CN101224627A - 快速加热模具的温度控制系统 - Google Patents

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本发明提供一种快速加热模具的温度控制系统,包括可对模具加热的加热系统、中央控制系统及机械执行系统,中央控制系统通过数据线与加热系统及机械执行系统相连接,机械执行系统与加热系统相连接;中央控制系统包括对模具的加热动作进行控制的中央控制器;加热系统包括加热板及可对模具表面加热的加热器,加热器设在加热板上;机械执行系统包括带动加热板移进或移出模具的夹持柄及机械连杆装置,夹持柄与加热板及机械连杆装置相连接。上述快速加热模具的温度控制系统通过辐射、感应加热模具表面,采用非接触的加热方式对模具进行加热,传热速度快,缩短加工周期,提高加工效率;直接对模具表面进行加热,节省能源,提高了加热的针对性。

Description

快速加热模具的温度控制系统
【技术领域】
本发明涉及一种快速加热模具的温度控制系统,尤其涉及一种基于非接触辐射、感应加热的模腔表面温度快速加热系统。
【背景技术】
模具温度对制品质量有显著的影响,高的模具温度会提高熔体的填充速度、降低注射压力、提高制品的表面质量。对于一些外观质量要求高,又不允许进行喷漆处理的制品,在充模时提高模具温度,是目前行之有效的一种手段。然而对于一些大型复杂模具,通过传统的电加热和油加热方法会使模具和制品的冷却时间延长,加工周期延长,生产效率降低,而且油还可能造成对模具和制品的污染。
如图1所示,使用蒸汽加热模具,在模具的上下座体1’、2’内铺设环绕的高压蒸汽热交换管道3’,蒸汽热交换管道3’两头设有输气和连接用的进气管接头和出气管接头,在这些蒸汽热交换管道3’中通入高温水蒸汽可以实现对模具的快速加热。上述蒸汽加热技术没有提供快速冷却模具的手段,制品的冷却需要较长时间,延长了加工周期,而且存在能耗大、操作危险等缺点。如图2所示,也为使用蒸汽加热模具,模具上靠近型腔的位置开有很多通道,在塑料熔体充模前,把高温水蒸汽通入这些通道,使模具温度迅速升高;在冷却阶段,把冷却水通入这些通道,可以使模具温度较快地降低。该技术实现了对模具的快速加热和冷却,但存在能耗大、加工周期长、设备复杂、占地面积大、运行成本高、操作危险等缺点。
如图3所示,基于电磁感应的模具加热系统,在模具内部靠近模腔的位置埋设一个电磁感应加热模块,利用电磁感应模块对模具进行高频感应加热,从而实现对模具的快速升温。由于该技术把电磁感应线圈铺设在模具内部,存在拆装麻烦的缺点,另外该技术虽然可以实现快速升温的要求,但无法满足快速降温的要求。
上述的模具加热技术,都是对整个模具进行加热,如蒸汽热交换管道或电磁感应加热模块,均为设置在模具内部,对整个模具进行加热,而实际注塑中,需要高温的部位仅仅在模具的型腔位置,故利用已有的加热技术既造成能源的浪费,也延长了加热、冷却的周期。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题在于提供快速加热模具的温度控制系统,其加热系统与模具之间无传热介质,传热速度快,加工周期短,加工效率高,节省能源,对模具具有保护作用。
为解决上述技术问题,本发明的技术方案是:提供一种快速加热模具的温度控制系统,包括可对模具加热的加热系统、中央控制系统及机械执行系统,所述中央控制系统通过数据线与加热系统及机械执行系统相连接,所述机械执行系统与加热系统相连接;所述中央控制系统包括对模具的加热动作进行控制的中央控制器;所述加热系统包括加热板及可对模具表面加热的加热器,所述加热器设在加热板上;所述机械执行系统包括带动加热板移进或移出模具的夹持柄及机械连杆装置,所述夹持柄的一端与加热板相连接,一端与机械连杆装置相连接。
与现有技术相比较,上述快速加热模具的温度控制系统的加热系统与模具表面为非接触辐射,通过感应加热模具表面,采用非接触的加热方式对模具进行加热,加热系统与模具之间无传热介质,传热速度快,进而缩短加工周期,提高了加工效率;仅对模具表面进行加热,具有节省能源的优点;可以针对模具的特殊部位,如具有微小结构或可能出现熔接痕的部位进行加热,提高了加热的针对性;只对模具的局部加热,减少了由于反复加热、冷却对模具的损坏作用。
【附图说明】
图1是现有技术蒸汽加热模具的示意图。
图2是现有技术蒸汽模的示意图。
图3是现有技术电磁感应加热模具的示意图。
图4是本发明第一较佳实施例的结构示意图。
图5是图4所示实施例的控制系统原理图。
图6是图4所示实施例中加热板的示意图。
图7是本发明第二较佳实施例中加热板的示意图。
图8是本发明第三较佳实施例中加热板的示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
请参阅图4至图6,是本发明快速加热模具的温度控制系统的第一较佳实施例,其包括中央控制系统1、加热系统2、机械执行系统3、冷却循环系统4,所述中央控制系统1通过数据线与加热系统2、机械执行系统3、冷却循环系统4相连接。由中央控制系统1对机械执行系统3及加热系统2进行控制,所述机械执行系统3带动加热系统2对模具5进行加热,加热后由冷却循环系统4对模具5进行冷却。
所述中央控制系统1包括中央控制器10及行程开关12,所述中央控制器10负责采集模具5的模腔50表面温度的实时数据,并对模具5的加热、冷却等动作进行控制。所述行程开关12被固定在模具5上,用来检测机械执行系统3的行进,并把信号传给中央控制器1。
所述加热系统2包括加热板20、红外线测温仪22、加热器24、电源26、继电器28及温控表29。本实施例中加热板20为镀膜固定板,加热器24为红外线加热头。所述红外线测温仪22及加热器24均设在加热板20上,所述加热器24(即红外线加热头)与电源26通过电缆相连接,并将继电器28设置在电缆中。所述温控表29通过信号线与红外线测温仪22、继电器28相连接,所述红外线测温仪22监控到模腔50表面的温度,由温控表29显示出来。所述加热板20(即镀膜固定板)的工作面上镀有一层厚度为0.2~1000μm薄膜,所述薄膜用来反射红外线。所述红外线测温仪22、加热器24被固定在加热板20上。所述模具5的模腔50表面镀有一层用来吸收红外线的薄膜(图中未示出)。
所述机械执行系统3包括夹持柄30及机械连杆装置32,所述夹持柄30的一端与加热板20相连接,另一端与机械连杆装置32相连接。所述夹持柄30带动加热板20进出模具5的凸、凹模之间,行程开关12用来检测加热板20是否进入模具5的凸、凹模之间,并把信号传给中央控制器1。所述机械连杆装置32一端置于移动平台34上。
所述冷却循环系统4包括冷却介质通道41、电磁阀40及温度传感器(图中未示出),所述电磁阀40设置在冷却介质通道41上,电磁阀40通过信号线与中央控制器1连接,以实现对冷却系统的控制。所述冷却介质通道41置于模具5上,其可为冷却水通道。所述温度传感器埋在模具5内部,检测模具5的实时温度。冷却水沿图5中箭头F所指方向通过模具5上的冷却介质入口52通入模具5内部,对模具5进行冷却。
所述快速加热模具的温度控制系统的整个工作过程是:在模具5打开后,加热板20由机械执行系统3的夹持柄30带动进入模具5的凸、凹模板之间,当行程开关12检测到加热板20到达预定位置时,把信号传给中央控制器1,并使加热器24(红外线加热头)开始工作,由红外线加热头对模具5的模腔50表面进行加热,由安装在加热板20上的红外线测温仪22监控模腔50表面的温度。当模腔50表面温度达到预定值时,加热器24停止工作,由机械执行系统3带动把加热板20从凸、凹模板间移开,并传送信号给中央控制器1,控制注塑机6(或其他机器)执行合模、注射、保压等动作。在制品冷却阶段,冷却循环系统4开始工作,由埋在模具5内部的温度传感器检测模具5的实时温度。当模具5冷却到要求的温度时,冷却循环系统4停止工作,并发送信号给中央控制器1,控制注塑机6(或其他机器)执行开模、顶出等动作。当产品脱模被取走以后,加热板20由机械执行系统3带动进入凸、凹模之间,开始下一个循环。
请参阅图4、图5及图7,是本发明快速加热模具的温度控制系统的第二较佳实施例,其与上述实施例的区别在于:所述加热器24也可为红外线加热管,红外线加热管固定在加热板20上,由红外线加热管对模具5的模腔50表面进行加热。
请参阅图4、图5及图8,是本发明快速加热模具的温度控制系统的第三较佳实施例,其与上述实施例的区别在于:所述加热板20为非金属固定板,所述加热器24为电磁感应线圈,所述电磁感应线圈与高频发生器相连接,高频发生器的电源受继电器19控制。所述加热器24(电磁感应线圈)固定在加热板20(非金属固定板)上。高频发生器开始工作,电磁感应线圈开始工作,所产生的电磁感应电波射到模具5的模腔50表面,使得模腔50部位的分子运动加剧,使得模具5的模腔50表面变热。
上述快速加热模具的温度控制系统的加热系统2与模具5的模腔50表面为非接触辐射,通过感应加热模腔表面,采用非接触的加热方式对模具5进行加热,加热系统2与模具5之间无传热介质,传热速度快。在模具开启时利用红外线辐射、电磁感应等非接触式加热装置对模腔表面进行加热,当达到设定温度时停止加热,合模并进行注射;在冷却阶段,利用冷却介质对模具进行快速冷却。上述快速加热模具的温度控制系统提高了模具5模腔50部位的温度升高和降低的速度,进而缩短了加工周期,提高了加工效率;且仅对模腔50表面进行加热,具有节省能源的优点;可以针对模腔的特殊部位,如具有微小结构或可能出现熔接痕的部位进行加热,提高了加热的针对性;只对模具5的局部加热,减少了由于反复加热、冷却对模具5的损坏作用;利用红外线、电磁感应等作为加热源,比现有的电阻丝加热、油加热、蒸汽加热,有更高的热效率,进一步节省了加热过程中的能源消耗;具有灵活、便捷、安全的优点,可以适用于多种模具及设备的要求。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种快速加热模具的温度控制系统,包括可对模具加热的加热系统;其特征在于:所述温度控制系统还包括中央控制系统及机械执行系统,所述中央控制系统通过数据线与加热系统及机械执行系统相连接,所述机械执行系统与加热系统相连接;所述中央控制系统包括对模具的加热动作进行控制的中央控制器;所述加热系统包括加热板及可对模具表面加热的加热器,所述加热器设在加热板上;所述机械执行系统包括带动加热板移进或移出模具的夹持柄及机械连杆装置,所述夹持柄的一端与加热板相连接,一端与机械连杆装置相连接。
2.如权利要求1所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述模具内部设模腔,所述模具包括凸、凹模,在开模状态时加热板可以移进凸、凹模之间直接对模腔部分加热。
3.如权利要求2所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述中央控制系统还包括检测加热板是否进入模具的凸、凹模之间并把信号传给中央控制器的行程开关,所述行程开关设在模具上。
4.如权利要求1所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述加热系统还包括用于监控模具表面温度的红外线测温仪、电源、继电器及显示红外线测温仪监测出温度的温控表,所述红外线测温仪设在加热板上,所述加热器与电源通过电缆相连接,并将继电器设置在电缆中,所述温控表通过信号线与红外线测温仪及继电器相连接。
5.如权利要求1至4中任意一项所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述加热板为镀膜固定板,加热器为红外线加热头。
6.如权利要求1至4中任意一项所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述加热板为镀膜固定板,加热器为红外线加热管。
7.如权利要求5所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述加热板的工作面上镀有一层用来反射红外线的薄膜。
8.如权利要求5所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述模具的模具表面镀有一层用来吸收红外线的薄膜。
9.如权利要求1至4中任意一项所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述加热板为非金属固定板,加热器为电磁感应线圈,所述电磁感应线圈与高频发生器相连接。
10.如权利要求1至4中任意一项所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述温度控制系统还包括由中央控制系统控制对模具进行冷却的冷却循环系统,所述中央控制系统通过数据线与冷却循环系统相连接。
11.如权利要求10所述的快速加热模具的温度控制系统,其特征在于:所述冷却循环系统包括冷却介质通道、电磁阀及检测模具实时温度的温度传感器,所述电磁阀设置在冷却介质通道上,电磁阀通过信号线与中央控制器连接,所述冷却介质通道置于模具上,所述温度传感器埋在模具内部。
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EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20080723

Assignee: Shenzhen Skyworth Precision Technology Co., Ltd.

Assignor: Shenzhen Skyworth-RGB Electronics Co., Ltd.

Contract record no.: 2012440020384

Denomination of invention: Temperature controlling system of rapidly heating moulds

Granted publication date: 20110629

License type: Exclusive License

Record date: 20121219

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110629

Termination date: 20161225

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee