CN103264473B - 可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置，它包括壳体，绝热层，电热网，导热层，模体等。本装置使用电热网加热，电热网外层使用绝热材料覆盖，模具外层使用高导热材料覆盖；电热网沿模具周向分为六个模块，采用独立供电方式，由配电系统控制供电顺序和供电电流；本装置采用闭环控制系统对温度进行精确控制；电热网外面的绝热层上加工有蛇形通道，可以实现模具快速冷却。本发明具有控温精确，温度均匀，移动便捷，便于冷却，节约能源，并降低了储罐滚塑加工的成本的优点。

Description

可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置

技术领域

本发明公开了一种滚塑设备，尤其是一种利用电加热的滚塑装置，具体地说是一种可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置。

背景技术

滚塑成型是一种热塑性塑料中空成型的方法。由于具有品种多，密度小、比强度高，耐化学腐蚀以及成型性能优良等优点，塑料制品在工业领域快速得到了广泛的应用，其中大型储罐就是应用较为广泛的产品之一。但是滚塑储罐工艺由于受到所使用的成型用能源的制约，装置的可移动性较差；以及滚塑工艺过程中的温度不易控制，导致储罐壁厚不均匀等现象时有发生。这些工艺缺陷极大地阻碍了滚塑储罐工艺的应用与发展。

目前，滚塑装置常用的加温方法有燃料加热，热油加热以及热气加热。

燃料加热是使用液化石油气等可燃物质作为燃料，对模具进行加热，这种方虽然可以实现滚塑成型，但是温度不易控制，工艺以及装置复杂且不易实现移动。例如公开号为CN202318697U的中国专利公开了一种滚塑设备，设备通过安装在装置底部的燃烧喷嘴群对模具进行加热，从而实现滚塑，该装置虽然可以实现一定的滚塑效果，但是也存在以下几个缺点：1.由于使用燃料作为加热的能源，装置受到燃料的制约，不易实现装置的移动；2.由于燃料燃烧产生的热量不稳定，导致温度控制不精确，降低滚塑制品壁厚的均匀性；3.工艺以及装置复杂，操作较难。热油加热是使用具有一定温度的耐热油对模具进行加热，这种方法可以实现比燃料加热更加优良的控温效果，但是也存在一些缺点，例如公开号为CN102107480A的中国专利申请公开了一种滚塑模具设备，该设备采用热油加热的方法对模具进行加热，可以实现对温度的控制，但是也存在一些缺点：1.热油导热管道复杂，容易出现泄漏；2.热油导热的控温效果受到管路散热的影响，精确程度不高。气体加热则是采用具有一定温度的气体对模具进行加热，该方法可以克服热油加热容易泄漏的缺点，但是还存在一些不足。专利号为90202640.2的专利申请，公开了一种密封式电加热滚塑机，该装置可以克服热油加热设备容易泄漏的缺点，但是也存在一些缺点：1.由于空气的导热性不好，加热以及控温效果较差；2.工艺方法复杂，成本较高。

因此，为了提高加工质量，降低成本，节约能源，急需发明一种精确控制模具温度的可移动储罐滚塑装置，以克服上述滚塑装置的缺点，解决燃气装置不便移动的缺点，在精确控制模具温度的同时实现节能的目的，并较好地保证模具表面温度的均匀性，同时还可以实现模具的快速降温。据申请人对国内外文献进行检索，目前未见有通过在模具表面覆盖电热网及高导热层对模具进行加热并精确控制模具温度的方法及装置可供使用。

发明内容

本发明目的是针对现有的滚塑模具加热存在移动不便、能耗高、温度不易控制的问题，设计一种可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置，以克服现有技术的缺点，使用电力作为能源，解决燃气装置移动不方便、温度不均匀，控温不准确以及冷却流程复杂等问题。

本发明的技术方案是：

一种可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置，它由模具和闭环温控系统组成，其特征是所述的模具由壳体、绝热层、电热网、导热层和模体组成，壳体包裹在绝热层上，电热网位于导热层与绝热层之间，导热层包裹在模体上，所述的闭环温控系统与电热网电气连接，电热网整体沿周向至少分为六个能独立进行控温的模块，且同一时间只有三具模块通电加热；所述的闭环温控系统包括计算机、温度传感器、模/数转换器、数/模转换器、鼓风机与抽气机，电刷，配电环以及滑动变阻器，温度传感器导热层压紧在模具的外表面，同时采用导线将模/数转换器和数/模转换器分别与温度传感器、鼓风机和抽气机连接，滑动变阻器、模/数转换器和数/模转换器均与计算机相连，实现温度的实时监测和实时控制。

所述的壳体、绝热层、电热网、导热层和模体均由上、下、左、右四部分组装而成，并用螺柱与螺母锁紧连成一个整体，四部分的组装结构相同，它们均是模体外层包裹导热层，导热层外层铺设电热网5，电热网5外层被绝热层4覆盖，最后采用壳体将绝热层、电热网、导热层压紧定位在模体上；壳体上加工有通孔，模体上加工有螺纹孔，壳体与模体采用螺柱连接；电热网的六个模块采用单独的供电电路与电刷连接起来，配电环与滑动变阻器采用导线连接；温度传感器被导热层压紧在模具的外表面，同时采用导线将模/数转换器和数/模转换器分别与温度传感器、鼓风机和抽气机连接，滑动变阻器、模/数转换器和数/模转换器均使用导线与计算机系统相连，实现温度实时监测，实时控制；与模具内腔相通的进风口和出风口分别设置在壳体上并通过螺柱与外部进风用的鼓风机和出风用的抽气机相连；左、右壳体上分别设置有安装轴承和带轮的输入轴以及进料口。

所述的电热网的六个模块中只有三个靠近地面的模块通过配电环与三个电刷连接，从而保证电热网只在与粉料接触的部分及周围区域加热，其余区域不加热，实现节能的目的。

 所述的模具外层的温度传感器测量温度信号，经过模/数转换器转换为电信号后传送到计算机，计算机根据温度信号通过滑动变阻器控制配电环的供电电流以及鼓风机和抽气机的运行，实现对模具温度的调节。

所述的绝热层上设置有蛇形通道，以便于模具的快速冷却。

本发明的有益效果：

1.该装置采用电热网加热的方法，可以解决燃气装置不便移动的缺点；

2.该装置将电热网沿周向分为六个模块，使用配电环顺序供电，可以精确控温、节约能源。

3.该装置设置有温度闭环控制系统，可以实时监测并精确控制模具的温度。

4.模具外部包裹高导热层，保证模具表面温度的均匀性，同时电热网外层包裹带蛇形通道的绝热层，加温过程中可以起到一定的保温效果。

5.该装置设置有独立的冷却系统，便于模具的快速冷却。

6.该装置结构简单，成本较低。

该装置结构简单，移动便捷，节约能源，降低了储罐滚塑加工的成本。

附图说明

图1是本发明的外形结构示意图。

图2是本发明的模具的立体分解结构示意图。

图3为本发明的模具的局部组件示意图。

图4是本发明的模具上安装的绝热层上的蛇形通道示意图。

图5是本发明的温度闭环控制系统的电原理图。

图6是本发明的电热网的六个模块的电原理图。

图中：1.出风口，2.进风口，3.上壳，4.上绝热层，5.上电热网，6.上导热层，7.上模体，8.螺母，9.输入轴，10.电刷，11.底壳，12.底绝热层，13.底电热网，14.底导热层，15.右模体，16.下模体，17.底导热层，18.下壳，19.下绝热层，20.下电热网，21.进料口，22.顶壳，23.顶绝热层，24.顶电热网，25.顶导热层，26.左模体，27.抽气机，28.鼓风机，29.模/数转换器，30.数/模转换器，31.计算机系统，32.滑动变阻器，33.配电环，34.温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图2-5所示。

一种精确控制模具温度的可移动储罐滚塑装置，外形如图1所示，它由模具和温控系统以及配电系统组成，其中的模具由壳体、绝热层、电热网、导热层以及模体组成，上述部件均可拆分为上、下、左、右四个部分，各部分之间通过螺栓相连成一个整体，如图2与图3所示，四个壳体分别为上壳体3、下壳体18、左壳体22和右壳体11，四个绝热层分别为上绝热层4、下绝热层19，右绝热层12和左绝热层13，四个电热网分别为上电热网5、下电热网20、右电热网13和左电热网24，四个导热层分别上导热层6、下导热层17、右导热层14及左导热层25，四个模体分别为上模体7、下模体16、右模体15和左模体26；其中上下电热网5、20又可整体沿周向分为六个模块，可以独立控温，如图6所示；温控装置包括计算机31、温度传感器34、模/数转换器29、数/模转换器30鼓风机28与抽气机27，配电系统包括电刷10，配电环33以及滑动变阻器32，如图5所示。

图2中，模体7外层包裹导热层6，导热层6外层铺设电热网5，电热网5外层被绝热层4覆盖，上述部件采用壳体3压紧在模体7上表面：壳体3加工有通孔，模体7上加工有螺纹孔，壳体与模体采用螺柱8连接为上组合体；同理可以组装得到下组合体，左组合体以及右组合体，然后上组合体与下组合体，左组合体和右组合体之间均采用螺柱与螺母锁紧；电热网的六个模块采用单独的供电电路与电刷10连接起来，配电环33与滑动变阻器32采用导线连接；温度传感器34被导热层6、17压紧在模具的外表面，同时采用导线将模/数转换器29和数/模转换器30分别与温度传感器34、鼓风机28和抽气机27连接，将滑动变阻器、模/数转换器29和数/模转换器30均使用导线与计算机31系统相连，实现温度实时监测，实时控制；进风口2和出风口1分别通过螺柱与外部鼓风机28和抽气机27相连；右壳体上设置有安装轴承和带轮的输入轴9，左壳体上加工有供进料和通风用的进料口21。电热网沿周向等分为六个部分，采用独立的供电电路，并采用配电环33以及滑动变阻器32安排供电顺序及电流大小。工作时电热网的六个模块中，配电环33只会为靠近地面的三个模块供电，从而保证电热网只在与粉料接触的部分及其周围区域加热，其余区域不加热，实现节能的目的。

 本发明的闭环温控系统的工作原理为：位于模具外层的温度传感器34测量温度信号，经过模/数转换器29转换为电信号后传送到计算机31，计算机31根据温度信号通过滑动变阻器32控制配电环33的供电电流以及控制鼓风机28和抽气机27的运行，实现温度的快速调节。模具的上、下壳体3、18上加工有进气孔2和排气孔1，外部连接鼓风机28和抽气机27，绝热层4、19上设置有如图4所示的蛇形通道，能够保证模具快速冷却。

本发明采用电热网加热的方法对滚塑模具进行加热；电热网采用六模块独立控温，并通过闭环控制系统调节温度，模具外部包裹高导热层，同时电热网外层包裹带蛇形通道的绝热层；装置设置通风装置，可以实现模具的快速降温。

以滚塑成型100m³聚乙烯储罐为例。将本发明的滚塑装置与普通燃气式滚塑装置同时放在摇摆平台上采用相同速度旋转，相同时间后对比两种滚塑装置的成型效果。本发明的滚塑装置成型所得的储罐内壁更加光滑，厚度也更为均匀，说明本发明的滚塑装置的温度控制效果更好，同时本发明的冷却时间可缩短30%以上，大大缩短了工艺时间，同时具有操作简单，制作成本较低的优点。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种可移动式温度精确可控型全塑储罐滚塑装置，它由模具和闭环温控系统组成，其特征是所述的模具由壳体、绝热层、电热网、导热层和模体组成，壳体包裹在绝热层上，电热网位于导热层与绝热层之间，导热层包裹在模体上，所述的闭环温控系统与电热网电气连接，电热网整体沿周向至少分为六个能独立进行控温的模块，且同一时间只有三具模块通电加热；所述的闭环温控系统包括计算机、温度传感器、模/数转换器、数/模转换器、鼓风机与抽气机，电刷，配电环以及滑动变阻器，温度传感器导热层压紧在模具的外表面，同时采用导线将模/数转换器和数/模转换器分别与温度传感器、鼓风机和抽气机连接，滑动变阻器、模/数转换器和数/模转换器均与计算机相连，实现温度的实时监测和实时控制；所述的壳体、绝热层、电热网、导热层和模体均由上、下、左、右四部分组装而成，并用螺柱与螺母锁紧连成一个整体，四部分的组装结构相同，它们均是模体外层包裹导热层，导热层外层铺设电热网（5），电热网（5）外层被绝热层（4）覆盖，最后采用壳体将绝热层、电热网、导热层压紧定位在模体上；壳体上加工有通孔，模体上加工有螺纹孔，壳体与模体采用螺柱连接；电热网的六个模块采用单独的供电电路与电刷连接起来，配电环与滑动变阻器采用导线连接；温度传感器被导热层压紧在模具的外表面，同时采用导线将模/数转换器和数/模转换器分别与温度传感器、鼓风机和抽气机连接，滑动变阻器、模/数转换器和数/模转换器均使用导线与计算机系统相连，实现温度实时监测，实时控制；与模具内腔相通的进风口和出风口分别设置在壳体上并通过螺柱与外部进风用的鼓风机和出风用的抽气机相连；左、右壳体上分别设置有安装轴承和带轮的输入轴以及进料口。

2.如权利要求1所述的滚塑装置，其特征是所述的电热网的六个模块中只有三个靠近地面的模块通过配电环与三个电刷连接，从而保证电热网只在与粉料接触的部分及周围区域加热，其余区域不加热，实现节能的目的。

3.如权利要求1所述的滚塑装置，其特征是所述的模具外层的温度传感器测量温度信号，经过模/数转换器转换为电信号后传送到计算机，计算机根据温度信号通过滑动变阻器控制配电环的供电电流以及鼓风机和抽气机的运行，实现对模具温度的调节。

4.如权利要求1所述的滚塑装置，其特征所述的绝热层上设置有蛇形通道，以便于模具的快速冷却。