CN101249714A - 注塑模具的瞬间加热/冷却装置及其模具温度控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括一模板，模板上设有型腔，所述模板内至少设有一条循环水回路，其特征在于：对应每一所述循环水回路的孔道处，布有复数个分别连通该循环水回路入口与出口的结合孔，每一结合孔内插设有一加热棒，该加热棒的内端发热部与结合孔壁间留存有间隙，供冷却水或被发热部加热变换为的饱和水蒸汽通过；对带有上述装置的模具温度控制方法是：预先设定基准温度，根据位于模具周围的各温度传感器检测得到的温度，及时控制加热棒的电源通断，实时控制模板温度。本发明加热棒位于模板内，实现对型腔的直接加热，避免热传递的损耗，提高导热效率，同时以水及饱和水蒸汽作为导热介质，提高了热传导的均匀性。

Description

注塑模具的瞬间加热/冷却装置及其模具温度控制方法

技术领域

本发明涉及一种注塑模具，具体涉及一种具有瞬间加热或冷却到一定温度功能的注塑模具，以及控制该模具温度的控制方法。

背景技术

在注塑开始前，需对模具进行预热，以提高注塑成品的质量。而若预热模具常会出现温度不均匀问题，或是发生过预热、预热不足等现象，这些温控问题将导致注塑成品表面出现斑点、糊斑或是桔皮纹、流痕等不良现象，直接影响成品质量，因而，通常需要一模具控温机来控制模具的温度。

目前，模具控温机一般由导热装置和冷却装置两部分组成，其中导热装置设置于模具上，直接对模具加热；冷却装置包括了设置于模具上的冷却水路，冷却时将冷却水供于冷却水路中，达到冷却目的。该类结构的控温机，由于加热时，使用导热装置直接对模具加热，因而使整个模具保持温度均匀变得非常困难，而导热装置与冷却装置为独立的两部分，使得整个控温机结构较为复杂。

另一种模具控温机将导热装置与冷却装置合为一体，如中国实用新型专利公开的模具型芯的控温装置(CN2855712)，将型芯内部挖空安装不锈钢管，模具加热时由外部加热的高温水通入不锈钢管内，为模具加热；冷却时向不锈钢管内通入冷却水。然而，为了形成或储存高温水需另外设置一加热罐等设备，因此使整个控温机体积变大，同时由于高温水是在模具外部被加热后通入模具内的，热能在传输中将被损耗，使导热能力下降，影响生产效率，且模具温度的均匀度亦较差。

发明内容

本发明目的是提供一种能迅速实行加热和冷却注塑模具的装置，使用该装置，可缩短生产周期，提高生产效率，且结构简单，模具温度均匀。

本发明的另一目的是提供一种对上述装置的温度控制方法，使模具内温度及时得到调整，提高注塑成品质量。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括一模板，模板上设有型腔，所述模板内至少设有一条循环水回路，由与冷却水路连接的入口、布置于型腔周围的孔道及与冷却水路连接的出口组成，对应每一所述循环水回路的孔道内，布有复数个分别连通该循环水回路入口与出口的结合孔，每一结合孔内插设有一加热棒，该加热棒的内端发热部与结合孔壁间留存有间隙，供冷却水或被发热部加热变换为的饱和水蒸汽通过。

上述技术方案中，所述型腔形状与待注塑产品外壳体形状匹配，所述冷却水路为与模板连接的冷却水进水管路及回水管路，为模板供给冷却水及回收冷却水。所述循环水回路以及与孔道连通的结合孔数量、分布根据型腔加热/冷却的需要而布置，结合孔内设置可通电发热的加热棒，加热时，当冷却水经入口、孔道进入各结合孔，此时冷却水遇加热棒部分变换为饱和水蒸汽，以及未变为水蒸汽的高温水再回至孔道内，由出口流出；由于加热棒位于模板内，热能可直接作用于型腔，避免热能的损耗，提高效率，而同时以水及饱和水蒸汽作为加热介质，提高热传导的均匀性。

上述技术方案中，所述加热棒的外缘沿长度方向螺旋绕设有热传递板，所述热传递板与所述结合孔内壁紧贴，供加热棒与内壁间的热传递。

另一种技术方案为，所述加热棒的外缘均布有复数个沿所述发热部长度方向延伸的热传递板，所述热传递板与所述结合孔内壁紧贴，供加热棒与内壁间的热传递。

进一步的技术方案是，所述热传递板与所述结合孔内壁间塞设有热传递管，可采用导热率高的材质制得。

上述技术方案中，还包括一温度控制部，该温度控制部由分布于模具周围实时检测模板温度的复数个温度传感器及加热棒控制开关构成。根据传感器测得模具温度，控制加热棒通电与否。

上述技术方案中，以所述加热棒为基准、所述型腔外侧的模板上设有复数个隔热孔，模板上型腔位于模板的中间，加热棒围布于型腔周围，所述隔热孔即分布于相对于型腔(内侧)的加热棒另一侧(外侧)模板上，包括底部及侧面，利用隔热孔以减少加热棒的热能向外侧(型腔为内侧)传导，提高热能的利用率，减少热能损耗。

为达到上述目的，本发明采用的另一种技术方案是：一种对带有上述瞬间加热/冷却装置的模具温度控制方法，预先设定最高与最低基准温度，根据位于模具周围的各温度传感器检测得到的温度，控制加热棒的电源通断，具体控制方式为：

(1)测得温度低于最低基准温度时，为加热棒通电使其发热，通过冷却水路供给冷却水，在流经结合孔内时被加热棒加热，变换为饱和水蒸汽，通过循环水回路为模板加热；

(2)测得温度高于最高基准温度时，关闭加热棒通电开关，通过冷却水路供给冷却水，进入循环水回路为模板冷却。

上述技术方案中，所述饱和水蒸汽及未变换成水蒸汽的高温水可通过一接入冷却水路内的加热回路循环收集使用，该加热回路可包括一储藏罐、一水泵、连接管路及数个阀门构成，当加热时打开加热回路，这样由出口流出的饱和水蒸汽及高温水经连接管路进入储藏罐，然后再次被送入模板内的循环水回路中去；当冷却时，关闭加热回路，由冷却水路为模板供给冷却水。以此可提高加热效率，而通过温度传器检测模板各部位的温度，与设定温度比较，判断加热棒的加热与否，实时控制模板的温度，有助于提高注塑成品质量。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明通过设置与循环水回路孔道相通的多个结合孔，在每一结合孔内均设置有加热棒，加热棒与孔壁留有供冷却水流过的间隙，当加热时，进入结合孔的冷却水被加热棒加热，部分变换为饱和水蒸汽，与未被变换的高温水一并作为加热模板的介质，由于加热棒位于模板内，热能可直接作用于型腔，避免以往热能传替时的损耗，提高导热效率，而同时以水及饱和水蒸汽作为加热介质，提高了热传导的均匀性；

2.冷却时，加热棒停止加热，冷却水经循环水回路为模板冷却，如此模板的加热与冷却通过同一循环水回路完成，因而相对简化了模板，提高注塑模具的加热/冷却装置的制作性及经济性；

3.通过设置热传递板及热传递管，可更加迅速地进行模板的加热或冷却，由此提高了生产效率，缩短生产周期；

4.设置温度传感器，实时测得模板温度，根据测得温度与基准温度比较，控制加热棒加热与否，及时调节模板温度，有助于提高注塑成品的良品率。

附图说明

图1是本发明实施例一中瞬间加热/冷却装置的结构图(温度控制部未画出)；

图2是图1的A-A剖示放大图；

图3是图2的局部放大示意图；

图4是本发明实施例一的注塑模具加热时温度控制管路的结构示意图；

图5是本发明实施例一的注塑模具冷却时温度控制管路的结构示意图；

图6是本发明实施例二中加热/冷却装置加热棒剖示示意图；

图7是图6的局部放大图；

图8是本发明实施例三中加热/冷却装置加热棒剖示示意图；

图9是图8的局部放大图；

图10是本发明实施例四中加热/冷却装置加热棒剖示示意图；

图11是图10的局部放大图。

其中：1、加热/冷却装置；2、储藏罐；3、水泵；4、温水连接管路；5、水蒸汽流路；6a～6f、阀门；7、管路；8、冷却水路；20、模板；22、结合孔；24、型腔；26、隔热孔；30、加热棒；32、发热部；40、入口；42、出口；50、循环水回路；60、热传递板；70、热传递管。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：参见图1至图5所示，一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括一模板20，模板20上设有型腔24，所述模板20内设有5条循环水回路50，分别由与冷却水路8连接的入口40、布置于型腔24周围的孔道及与冷却水路8连接的出口42组成，对应每一所述循环水回路50的孔道处，布有3(或4)个分别连通该循环水回路50入口40与出口42的结合孔22，每一结合孔22内插设有一加热棒30，该加热棒30的内端发热部32与结合孔壁间留存有间隙，供冷却水或被发热部32加热变换为的饱和水蒸汽通过，外端经温度控制部内的加热棒30控制开关与电源连接，所述温度控制部内还包括分布于模板周围实时检测模板温度的复数个温度传感器，由测得的温度控制加热棒30的工作状态。以所述加热棒30为基准、所述型腔24外侧的模板20上设有复数个隔热孔26，如图2所示，隔热孔26分布于以加热棒30为基准，相对于型腔24(加热棒内侧)侧的另一侧(近模板外边缘侧)，包括型腔24的底部与侧面的外侧，利用隔热孔26以减少加热棒30的热能向外侧(型腔为内侧)传导，使热量集中在模板的型腔24附近，提高热能的利用率，减少热能损耗。

对上述装置的温度控制方法是：预先设定最高与最低基准温度，根据位于模板20周围的各温度传感器检测得到的温度，控制加热棒30的电源通断，具体控制方式为：

(1)测得温度低于最低基准温度时，为加热棒30通电使其发热，通过冷却水路8供给冷却水，在流经结合孔22内时被加热棒30加热，变换为饱和水蒸汽，通过循环水回路50为模板20加热；

(2)测得温度高于最高基准温度时，关闭加热棒通电开关，通过冷却水路8供给冷却水，进入循环水回路50为模板20冷却。

如图4所示，加热状态时，加热棒通电工作，由一加热回路并接于冷却水路8中，其包括一储藏罐2、一水泵3、连接管路及4个阀门6b、6d、6e、6f构成，此时冷却水路8上的阀门6a、6c关闭，冷却水通过连接管路、阀门6b流到储藏罐2里，流到储藏罐2里的冷却水通过水泵3的作用，流入温水连接管路4到加热/冷却装置1，流入加热/冷却装置1的冷却水如图1所示，通过循环水回路入口40供给冷却水通过加热棒30所在的结合孔22，被加热棒30加热，部分变换为饱和水蒸汽，与未变换的高温水一并回至循环水回路50中的孔道内，为加热/冷却装置1均匀加热，最后自出口42经连接管路、阀门6d回至储藏罐2内，饱和水蒸汽可通过水蒸汽流路5、阀门6f再次经入口40进入循环水回路50；阀门6b在首次进水后便可作为进入储藏罐2冷却水量的调节阀，为储藏罐2内的储水量进行调整，补充水与回流的高温水再次由水泵3抽回加热/冷却装置1内，加热/冷却装置1内部的循环结束后通过连接管路重新回到储藏罐2，如此反复循环。其中，冷却水被加热棒30瞬间加热到100度以上而变换为饱和水蒸汽，其蒸汽压维持在6～9bar，饱和水蒸汽温度维持在160度～180度。

如图5所示，冷却时，加热棒30被控制开关切断电源，将加热回路关闭，即将水泵3及阀门6b、6d、6e、6f均关闭，仅有冷却水路8上的阀门6a、6c打开，冷却水经连接管路进入加热/冷却装置1内，由循环水回路50为加热/冷却装置1冷却，再经出口回至冷却水路8排出。

图4、5中所示的管路7与外界相通，用于调节连接管路内的气压，防止真空状态。

实施例二：参见图6、7所示，一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，在本实施例中，其结构类似于实施例一，不同点在于：所述加热棒30的外缘沿长度方向螺旋绕设有热传递板60，所述热传递板60与所述结合孔22内壁紧贴，供加热棒30发热部32与内壁间的热传递，热传递板60具有一定厚度及宽度，采用热传递率较高的材质制成，使发热部产生的热量更有效地传递给结合孔内壁，加热模板20更为迅速。

实施例三：参见图8、9所示，一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，在本实施例中，其结构类似于实施例一，不同点在于：所述加热棒30的外缘均布有复数个沿所述发热部32长度方向延伸的热传递板60，所述热传递板60与所述结合孔22内壁紧贴，供加热棒30与内壁间的热传递，热传递板60具有一定厚度及宽度，采用热传递率较高的材质制成，相邻板间的距离可根据导热需要而调整，增减热传递板的数量。

实施例四：参见图10、11所示，一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，在本实施例中，其结构类似于实施例二，不同点在于：在所述热传递板60与所述结合孔内壁间塞设有热传递管70，热传递管70采用传热率较高的材质制成，进一步提高热能向模板20的传导。

本实施例中的热传递管70亦可塞设于如实施例三中的热传递板与结合孔内壁间，以提高热能传递。

Claims (7)

1. 一种注塑模具的瞬间加热/冷却装置，包括一模板，模板上设有型腔，所述模板内至少设有一条循环水回路，由与冷却水路连接的入口、布置于型腔周围的孔道及与冷却水路连接的出口组成，其特征在于：对应每一所述循环水回路的孔道处，布有复数个分别连通该循环水回路入口与出口的结合孔，每一结合孔内插设有一加热棒，该加热棒的内端发热部与结合孔壁间留存有间隙，供冷却水或被发热部加热变换为的饱和水蒸汽通过。

2. 根据权利要求1所述的注塑模具的瞬间加热/冷却装置，其特征在于：所述加热棒的外缘沿长度方向螺旋绕设有热传递板，所述热传递板与所述结合孔内壁紧贴，供加热棒与内壁间的热传递。

3. 根据权利要求1所述的注塑模具的瞬间加热/冷却装置，其特征在于：所述加热棒的外缘均布有复数个沿所述发热部长度方向延伸的热传递板，所述热传递板与所述结合孔内壁紧贴，供加热棒与内壁间的热传递。

4. 根据权利要求2或3所述的注塑模具的瞬间加热/冷却装置，其特征在于：所述热传递板与所述结合孔内壁间塞设有热传递管。

5. 根据权利要求1所述的注塑模具的瞬间加热/冷却装置，其特征在于：还包括一温度控制部，该温度控制部由分布于模具周围实时检测模板温度的复数个温度传感器及加热棒控制开关构成。

6. 根据权利要求1所述的注塑模具的瞬间加热/冷却装置，其特征在于：以所述加热棒为基准、所述型腔外侧的模板上设有复数个隔热孔。

7. 一种对带有权利要求1所述装置的模具温度控制方法，其特征在于：预先设定最高与最低基准温度，根据位于模具周围的各温度传感器检测得到的温度，控制加热棒的电源通断，具体控制方式为：

(1)测得温度低于最低基准温度时，为加热棒通电使其发热，通过冷却水路供给冷却水，在流经结合孔内时被加热棒加热，变换为饱和水蒸汽，通过循环水回路为模板加热；

(2)测得温度高于最高基准温度时，关闭加热棒通电开关，通过冷却水路供给冷却水，进入循环水回路为模板冷却。

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