本實用新型實施例涉及模具技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及小型模具的冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

模具是用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄、或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具，通過模具成型可以得到很多不易機械加工的產(chǎn)品。但在成型后需要降溫脫模，但在現(xiàn)有的成型模具中降溫效率不高，導(dǎo)致脫模時間推后，使得生產(chǎn)加工效率低下。

如，音膜是揚聲器、受話器中的一個重要組成部分，目前音膜成型工藝主要為加熱配以壓縮空氣成型為主，工藝流程大致可分為三個階段：加熱-保溫-冷卻，其中加熱平臺的冷卻過程在每一次成型中都會產(chǎn)生，由于產(chǎn)品的性能要求，成型時加熱溫度會比較高，因此冷卻需要耗費比較長的時間，約為整個周期的1/3，通常采用的技術(shù)方案是：在加熱平臺中通入冷卻水循環(huán)以帶走熱量，通過金屬的熱傳遞使模具降溫，達(dá)到設(shè)定溫度。

現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于：1.冷卻時間長，冷卻水在模具冷卻到一定溫度降溫速度會明顯變慢；2.冷卻采用的冷凝水易滲出或在管道中沉積雜質(zhì)，造成漏電、堵塞等的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型實施例主要解決的技術(shù)問題是提供一種小型模具的冷卻系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)模具的快速降溫，提高生產(chǎn)效率，保證制程的安全穩(wěn)定性。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型實施例采用的一個技術(shù)方案是：提供一種用于模具快速冷卻的系統(tǒng)，包括：

導(dǎo)熱片，用于放置待冷卻的模具；

半導(dǎo)體制冷裝置，用于對模具進(jìn)行快速冷卻；

溫度測量裝置,用于測量模具的溫度，并將測量的溫度輸入至溫度監(jiān)控器和PID溫度補償控制器；

溫度監(jiān)控器，用于設(shè)定模具的溫度，和顯示測量的溫度；

PID溫度補償控制器，用于根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，并將溫度補償信號輸入至半導(dǎo)體制冷裝置。

其中，導(dǎo)熱片設(shè)置有凹槽，凹槽與模具的底部契合。

其中，半導(dǎo)體制冷裝置包括高效H橋驅(qū)動電路和至少一半導(dǎo)體制冷片，導(dǎo)熱片與半導(dǎo)體制冷片最外側(cè)的冷端緊密貼合。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體制冷裝置還包括散熱裝置，用于對半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行散熱。

可選地，散熱裝置包括散熱片和散熱風(fēng)扇，散熱片與半導(dǎo)體制冷片最外側(cè)的熱端緊密貼合。

其中，溫度測量裝置包括在線式非接觸紅外測溫儀。

其中，半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端涂覆有導(dǎo)熱材料層，導(dǎo)熱材料層為厚度<0.03mm的導(dǎo)熱硅脂。

可選地，導(dǎo)熱片和散熱片的表面積大于半導(dǎo)體制冷片的表面積。

可選地，導(dǎo)熱片為銅片。

可選地，導(dǎo)熱片和散熱片之間設(shè)置有隔熱材料層。

本實用新型實施例的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本實用新型實施例采用半導(dǎo)體制冷片對模具降溫，通過PID溫度補償控制器根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，并將溫度補償信號輸入至半導(dǎo)體制冷裝置，以實現(xiàn)高精度的控溫效果，能夠?qū)崿F(xiàn)模具的快速降溫，提高生產(chǎn)效率，保證制程的安全穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例的一種用于模具快速冷卻的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型實施例的模具與半導(dǎo)體制冷片的位置關(guān)系示意圖。

具體實施方式

為了便于理解本實用新型，下面結(jié)合附圖和具體實施例，對本實用新型進(jìn)行更詳細(xì)的說明。需要說明的是，當(dāng)元件被表述“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。當(dāng)一個元件被表述“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件、或者其間可以存在一個或多個居中的元件。本說明書所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。

本系統(tǒng)采用直流的半導(dǎo)體制冷片(TEC)作為核心制冷元件，半導(dǎo)體制冷片靠電子-空穴在運動中直接傳遞能量來實現(xiàn)的，當(dāng)直流電通過兩種不同半導(dǎo)體材料串聯(lián)成的電偶時，在電偶的兩端可分別吸收熱量和放出熱量，形成冷端和熱端，所以將半導(dǎo)體制冷片的一面貼合在要加熱或制冷的物體一側(cè)，通過控制半導(dǎo)體制冷片的電壓或電流方向就可以達(dá)到加熱或制冷的目的。

請參閱圖1，本實用新型實施例提供一種用于模具快速冷卻的系統(tǒng)，包括：

導(dǎo)熱片100，用于放置待冷卻的模具；

半導(dǎo)體制冷裝置200，用于對模具進(jìn)行快速冷卻；

溫度測量裝置300,用于測量模具的溫度，并將測量的溫度輸入至溫度監(jiān)控器和PID溫度補償控制器；

溫度監(jiān)控器400，用于設(shè)定模具的溫度，和顯示測量的溫度；

PID溫度補償控制器500，用于根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，并將溫度補償信號輸入至半導(dǎo)體制冷裝置。

如圖2所示，圖2為本實用新型實施例的模具與半導(dǎo)體制冷片的位置關(guān)系示意圖，其中，導(dǎo)熱片100設(shè)置有凹槽，凹槽與模具600的底部契合，使得模具與導(dǎo)熱片之間的傳熱更加高效。

半導(dǎo)體制冷裝置200包括高效H橋驅(qū)動電路210和至少一半導(dǎo)體制冷片220，導(dǎo)熱片與半導(dǎo)體制冷片最外側(cè)的冷端緊密貼合，半導(dǎo)體制冷片的冷端通過導(dǎo)熱片對模具進(jìn)行降溫。

H橋驅(qū)動電路常用于直流電機的方向控制，高效H橋驅(qū)動電路，即在即在H橋電路之前加MOS管，可防止“共態(tài)導(dǎo)通”，以免短路。本系統(tǒng)將高效H橋驅(qū)動電路引入，對半導(dǎo)體制冷片進(jìn)行控制，達(dá)到加熱/制冷、自動控制的目的。單片半導(dǎo)體制冷片的功率較小，根據(jù)實際需要的功率，可將多片半導(dǎo)體制冷片組合成電堆，再采用將同類型的電堆串、并聯(lián)的方法組合成制冷系統(tǒng)。

本實施例通過溫度測量裝置300測量模具600的溫度，可選地，在本實施例中，采用非接觸式溫度傳感器，如在線式非接觸紅外測溫儀實時測量模具的溫度，并將測量得到的溫度輸入至溫度監(jiān)控器400和PID溫度補償器500，比起接觸式測溫方法，紅外測溫有著響應(yīng)時間快、非接觸、使用安全及使用壽命長等優(yōu)點。溫度監(jiān)控器400顯示所述檢測測量的溫度，PID溫度補償控制器500根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，并將溫度補償信號輸入至半導(dǎo)體制冷裝置200，半導(dǎo)體制冷裝置200的高效H橋驅(qū)動電路210產(chǎn)生驅(qū)動信號并將信號輸入至半導(dǎo)體制冷片220，半導(dǎo)體制冷片220開始工作后產(chǎn)生熱泵效應(yīng)從冷端吸收熱量從熱端釋放出去，半導(dǎo)體制冷片的冷端通過導(dǎo)熱片100對模具600進(jìn)行降溫。

PID溫度補償控制器根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，具體包括：根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度，計算溫度補償值；以溫度補償值作為PID溫度補償控制器的輸入補償值；根據(jù)輸入補償值和設(shè)定的補償控制曲線，輸出溫度補償信號，以實現(xiàn)高精度的控溫效果。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體制冷裝置200還包括散熱裝置230，用于對半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行散熱。通常半導(dǎo)體制冷片冷熱端的溫差可以達(dá)到40～65度之間，如果通過主動散熱的方式來降低熱端溫度，那冷端溫度也會相應(yīng)的下降，從而達(dá)到更低的溫度。

可選地，散熱裝置230包括散熱片231和散熱風(fēng)扇232，散熱片與半導(dǎo)體制冷片最外側(cè)的熱端緊密貼合，通過PID溫度補償控制器控制散熱風(fēng)扇的運轉(zhuǎn)，對半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行散熱。在另一實施例中，散熱裝置也可才采用金屬散熱體，金屬散熱體內(nèi)部形成有空腔，空腔中填充有易揮發(fā)液體，通過易揮發(fā)液體的相變吸熱對半導(dǎo)體制冷片的熱端進(jìn)行散熱。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端涂覆有導(dǎo)熱材料層240，因在散熱與導(dǎo)熱應(yīng)用中，即使是表面非常光潔的兩個平面在相互接觸時都會有空隙出現(xiàn)，而存在于這些空隙中的空氣是熱的不良導(dǎo)體，會阻礙熱量的傳導(dǎo)，因此，可在半導(dǎo)體制冷片的冷端和熱端涂覆一層導(dǎo)熱材料層，使得熱量的傳導(dǎo)更加順暢、迅速。

可選地，導(dǎo)熱材料層為厚度<0.03mm的導(dǎo)熱硅脂，導(dǎo)熱硅脂是一種高導(dǎo)熱絕緣有機硅材料，可在-50℃～230℃的溫度下長期保持使用時的脂膏狀態(tài)，耐高低溫、耐水、臭氧、耐氣候老化。在本實施例中，模具的最高溫度不超過200℃，可采用導(dǎo)熱硅脂，半導(dǎo)體制冷片的表面平面度一般不大于0.03MM，因此導(dǎo)熱材料層的厚度設(shè)置為<0.03mm。

進(jìn)一步地，為加快熱量的傳導(dǎo)，導(dǎo)熱片和散熱片的表面積大于半導(dǎo)體制冷片的表面積?？蛇x地，導(dǎo)熱片和散熱片均可為導(dǎo)熱效果較佳的銅片。在另一實施例中，散熱片可設(shè)有多頁凹槽結(jié)構(gòu)，以增大散熱面積和空氣流通速率，提高散熱效果。

進(jìn)一步地，半導(dǎo)體制冷片的導(dǎo)熱片和散熱片比較接近，在工作時容易產(chǎn)生相互之間的熱交換，從而影響制冷效果，可在導(dǎo)熱片和散熱片之間設(shè)置隔熱材料層250，防止導(dǎo)熱片和散熱片進(jìn)行熱交換，隔熱材料可為聚氨酯發(fā)泡板、氣凝膠氈、發(fā)泡PVC等。

本實用新型實施例采用半導(dǎo)體制冷片對模具降溫，通過PID溫度補償控制器根據(jù)設(shè)定的模具的溫度和測量的溫度輸出溫度補償信號，并將溫度補償信號輸入至半導(dǎo)體制冷裝置，以實現(xiàn)高精度的控溫效果，能夠?qū)崿F(xiàn)模具的快速降溫，提高生產(chǎn)效率，保證制程的安全穩(wěn)定性。

以上所述僅為本實用新型的實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。