CN103963201A - 一种可视化加热旋转模塑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可视化加热旋转模塑装置，包括调速电机、传动装置、圆筒法兰、模具夹具、外部辅助加热恒温箱、支撑辊轮、圆筒模具、可视化窗口、摄像系统、光源、热电偶传感器、底座铰链、底座摇摆机构及底座，其中调速电机与传动装置相连，传动装置通过圆筒法兰和模具夹具将圆筒模具夹持在传动装置上，支撑辊轮通过支撑辊轮支架安装在底座上，支撑辊轮用于辅助支持圆筒模具，外部辅助加热恒温箱和调速电机及传动装置也设置在底座上，摄像系统和光源设置在外部辅助加热恒温箱外部，通过可视化窗口观测圆筒模具内部运行情况。本发明的结构简单，降低了生产成本，并大大提高了生产效率。

Description

一种可视化加热旋转模塑装置

技术领域

本发明属于旋转模塑装置，特别是涉及一种利用微波来加热模具内树脂物料的旋转模塑装置。

背景技术

旋转模塑，是一种成型中空塑料制品的工艺方法。这一工艺方法起源于英国，自上世纪70年代以来逐步形成产业化生产。近年来，在北美、欧洲、日本、韩国及印度等国家，旋转模塑成型年增长率为10～15%，增长速度远高于注射、挤出等其他塑料制品成型加工业。目前，世界上大约有1000家旋转模塑成型企业，这个数字还在不断增加。1995年世界主要旋转模塑工业国家的旋转模塑成型用聚乙烯量为480kt。现在，全世界旋转模塑成型用树脂消耗量已占到树脂总产量的8%～9%。我国从上世纪90年代中期齐鲁石化公司、兰州石化总厂率先引进了旋转模塑成型设备以来，目前旋转模塑加工企业已有上百家，今后几年将进入一个快速发展的时期。

旋转模塑成型工艺相对于挤出、注塑和吹塑及其他塑料成型工艺的最大特点就是树脂加热、成型和冷却都是在无压的模具中进行的，因而具有设备和模具的投资少，适合于大中型和形状复杂的塑料制品的生产，产品几乎无内应力等优点。但旋转模塑成型也存在着一些缺点，如原料费用相对较高，适合于旋转模塑成型的原料有限，生产效率较低，能耗较大。其中，由于在旋转模塑成型中最重要的加热环节没有根本性的改进，使得这些问题仍然严重地制约着旋转模塑成型加工技术的发展。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明旨在提供一种结构简单、成本较低的旋转模塑加热装置。

为此，根据本发明提供一种可视化加热旋转模塑装置，包括调速电机、传动装置、圆筒法兰、模具夹具、外部辅助加热恒温箱、支撑辊轮、圆筒模具、可视化窗口、摄像系统、光源、热电偶传感器、底座铰链、底座摇摆机构及底座，其中调速电机与传动装置相连，传动装置通过圆筒法兰和模具夹具将圆筒模具夹持在传动装置上，支撑辊轮通过支撑辊轮支架安装在底座上，支撑辊轮用于辅助支持圆筒模具，外部辅助加热恒温箱和调速电机及传动装置也设置在底座上，摄像系统和光源设置在外部辅助加热恒温箱外部，通过可视化窗口观测圆筒模具内部运行情况，其特征在于，所述可视化加热旋转模塑装置还包括微波发生器、微波传输管和微波传输管出口发散装置，微波发生器用来产生微波，经微波传输管将微波导入圆筒模具中，再经过微波传输管出口发散装置对微波进行发散，其中圆筒模具内的物料含有炭黑。

优选地，所述可视化窗口开设在圆筒模具一端。

优选地，所述外部辅助加热恒温箱一端开设可视化窗口。

优选地，所述可视化窗口采用玻璃。

附图说明

图1是本发明可视化加热旋转模塑装置的整体结构示意图。

图中，1-微波发生器 2-微波传输管 3-调速电机及传动装置 4-圆筒法兰

5-模具夹具 6-外部辅助加热恒温箱 7-支撑辊轮 8-圆筒模具

9-可视化窗口 10-摄像系统 11-光源 12-红外测温仪

13-底座铰链 14微波传输管出口发散装置 15-底座摇摆机构 16-底座。

具体实施方式

微波加热原理是将电能转换为微波能，由微波使被加热物体的分子发生剧烈运动与碰撞而发热。物料介质由极性分子和非极性分子组成，在电磁场作用下，这些极性分子从随机分布状态转为依电场方向进行取向排列；而在微波电磁场作用下，这些取向运动以每秒数十亿次的频率不断变化，造成分子的剧烈运动与碰撞摩擦，从而产生热量，达到电能直接转化为介质内的热能。可见，微波加热是介质材料自身损耗电场能量而发热。而不同介质材料的介质常数和介质损耗角正切值是不同的，故微波电磁场作用下的热效应也不一样。由极性分子所组织的物质，能较好地吸收微波能。水分子呈极强的极性,是吸收微波的最好介质，所以凡含水分子的物资必定吸收微波。另一类由非极性分子组成它们基本上不吸收或很少吸收微波，这类物质有聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚砜等、塑料制品和玻璃、陶瓷等，它能透过微波,而不吸收微波。这类材料可作为微波加热用的容器或支承物，做密封材料。

用微波加热方法加热物体优点如下：加热速度快。常规加热(如火焰、热风、电热、蒸汽等)都是利用热传导、对流、热辐射将热量首先传递给被加热物的表面，再通过热传导逐步使中心温度升高(既常称的外部加热)。它要使中心部位达到所需的温度，需要一定的热传导时间，而对热传导率差的物体所需的时间就更长。微波加热则属内部加热方式，电磁能直接作用于介质分子转换成热，且透射使介质内外同时受热，不需要热传导，故可在短时间内达到均匀加热。均匀加热。用外部加热方式加热时，为提高加热速度，就需升高外部温度，加大温差梯度。然而随之就容易产生外焦内生现象。微波加热时不论形状如何，微波都能均匀渗透，产生热量, 因此均匀性大大改善。

在本发明中，微波加热时，被加热物料放在用金属制成的模具内，金属模具对电磁波来说是个封闭的腔体，电磁波不能外泄，只能被加热物体吸收，模具内的空气与相应的容器都不会被加热，所以热效率高。引入微波场以后，通过在原料中掺入一些微波生热显著的物质，即微波生热剂，能够在物料中增加内部热源，从而使旋转模塑成型中加热塑化这一环节得到强化。借助于掺混有炭黑等微波生热效应显著的材料，在旋转模塑成型原料中添加微波生热剂可以达到均匀、高效加热的效果。此外，由于旋转模塑成型大多应用在储罐等大型中空塑料制品加工方面，金属的模具内壁对微波具有反射作用，通过在模具内腔导入微波在模具外部设置恒温箱，如远红外加热器，使物料在微波场中快速均匀加热塑塑化，从而实现微波加热旋转模塑料成型。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做出简要说明。

一种可视化加热旋转模塑装置，包括调速电机、传动装置3、圆筒法兰4、模具夹具5、外部辅助加热恒温箱6、支撑辊轮7、圆筒模具8、可视化窗口9、摄像系统10、光源11、热电偶传感器12、底座铰链13、底座摇摆机构15及底座16，其中调速电机与传动装置3相连，传动装置3通过圆筒法兰4和模具夹具5将圆筒模具8夹持在传动装置3上，支撑辊轮7通过支撑辊轮支架安装在底座16上，支撑辊轮7用于辅助支持圆筒模8具，外部辅助加热恒温箱6和调速电机及传动装置3也设置在底座16上，摄像系统10和光源11设置在外部辅助加热恒温箱外部，通过可视化窗口9观测圆筒模具内部运行情况，其特征在于，所述可视化加热旋转模塑装置还包括微波发生器1、微波传输管2和微波传输管出口发散装置14，微波发生器1用来产生微波，经微波传输管2将微波导入圆筒模具8中，再经过微波传输管出口发散装置14对微波进行发散，其中圆筒模具内的物料含有炭黑。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (4)

1.一种可视化加热旋转模塑装置，包括调速电机、传动装置、圆筒法兰、模具夹具、外部辅助加热恒温箱、支撑辊轮、圆筒模具、可视化窗口、摄像系统、光源、热电偶传感器、底座铰链、底座摇摆机构及底座，其中调速电机与传动装置相连，传动装置通过圆筒法兰和模具夹具将圆筒模具夹持在传动装置上，支撑辊轮通过支撑辊轮支架安装在底座上，支撑辊轮用于辅助支持圆筒模具，外部辅助加热恒温箱和调速电机及传动装置也设置在底座上，摄像系统和光源设置在外部辅助加热恒温箱外部，通过可视化窗口观测圆筒模具内部运行情况，其特征在于，所述可视化加热旋转模塑装置还包括微波发生器、微波传输管和微波传输管出口发散装置，微波发生器用来产生微波，经微波传输管将微波导入圆筒模具中，再经过微波传输管出口发散装置对微波进行发散，其中圆筒模具内的物料含有炭黑。

2.根据权利要求1所述的可视化加热旋转模塑装置，其特征在于，所述可视化窗口开设在圆筒模具一端。

3.根据权利要求1所述的可视化加热旋转模塑装置，其特征在于，所述外部辅助加热恒温箱一端开设可视化窗口。

4.根据权利要求1或2所述的可视化加热旋转模塑装置，其特征在于，所述可视化窗口采用玻璃。