CN103042645A

CN103042645A - 一种旋转成型模具控温装置

Info

Publication number: CN103042645A
Application number: CN2013100265277A
Authority: CN
Inventors: 周冕; 王少龙; 李永通; 杨文青
Original assignee: Chongqing University of Technology
Current assignee: Chongqing University of Technology
Priority date: 2013-01-24
Filing date: 2013-01-24
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2033-01-24
Also published as: CN103042645B

Abstract

本发明公开了一种旋转成型模具控温装置，包括信息采集系统、数据传递系统和数据处理系统；数据传递系统包括两个传递单元；每个传递单元包括上球瓦、下球瓦、上球形碳刷、下球形碳刷和弹簧，上球形碳刷和下球形碳刷设在上球瓦和下球瓦围成的腔体内并与其内表面滑动配合；温度传感器的信号输出端与一传递单元的球形碳刷连接，另一传递单元上的球瓦与数据处理系统连接。本发明采用球形碳刷巧妙的解决因旋转成型模具在互相垂直方向上的旋转造成的导线缠绕问题；该控温装置可进行三维无扰旋转，对旋转成型过程中的温度变化进行实时监测，有效避免了导线缠绕问题，从而显著提高了旋转成型的效率、制品的质量及精度，节约成本。

Description

一种旋转成型模具控温装置

技术领域

本发明涉及旋转成型保护面技术领域，尤其涉及一种旋转成型模具控温装置。该控温装置根据测温对象适用于实时监测旋转成型过程中任意位置的温度。

背景技术

旋转成型技术主要适用于加工中、大型尺寸的中空制品，制品具有壁厚均匀、无应力、无熔接线等其他加工成型工艺无法取得的优点，旋转模具也相对简单，同一设备可成型不同形状和尺寸的产品，也可应用于不同的领域，如：有机材料制品、无机非金属材料制品、金属材料等。大多数旋转成型企业分布在欧美国家，美国主要有玩具、箱子、容器和汽车零部件等多数旋转成型制品，欧洲的旋转成型制品主要是工业部件、农业用品、汽车部件等，具有广泛的应用前景。温度的监测和控制直接关系制品质量的优劣，是影响旋转成型工艺的主要因素。保证模具温度达到合适的参数，才能制造出性能达标的产品。由于旋转成型加工是一个连续旋转成型的过程，对旋转成型模具温度的测定带来了一定难度，相当多的旋转成型设备都未配有旋转成型模具控温装置，仅凭制品的外观来判断模具温度的合理性，因此得到的制品质量性能离散型很大，而且效率低，能耗大。

目前，仅有国外极少数旋转成型设备采用无线测温装置，国外专利WO9105647A1和US005322654A中分别提到发明一种无线测温装置，国内只有专利CN102632577A中发明一种滚塑设备无线测温装置，CN201442330U中发明一种无线滚塑模具温度监测装置，但此项设备仅是一种想法，并没有实现产品的实际生产。但由于我国的无线设备主要由美国、德国等西方国家掌握，而且成本很高，对设备本身的要求也相当的严格，故使其无法广泛使用。因此模具的温度需要一种更简易低成本的装置来监测，有效控制旋转成型加工过程的温度变化。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了一种旋转成型模具控温装置。该控温装置对旋转成型工艺过程中模具内外壁的温度以及物料的温度进行实时监测，为控制和调节旋转成型工艺的温度提供依据，也为模具和旋转成型设备的设计提供参考。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种旋转成型模具控温装置，包括信息采集系统、数据传递系统和数据处理系统；

所述信息采集系统包括热电偶和温度传感器；所述热电偶的信号输出端通过绝热导线与温度传感器连接；

所述数据传递系统包括两个传递单元；

每个传递单元包括上球瓦、下球瓦、上球形碳刷、下球形碳刷和弹簧，所述上球瓦和下球瓦均为半球瓦，上球瓦和下球瓦的开口端通过绝缘环固定对接，在上球瓦上且远离开口端设有一通孔；所述上球形碳刷和下球形碳刷均为半球体，且均设置在上球瓦和下球瓦围成的腔体内，上球形碳刷的平面和下球形碳刷的平面相对，且上球形碳刷的平面与下球形碳刷的平面上分别设置绝缘层，在上球形碳刷上的绝缘层与下球形碳刷上的绝缘层之间设置弹簧；所述上球形碳刷和下球形碳刷的外表面与上球瓦和下球瓦的内表面滑动配合；

所述温度传感器的信号输出端分别通过导热线与一传递单元的上球形碳刷和下球形碳刷连接，一传递单元的上球瓦通过导热线与另一传递单元上的下球形碳刷连接，一传递单元的下球瓦通过导热线与另一传递单元上的上球形碳刷连接；

所述数据处理系统为温度显示器，另一传递单元上的上球瓦和下球瓦通过导热线与数据处理系统连接。

进一步地，该控温装置还包括一用于控制旋转成型设备模具温度的设备温度控制系统。

进一步地，所述下球瓦上设有用于安装传递单元的支撑臂。

进一步地，所述绝热导线包括导热芯线、石绵砂、陶瓷层和耐高温隔热层，所述石绵砂包裹在导热芯线上，陶瓷层包在石绵砂上，耐高温隔热层包裹在陶瓷层外。

进一步地，所述上球形碳刷上的绝缘层与下球形碳刷上的绝缘层之间均布设置3～5根弹簧。

与现有技术相比，本发明的一种旋转成型模具控温装置具有如下优点：

1、该控温装置采用热电偶、以及特殊结构的绝热导线和导热线，有效解决了旋转成型模具温度难以监测的难题，同时有效保证了测温的环境和精度。

2、该控温装置中的传递单元巧妙地解决了旋转成型模具因旋转而造成的导线缠绕问题，可替代无线测温方式，且实现模具三维无扰旋转，不但操作方便，成本低，而且提高了旋转成型的效率，降低能耗。

3、该控温装置实现了旋转成型工艺中温度参数的监测，可在旋转成型工艺中根据测温对象实时监测旋转成型设备任意位置的温度，有效控制旋转成型加工过程的温度变化，显著提高制品的质量和性能。

附图说明

图1为一种旋转成型模具控温装置的结构示意图；

图2为信息采集系统的结构示意图；

图3为传递单元的结构示意图；

图4为绝热导线横截面的结构示意图。

附图中：1—信息采集系统；2—数据传递系统；3—数据处理系统；4—设备温度控制系统；5—温度传感器；6—导热线；7—上球瓦；8—绝缘环；9—下球瓦；10—弹簧；11—下球形碳刷；12—支撑臂；13—上球形碳刷；14—绝热导线；15—热电偶；16—绝缘层；17—石绵砂；18—陶瓷层；19—耐高温隔热层；20—导热芯线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种旋转成型模具控温装置，包括信息采集系统1、数据传递系统2、数据处理系统3和一用于控制旋转成型设备模具温度的设备温度控制系统4。

其中，信息采集系统1包括热电偶15和温度传感器5，如图2所示。热电偶15的信号输出端通过绝热导线14与温度传感器5连接。热电偶15根据测温对象直接固定在旋转成型模具对应部位上，随模具一起在设定的加工环境下旋转。

数据传递系统2包括两个传递单元，如图3所示。每个传递单元包括上球瓦7、下球瓦9、上球形碳刷13、下球形碳刷11、弹簧10和用于安装该传递单元的支撑臂12。上球瓦7和下球瓦9均为半球瓦，上球瓦7和下球瓦9的开口端通过绝缘环8固定对接，在上球瓦7上且远离开口端设有一通孔。上球形碳刷13和下球形碳刷11均为半球体，且均设置在上球瓦7和下球瓦9围成的腔体内，上球形碳刷13的平面和下球形碳刷11的平面相对，且上球形碳刷13的平面与下球形碳刷11的平面上分别设置绝缘层16，在上球形碳刷13上的绝缘层16与下球形碳刷11上的绝缘层16之间设置弹簧10。本实施例中，在上球形碳刷13上的绝缘层与下球形碳刷11上的绝缘层之间均布设置3～5根弹簧。上球形碳刷13和下球形碳刷11的外表面与上球瓦7和下球瓦9的内表面滑动配合，上球形碳刷13和下球形碳刷11通过弹簧10可分别与上球瓦7和下球瓦9紧密接触，保持良好传递信息的作用，旋转成型模具在此方向上可无扰旋转，并不影响信息采集系统工作。支撑臂12固定安装在下球瓦9上。温度传感器5的信号输出端分别通过导热线6与一传递单元的上球形碳刷13和下球形碳刷11连接，温度传感器5将测温信息通过导热线6输送到上球形碳刷13和下球形碳刷11上，一传递单元的上球瓦7通过导热线6与另一传递单元上的下球形碳刷11连接，一传递单元的下球瓦9通过导热线6与另一传递单元上的上球形碳刷13连接。

数据处理系统3为温度显示器，另一传递单元上的上球瓦7和下球瓦9通过导热线6与数据处理系统3和设备温度控制系统4连接，也可通过数据处理系统3将信息反馈至设备温度控制系统4。

绝热导线14的结构如图4所示，绝热导线14包括导热芯线20、石绵砂17、陶瓷层18和耐高温隔热层19。石绵砂17包裹在导热芯线20上，陶瓷层18包在石绵砂17上，耐高温隔热层19包裹在陶瓷层18外。导热芯线20通过绝缘的陶瓷层18保护，绝热导线14的导热芯线20与旋转成型模具测温点接触部分导热，其余部分为绝热体，在高温环境下起到自我保护作用，从而提高测温精度。

使用该控温装置时，将热电偶15直接固定在模具外表面上，并随模具一起在高温下转动；将一传递单元上的支撑臂12安装在从动轴轴承处，另一传递单元上的支撑臂12安装在主动轴轴承处；温度显示器固定设置在旋转成型设备外部，在加工环境外易观察的位置；设备温度控制系统4也安置在旋转成型设备外部。还可将传递单元安装在防护盒内，由防护盒保护，该控温装置可测量范围为25～400℃。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种旋转成型模具控温装置，其特征在于：包括信息采集系统、数据传递系统和数据处理系统；

所述数据传递系统包括两个传递单元；

2.根据权利要求1所述的一种旋转成型模具控温装置，其特征在于：还包括一用于控制旋转成型设备模具温度的设备温度控制系统。

3.根据权利要求1所述的一种旋转成型模具控温装置，其特征在于：所述下球瓦上设有用于安装传递单元的支撑臂。

4.根据权利要求1所述的一种旋转成型模具控温装置，其特征在于：所述绝热导线包括导热芯线、石绵砂、陶瓷层和耐高温隔热层，所述石绵砂包裹在导热芯线上，陶瓷层包在石绵砂上，耐高温隔热层包裹在陶瓷层外。

5.根据权利要求1所述的一种旋转成型模具控温装置，其特征在于：所述上球形碳刷上的绝缘层与下球形碳刷上的绝缘层之间均布设置3～5根弹簧。