節能型光盤冷卻系統的設計

鄭 穆

（廣東紫晶信息存儲技術股份有限公司 廣東 梅州 514779）

1 引言

光盤由于其特有的性能一直被人們青睞，但是在生產制作過程中，光盤的加工過程的傳統冷卻是通過生產工藝中的傳輸中進行的自然冷卻，這樣不但增加了被污染的程度，同時增加的企業的成本，因為對于光盤冷卻系統冷卻風道和改善冷卻系統的實際運行進行研究，改進光盤的生產指導，提出一種節能型光盤冷卻系統，既保證了光盤生產的可靠性，同時節省了占地面積。

2 光盤冷卻系統概述

光盤冷卻設計是利用傳熱規律，通過合理的冷卻設計和冷卻措施使其在設備中達到合適的溫度。光盤冷卻系統屬于光盤加工領域，尤其涉及一種光盤冷卻帶的高效節能光盤冷卻系統。這種冷卻系統由冷卻水箱冷卻水盤，水冷卻器，過濾器以及保溫泡沫等組成，這些元件將使得盤片降低環境溫度，提高光盤的可靠性和使用壽命。為此，為了降低溫度對產品可靠性的影響，必須在光盤中采用熱設計。隨著科學技術的發展，CD-ROM已經具有規模化，小型化，小型化的特點，因此這種設備熱設計的重要性也越來越突出，熱設計的正確設計直接影響著CD的穩定性-ROM性和可靠性。光盤的發展趨勢是增加功能效益，而小型化的規模。現在大多數光盤只依靠傳輸冷卻冷卻的成本，這樣不但不能保證光盤的可靠性，更不能保證光盤的正常運行，因此CD的冷卻設計研究也主要集中在冷卻技術上。

光盤冷卻技術可分為自然冷卻和強制冷卻兩種輸送機冷卻方式，輸送機冷卻是利用設備中的管道長度進行熱傳導，對流和輻射，達到冷卻的目的。這樣一來，它們對環境因素和冷卻變化的敏感程度不一，冷卻系統往往不能滿足今天的要求。冷卻系統需要具有更多的工作能力，更高的可靠性和工作效率，所以光盤冷卻技術的發展主要集中在強制冷卻。目前光盤冷卻系統的設計方法基本上是以現有的傳輸和冷卻傳輸裝置為基礎，通過皮帶夾通過支撐座安裝在皮帶上，直接穿過導軌。導軌安裝在鋁型材支架上，伺服電機通過伺服電機固定板固定在鋁型材支架上，皮帶輪安裝在伺服電機上帶動皮帶運行，另一個端部固定在鋁軸承的固定軸上，通過軸承支座的型材支架，將滑輪安裝在鋁支架上，隨帶運轉增加成本。所以鑒于上述缺點，設計了一種光盤冷卻系統，其表面冷卻速度快，無粉塵污染，高效節能。

3 冷卻系統的設計要求

光盤冷卻系統中冷卻器是冷卻系統的核心部件。從理論分析來看，為了提高冷卻器的冷卻性能，如果熱管的數量，冷卻量不隨總冷卻面積的增加而大幅增加，效果是一般的，但風阻增加明顯。光盤冷卻系統的主要要求首先是冷卻均勻性。其次是冷卻速度。對于光盤等塑料小零件來說，注射時間和停留時間相對較短，所以成型周期主要是由于冷卻時間的緣故，所以全面高效的冷卻系統已經成為提高生產效率的先決條件。冷卻系統可以通過以下方式來實現。一是冷卻器的選擇，將冷卻器安裝在冷水箱兩側，自然對流或強制風冷冷卻被消散到周圍的空氣中。二是熱電冷卻，當電流通過N型半導體和P型半導體形成的電偶時，一個連接器釋放熱量，另一個吸收連接器上的熱量。熱電冷卻技術作為光盤冷卻措施的應用，應包括以下幾個方面：設置電子設備所需的冷端，提供比環境更熱的表面。當材料熔化時，溫度不增加，吸收的熱量轉化為材料的熔化熱，用于冷卻盤片。由于熔化過程是可逆的，如果加熱裝置的溫度降低，熔化的材料可以再固化。熱電冷卻雖然高效，但是經過實際應用發現光盤冷卻系統中，由于蒸發部分被加熱時熱管的導熱性非常好，熱響應性好，無法應用到光盤的加工過程中。所以采用空氣冷卻，并且對冷卻器進行高效選擇，得到一種節能型光盤冷卻系統。

4 冷卻系統設計

4.1 冷卻系統概述

冷卻系統由一個冷水箱，一個水冷卻器和一個過濾器組成。冷水箱內部設有保溫泡沫。冷水箱的兩個相對面分別設有矩形開口。冷水機安裝，冷水機底部設有冷凝水收集箱，冷水機另一側的長方形口內分別設有冷水機，設有集水箱在水冷卻器的底部，安裝過濾器的外側，過濾器網罩固定過濾器，冷水箱另一側的矩形過濾器安裝在過濾器的另一側，連接冷凍水進入連接器，冷水冷水進入連接器和冷水出口與冷水進口連接。當外部冷水通過冷水箱上的冷水進入連接器，冷水進入軟管組進入銅冷卻器水管，銅冷卻器出水管和排水軟管組，從冷水出冷水出口連接到外部出水管去除冷水，當冷水通過冷卻器黃銅排水管時會產生冷凝水，冷凝水通過冷凝水收集槽，通過排水軟管出口接頭連接外部軟管，排除冷水通過時冷卻器銅將快速冷卻鋁箔，安裝在設備頂部的外部氣源，通過鋁箔和過濾器的風將是冷的和干凈的，清潔的冷卻器可以被傳送到盤表面冷卻，以確保光盤不受灰塵污染。如圖1所示，光盤冷卻系統示意圖。

圖1 光盤冷卻系統示意圖

4.2 節能型冷卻系統

節能光盤冷卻系統設置了水冷卻器，由銅管和鋁箔組成。其他部件由軟管制成。節能光盤冷卻系統是冷卻元件。對于這些冷卻片冷卻元件，主要用于冷卻扁管和釬焊技術制造的高效緊湊冷卻片。由于這些冷卻元件的熱阻主要在冷空氣側，所以根據應用使用不同的傳熱表面。其中，傳熱強化面有多種形式，如直翅片，波紋翅片等連續翅片翅片面，鋸齒翅片，盲翅片等間斷翅片面。同時根據不同的工作條件和使用條件，又不斷有新型的鰭片表面發展，如圖2所示的各類翅片。

圖2 各種類型的翅片型

扁平翅片是板翅式換熱器中結構最簡單的形式，扁平翅片與扁平管焊接成一個光滑的通道，增加了空氣側的傳熱面積。扁管翅片式換熱器的空氣側流動復雜。翅片成形工藝和焊接工藝水平也是影響翅片區域內空氣流動和傳熱的重要因素之一。由于扁平翅片具有較低的傳熱強度，因此具有阻力小的優點。波紋翅片，波紋翅片作為翅片式換熱器強化傳熱面，由于其簡單的加工工藝和增強的傳熱性能，在各種緊湊型翅翅式換熱器中得到了廣泛的應用。相對于直翅片，波紋翅片增強了傳熱性能和阻力性能有了更顯著的提高。鋸齒形翅片具有較好的傳熱增強效果，但在一定的齒間距和一定的工作條件下會產生較大的鳴笛，限制了其進一步推廣應用。與此同時，鋸齒形翅片有較大的翅片高度，不易通過滾刀生產，加工成型速度較小。為此，不同的制造商尋求新的替代產品。同時，光盤產業的發展對光盤冷卻元件提出了更高的要求，不斷開發新型冷卻片以適應不同的應用場合。綜上所述，從上述對高效換熱器翅片的綜合分析來看，尋求符合中國生產工藝要求的換熱器翅片的傳熱與阻力性能的關聯是非常重要的。全面分析換熱器的傳熱性能，為各類翅片的優化設計提供了指導。同時，對不同評價標準下不同換熱器外部冷卻片表面的傳熱性能進行了較深入的分析比較評價，對冷卻系統設計師的產品設計具有重要的指導意義。在選擇合適的傳熱部件時，冷卻器將被送到盤片表面冷卻，既保證盤片表面的清潔，又降低盤片的溫度。

5 結語

冷卻系統是光盤生產過程的重要組成部分，對光盤的功率，經濟性和可靠性都有很大的影響。隨著人們對冷卻系統的要求越來越高，光盤冷卻系統的設計和研究也越來越深入。在保證充足的制冷量和強度的前提下，高效率，低能耗成為未來冷卻系統發展的必然趨勢。通過對光盤冷卻系統的研究給人們在未來的發展提供一定的參考。

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