專利名稱：隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種溫度控制系統(tǒng)，具體是指與隔離式電熱式高光注塑模具配 套，通過對模具的各個工作階段進行加熱、冷卻來控制模腔溫度，實現(xiàn)模腔溫 度速熱、速冷的高光無熔痕注塑成型工藝模式的一種隔離式電熱高光注塑模具 的溫度控制系統(tǒng)。
背景技術：
建立在均衡速熱速冷模腔注塑成型理論基礎之上的高光無熔痕注塑成型系 統(tǒng)技術，是近些年發(fā)展起來的新技術，高光注塑模具溫度控制系統(tǒng)是配套高光 注塑模具實現(xiàn)模腔溫度速熱、速冷高光成型工藝模式的溫度控制系統(tǒng)。現(xiàn)有技 術的高光注塑模具溫度控制系統(tǒng)按所配套的模具分類，當前高光注塑模具按加 熱方式分，電熱、汽熱、水熱式，按模具的結構分離合式、隔離式。
離合式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，包括模溫機(控制部分)和電 熱管(加熱執(zhí)行部分)。高光模具工作時，根據(jù)注塑機的開模指令，模溫機控制 接通設在模具型腔板、型芯板加熱道中電熱管的電源，加熱開啟，電熱管迅速 加熱模具型腔板、型芯板至接近塑料的熔融溫度；根據(jù)注塑機的合模指令，模 溫機控制關閉電熱管的電源，加熱截止，開模時與各自配合的型腔板、型芯板 分離的，處于被循環(huán)冷凍水不間斷冷卻狀態(tài)的冷卻板，隨著模具合模，與各自 配合的型腔板、型芯板壓合，通過熱傳遞冷卻型腔板、型芯板，由型腔板、型 芯板圍成的模腔腔壁溫度迅速均衡降至塑料熔體的玻璃化溫度以下，使充斥在 模腔中的熔體與模腔壁接觸的表面迅速形成硬殼固化，硬殼內(nèi)芯的熔體則在保 壓補射的壓力中逐步冷卻固化，實現(xiàn)模腔速熱速冷工藝模式，注塑成型高光注 塑制品。目前正在興起的適應成型制品范圍廣的隔離式電熱高光注塑模具，仍 沿用離合式的溫度控制系統(tǒng)，由于隔離式電熱高光注塑模具在結構與工作方式 上不同于離合式模具，因此，現(xiàn)有技術存在不配套、不適應的問題與不足。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術存在的問題與不足，本發(fā)明通過在系統(tǒng)中增設冷卻、吹 氣、補水部分，在系統(tǒng)的模溫機部分增設冷卻、吹氣、補水執(zhí)行單元的技術方 案，提供一種隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，旨在通過系統(tǒng)的配置 達到滿足與隔離式電熱高光注塑模具工作方式配套的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)， 包括模溫機部分、分合路控制環(huán)節(jié)、加熱部分、冷卻部分、吹氣部分、補水部 分，其中所述的模溫機部分，包括電腦板及其指令輸入單元、傳感反饋單元、 顯示界面、加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元、穩(wěn) 壓電源、手動控制按鈕，通過給定指令、參數(shù)反饋、程序運算、輸出執(zhí)行實現(xiàn) 閉環(huán)自動控制，為系統(tǒng)的中樞控制部分，其中，電腦板為可編程微電腦控制器， 指令輸入單元包括屏顯觸摸操作鍵盤和USB接口 ，傳感反饋單元包括設置在系 統(tǒng)各個部分中的溫度、壓力、水位傳感器及其輸入接口，顯示界面為電腦板的 顯示終端，加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元為由 輸出模塊、繼電器、交流接觸器組成的，通過電力導線驅動系統(tǒng)各部的電力執(zhí) 行元器件的，受控于電腦板的各個獨立的電力開關執(zhí)行單元，穩(wěn)壓電源為向模 溫機內(nèi)部各部電器運行提供電力的裝置，手動控制按鈕為啟動、關閉系統(tǒng)工作 的電氣開關；所述的分合路控制環(huán)節(jié)，按流體正向途徑排列，由進口分流器分 路， 一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥C、型腔鑲塊流道至出口分流器，并行的另一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥D、
型芯鑲塊流道至出口分流器，二路在出口分流器合路，為系統(tǒng)中的控制環(huán)節(jié)， 其中，定模的型腔鑲塊流道與動模的型芯鑲塊流道屬于系統(tǒng)的控制對象模具部
分，調(diào)節(jié)閥C、調(diào)節(jié)閥D為調(diào)節(jié)流經(jīng)流道流體的流量或壓力的受控執(zhí)行元件；
所述的加熱部分為設置在模具型腔鑲塊、型芯鑲塊加熱道中的電熱管組，為系
統(tǒng)的加熱執(zhí)行部分；所述的冷卻部分，按流體正向途徑排列，由冷凍水儲水罐、 冷凍水泵、冷卻電磁閥A、分合路控制環(huán)節(jié)、冷卻電磁閥B、過濾器，回到冷凍 水儲水罐所構成的閉合回路，由制冷機組連接冷凍水儲水罐構成的循環(huán)制冷旁 路，為系統(tǒng)的冷卻執(zhí)行部分，其中，由冷凍水儲水罐、冷凍水泵、冷卻電磁閥A 以及制冷旁路構成冷源環(huán)節(jié)，由冷卻電磁閥B、過濾器回到冷凍水儲水罐，構成 冷卻水回收環(huán)節(jié)；所述的吹氣部分，按流體正向途徑排列，壓縮空氣源、吹氣電磁閥、分合路控制環(huán)節(jié)，出來后經(jīng)由冷卻部分的冷卻水回收環(huán)節(jié)進入冷凍水 儲水罐后與大氣相通，為系統(tǒng)排空模具部分冷卻流道的執(zhí)行部分；所述的補水 部分，按流體正向途徑排列，由水源、補水電磁閥向冷卻部分冷源環(huán)節(jié)的冷凍 水儲水罐注水補水，為系統(tǒng)的注水補水執(zhí)行部分。 系統(tǒng)各部分的相互連接關系
冷卻部分冷源環(huán)節(jié)末端的冷卻電磁閥A通過分合路控制環(huán)節(jié)的進口分流器 與吹氣部分末端的吹氣電磁閥相連，分合路控制環(huán)節(jié)末端的出口分流器與冷卻 部分冷卻水回收環(huán)節(jié)始端的冷卻電磁閥B相連，補水部分末端的補水電磁閥與
冷源環(huán)節(jié)的冷凍水儲水罐相連。 工作原理
系統(tǒng)控制對象為，通過控制開、關設置在模具型腔鑲塊、型芯鑲塊加熱道 中的電熱管組的電源，來加熱鑲塊，使模腔腔壁溫度升高，通過控制啟、閉流 經(jīng)設置在模具型腔鑲塊、型芯鑲塊流道的冷凍水來冷卻鑲塊，使模腔腔壁溫度 降低；模溫機依據(jù)輸入指令，通過傳感反饋單元監(jiān)測，經(jīng)運算并通過各執(zhí)行單 元對系統(tǒng)進行控制；
系統(tǒng)工作程序為加熱、冷卻、排空，再加熱…循環(huán)重復；
系統(tǒng)的起始時態(tài)補水部分經(jīng)由水源、補水電磁閥向冷凍水儲水罐注水， 畢；注入冷凍水儲水罐的水由制冷機組循環(huán)制冷成為冷凍水，存儲在冷凍水儲 水罐中，系統(tǒng)中所有的電磁閥均處于關閉狀態(tài)，冷凍水泵及制冷機則處于受控 啟閉狀態(tài)。
系統(tǒng)的工作原理
當隔離式電熱高光注塑模具處在開模加熱時態(tài)，系統(tǒng)進入加熱程序； 加熱接收到注塑機的開模指令，模溫機的加熱執(zhí)行單元受控接通加熱部 分電熱管的電源，加熱開啟，電熱管迅速加熱型腔鑲塊、型芯鑲塊至接近塑料 的熔融溫度，完成加熱程序；
當隔離式電熱高光注塑模具迸入合模注塑時態(tài)，系統(tǒng)進入冷卻程序； 冷卻接收到注塑機的合模指令，模溫機的加熱執(zhí)行單元受控關閉加熱部 分電熱管的電源，加熱截止，冷卻執(zhí)行單元受控開啟冷卻部分的冷卻電磁閥A、 冷卻電磁閥B，冷卻開啟，由冷凍水儲水罐提供的冷凍水經(jīng)由冷凍水泵、冷卻電 磁閥A進入分合路控制環(huán)節(jié)，出來后再經(jīng)由冷卻電磁閥B、過濾器回到冷凍水 儲水罐循環(huán)，冷凍水在通過模具的型腔鑲塊流道與型芯鑲塊流道時，產(chǎn)生熱交換，迅速冷卻模腔壁溫直至模腔中制品冷凝固化成型，完成冷卻程序；
當隔離式電熱高光注塑模具進入開模脫模時態(tài)，系統(tǒng)進入排空和再次加熱 程序；
排空接收到注塑機的合模指令，模溫機的冷卻執(zhí)行單元受控關閉冷卻部 分冷源環(huán)節(jié)的冷卻電磁閥A，冷卻截止，吹氣執(zhí)行單元受控開啟吹氣部分的吹 氣電磁閥，壓縮空氣由壓縮空氣源、吹氣電磁閥進入分合路控制環(huán)節(jié)，將尚存 留在模具的型腔鑲塊流道與型芯鑲塊流道中的冷卻水排空，壓出的冷卻水經(jīng)由 冷卻水回收環(huán)節(jié)的冷卻電磁閥B、過濾器回到冷凍水儲水罐，完成排空；之后， 模溫機關閉吹氣電磁閥，冷卻電磁閥B，冷卻水回收環(huán)節(jié)截止，接通加熱部分電 熱管的電源，再次加熱，重復上一輪工作程序。
補水模溫機根據(jù)存儲的輸入指令與設置在冷凍水儲水罐的水位傳感器的 反饋，經(jīng)運算，輸出控制信號，通過補水執(zhí)行單元開啟補水部分的補水電磁閥， 實時將新水由水源補入冷凍水儲水罐。
有益的設計
吹氣部分及排空程序的設置，在系統(tǒng)加熱前，回收低溫冷卻水，減少加熱 及制冷的能耗，有益于節(jié)能；壓縮空氣源是公用的，每次排空流道只需要短促 而少量的壓縮空氣。
綜上所述，本發(fā)明采取在系統(tǒng)中增設冷卻、吹氣、補水部分，在系統(tǒng)的模 溫機部分增設冷卻、吹氣、補水執(zhí)行單元的技術方案，所提供的一種隔離式電 熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)加熱前，回收低溫冷卻水，減少加熱 及制冷的能耗，有益于節(jié)能，克服了現(xiàn)有技術存在的不配套、不適應的問題與 不足，通過對系統(tǒng)的革新配置，達到了滿足與隔離式電熱高光注塑模具工作方 式相配套的目的。


圖1是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的模溫機部分的 原理方框圖2是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的分合路控制環(huán) 節(jié)、冷卻部分、吹氣部分、補水部分相互連接關系的原理方框圖3是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的冷卻部分的原 理方框圖；圖4是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的吹氣部分的原 理方框圖5是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的補水部分的原 理方框圖6是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的加熱部分的原 理方框圖7是本發(fā)明的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)的分合路控制環(huán) 節(jié)的原理方框圖。
下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但不應理解為對本 發(fā)明的任何限制。
圖中雙點劃線所框部分為系統(tǒng)控制對象的模具部分。
具體實施例方式
參閱圖1 圖7，本發(fā)明的一種隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)， 包括模溫機部分、分合路控制環(huán)節(jié)、加熱部分、冷卻部分、吹氣部分、補水部
分，其中所述的模溫機部分，包括電腦板及其指令輸入單元、傳感反饋單元、 顯示界面、加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元、穩(wěn) 壓電源、手動控制按鈕，通過給定指令、參數(shù)反饋、程序運算、輸出執(zhí)行實現(xiàn) 閉環(huán)自動控制，為系統(tǒng)的中樞控制部分，其中，電腦板為可編程微電腦控制器，
指令輸入單元包括屏顯觸摸操作鍵盤和USB接口 ，傳感反饋單元包括設置在系
統(tǒng)各個部分中的溫度、壓力、水位傳感器及其輸入接口，顯示界面為電腦板的 顯示終端，加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元為由 輸出模塊、繼電器、交流接觸器組成的，通過電力導線驅動系統(tǒng)各部的電力執(zhí) 行元器件的，受控于電腦板的各個獨立的電力開關執(zhí)行單元，穩(wěn)壓電源為向模 溫機內(nèi)部各部電器運行提供電力的裝置，手動控制按鈕為啟動、關閉系統(tǒng)工作
的電氣開關；所述的分合路控制環(huán)節(jié)，按流體正向途徑排列，由進口分流器分 路， 一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥C、型腔鑲塊流道至出口分流器，并行的另一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥D、 型芯鑲塊流道至出口分流器，二路在出口分流器合路，為系統(tǒng)中的控制環(huán)節(jié)， 其中，定模的型腔鑲塊流道與動模的型芯鑲塊流道屬于系統(tǒng)的控制對象模具部
8分，調(diào)節(jié)閥C、調(diào)節(jié)閥D為調(diào)節(jié)流經(jīng)流道流體的流量或壓力的受控執(zhí)行元件； 所述的加熱部分為設置在模具型腔鑲塊、型芯鑲塊加熱道中的電熱管組，為系 統(tǒng)的加熱執(zhí)行部分；所述的冷卻部分，按流體正向途徑排列，由冷凍水儲水罐、 冷凍水泵、冷卻電磁閥A、分合路控制環(huán)節(jié)、冷卻電磁閥B、過濾器，回到冷凍 水儲水罐所構成的閉合回路，由制冷機組連接冷凍水儲水罐構成的循環(huán)制冷旁 路，為系統(tǒng)的冷卻執(zhí)行部分，其中，由冷凍水儲水罐、冷凍水泵、冷卻電磁閥A 以及制冷旁路構成冷源環(huán)節(jié)，由冷卻電磁閥B、過濾器回到冷凍水儲水罐，構成 冷卻水回收環(huán)節(jié)；所述的吹氣部分，按流體正向途徑排列，壓縮空氣源、吹氣 電磁閥、分合路控制環(huán)節(jié)，出來后經(jīng)由冷卻部分的冷卻水回收環(huán)節(jié)進入冷凍水 儲水罐后與大氣相通，為系統(tǒng)排空模具部分冷卻流道的執(zhí)行部分；所述的補水 部分，按流體正向途徑排列，由水源、補水電磁閥向冷卻部分冷源環(huán)節(jié)的冷凍 水儲水罐注水補水，為系統(tǒng)的注水補水執(zhí)行部分。 系統(tǒng)各部分的相互連接關系
冷卻部分冷源環(huán)節(jié)末端的冷卻電磁閥A通過分合路控制環(huán)節(jié)的進口分流器 與吹氣部分末端的吹氣電磁閥相連，分合路控制環(huán)節(jié)末端的出口分流器與冷卻 部分冷卻水回收環(huán)節(jié)始端的冷卻電磁閥B相連，補水部分末端的補水電磁閥與 冷源環(huán)節(jié)的冷凍水儲水罐相連。
權利要求
1、隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，包括模溫機部分、分合路控制環(huán)節(jié)、加熱部分、冷卻部分、吹氣部分、補水部分，其特征在于所述的模溫機部分，包括電腦板及其指令輸入單元、傳感反饋單元、顯示界面、加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元、穩(wěn)壓電源、手動控制按鈕，通過給定指令、參數(shù)反饋、程序運算、輸出執(zhí)行實現(xiàn)閉環(huán)自動控制，為系統(tǒng)的中樞控制部分，其中，電腦板為可編程微電腦控制器，指令輸入單元包括屏顯觸摸操作鍵盤和USB接口，傳感反饋單元包括設置在系統(tǒng)各個部分中的溫度、壓力、水位傳感器及其輸入接口，顯示界面為電腦板的顯示終端，加熱執(zhí)行單元、冷卻執(zhí)行單元、吹氣執(zhí)行單元、補水執(zhí)行單元為由輸出模塊、繼電器、交流接觸器組成的，通過電力導線驅動系統(tǒng)各部的電力執(zhí)行元器件的，受控于電腦板的各個獨立的電力開關執(zhí)行單元，穩(wěn)壓電源為向模溫機內(nèi)部各部電器運行提供電力的裝置，手動控制按鈕為啟動、關閉系統(tǒng)工作的電氣開關；所述的分合路控制環(huán)節(jié)，按流體正向途徑排列，由進口分流器分路，一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥C、型腔鑲塊流道至出口分流器，并行的另一路經(jīng)調(diào)節(jié)閥D、型芯鑲塊流道至出口分流器，二路在出口分流器合路，為系統(tǒng)中的控制環(huán)節(jié)，其中，定模的型腔鑲塊流道與動模的型芯鑲塊流道屬于系統(tǒng)的控制對象模具部分，調(diào)節(jié)閥C、調(diào)節(jié)閥D為調(diào)節(jié)流經(jīng)流道流體的流量或壓力的受控執(zhí)行元件；所述的加熱部分為設置在模具型腔鑲塊、型芯鑲塊加熱道中的電熱管組，為系統(tǒng)的加熱執(zhí)行部分；所述的冷卻部分，按流體正向途徑排列，由冷凍水儲水罐、冷凍水泵、冷卻電磁閥A、分合路控制環(huán)節(jié)、冷卻電磁閥B、過濾器，回到冷凍水儲水罐所構成的閉合回路，由制冷機組連接冷凍水儲水罐構成的循環(huán)制冷旁路，為系統(tǒng)的冷卻執(zhí)行部分，其中，由冷凍水儲水罐、冷凍水泵、冷卻電磁閥A以及制冷旁路構成冷源環(huán)節(jié)，由冷卻電磁閥B、過濾器回到冷凍水儲水罐，構成冷卻水回收環(huán)節(jié)；所述的吹氣部分，按流體正向途徑排列，壓縮空氣源、吹氣電磁閥、分合路控制環(huán)節(jié)，出來后經(jīng)由冷卻部分的冷卻水回收環(huán)節(jié)進入冷凍水儲水罐后與大氣相通，為系統(tǒng)排空模具部分冷卻流道的執(zhí)行部分；所述的補水部分，按流體正向途徑排列，由水源、補水電磁閥向冷卻部分冷源環(huán)節(jié)的冷凍水儲水罐注水補水，為系統(tǒng)的注水補水執(zhí)行部分。
2、根據(jù)權利要求1所述的隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)各部分的相互連接關系為，冷卻部分冷源環(huán)節(jié)末端的冷卻 電磁閥A通過分合路控制環(huán)節(jié)的進口分流器與吹氣部分末端的吹氣電磁閥相 連，分合路控制環(huán)節(jié)末端的出口分流器與冷卻部分冷卻水回收環(huán)節(jié)始端的冷卻電磁閥B相連，補水部分末端的補水電磁閥與冷源環(huán)節(jié)的冷凍水儲水罐相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，包括模溫機部分、分合路控制環(huán)節(jié)、加熱部分、冷卻部分、吹氣部分、補水部分。本發(fā)明采取在系統(tǒng)中增設冷卻、吹氣、補水部分，在系統(tǒng)的模溫機部分增設冷卻、吹氣、補水執(zhí)行單元的技術方案，所提供的一種隔離式電熱高光注塑模具的溫度控制系統(tǒng)，在系統(tǒng)加熱前，回收低溫冷卻水，減少加熱及制冷的能耗，有益于節(jié)能，克服了現(xiàn)有技術存在的不配套、不適應的問題與不足，通過對系統(tǒng)的革新配置，達到了滿足與隔離式電熱高光注塑模具工作方式相配套的目的。
文檔編號B29C45/78GK101531053SQ200910138548
公開日2009年9月16日 申請日期2009年4月27日 優(yōu)先權日2009年4月27日
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