CN104309079B - 全自动高压气体注入控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了气体辅助注塑设备领域的一种全自动高压气体注入控制系统。包括气体增压器、高压气体缓冲装置、气驱装置、液驱压力流量比例阀、液驱装置、气驱液泵、压力信号传输装置和加热装置，PLC电气控制器和触摸屏集成于机柜中，气驱装置给气体增压器提供驱动气源，同时外部低压的注气介质连接到设备进气入口，气体增压器的出口设置加热装置，液驱压力流量比例阀的入口和出口分别设置压力变送器，与比例流量阀一起形成一个反馈的闭环控制系统，它和气体增压器共享同一套气驱装置，所需输出要的最大压力等级是按照气体增压器的压力等级通过气驱装置的调压阀设定的。本发明具有自动化程度高、可注塑的产品更加的多样化和安全可靠等优点。

Description

全自动高压气体注入控制系统

技术领域

本发明涉及气体辅助注塑设备领域的一种全自动高压气体注入控制系统。

背景技术

全自动高压气体注入控制系统是用于气体辅助注塑的设备，是近年国外引进的一项新型的注塑工艺设备，利用高压惰性气体在熔融状态的塑料中形成真空截面推动熔料前进，实现注射、保压、冷却等过程，采用气体高效的压力传递性，使得气道内部各处压力保持一致，消除内部应力，防止制品变形，气体辅助注塑还具有减轻制品重量，消除缩痕，提高生产效率等优点。在家电、汽车，电缆，家具等行业，气体辅助注塑，得到了越来越广泛的应用，前景看好。

但是市场上气体辅助注射设备多为手动操作，生产效率低，注气时间不可预先设定，气体注塑压力偏低，对于超高压70Mpa的注塑压力普遍不能达到或者依赖进口，气体辅助注射设备输出气体压力和流量不可根据实际的注塑需求调整，造成生产能源的浪费。同时由于二氧化碳在超高压和常温环境下的物理特性是固态的，必须改变其高压下二氧化碳的温度使其处于超临界状态，市场上出现的高压气体辅助注射设备的惰性气体介质多为氮气，不能同时实现二氧化碳的辅助注塑成型。

发明内容

本发明的目的是克服现有气体辅助注塑的设备的不足，提供一种具有PLC自动控制程序，实现压力/流量和注气时间的全自动控制，以改善产品质量，节约能源，提高生产效率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种全自动高压气体注入控制系统，包括气体增压器、高压气体缓冲装置、气驱装置、液驱压力流量比例阀、液驱装置、气驱液泵、压力信号传输装置和加热装置，PLC电气控制器和触摸屏集成于机柜中，其特征在于：外部驱动气源连接到气驱装置的空气入口，气驱装置包括过滤器、调压阀、电磁截止阀、安全阀和压力表，气驱装置给气体增压器提供驱动气源，同时外部低压的注气介质连接到设备进气入口，注气介质通过手动截止阀、过滤器、压力变送器和压力表经过气体增压器的进气入口进行增压，气体增压器的输出最大压力等级通过气驱装置的调压阀设定的，气体增压器的出口设置加热装置，液驱压力流量比例阀的入口和出口分别设置压力变送器，与比例流量阀一起形成一个反馈的闭环控制系统，液驱压力流量比例阀是由液驱装置提供驱动动力源，液驱装置的动力部件是气驱液泵，它和气体增压器共享同一套气驱装置，驱动介质液压油从油箱进入气驱液泵入口进行增压，所需输出要的最大压力等级是按照气体增压器的压力等级通过气驱装置的调压阀设定的；对上述技术方案做进一步的限定，所述PLC电气控制器控制压力、流量和注气时间的全自动控制，PLC电气控制器为闭环反馈系统，以改善产品质量，节约能源，提高生产效率；对上述技术方案做进一步的限定，气体增压器的最大注塑压力为70Mpa，进一步提高注塑压力，以满足更广泛的注塑条件，可注塑的产品更加的多样化。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

A）实现了PLC程序全自动控制压力，流量，注气时间的全自动控制，闭环反馈系统，使控制过程高效可靠。液驱压力流量比例阀以及相关辅助元件提供了更加稳定的输出条件。

B）采用高压气体增压器，进一步提高的注塑压力，最大至70Mpa，以满足更广泛的注塑条件，可注塑的产品更加的多样化。

C）采用独特的自限温加热系统，安全可靠，解决了二氧化碳在超高压力常温下固态的物理特性，使其处于超临界气体状态，从而使本设备兼容了注塑多种惰性气体介质的选择。

附图说明

图1为全自动高压气体注入控制系统工作流程图;

图2为全自动高压气体注入控制系统内部结构图。

图中：储气罐压力表1、气瓶压力表2、液压压力表3、驱动空气压力表4、比例阀5、压力传感器6、液压储能器7、计数器8、液压过滤器9、液压泵M22D10、液压管路11、液压卸荷阀块12和油箱13。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的内容做进一步的说明：

全自动高压气体注入控制系统主要是由以下10个主要部分组成：

1.气体增压器；2.进气控制装置一套，包含有进气截止阀、进气截止阀、进气过滤器、气瓶压力表和气瓶压力变送器；3.高压气体缓冲装置一套，包含有储气罐、储气罐安全阀、储气罐卸荷阀和储气瓶压力表；4.气驱装置一套，包含有驱动空气过滤器、驱动空气压力表、驱动空气调压阀、驱动空气安全阀、二位三通驱动空气电磁阀和二位三通驱动空气电磁阀；5.液驱压力流量比例阀和液驱压力流量比例阀阀块；6.液驱装置一套，包含有液压压力表、液压管路过滤器、蓄能器、二位二通电磁阀、电磁阀阀块、液压油箱、油箱附件油箱呼吸器、液位计和排污阀；7.气驱液泵；8.压力信号传输装置，包含有进气压力变送器、增压器出口压力变送器和输出压力变送器；9.加热装置，包含有加热盘管和自限温加热带；10.PLC电气控制器和触摸显示屏。以上部件都集成于控制机柜中。

具体实施方式如下：

准备：螺栓固定注塑介质气瓶与气瓶固定板，连接注塑介质气瓶和设备进气入口，打开总电源开关，连接电源接口，连接驱动空气入口，连接设备高压出口，按下启/停按钮。

驱动空气经过气驱装置内所包含的驱动空气过滤器，驱动空气压力表，驱动空气调压阀，驱动空气安全阀，二位三通驱动空气电磁阀得电打开，气体增压器启动，注塑介质气瓶中的气体经过进气控制装置所包含的进气截止阀或者进气截止阀，进气截止阀或者进气截止阀分别连接一个氮气瓶，通过气瓶固定板安装在设备后面，保证可以互为备用，经过进气过滤器，气瓶压力表，气瓶压力变送器输出4~20mA的压力电信号输出到PLC,当注塑介质气瓶内部的压力低于所设置的压力值时，报警显示更换气瓶，此压力通常设置为35Mpa，经过气体增压器的进气入口进行增压，所需输出要的最大压力等级是按照气体增压器的最大压力等级通过气驱装置的驱动空气调压阀设定的，例如系统最大压力等级为70Mpa，气体增压器的增压比为150*PL, 驱动空气调压阀输出压力设定为4.7bar，气体增压器的出口设置加热装置包含有加热盘管和33W/M的自限温加热带，如果注气介质是二氧化碳则需要打开加热装置，自限温加热带的温度维持在40~80℃，当低于这个温度范围，自限温加热带启动加热，高于这个温度范围停止加热，使得二氧化碳在超高压状态下处于超零界状态（即仍然是气态），如果注气介质是其他常规惰性气体（如氮气等）则不需要打开加热装置，气体直接通过。加热装置后面设置高压气体缓冲装置一套包含有储气罐减少后面的液驱压力流量比例阀输入气体的脉动，使得系统可以按照PLC指定的程序输出稳定的压力流量，以及相胚胎的安全附件储气罐安全阀，储气罐卸荷阀，储气瓶压力表。液驱压力流量比例阀的设置入口压力变送器和设置出口压力变送器，入口压力变送器和出口压力变送器分别通过安装块和安装块集成在液驱压力流量比例阀阀块上。入口压力变送器和设置出口压力变送器输出的4~20mA的电信号和液驱压力流量比例阀输出的位移电信号，输出到西门子的PLC模块一起形成一个反馈的闭环控制系统精确控制输出的气体压力。

液驱压力流量比例阀是由液驱装置提供驱动动力源，液驱装置的动力部件是气驱液泵，它和气体增压器共享同一套气驱装置包含有驱动空气过滤器，驱动空气压力表，驱动空气调压阀，驱动空气安全阀，二位三通驱动空气电磁阀得电打开，气驱液泵启动，驱动介质液压油从油箱进入气驱液泵入口进行增压，油箱附件包含有油箱呼吸器，液位计，排污阀，所需输出要的最大压力等级是按照气体增压器的最大压力等级通过气驱装置的驱动空气调压阀设定的，例如液驱系统最大压力等级为12Mpa，气驱液泵的增压比为28*PL, 驱动空气调压阀输出压力设定为4.2bar，综合上面的气体增压器需要驱动空气调压阀输出压力设定为4.7bar，所以设置时取大值4.7bar。输出的高压液压油经过液压压力表，液压管路过滤器，蓄能器充气压力设定为80bar，为工作压力120bar的60%，保证输入到液液驱压力流量比例阀阀块压力的稳定，二位二通电磁阀集成在电磁阀阀块上。二位二通电磁阀是卸荷阀，工作时得电关闭。

Claims (3)

1.一种全自动高压气体注入控制系统，包括气体增压器、高压气体缓冲装置、气驱装置、液驱压力流量比例阀、液驱装置、气驱液泵、压力信号传输装置和加热装置，PLC电气控制器和触摸屏集成于机柜中，其特征在于：外部驱动气源连接到气驱装置的空气入口，气驱装置包括过滤器、调压阀、电磁截止阀、安全阀和压力表，气驱装置给气体增压器提供驱动气源，同时外部低压的注气介质连接到设备进气入口，注气介质通过手动截止阀、过滤器、压力变送器和压力表经过气体增压器的进气入口进行增压，气体增压器的输出最大压力等级通过气驱装置的调压阀设定，气体增压器的出口设置加热装置，液驱压力流量比例阀的入口和出口分别设置压力变送器，与液驱压力流量比例阀一起形成一个反馈的闭环控制系统，液驱压力流量比例阀是由液驱装置提供驱动动力源，液驱装置的动力部件是气驱液泵，它和气体增压器共享同一套气驱装置，驱动介质液压油从油箱进入气驱液泵入口进行增压，输出所需要的最大压力等级是按照气体增压器的压力等级通过气驱装置的调压阀设定的。

2.根据权利要求1所述的全自动高压气体注入控制系统，其特征在于：PLC电气控制器实现压力、流量和注气时间的全自动控制，PLC电气控制器为闭环反馈系统。

3.根据权利要求1所述的全自动高压气体注入控制系统，其特征在于：气体增压器的最大注塑压力为70Mpa。