專利名稱：模具溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種模具溫度控制系統(tǒng)，更詳細(xì)地說是涉及一種通過供應(yīng)溫水或冷水到模具內(nèi)部的流體通路，從而迅速地供熱或除熱，達(dá)到控制模具溫度目的的模具溫度控制系統(tǒng)。
日本公開特許(昭63-128911號)中如

圖1所示，揭示了由冷卻機(jī)(11)，泵，加熱器(14)，溫度計(jì)(21)及控制器(30)組成的模具溫度控制系統(tǒng)，用溫度計(jì)測定模具溫度，溫度低時(shí)便溫水流動，溫度高時(shí)使冷水流動，從而控制模具溫度。也就是說，要冷卻模具時(shí)停止加熱器(14)的運(yùn)作并啟動冷卻機(jī)來進(jìn)行水循環(huán)，要加熱模具時(shí)停止冷卻機(jī)(11)的運(yùn)作并啟動加熱器(14)來進(jìn)行水循環(huán)，根據(jù)溫度計(jì)(21)所測定的模具溫度，用控制器(30)開/關(guān)閉電磁閥，從而控制水的循環(huán)。
美國專利4.902.454號中揭示了由加熱器，冷卻機(jī)，泵，溫度計(jì)及電腦(控制器)組成的模具溫度控制系統(tǒng)，其本質(zhì)上的結(jié)構(gòu)是與日本公開特許(昭63-128911號)記載的發(fā)明是一樣的，其特征是，只是水要經(jīng)過加熱器和冷卻機(jī)其中的一個(gè)或幾個(gè)分路支流，所以，雖然冷卻模具時(shí)加熱器是不運(yùn)作的，但水也不須經(jīng)過加熱器。
但是，上述發(fā)明也有其缺點(diǎn)，就是熱交換速度較慢，所以成型周期長，溫水或冷水的使用量多，導(dǎo)致能量的消耗量過大。
本發(fā)明的發(fā)明者認(rèn)為舊的模具溫度控制系統(tǒng)的熱交換速度慢的原因是從模具流出去的水受背壓，所以水的流動很慢，在管道內(nèi)形成氣泡。為了提高熱交換速度，發(fā)明者就此進(jìn)行研究，結(jié)果完成了此發(fā)明。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的模具溫度控制系統(tǒng)的特征在于本系統(tǒng)包括冷卻機(jī)、加熱器、輔助箱、膨脹高壓軟管、循環(huán)泵、所述輔助箱緩和流入模具的循環(huán)水引起的背壓，并從循環(huán)水中分離空氣；按輔助箱、循環(huán)泵、加熱器、膨脹高壓軟管、模具內(nèi)部流體通路再返回輔助箱的順序連接形成循環(huán)路徑，并在模具與輔助箱之間的連接路徑上接出一分路支流，該分路支流通過冷卻機(jī)后連接到上述輔助箱，從而形成以下兩種水循環(huán)工作過程(1)、加熱模具時(shí)，溫水通過按輔助箱、循環(huán)泵、加熱器、膨脹高壓管、模具內(nèi)部流體通路再返回輔助箱這樣順序連接的路徑循環(huán)；(2)、冷卻模具時(shí)，冷水通過按冷卻機(jī)、輔助箱、循環(huán)泵、加熱器、膨脹高壓管、模具內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)這樣順序連接的路徑循環(huán)，在本循環(huán)過程加熱器不運(yùn)作；所說的輔助箱上部形成一氣相空間，并具有排氣通道。
上述系統(tǒng)可由控制器自動控制，可通過設(shè)置于模具內(nèi)部的溫度傳感器，將其所測定的模具溫度數(shù)據(jù)輸入到控制器，根據(jù)所輸入的溫度數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)中相關(guān)電磁閥的開啟或關(guān)閉，從而控制溫水、冷水的循環(huán)或停止水的循環(huán)。
與公知技術(shù)(日本公開特許<昭63-128911號>，美國專利4.902.454號)相比，本發(fā)明最很重要的區(qū)別特征是系統(tǒng)中設(shè)置有膨脹高壓軟管和輔助箱。
膨脹高壓軟管(可采用膨脹橡膠軟管)如受壓則膨脹，使水以紊流狀態(tài)流入到模具內(nèi)；輔助箱的上部形成的由水蒸氣和空氣組成的氣相空間，防止從模具流入的水受到背壓的同時(shí)又起分離管道內(nèi)形成的氣泡的作用，同膨脹高壓軟管一樣起著提高水跟模具間熱交換速度的作用。
上述的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中也可以設(shè)置加熱器的分路支流管道，在冷卻模具時(shí)的冷水循環(huán)過程，水不通過加熱器，而通過按冷卻機(jī)、輔助箱、膨脹高壓軟管、加熱器的分路支流管道、膨脹高壓管、模具內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)這樣順序連接的路徑循環(huán)。只是，此時(shí)后述的加壓泵起著循環(huán)泵的作用。如此一來，在冷卻模具時(shí)，留在加熱器里的少量的水不會流入模具，從而更迅速地冷卻模具，也提高系統(tǒng)整體的熱效率。
在輔助箱上設(shè)有水位傳感器，水位傳感器最好是用上部形成桶狀器具的隔板圍住。如沒有隔板就有可能因?yàn)閺哪＞吡魅氲乃`測水位。
還有，也可以在輔助箱前的路徑上增加設(shè)置加壓泵。如提高輔助箱的壓力則不僅可以提高循環(huán)水的溫度，也可以抑制蒸發(fā)。
圖2為表示通過上部模具和下部模具的循環(huán)途徑各有一個(gè)的本發(fā)明一圖3為表示構(gòu)成本發(fā)明的輔助箱的剖視圖。
圖4為注射成型時(shí)從模具內(nèi)部流體通路不同位置測定的溫度而計(jì)算的模具的表面溫度。
圖中，11冷卻機(jī)，12A加壓泵，12B循環(huán)泵，13輔助箱，14加熱器，15膨脹橡膠軟管，20模具，21溫度傳感器，30控制器，131通氣口，132隔板。
圖2表示通過上部模具和下部模具的循環(huán)路徑各有1個(gè)的實(shí)施例，圖3表示輔助箱的結(jié)構(gòu)，圖4表示模具表面溫度以時(shí)間函數(shù)表示的。
一般情況下，要開始成型工作必須把模具預(yù)熱到適當(dāng)溫度，即啟動加熱器14，用循環(huán)泵12B循環(huán)水，水隨著輔助箱13、循環(huán)泵12B、加熱器14、膨脹橡膠管15、模具20連成了循環(huán)路徑，以此加熱模具20。這時(shí)，關(guān)閉電磁閥S1、S2、S3和S4。其中，S2和S4可開可關(guān)，但是在開的狀態(tài)下若啟動加壓泵12A，會提高循環(huán)水的溫度，也可降低蒸發(fā)量。電磁閥S5和S6裝在輔助箱的空氣排出管上，如輔助箱的水位下降，則排出上部空間的空氣及蒸氣。在空模具上循環(huán)溫水的初期預(yù)熱階段時(shí)的模具溫度，如圖4直線上升。
模具溫度上升到管理點(diǎn)(圖4中為50℃)就開始成型工作。因?yàn)槿鬯茏⑷氲侥＞邇?nèi)模具溫度會上升，所以把冷水隨著由冷卻機(jī)11、輔助箱13、循環(huán)泵12b、不運(yùn)作的加熱器14、膨脹高壓管15、模具20，以及內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)11這樣順序連接的路徑循環(huán)，以冷卻模具。冷水也可以不通過加熱器14，由分路支流(圖2中以點(diǎn)線表示的路徑)通過，由于這時(shí)留在加熱器中的溫水不循環(huán)，加熱模具時(shí)，熱效率會好一些。
冷水可以連續(xù)循環(huán)，但為防止模具過冷也可以反復(fù)進(jìn)行循環(huán)和停止，也可以間斷地進(jìn)行循環(huán)。
在反復(fù)地進(jìn)行從注射始點(diǎn)到制品取出點(diǎn)為止循環(huán)冷水，從制品取出點(diǎn)開始到注射始點(diǎn)為止停止循環(huán)的情況之下，模具溫度的變化如圖4。
上述系統(tǒng)由控制器30自動控制，通過設(shè)置在模具20內(nèi)部的溫度傳感器21，測定模具的溫度數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入控制器，控制器根據(jù)輸入的溫度數(shù)據(jù)，控制系統(tǒng)水循環(huán)路徑上的有關(guān)電磁閥來控制溫水、冷水的循環(huán)或停止水的循環(huán)。
以下我們區(qū)域性地更詳細(xì)地觀察一下圖4的溫度曲線。
進(jìn)行注射的同時(shí)開始循環(huán)冷卻水，注入熔塑的期間(A區(qū)間)模具溫度急劇上升，待注射結(jié)束以后漸漸地降低(B-A區(qū)間)。模具溫度繼續(xù)下降到取出制品溫度(塑料的熔化點(diǎn))的時(shí)候停止冷卻水的循環(huán)取出制品，取出制品之后，由于受留在模具管道內(nèi)的冷卻水和大氣的影響，溫度急劇下降。如上所述，這時(shí)停止冷卻水的循環(huán)是為了避免模具的過冷。如模具溫度重新降到模具溫度50℃的管理點(diǎn)，就開始新的注射工程，一個(gè)過程的生產(chǎn)時(shí)間用C來表示。
當(dāng)模具溫度的管理點(diǎn)非常高且周邊溫度相當(dāng)?shù)蜁r(shí)，即使不通過冷卻水冷卻也會有模具過冷的情況出現(xiàn)，這時(shí)可間斷地循環(huán)溫水補(bǔ)償所降下的溫度來管理模具溫度。反之，循環(huán)冷水來管理溫度。
實(shí)施例及比較例本發(fā)明與以往的模具溫度控制系統(tǒng)的應(yīng)用比較分別使用本發(fā)明的模具溫度控制系統(tǒng)和以往的模具溫度控制系統(tǒng)，用樹脂生產(chǎn)洗衣機(jī)外殼。模具重量是總共1噸，各自的電消耗量、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)量、次品率如下(表1)所示。
表1

如上表所示，使用本發(fā)明的模具溫度控制系統(tǒng)會顯著地降低電消耗量、生產(chǎn)周期、次品率并提高生產(chǎn)量，隨之會降低產(chǎn)品的單價(jià)。要特別指出的是，根據(jù)本發(fā)明，次品率低，這意味著本發(fā)明可以正確地進(jìn)行溫度管理。
權(quán)利要求
1.一種通過供應(yīng)溫水或冷水到模具內(nèi)部的流體通路，以控制模具溫度的模具溫度控制系統(tǒng)，包括冷卻機(jī)、加熱器、循環(huán)泵，其特征在于還具有緩和流入模具的循環(huán)水引起的背壓，并從循環(huán)水中分離空氣的輔助箱(13)和膨脹高壓軟管(15)，按輔助箱(13)、循環(huán)泵(12b)、加熱器(14)、膨脹高壓軟管(15)、模具內(nèi)部流體通路再返回輔助箱(13)這樣順序連接形成水循環(huán)路徑，并在模具與輔助箱之間的連接路徑上接出一分路支流，該分路支流通過冷卻機(jī)(11)后連接到上述輔助箱(13)，從而形成以下兩種水循環(huán)工作過程(1)、加熱模具時(shí)溫水通過按輔助箱(13)、循環(huán)泵(12b)、加熱器(14)、膨脹高壓管(15)、模具內(nèi)部流體通路再返回輔助箱(13)這樣順序連接的路徑循環(huán)；(2)、冷卻模具時(shí)冷水通過按冷卻機(jī)(11)、輔助箱(13)、循環(huán)泵、加熱器(14)、膨脹高壓管(15)、模具內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)(11)這樣順序連接的路徑循環(huán)，在本循環(huán)過程加熱器不運(yùn)作；所說的輔助箱(13)上部形成一氣相空間并具有排氣通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由控制器自動控制，通過設(shè)置于模具內(nèi)部的溫度傳感器所測定的模具溫度數(shù)據(jù)輸入到控制器，據(jù)此來控制循環(huán)溫水或冷水或停止水的循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的加熱器(14)設(shè)置有分路支流管道，在冷水循環(huán)過程，水通過按冷卻機(jī)(11)、輔助箱(13)、加熱器的分路支流管道、膨脹高壓管(15)、模具內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)(11)這樣順序連接的路徑循環(huán)，不通過加熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助箱(13)上部設(shè)有水位傳感器，它被形成桶狀器具的隔斷墻圍住。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的輔助箱(13)之前設(shè)有高壓泵以提高輔助箱的壓力。
全文摘要
本發(fā)明提供一種模具溫度控制系統(tǒng)，其特征在于將由模具流入循環(huán)水的背壓緩和，并從循環(huán)水中分離空氣的輔助箱，加熱器，形成通過模具內(nèi)部的路徑循環(huán)，與模具相連接的輔助箱線上分支路，并經(jīng)冷卻器連接所述輔助箱形成另一循環(huán)路徑，加熱模具時(shí)，溫水通過按輔助箱、循環(huán)泵、加熱器、膨脹高壓管、模具內(nèi)部流體通路再返回輔助箱這樣順序連接的路徑循環(huán)；冷卻模具時(shí)，冷水通過按冷卻機(jī)、輔助箱、循環(huán)泵、不運(yùn)作的加熱器、膨脹高壓管、模具內(nèi)部流體通路再返回冷水機(jī)這樣順序連接的路徑循環(huán)。本發(fā)明在防止從模具流入的水受到背壓的同時(shí)又起分離管道內(nèi)形成的氣泡的作用，能迅速地形成熱交換。所以成型周期短，能量消耗率低，可以進(jìn)行精密的溫度控制，次品率低。
文檔編號B29C33/04GK1435309SQ0212441
公開日2003年8月13日 申請日期2002年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者金仁植, 林采福 申請人:金仁植, 林采福