2.3    充液式回油能源再生利用合模油缸

        充液阀作为合模油缸和油箱间的吸排油阀使用，快进行程，从油缸向油箱吸油，加压时防止从油缸流入油箱，反向时从油缸排油到油箱。充液阀实现对直压式立式注塑机合模油缸的充液和排液，是对回油再生利用的又一种形式。Engel的全液压无拉杆立式注塑机、日精的中、小全液压立式注塑机，都采用了充液式回油能源再生利用合模油缸，取得了优越的节能及性能的效果。

        工作原理：①移模：充液阀的先导控制阀作用下被打开，充液油箱中油液进入A腔，推动活塞右移，实现快速移模，再次过程中，系统仅提供少量工作压力油，实现A腔中油液压力升高；②锁模：移模到设定位置，关闭充液阀，系统压力油进行高压锁紧。启模及开模：打开充液阀，压力油进入B腔，推动活塞左移，A腔中回油进入充液阀油箱，作为下一周期A腔工作油。从工作原理可以看出，A腔中油液通过充液阀及充液阀油箱，实现工作油和回油之间功能的相互循环轮换，相当于填补A腔在运行过程中的空间，降低了泵源动力驱动系统的功率。回油充液能源再生利用合模油缸把移模油缸和锁紧油缸两者合为一体，简化了机构，较多应用于中、小型卧式直压式立式注塑机。

2.4    自吸式合模油缸

        充液式回油能源再生利用合模油缸的副油箱去掉，改为直接从主油箱吸油和向油缸充油，由于活塞右移运行，A腔出现真空，主油箱中的油自动注入A腔，填满A腔，运行至锁模位置，充液阀关闭，高压油注入A腔，实现高压锁模。运行中，由于少量使用压力油，节省了能耗。

        自吸式合模油缸的种类比较多，基本原理是相同的：小油缸实现快速移模、启模，自吸式大油缸实现高压锁模。

2.5    回油充液能源再生利用及蓄能器辅佐动力的复合立式节能合模油缸

        回油充液能源再生利用及蓄能器辅佐动力的复合立式节能合模油缸，综合了回油充液能源再生利用合模油缸和能源高效率利用的蓄能器辅佐注射油缸的运行功能，达到高效节能。快速移模及合模的运行原理同回油充液能源再生利用合模油缸，启模及开模的运行原理同能源高效率利用的蓄能器辅佐注射油缸，不同之处是，为适应立式开模的特定功能，开模结束，蓄能器仍然打开，确保活塞组件和相联接的模板模具开模到底不下降，起到液压保险功能。

        KH-40000节能超大型立式注塑机。合模缸内径320mm，活塞杆直径250mm，移模行程2400mm，合模力2000kN(注：锁模力由另外锁模机构运行)，快速移模速度200mm/s，低速开模速度30mm/s。快速开模配置一件200L的蓄能器。制品冷却过程中，系统为蓄能器充高压油。合模油缸具备4种功能：快速移模、高压合模、高压启模、液压保险(开模到底，移模活塞组件不下移)。

3    减少溢流损失提高能源效率的蓄能器辅佐动力的单作用注射油缸

        超大型立式注塑机泵源动力驱动系统一般都为定量泵系统，制品成型冷却时间较长，传统的根据注射速度全额配置的泵源动力驱动功率主要导致三个方面的能源浪费：泵源在制品冷却阶段排出液流全部通过溢流阀返回油箱，液压系统发热，导致能源浪费；驱动电机在制品冷却阶段做无成型需要的运转，而且处于低负载状态，电机的功率因数约为0.3左右，电能利用效率大幅下降；装载功率很大，装载功率浪费大，制造成本高，电机利用率低。

        减少制品冷却阶段溢流量油，提高电机运转功率因数及运转效率，降低电机装载功率，是达到提高能源利用率、节能的有效措施。超大型注塑成型加工，一般为低压高速注塑。注塑成型为间歇工作循环周期。应用蓄能器液压节能系统，符合注塑成型的工艺要求。蓄能器在定量泵液压系统中，在制品冷却阶段时，输出流量不必通过溢流阀回流至油箱而产生损耗，而是蓄能器供油充压，然后在注射时释放出来，达到泵和蓄能器一起输出增加执行器的工作速度，泵源系统进行保压，这样就不必为满足系统流量而配置最大流量泵，电机装载功率也可明显减小，同时电机处于高负载的高效率的状态，提高了能源利用率。蓄能器成为注射的主要动力源。

        KH-4000托盘立式注塑机，塑化注射量40000cm3，注射油缸直径320mm，注射行程2000mm，注射柱塞直径为160mm，注射压力80MPa，液压动力驱动系统额定工作压力32MPa，定量泵系统。注射工艺要求：注射时间8s，即注射速度需达到250mm/s，注射速率达到50003cm/s。要达到这样的大功率高速注射,常规的方法是设计大流量的动力驱动源，达到注射时间的要求，需液压流量1200L/min，电机驱动总功率需220kW。从该机的泵源动力驱动系统功能分析，系统泵源动力驱动仅用于注射、开合模、顶出制品、辅佐储料及供料，大功率的塑化为交流电机驱动的独立挤出，不占用系统的液压动力驱动功率；再从该机的注射成型特点分析，注射时间仅占成型周期的约5%,成型周期中很大一部分时间应用于制品冷却。如按常规的设计方法，仅为满足注射速度要求而配制大功率的驱动系统,势必造成泵源动力配制的浪费和能源的浪费。根据该机成型的特点，注射液压油路配置了8个200L的大容量蓄能器作驱动力，注射油缸油液160L，给蓄能器充油时间60s，冷却时间足够保证蓄能器有充足的时间蓄能，注射时，泵和蓄能器一起输出达到注射塑度的要求，系统泵源动力提供制品保压所需高压能量。蓄能器利用制品冷却时间蓄能，充分利用了整机液压系统驱动装载功率，同时减少了溢流损失，提高了能量利用率；大大降低了系统发热量，大幅度减小了冷却器容量。整机液压主系统的主电机驱动功率由220kW下降为37kW，达到了注射速度及成型工艺要求，又节约了能耗和降低了制造成本。

        蓄能器辅助注射，使用于一级注塑的制品成型取得的效果良好。如需多级注射，注射液压回路应采用高动态相应性能的伺服阀，普通的开关阀由于动态相应性能差，无法达到实际的高注射深度动态切换的性能要求，导致注射速度调节不明显或难以控制，软管震动厉害等不良状况产生。

4    机筒散发热能再生利用

        立式注塑机节电干燥装置由热能回收系统组成，能将立式注塑机筒散发的热能转为烘料干燥的热量使用，节省烘料机因烘料而损耗的电能。立式注塑机热能回收利用的干燥装置节能系统，为立式注塑机进一步节能开辟了一条新的途径。

        立式注塑机的塑化机筒加热装置一般都采用电阻丝加热装置，主要有以下三种型式：采用不锈钢皮云母电热丝制造的加热圈；铸铝电热丝制造的加热圈；陶瓷电热丝制造的加热圈。机筒采用电阻丝加热圈的加热效率约仅为50%，其余大多数热能都散发入周围空间中，加热圈外表面温度高的达到200~300℃，不但能量浪费，而且破坏了周围的环境。为了减少加热圈的热量损失，在加热圈的外层设置了保温层，实际证明这种措施所起的作用是有限的，仍有大量的能量散发掉。同时立式注塑机的塑化系统为保证进入机筒塑化的塑料原料达到干燥标准，加料斗设电热能干燥系统，消耗热能。上面塑化过程中的两种能量消耗情况表明，如能把加热圈散发的热能收集起来变为干燥原料的热能，实现回收利用，达到节能。

        节能干燥装置热能回收系统从能量回收利用的思路出发，把加热圈散发的热量收集起来，将热能收集，送入干燥加料斗，转为烘料热量使用，节省干燥料斗原需电加热供给的烘料热能，同时不会对立式注塑机的正常使用产生任何影响；由于阻止了加热圈热能外传，达到降低生产车间温度、改善周边环境的效果；在收集热能的同时也可以对刚开启的机筒达到保温的作用，缩短立式注塑机的开机的机筒预热时间；减少企业内部电力系统的负载容量，减少电损，缓解变压器的负荷。

        整个系统为气体循环的封闭系统，热量得到充分利用。节能干燥装置热能回收系统采用独立式的双重过滤进气系统，机筒集风罩具有空气过滤功能，保证了能量交换媒体的热风空气的清洁度。

        开发的立式注塑机热能回收利用的干燥装置系统，节能效果显著。该企业有30多台立式注塑机，机筒加热功率5kW，耗电5kW·h/h，每天工作16h，每月26个工作日，月耗电：30×5×16×26=62400kW·h；减去恒温消耗功率，以负载功率75%计，月耗电46800kW·h(其实恒温工作时也耗电)，每度电0.80元，年电费45万元。安装立式注塑机节电干燥装置由热能回收系统后，完全节省烘料机因烘料而损耗的电费，等于年省电费45万元。同时，由于减少了对周围环境的发热量，整体车间温度大大下降，既环保又利于工人的健康，工厂用节省的电费偿还了设备款，从而获得长远的经济效益。

5    结语

        立式注塑机能量再生利用技术是对节能技术的进一步深化，是从小处、细处着眼取得节能成效的科学发展。本文论述说明能量再生利用技术是提高立式注塑机技术性能的一个重要方面，文中提到的超大型托盘立式注塑机表明能量再生利用技术大幅度提高了能量利用率及成型性能，大幅度降低了系统装载功率，降低了制造成本。

        能源量再生利用技术根据注射成型的要求，采用相应的技术。

        更多的能量再生利用技术有待进一步挖掘，使立式注塑机的节能技术向广度和深度拓展。