrı şekilde kontrol edilebilecektir.
Otomatik Çalışma konumunda; cihazlar Öncelik sırasına
Soğutma grubları, soğutma kuleleri ve pompalar verilen numaralar doğrultusunda sıra takip etmektedirler.
Seçim durumuna
Kapasite İhtiyaça göre kule ve pompalarda kademeli olarak yedeklerin devreye girmesi.
Arıza durumuna
Cihazın arızaya geçmesi halinde öncelik sırasındaki yedek cihazın devreye girmesi.
Çalışma saatine
Üstte belirtilen şartlar dahilinde çalışma saatlerinin dezenlenmesi.
Donmaya karşı önlem alınmıştır
Resim 7: Evaparatör ve kondenser hattı
pompaları
Resim 9: PLC kumanda panosu program yazılımı.
Sistem hazır durumda iken '' otomatik start butunu'' ile üniteler belirli bir sırayla PLC programına uygun olarak çalıştırılır ve '' otomatik çalışma lambası '' sürekli yanmaya başlar.Sistem çalışmakta iken enerji kesilmesi sonucundaki duruşlardan sonra enerjinin tekrar gelmesi ile birlikte sistem PLC tarafından geçikmeli olarak sırayla otomatik olarak çalıştırılır.Enerjinin kesilmesi ve gelmesi sonrasında operatörün sisteme yeniden start vermesine gerek yoktur.Bunları dışında kullanıcıların istedikleri veya gerektiği anlarda sistemi durdurmak istediklerinde '' stop '' veya '' acil stop '' butonlarından birine basılarak sistem
durdurulabilir. Sistemde yedek bekleyen ve seçili olan üniteler , lokal düğmelerine basıldığı süre kadar çalıştırılabilir, test edilebilir.
Manuel Çalışma konumunda;
Herhangi bir arıza, bakım ve onarım amacıyla her ünite otomatik çalışma dışında mahallinden ( lokal ) olarak çalıştırılabilir.Bunun için ünitenin seçim anahtarı '' Lokal ''
durumuna getirilir. Mahallinde bulunan start-stop butonu yardımıyla süresiz çalıştırılabilir. Bu çalışma PCS operatör panelinde toplam çalışma süresine kaydedilir.Ayrıca tarih, saat ve dakika olarak lokal' e geçip arıza kayıtlarında da görülebilir.
