專利名稱：吸塑機(jī)發(fā)熱磚的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及應(yīng)用在吸塑機(jī)中的加熱裝置，更具體地說是吸塑機(jī)發(fā)熱磚。
背景技術(shù)：
吸塑成型又稱熱塑成型，吸塑機(jī)是一種廣泛使用的塑料加工機(jī)械，利用真空泵產(chǎn)生的真空吸力將加熱軟化后的PVC、PET、PETG、APTT、PP、PE、PS等熱可塑性塑料片材經(jīng)過模 具吸塑成各種形狀的部件，如真空罩、吸塑托盤、泡殼等。吸塑機(jī)中的加熱裝置是依被加熱件的平面形狀按陣列的方式排布的加熱磚，已有技術(shù)中的加熱磚是以電阻絲為發(fā)熱器件，作為發(fā)熱器件的電阻絲纏繞在發(fā)熱磚內(nèi)，這種電 加熱形式存在的問題是加熱方式無定向性，熱量在發(fā)熱磚上向周圍空間輻射，不僅能源利 用率低，而且生產(chǎn)車間的環(huán)境溫度很高；此外，這種電阻絲式發(fā)熱磚由于電阻絲容易因高溫 老化而燒斷，其使用壽命僅在半年左右，由此帶來極大的維護(hù)工作量。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型是為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種吸塑機(jī)發(fā)熱磚， 以期降低能源損耗，提高能源利用率、延長使用壽命、減少維護(hù)工作量。本實(shí)用新型解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是采用電磁感應(yīng)加熱的結(jié)構(gòu)形式，具有一以高頻電源為工作電源、用于產(chǎn)生高頻交變磁場的電磁線圈；一置于電磁線圈所產(chǎn)生的高頻交變磁場中、以電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量的發(fā)熱板。本實(shí)用新型吸塑機(jī)發(fā)熱磚的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也在于所述電磁線圈是以并聯(lián)設(shè)置的多股高溫漆包線繞制而成。設(shè)置以耐高溫陶瓷為材質(zhì)的半敞式殼體，所述發(fā)熱板置于所述半敞式殼體的敞口 上，以所述半敞式殼體與發(fā)熱板構(gòu)成容腔，電磁線圈置于所述容腔內(nèi)，在所述電磁線圈與容 腔側(cè)壁之間、以及在所述電磁線圈與發(fā)熱板之間別設(shè)置有高溫隔熱材料。在所述電磁線圈的中心位置上設(shè)置有非導(dǎo)電磁芯。在所述發(fā)熱板的底部中心位置設(shè)置感溫?zé)犭娕?，在所述非?dǎo)電磁芯的中心及半敞 式殼體的底部設(shè)置有貫通的引線孔，感溫?zé)犭娕嫉囊€管在所述引線孔中引出。所述發(fā)熱板是以鎳、鎳合金、鐵、鐵合金、鈷或鈷合金為材質(zhì)。所述發(fā)熱磚整體外形設(shè)置為長方體，所述發(fā)熱板為所述長方體的頂板。與已有技術(shù)相比，本實(shí)用新型有益效果體現(xiàn)在1、本實(shí)用新型針對在吸塑機(jī)中的特定應(yīng)用，利用電磁感應(yīng)原理，對發(fā)熱部件直接 以渦流加熱，其加熱方式具有定向性，有效抑制了向周圍空間無效的熱能輻射，較吸塑機(jī)電 阻式發(fā)熱磚的發(fā)熱效率提高了 20%以上；2、本實(shí)用新型熱慣性遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于已有技術(shù)中的電阻式發(fā)熱磚，由此可帶來如下效 果a、進(jìn)一步結(jié)合PID算法進(jìn)行溫度控制可以使本實(shí)用新型更進(jìn)一步提高發(fā)熱速度， 有效地縮短設(shè)備的加熱時間，冷機(jī)加熱時間可較電阻式發(fā)熱磚提前約1 2小時達(dá)到穩(wěn)定的設(shè)定溫度值，大大提高了生產(chǎn)效率；b、因熱慣性小，可以更為便捷地提高吸塑機(jī)的溫控精度；C、針對吸塑機(jī)的非連續(xù)加熱的應(yīng)用方式，本實(shí)用新型較小的熱慣性使得其允許在 加工間隔中停電、再起動；而熱力時間常數(shù)偏大的電阻式發(fā)熱磚則需要一直保持加熱狀態(tài)， 也因此大大增加了吸塑機(jī)能耗。3、本實(shí)用新型將電磁線圈設(shè)置為多股形式，可以有效減小集膚效應(yīng)，并利于線圈 的整形操作。4、本實(shí)用新型半敞式殼體與發(fā)熱板之間的配合設(shè)置使其既達(dá)到保溫目的又便于 拆卸。5、本實(shí)用新型在電磁線圈的中心位置上設(shè)置非導(dǎo)電磁芯，用于調(diào)節(jié)電感值以保證 電路獲得最大加熱功率及發(fā)熱效率所需之最佳電感值。6、本實(shí)用新型將感溫?zé)犭娕荚O(shè)置在發(fā)熱板的底部，既能準(zhǔn)確感溫又保持了緊湊的 結(jié)構(gòu)。7、本實(shí)用新型發(fā)熱板以鎳、鎳合金、鐵、鐵合金、鈷或鈷合金為材質(zhì)以保證感生較 大渦流功率并具有良好的導(dǎo)熱性。8、本實(shí)用新型發(fā)熱磚整體外形設(shè)置為長方體，這種形狀十分有利于加熱系統(tǒng)中陣 列的布排與形狀的裁剪。9、本實(shí)用新型由于不再采用易耗的電阻絲加熱，其使用壽命大大延長，極大地減 小了維護(hù)工作量、降低了使用成本。10、在以本實(shí)用新型構(gòu)建的吸塑機(jī)加熱系統(tǒng)中，每一塊發(fā)熱磚可以進(jìn)行獨(dú)立的溫 度采樣并實(shí)施獨(dú)立的基于PWM脈寬調(diào)制和PID技術(shù)的溫度控制，使加熱系統(tǒng)十分便于適 應(yīng)被加工物件的形狀變化，輔以控制及軟件編程技術(shù)后可以極大地提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì) 量。溫度范圍為彡6500C ；11、本實(shí)用新型通過對加熱系統(tǒng)的溫度場進(jìn)行溫控方案的編程，可以很方便地適 于每個不同被加工工件的技術(shù)要求。
圖Ia為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖Ib為本實(shí)用新型A-A剖視圖。圖2為以本實(shí)用新型構(gòu)建加熱系統(tǒng)電路示意圖。圖3為以本實(shí)用新型構(gòu)建加熱系統(tǒng)的發(fā)熱磚供電電路框圖。圖中標(biāo)號1電磁線圈、2膠木骨架、3發(fā)熱板、4殼體、5固定螺孔、6引線孔、7高溫 隔熱材料、8感溫?zé)犭娕肌?非導(dǎo)電磁芯、10引線管。以下通過具體實(shí)施方式
，并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，本實(shí)施例采用電磁感應(yīng)加熱的結(jié)構(gòu)形式，設(shè)置以高頻電源為工作 電源、用于產(chǎn)生高頻交變磁場的電磁線圈1 ；設(shè)置置于電磁線圈1所產(chǎn)生的高頻交變磁場 中、以電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量的發(fā)熱板3。具體實(shí)施中，相應(yīng)的結(jié)構(gòu)形式也包括有電磁線圈1是以并聯(lián)設(shè)置的多股高溫漆包線繞制在膠木骨架2上。[0044]設(shè)置以耐高溫陶瓷為材質(zhì)的半敞式殼體4，發(fā)熱板3置于半敞式殼體4的敞口上， 以半敞式殼體4與發(fā)熱板3構(gòu)成容腔，電磁線圈1置于容腔內(nèi)，在電磁線圈1與容腔側(cè)壁之間、以及在電磁線圈1與發(fā)熱板3之間分別設(shè)置高溫隔熱材料7。為了與相應(yīng)的電路進(jìn)行匹配，在電磁線圈的中心位置上設(shè)置有非導(dǎo)電磁芯9，用于 調(diào)節(jié)電感至最佳值。在發(fā)熱板3的底部中心位置設(shè)置感溫?zé)犭娕?，在非導(dǎo)電磁芯9的中心及半敞式殼 體4的底部設(shè)置有貫通的引線孔6，感溫?zé)犭娕?的引線管10在引線孔6中引出，在發(fā)熱板 3的底部，設(shè)置固定螺孔5以便各發(fā)熱板3在加熱系統(tǒng)中的定位。發(fā)熱板3是以鎳、鎳合金、鐵、鐵合金、鈷或鈷合金為材質(zhì)以保證感生較大渦流功 率并具有良好的導(dǎo)熱性。發(fā)熱磚整體外形設(shè)置為長方體，發(fā)熱板3為長方體的頂板，這種形狀十分有利于 加熱系統(tǒng)中陣列的布排與形狀的裁剪，也易于在已有吸塑機(jī)上對電阻絲式加熱磚直接進(jìn)行替換。圖2給出的是整個加熱系統(tǒng)中每一塊發(fā)熱磚所起的作用，整個加熱系統(tǒng)可能是由 150塊(10X15)或更多(mXn)加熱磚組成的陣列構(gòu)成，其中的m為行數(shù)，η為列數(shù)。圖3給出的是本實(shí)用新型每一塊發(fā)熱磚相應(yīng)的供電、變頻及控制線路。在一臺吸塑機(jī)中，有時會有超過120塊以上的發(fā)熱磚同時運(yùn)行，本實(shí)用新型在構(gòu) 建加熱系統(tǒng)時，對每塊發(fā)熱磚實(shí)施一對一的獨(dú)立溫控，包括各自獨(dú)立的溫度檢測和各自獨(dú) 立的PWM溫度控制。具體實(shí)施中，百余路變頻及PWM電路構(gòu)成了一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)，各路控制信號和干 擾源之間的交叉耦合，使吸塑機(jī)處于十分復(fù)雜的電磁環(huán)境中，在這種嚴(yán)峻的干擾環(huán)境中要 使吸塑機(jī)及其相應(yīng)的微型計算機(jī)一直處于正常工作狀態(tài)，必須解決抗干擾的問題。本實(shí)用 新型具體實(shí)施中，在實(shí)現(xiàn)電磁式加熱系統(tǒng)抗干擾能力方面采用以下措施1、系統(tǒng)中+5V電源采用多級濾波處理，采用集成電壓調(diào)整器；2、系統(tǒng)中電源的輸入、輸出線均采用雙絞線，低阻抗屏蔽接地以抑制共摸干擾；3、各路控制電路采用獨(dú)立的模塊結(jié)構(gòu)；4、采用程序限幅法，連續(xù)采樣五次，若某一次采樣幅值遠(yuǎn)大于其他幾次采樣的幅 值，該值舍棄；5、設(shè)置警戒時鐘WDT，如果程序循環(huán)掃描執(zhí)行時間超過了規(guī)定時間，預(yù)示程序進(jìn)入 死循環(huán)，立即報警；6、數(shù)據(jù)線和脈沖線分開走線；7、采用分開的交流地線、直流地線、模擬地、數(shù)字地以及環(huán)形地線；8、在發(fā)熱磚線圈側(cè)增加阻容吸收電路及續(xù)流二極管。
權(quán)利要求吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是采用電磁感應(yīng)加熱的結(jié)構(gòu)形式，具有一以高頻電源為工作電源、用于產(chǎn)生高頻交變磁場的電磁線圈(1)；一置于電磁線圈(1)所產(chǎn)生的高頻交變磁場中、以電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量的發(fā)熱板(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是所述電磁線圈(1)是以并聯(lián)設(shè)置的 多股高溫漆包線繞制而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是設(shè)置以耐高溫陶瓷為材質(zhì)的半敞式 殼體(4)，所述發(fā)熱板(3)置于所述半敞式殼體(4)的敞口上，以所述半敞式殼體(4)與發(fā) 熱板(3)構(gòu)成容腔，電磁線圈(1)置于所述容腔內(nèi)，在所述電磁線圈(1)與容腔側(cè)壁之間、 以及在所述電磁線圈(1)與發(fā)熱板(3)之間分別設(shè)置有高溫隔熱材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是在所述電磁線圈的中心位置上設(shè)置 有非導(dǎo)電磁芯(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是在所述發(fā)熱板(3)的底部中心位置 設(shè)置感溫?zé)犭娕?8)，在所述非導(dǎo)電磁芯(9)的中心及半敞式殼體(4)的底部設(shè)置有貫通的 引線孔(6)，感溫?zé)犭娕?8)的引線管(10)在所述引線孔(6)中引出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是所述發(fā)熱板(3)是以鎳、鎳合金、鐵、 鐵合金、鈷或鈷合金為材質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是所述發(fā)熱磚整體外形設(shè)置為長方 體，所述發(fā)熱板(3)為所述長方體的頂板。
專利摘要吸塑機(jī)發(fā)熱磚，其特征是采用電磁感應(yīng)加熱的結(jié)構(gòu)形式，具有以高頻電源為工作電源、用于產(chǎn)生高頻交變磁場的電磁線圈，以及置于電磁線圈所產(chǎn)生的高頻交變磁場中、以電磁感應(yīng)產(chǎn)生熱量的發(fā)熱板。本實(shí)用新型針對在吸塑機(jī)中的特定應(yīng)用，利用電磁感應(yīng)原理，對發(fā)熱部件直接以渦流加熱，其加熱方式具有定向性，有效抑制了向周圍空間無效的熱能輻射，較吸塑機(jī)電阻式發(fā)熱磚的發(fā)熱效率提高了20％以上。
文檔編號B29C51/42GK201552748SQ20092018828
公開日2010年8月18日 申請日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者余世杰, 華青梅, 張培山, 杜賢平, 趙彥 申請人:安徽鑫陽能源開發(fā)有限公司