專利名稱：控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生裝置，特別是一種控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，
具體的講就是通過實(shí)現(xiàn)蒸汽鍋爐、蒸汽儲(chǔ)存器以及蒸汽控制器等模塊的集成，從而在獲得高質(zhì)量外觀的樹脂聚合物注射成型產(chǎn)品。
背景技術(shù)：
在注塑成型高質(zhì)量外觀的塑料制品時(shí)，通過對(duì)模具溫度快速變化的控制，是一種常用的工藝方法。由于蒸汽獨(dú)特的熱力學(xué)特征、容易實(shí)施、以及工藝控制穩(wěn)定，采用蒸汽作為加熱介質(zhì)是最為普遍的。如2008年12月24日公開授權(quán)的中國(guó)專利ZL200720075904. 6公開了一種為獲得高質(zhì)量外觀注塑成型件而開發(fā)的控制注塑模具溫度變化的裝置，該裝置為本申請(qǐng)人為已安裝燃?xì)?、燃油蒸汽鍋爐的客戶而開發(fā)的，該裝置要求用戶有大型蒸汽鍋爐、儲(chǔ)汽裝置及蒸汽管道等，在實(shí)踐中存在的問題是一是，大中型燃油燃?xì)忮仩t都要求有專門的鍋爐房，離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)較遠(yuǎn)，一般都需要很長(zhǎng)的蒸汽管道才能將蒸汽接入蒸汽控制器，這樣管路散熱帶來的能耗就不可避免；二是，由于儲(chǔ)汽裝置的散熱不可避免并在儲(chǔ)汽裝置中形成冷凝水，而冷凝水只能通過排污閥定期排除，帶走大量的熱量，而不能回收利用；三是，采用所述的蒸汽進(jìn)行工藝控制時(shí)，對(duì)通過模具后的蒸汽沒有被回收，被直接排掉或與冷卻水混合，造成極大的能源浪費(fèi)；四是，一個(gè)大型蒸汽鍋爐生產(chǎn)的蒸汽可通過多個(gè)蒸汽控制器分別提供給多付注塑模具使用。但如果只有一付注塑模具生產(chǎn)時(shí)，也必須開啟大型蒸汽鍋爐，這不但提高了運(yùn)行成本，而且不可避免地增控制器加能耗；五是，安裝大型蒸汽鍋爐的手續(xù)復(fù)雜，使用中限制多，造成用戶不方便。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是解決上述技術(shù)方案的不足，提供一種控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱裝置，該裝置為一種集成系統(tǒng)，同時(shí)在使用過程中大幅減少能源消耗。
本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)，由以下技術(shù)方案完成 本發(fā)明包括由補(bǔ)水箱9和一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器6和蒸汽儲(chǔ)存器2用管道串聯(lián)連接組成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器6與蒸汽儲(chǔ)存器2均有兩個(gè)管道連接，其中一個(gè)包含單向閥5的管道直接連接在蒸汽儲(chǔ)存器2上；蒸汽儲(chǔ)存器2設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器6的上端，使得存儲(chǔ)器2內(nèi)的冷凝水可以依靠重力流至電加熱蒸汽發(fā)生器6內(nèi)，補(bǔ)水箱9內(nèi)設(shè)置有換熱器12。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由于本發(fā)明裝置中的電加熱蒸汽發(fā)生器能夠充分利用蒸汽存儲(chǔ)器內(nèi)冷凝水的熱量以及利用系統(tǒng)回水的熱量加熱補(bǔ)水箱內(nèi)換熱器，從而提高補(bǔ)水箱內(nèi)的水溫，可以大幅減少能源消耗。比如生產(chǎn)47"液晶電視前框，與大型鍋爐蒸汽發(fā)生器比較，使用本發(fā)明產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗降低50%，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。
附圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖及實(shí)施方式示意圖。具體實(shí)施方案 下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征及其相關(guān)特征作進(jìn)一步詳述 如附圖l示，附圖中的標(biāo)號(hào)分別表示l-集成系統(tǒng)的機(jī)箱框架、2-蒸汽儲(chǔ)存器、3-安全閥、4-蒸汽壓力表、5-單向閥、6-電加熱蒸汽發(fā)生器、7-配電箱、8-電源電纜、9-補(bǔ)水箱、10-進(jìn)水口、ll-浮子開關(guān)、12-換熱器、13-冷卻水源接口、14-壓縮空氣源接口、15-換熱器接口 、 16-換熱器接口 、 17-水泵、18-氣動(dòng)截止閥、19-氣動(dòng)截止閥、20-氣動(dòng)截止閥、21-氣動(dòng)截止閥、22-氣動(dòng)截止閥、23-控制單元、24-注塑成型機(jī)控制系統(tǒng)、25-系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 、26-系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 、27-系統(tǒng)介質(zhì)排放接口 、28-注塑模具、29-溫度傳感器、100-蒸汽儲(chǔ)存器蒸汽輸出口 、 101-管道連接點(diǎn)、102-管道連接點(diǎn)、103-管道連接點(diǎn)、104-管道連接點(diǎn)。 本發(fā)明實(shí)施例包括由補(bǔ)水箱9和二個(gè)并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器6和蒸汽儲(chǔ)存器2用管道串聯(lián)連接組成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器6與蒸汽儲(chǔ)存器2均有兩個(gè)管道連接，其中一個(gè)包含單向閥5的管道直接連接在蒸汽儲(chǔ)存器2上，蒸汽儲(chǔ)存器2設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器6的上端，使得存儲(chǔ)器2內(nèi)的冷凝水可以依靠重力流至電加熱蒸汽發(fā)生器6內(nèi)，補(bǔ)水箱9內(nèi)設(shè)置有換熱器12。本實(shí)施例的使用，以生產(chǎn)制品為47"液晶電視前面框?yàn)槔?，注塑模?8為一腔模具，靠近外觀表面設(shè)置了四個(gè)溫度傳感器29 ;而模具中的介質(zhì)通道允許蒸汽、冷卻水和壓縮空氣順利通過，以快速加熱和冷卻模具的型腔表面。采用2臺(tái)或5臺(tái)安裝功率為24kW的電加熱蒸汽發(fā)生器6，并聯(lián)安裝在一個(gè)機(jī)箱框架上；每臺(tái)電加熱蒸汽發(fā)生器都根據(jù)設(shè)定的壓力點(diǎn)自動(dòng)運(yùn)行的。在蒸汽發(fā)生器6的背面，掛置一個(gè)補(bǔ)水箱9，包括進(jìn)水口 10、浮子開關(guān)11、內(nèi)置換熱器12，補(bǔ)水箱與每臺(tái)蒸汽發(fā)生器6分別連接，提供較高溫度的水。在蒸汽發(fā)生器的頂部放置蒸汽儲(chǔ)存器2，含有安全閥3、蒸汽壓力表4和輸出口 100 ;蒸汽儲(chǔ)存器2與每個(gè)蒸汽發(fā)生器6之間均有兩個(gè)管道連接，其中一個(gè)管道用于將蒸汽發(fā)生器6所產(chǎn)生的蒸汽送至蒸汽儲(chǔ)存器2中，而另外一個(gè)含有單向閥5的管道直接連接到蒸汽儲(chǔ)存器2的底部，用于將蒸汽儲(chǔ)存器2中的高溫冷凝水引回蒸汽發(fā)生器，減少水的消耗量和能耗。而從蒸汽輸出口 100經(jīng)過氣動(dòng)截止閥19再到管道連接點(diǎn)101的管道連接長(zhǎng)度為0. 5米；然后直接連接到系統(tǒng)介質(zhì)輸出接口 口 25，但在連接點(diǎn)101和輸出口 25之間設(shè)置一個(gè)連接點(diǎn)102，用于引入清掃壓縮空氣；而輸出接口25與注塑模具28的介質(zhì)通道進(jìn)口用管道連接，系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26與注塑模具28的介質(zhì)通道出口連接。從模具返回的蒸汽沿管道、通過氣動(dòng)截止閥21和換熱器12、然后經(jīng)過系統(tǒng)介質(zhì)排放接口排出到工廠的循環(huán)冷卻塔系統(tǒng)中。蒸汽經(jīng)過換熱器12時(shí)，會(huì)將大量的熱量傳遞給將要生產(chǎn)蒸汽的冷水中進(jìn)行預(yù)熱，而殘存在從模具返回的蒸汽中的熱量被再次利用了。補(bǔ)水箱的進(jìn)水口 IO通過管道與冷卻水源接口 13連接，為提高模具的效率，冷卻水源最好是經(jīng)軟化處理的冷卻水。冷卻水源接口 13同時(shí)經(jīng)過管路、水泵17、氣動(dòng)截止閥18被連接到管道連接點(diǎn)IOI，與上述蒸汽的路徑聯(lián)通，但會(huì)通過控制氣動(dòng)截止閥18和19在不同的狀態(tài)來實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間送入到模具的介質(zhì)通道中加熱或冷卻模具；冷卻水經(jīng)過模具的介質(zhì)通道后，溫度較低，進(jìn)入換熱器12的效果不大，可能對(duì)補(bǔ)水箱中的水溫負(fù)面效果，因此在系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 26到換熱器12的接口 16之間設(shè)置氣動(dòng)截止閥21 ;在氣動(dòng)截止閥21和返回接口 26之間設(shè)置一個(gè)管道連接點(diǎn)103，在換熱器12的 另一個(gè)接口 15至系統(tǒng)介質(zhì)排放接口 27之間設(shè)置管道連接點(diǎn)104 ;將管道連接點(diǎn)103和104 用管道連接起來，并在其中設(shè)置一個(gè)氣動(dòng)截止閥22 ;這樣通過控制氣動(dòng)截止閥21和22的 開啟及關(guān)閉時(shí)間，實(shí)現(xiàn)返回的蒸汽殘能被充分利用。在本發(fā)明的技術(shù)的使用方案中，壓縮空 氣一方面作為氣動(dòng)截止閥的先導(dǎo)氣體；另一方面是作為工藝用氣體，用于在向模具28中的 介質(zhì)通道中通蒸汽加熱之前，將模具中的冷卻水吹出，避免蒸汽在水中產(chǎn)生汽爆和能耗大 的缺陷。因此本發(fā)明的使用方案中通過壓縮空氣源接口 14、氣動(dòng)截止閥20，將壓縮空氣連 接到管道連接點(diǎn)102，用于工藝清掃。另外，在壓縮空氣源接口 14和氣動(dòng)截止閥20之間，通 過管道將壓縮控制連接到各氣動(dòng)截止閥的先導(dǎo)氣體接口上，作為各氣動(dòng)截止閥的開關(guān)驅(qū)動(dòng) 氣源。而從模具返回的空氣或氣水混合物將按照冷卻水的路徑被排放。在本發(fā)明的使用方 式中，控制單元23采用PLC以及液晶觸摸屏操作界面。PLC系統(tǒng)通過與注塑成型機(jī)的控制 系統(tǒng)24的通訊，和接受模具中的溫度傳感器29的實(shí)測(cè)溫度值，發(fā)出指令控制5個(gè)氣動(dòng)截止 閥的開關(guān)，以及水泵馬達(dá)的啟停，實(shí)現(xiàn)下列的工藝步驟 控制單元23接到注塑機(jī)合模開始信號(hào)，發(fā)出指令，使閥18關(guān)，閥19開，閥20關(guān)， 閥21開，閥22關(guān)。這樣蒸汽儲(chǔ)存器2中的蒸汽被引入到模具的介質(zhì)通道中加熱模具；在此 過程中，當(dāng)蒸汽儲(chǔ)存器2中的蒸汽壓力降至設(shè)定值，電加熱蒸汽發(fā)生器6將自動(dòng)工作，滿足 模具對(duì)蒸汽的需求； 當(dāng)溫度傳感器29檢測(cè)到溫度到達(dá)設(shè)定溫度，控制單元23發(fā)出信號(hào)給注塑成型機(jī) 的控制系統(tǒng)24，允許注射；注塑機(jī)根據(jù)此信號(hào)開始射膠； 當(dāng)延時(shí)一段時(shí)間或注射完畢后，控制單元發(fā)出指令，使閥19關(guān)，18開，20關(guān)，22開， 21關(guān)，水泵17的馬達(dá)啟動(dòng)向模具的介質(zhì)通道中輸送冷卻水，將模具溫度降低到預(yù)設(shè)溫度， 而通過模具中的冷卻水經(jīng)過氣動(dòng)截止閥22然后從排放接口 27中排出；
當(dāng)溫度傳感器29測(cè)得模具溫度降到設(shè)定值，控制單元23向注塑成型機(jī)的控制系 統(tǒng)24發(fā)出允許開模信號(hào)；同時(shí)發(fā)出指令，使閥18關(guān)、19關(guān)、20開、21關(guān)、22開，水泵17的馬 達(dá)關(guān)，這樣壓縮空氣將模具28的介質(zhì)通道中的冷卻水吹出；為下一個(gè)循環(huán)做準(zhǔn)備；
在上述過程中，蒸汽發(fā)生器6將根據(jù)設(shè)定壓力自動(dòng)工作，將產(chǎn)生的蒸汽儲(chǔ)存在儲(chǔ) 存器2中。當(dāng)儲(chǔ)存器2中的壓力到達(dá)設(shè)定值，蒸汽發(fā)生器處于待機(jī)狀態(tài)。由配電箱7提供 蒸汽發(fā)生器6以及控制單元23所需的電源，而配電箱通過電纜8與工廠的電源系統(tǒng)連接。
在本發(fā)明的實(shí)施方式中，包括配電箱、蒸汽發(fā)生器、蒸汽儲(chǔ)存器、系統(tǒng)介質(zhì)輸出接 口 ，系統(tǒng)介質(zhì)返回接口 、控制單元等被集成在一個(gè)機(jī)箱框架上，方便了安裝和使用，更大的 優(yōu)勢(shì)是節(jié)能。相對(duì)于ZL200720075904. 6的實(shí)施方式，本發(fā)明的實(shí)施方式可使所述47〃液晶 電視前框的生產(chǎn)能耗降低50%，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。 雖然以上已經(jīng)參照附圖對(duì)按照本發(fā)明目的的構(gòu)思和實(shí)例作了詳盡說明，但本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可以認(rèn)識(shí)到，在沒有脫離權(quán)利要求限定范圍的前提條件下，仍然可以對(duì)本發(fā) 明作出各種改進(jìn)和變換，而這種改進(jìn)和變換仍然應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，其特征是，包括由補(bǔ)水箱(9)和一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器(6)和蒸汽儲(chǔ)存器(2)用管道串聯(lián)連接組成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器(6)與蒸汽儲(chǔ)存器(2)均有兩個(gè)管道連接，其中一個(gè)包含單向閥(5)的管道直接連接在蒸汽儲(chǔ)存器(2)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，其特征是，蒸汽儲(chǔ)存器(2)設(shè)置在電加熱蒸汽發(fā)生器(6)的上端，使得存儲(chǔ)器(2)內(nèi)的冷凝水可以依靠重力流至電加熱蒸汽發(fā)生器(6)內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，其特征是，補(bǔ)水箱(9)內(nèi)設(shè)置有換熱器(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及蒸汽發(fā)生裝置，特別是一種控制注塑模具快速變溫的蒸汽加熱系統(tǒng)，具體的講就是通過實(shí)現(xiàn)蒸汽鍋爐、蒸汽儲(chǔ)存器以及蒸汽控制器等模塊的集成，從而在獲得高質(zhì)量外觀的樹脂聚合物注射成型產(chǎn)品。本發(fā)明包括由補(bǔ)水箱9和一個(gè)或多個(gè)并聯(lián)的電加熱蒸汽發(fā)生器6和蒸汽儲(chǔ)存器2用管道串聯(lián)連接組成，每個(gè)蒸汽發(fā)生器6與蒸汽儲(chǔ)存器2均有兩個(gè)管道連接，其中一個(gè)包含單向閥5的管道直接連接在蒸汽儲(chǔ)存器2上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，由于本發(fā)明裝置中的電加熱蒸汽發(fā)生器能夠充分利用蒸汽存儲(chǔ)器內(nèi)冷凝水的熱量以及利用系統(tǒng)回水的熱量加熱補(bǔ)水箱內(nèi)換熱器，從而提高補(bǔ)水箱內(nèi)的水溫，可以大幅減少能源消耗。比如生產(chǎn)47″液晶電視前框，與大型鍋爐蒸汽發(fā)生器比較，使用本發(fā)明產(chǎn)品，生產(chǎn)能耗降低50％，成型周期也有適當(dāng)?shù)目s短。
文檔編號(hào)B29C45/73GK101791843SQ20101030019
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月11日
發(fā)明者唐慶華, 郭金源 申請(qǐng)人:北京中拓機(jī)械有限責(zé)任公司