一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置.pdf

本发明提供了一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置，包括水泵、压缩空气管路和控制单元，高光注塑模具内埋设有电热元件和温度传感器，并在模具内设置有冷却水通道；水泵通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；压缩空气管路也通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；各个电动控制阀、模具内的温度传感器及电热元件均与控制单元连接。本发明是利用埋在模具内部的电热元件对注塑模具进行加热，简化了结构，降低了成本。通过设置在模具中的冷却水通道对模具进行冷却，在对模具加热前，利用压缩空气将模具中残留的冷却水排出，防止了由于冷却水汽化导致的高温高压对模具、管路及操作人员造成的危害，提高了设备的安全性。

权利要求书
1.  一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置，包括水泵、压缩空气管路和控制单元，其特征在于：高光注塑模具内埋设有电热元件和温度传感器，并在模具内设置有冷却水通道；水泵通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；压缩空气管路也通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；各个电动控制阀、模具内的温度传感器及电热元件均与控制单元连接。

2.  根据权利要求1所述的高光注塑模具的电加热式温度控制装置，其特征在于：所述压缩空气管路上连接有调压过滤器。

3.  根据权利要求1所述的高光注塑模具的电加热式温度控制装置，其特征在于：所述水泵和压缩空气管路通过具有一个进口和两个以上出口的分水器与模具内冷却水通道的入口连接。

说明书一种高光注塑模具的电加热式温度控制装置
技术领域
本发明涉及塑料模具的快速加热及冷却的温度控制装置，特别是要求高精度、高光洁度的注射成型工艺的温度控制装置，属于塑料模具温度控制技术领域。
背景技术
注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，在工业生产的各个领域都有广泛的应用。随着塑料制品应用的日益广泛，企业对塑料制品的精度、表面质量和强度的要求越来越高，同时人们对塑料制品的形状、性能和生产过程中的成本、环保与节能降耗等提出了更高的要求，传统的注射成型工艺已难以适应这种要求。目前主要通过塑料喷涂技术提高塑料制品的表面质量和表面强度。一方面，注塑产品的表面质量对喷涂后的产品质量影响很大，如果注塑产品的表面质量较差，很难通过喷涂技术得到合格的零件。另一方面，喷涂是对塑料产品的二次加工，不仅浪费生产原料，浪费能源，增加塑料制品的生产成本，而且造成严重的环境污染，危害操作人员的人身健康。
高光无熔痕注塑工艺可以获得高精度、高光洁度、无熔痕、无流痕的产品，该工艺是在注射成型过程中，将注塑模具的型腔或模芯快速加热至接近或者高于聚合物的热变形温度，然后将聚合物注射到模具型腔中，在注射和保压过程中一直保持模具或模芯的温度，然后快速冷却模具型腔或模芯，当模具温度被冷却到一定程度后打开模具，取出产品。但是该工艺要求模具的温度控制精度高，塑料模具快速加热及冷却的温度控制是获得高精度、高光洁度、无熔痕、无流痕的注塑成型产品关键环节。
公告号为CN201009412Y的中国专利公开了一种《模具的温度控制装置》，包括：蒸汽供给线路，其通过与上述模具连接而向模具供给蒸汽；进水线路，其通过与上述模具连接，由泵向模具供给冷却水；排出线路，其与上述模具连接，排出从模具排出的蒸汽或冷却水；和混合罐，其设置在上述排出线路上，并在内部填充有冷却水，根据欲注塑的注塑成形品的特性使模具的温度迅速骤升及骤冷，从而提高产品的质量，缩短注塑成形品的成形时间，提高生产率。
公告号为CN201025509Y的中国专利公开了一种《水循环模具温度控制机》，其在机台内设有一净水槽，于净水槽上方固设一管路，由管路连接电磁阀再经管路连接至排气口，净水槽内形成一空间可收集侧部各管路流入之气泡，利用气泡上升特性集中于该净水槽上方之管路中，再经由电磁阀将囤积气泡排出，净水槽经管路连接至泵浦输入轴上，经由泵浦输出轴连接至加热器，其能保持水以最快加热之灼热状态可提升控温之精准度，可减少流体停滞时间并延长加热器寿命之管路设计，加热器与净水槽之间管路分接固设—内循环辅助管路，内循环辅助管路与模具组呈并联状态，当模具组流路阻挡停止时可改由内循环辅助管路继续流动循环作用，保持机台正常运作。
公开号为CN101100106A的中国专利公开了一种《塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置》，包括加热装置、冷却装置、高温动力装置、低温动力装置、回路控制开关和控制单元，加热装置、高温动力装置和塑料模具之间通过管路连接形成循环回路，管路中充满热介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关；冷却装置、低温动力装置和塑料模具之间通过管路连接也形成循环回路，管路中充满冷介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关；控制单元分别与加热装置、冷却装置和各个回路控制开关电连接。本发明能够保证热介质或冷介质在准确的时间段内进入模具，快速对模具加热或冷却，温度控制范围宽、控制精度高，使塑料制品获得高质量的表面和精度高。
上述塑料模具温度控制技术均是利用高温液体介质或蒸汽对模具进行加热，再利用液体介质对模具进行冷却，而且温度控制装置中均有相应的热介质及冷却介质循环回路和控制阀。在利用液体或气体热介质对模具进行加热的温度控制装置中，必须要设置加热锅炉等与其相配套的热源，结构复杂，这将增加生产成本，而且由于车间内要布置高温热源、高温高压管路而存在一定的安全隐患。
发明内容
本发明针对现有高光注塑模具的温度控制装置存在的结构复杂、成本高、安全性能差等问题，提供一种结构简单、成本低、安全可靠的高光注塑模具的电加热式温度控制装置。该装置是利用埋在模具内部的电热元件对塑料模具进行加热，利用冷却水对塑料模具进行冷却；在电热元件加热之前，利用压缩空气将模具冷却水道中的冷却水排出。
本发明是通过以下技术解决方案实现的：
高光注塑模具的电加热式温度控制装置包括水泵、压缩空气管路和控制单元，高光注塑模具内埋设有电热元件和温度传感器，并在模具内设置有冷却水通道；水泵通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；压缩空气管路也通过电动控制阀与模具内冷却水通道的入口连接；各个电动控制阀、模具内的温度传感器及电热元件均与控制单元连接。
压缩空气管路上连接有调压过滤器。
水泵和压缩空气管路可以通过具有一个进口和两个以上出口的分水器与模具内冷却水通道的入口连接。以方便将一路冷却水分成多路，避免常规生产过程中一路冷却水在模具内部反复循环流动而降低冷却效率。
在注射成型过程中，该装置首先利用埋在模具内部的电热元件将注塑模具的型腔、模芯快速加热至接近或者高于工件所用聚合物的热变形温度，控制单元向注塑机发出可以注射的信号，然后将聚合物注射到模具型腔中，在注射过程中一直保持模具或模芯的温度。在完成注射后，在控制单元的控制下，利用冷却水对模具型腔、模芯进行快速冷却，当模具温度被冷却到一定程度后，打开模具并取出注塑产品，同时利用压缩空气将模具中的冷却水排出，然后进入下一个注塑循环。
本发明不是利用液体或气体热介质对模具进行加热，而是利用埋在模具内部的电热元件对注塑模具进行加热，简化了结构，降低了成本。通过设置在模具中的冷却水通道对模具进行冷却，在对模具加热前，利用压缩空气将模具中残留的的冷却水排出，让模具的冷却水通道中只存在空气，避免了模具中的冷却水吸收过多的热量而延缓模具的升温速度，防止了由于冷却水汽化导致的高温高压对模具、管路及操作人员造成的危害，提高了设备的安全性。
附图说明
图1是本发明的模具温度控制装置结构原理示意图。
图2是本发明所应用的高光注塑模具的结构示意图。
图3是图2的左视图。
图4是图3中沿A-A线的剖视图。
其中：1、水泵，2、过滤器，3--6、气动角座阀，7、单向阀，8、调压过滤器，9、控制单元，10、直流电源，11、触摸屏，12、分水器，13、分水器，14、冷却水池，15、模具冷却水道出口，16、模具冷却水道入口，17、注塑机，18、压缩空气源，19、冷却水道，20、模具，21、电热元件。
具体实施方式
如图2和图3所示，本发明首先是在高光注塑模具20的型腔或型芯内设置多条冷却水通道19，冷却水通道19中设有入口16和出口15。并在高光注塑模具20的型腔或型芯内埋设有多个电热元件21，如图4所示。同时，在高光注塑模具的型腔或型芯20内设置温度传感器。各电热元件21均与交流电源连接。电热元件21的加热温度为50℃~500℃。
如图1所示，虚线框中表示的是本发明的模具温度控制装置结构原理。该模具温度控制装置主要包括水泵1、压缩空气管路和控制单元9。水泵1的进水口与冷却水池14连接，水泵1的出水口有两条出路：一是通过气动角座阀3与分水器13连接，分水器13与模具20内的冷却水通道19的入口16连接；二是通过气动角座阀4和单向阀7再与冷却水池14连接。流经模具的冷却水经出口15与分水器12连接，然后通过气动角座阀5、单向阀7再与冷却水池14连接。压缩空气源18(空压机)内的压缩空气通过调压过滤器8、气动角座阀6和分水器13与模具20内的冷却水通道19的入口16连接。各个气动角座阀、水泵1、模具20内的温度传感器及电热元件21等电气部件均与控制单元9(采用可编程控制器PLC)连接。可通过与控制单元9连接的触摸屏11进行参数设置及显示各种控制参数，由直流电源10给控制单元9供电。
在注射成型过程中，注塑机17与控制单元9连接。先由埋在模具20内部的温度传感器测量模具20的温度，如果模具20的温度低于设定的最高温度值，则控制单元9控制电热元件21通电，利用电热元件21对将模具20的型腔、模芯快速加热至接近或者高于工件所用聚合物的热变形温度。在模具20的温度升到通过触摸屏11设定的最高温度后，控制单元9向注塑机17发出可以注射的信号，注射机17将聚合物注射到模具型腔中，在注射过程中一直保持模具或模芯的温度。完成注射后，控制单元9接收到注射机17的注射终止信号时，控制气动角座阀3和气动角座阀5开启，气动角座阀4关闭，经分水器13让冷却水进入冷却水通道入口16，冷却水流经冷却水通道19后由冷却水通道出口15经分水器12、气动角座阀5和单向阀7回到冷却水池14。当模具20的温度被冷却到设定的最低温度值时，控制单元9向注射机17发出可以开模的信号，注射机打开模具并顶出注塑产品。在向注射机17发出开模信号的同时，控制单元9控制气动角座阀3和气动角座阀5关闭，气动角座阀4开启，冷却水经气动角座阀4和单向阀7直接回到冷却水池14。同时控制压缩空气的气动角座阀6打开，压缩空气源18(空压机)内的压缩空气通过调压过滤器8、气动角座阀6、分水器13、冷却水通道入口16进入模具内的冷却水通道19，将冷却水通道19内的残余冷却水通过出口15吹回到冷却水池14。然后进入下一个注塑循环。
分水器12和分水器13中均设置有一个进口和多个出口，以方便将一路冷却水分成多路，避免常规生产过程中一路冷却水在模具内部反复循环流动而降低冷却效率。