CN108237660A - 热交换单体的制造装置和方法 - Google Patents

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常江
孙博
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Abstract

本申请提供了热交换单体的制造装置和方法，所述制造装置包括：基膜供应机构，该基膜供应机构包括多个辊轴(100)，以连续地供应基膜卷材；第一模具(101)和第二模具(102)，该第一模具(101)和第二模具(102)相互构成有分离状态和合模状态，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分位于所述第一模具(101)和第二模具(102)之间，在所述合模状态下第一模具(101)和第二模具(102)之间形成有模腔(103)；供料机构(200)，该供料机构(200)用于将熔融状态的塑料材料注入所述模腔(103)中；在合模状态中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度不高于60摄氏度。通过控制模具的温度来降低注塑过程中熔融状态的塑料材料对于基膜的不利影响。

Description

热交换单体的制造装置和方法
技术领域
本申请涉及环境领域，特别涉及一种用于实现热交换(尤其是全热交换)的热交换单体的制造装置和方法。
背景技术
当前，人们对于生活或居住环境的要求越来越高，因此越来越多的空间中配备有具有新风功能的空调系统。新风能改善空间内的空气品质，但同时会给空调系统带来新的负荷。因此，需要设置全热交换器。
当进行工作时，该全热交换器能够利用排气对引入的新风进行全热交换，实现新风的预先热湿处理，从而降低或增加新风焓值，达到有效降低空调系统负荷的目的。然而，传统的全热交换器主要问题在于热交换效率不甚理想。
发明内容
有鉴于此，本申请旨在提出一种用于生产热交换单体的技术方案，以能够使全热交换器获得良好的热交换效率。
为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：
一种热交换单体的制造装置，该制造装置包括：
基膜供应机构，该基膜供应机构包括多个辊轴，以连续地供应基膜卷材，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
第一模具和第二模具，该第一模具和第二模具相互构成有分离状态和合模状态，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分位于所述第一模具和第二模具之间，在所述合模状态下第一模具和第二模具之间形成有模腔；
供料机构，该供料机构用于将熔融状态的塑料材料注入所述模腔中；
其中，在合模状态中，所述第一模具和/或第二模具的温度不高于60摄氏度。
优选地，所述第一模具和/或第二模具的温度为40-50摄氏度。
优选地，所述第一模具和/或第二模具内设置有用于容纳冷却剂流的冷却流路。
优选地，所述冷却剂流的流速、流量和/或温度为可调节的，所述冷却剂为冷却水或冷却油。
优选地，在所述供料机构完成向所述模腔注入熔融状态的塑料材料后，所述合模状态保持时间不超过30秒。
优选地，所述合模状态保持时间为10秒至25秒。
优选地，所述第一模具和/或第二模具上设置有位于所述模腔内的刀具，用于在合模状态下将所述基膜卷材位于所述模腔内的部分裁切为预定形状的基膜片，并且在合模状态下所述基膜卷材保持连续。
优选地，所述第一模具和/或第二模具上设置有位于所述模腔内的定位销，用于定位所述刀具裁切的具有预定形状的基膜片。
优选地，所述第一模具上设置有与所述模腔相通的孔道，所述供料机构通过该孔道向所述模腔注入熔融状态的塑料材料；所述冷却流路设置在所述第二模具内，并且该第二模具连接有脱模机构。
优选地，所述供料机构包括：
料筒，该料筒包括用于操作的操作端、具有注入孔的注入端和用于接收固态塑料材料且邻近所述操作端的入料口；
加热器，该加热器设置在所述料筒上，用于将进入所述料筒内的所述固态塑料材料加热至熔融状态；和
往复推进机构，该往复推进机构位于所述操作端并包括驱动器、由该驱动器驱动并伸入所述料筒内的杆体以及设置在该杆体端部并与所述料筒内壁保持接触的活塞件。
优选地，所述料筒为圆筒形，所述杆体为与所述料筒螺旋配合的螺杆；和/或所述加热器为设置在所述料筒外壁上的电加热器。
优选地，所述第一模具和第二模具之间连接有多根引导杆，用于在分离状态和合模状态之间转换过程中定位所述第一模具和第二模具。
本申请还提供了一种热交换单体的制造方法，该制造方法包括：
利用多个辊轴连续地供应基膜卷材，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
使基膜卷材由所述辊轴展开的部分通过处于分离状态的第一模具和第二模具之间，在合模状态下第一模具和第二模具之间形成有模腔；
将所述第一模具和第二模具合模，将所述基膜卷材裁切为预定形状的基膜片，将熔融的塑料材料注满所述模腔并保压预定的时间，其中在合模状态中，所述第一模具和/或第二模具的温度不高于60摄氏度，所述第一模具和/或第二模具的温度优选为40-50摄氏度；
将所述第一模具和第二模具分模，获得热交换单体产品。
优选情况下，所述保压时间不超过30秒，所述保压时间进一步优选为10秒至25秒。
传统上，热交换单体包括无孔换热纸制成的基层以及塑料材料制成的支撑层(形成有流道)。由于换热纸的材质特性，容易导致强度差、易发霉等问题。因此，目前已有高分子透湿换热膜用作基层并在基层上注塑支撑层的热交换单体。
本申请的发明人发现，在高分子透湿换热膜上进行注塑时，容易导致制得的热交换单体的换热效率下降。究其原因，该发明人认为主要是由于支撑层的注塑温度较高，从而会使高分子透湿换热膜融化失效。正是意识到该问题的根源所在，才能够提出本申请的技术方案，以使高分子透湿换热膜为介质的热交换单体具有可靠的质量，从而使获得良好的热交换效率。
因此，相对于传统技术，本申请的技术方案通过控制模具的温度来降低注塑过程中用于形成支撑层的熔融状态的塑料材料对于基膜(即高分子透湿换热膜)的不利影响，从而实现上述目的。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施方式及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请优选实施方式的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施方式及各个实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本申请。
如图1所示，本申请所提供的热交换单体的制造装置包括：
基膜供应机构，该基膜供应机构包括多个辊轴100，以连续地供应基膜卷材，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
第一模具101和第二模具102，该第一模具101和第二模具102相互构成有分离状态和合模状态，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分位于所述第一模具101和第二模具102之间，在所述合模状态下第一模具101和第二模具102之间形成有模腔103；
供料机构200，该供料机构200用于将熔融状态的塑料材料注入所述模腔103中；
其中，在合模状态中，所述第一模具101和/或第二模具102的温度不高于60摄氏度。
如上所述，基膜卷材由导热、不透气但透湿的材料(如聚丙烯)制成，可以为高分子透湿换热膜。在用于制造热交换单体时，基膜卷材通过多个辊轴100来实现连续地供给。辊轴100可以包括驱动辊和引导辊等，以实现基膜卷材的展开和连续供给。
第一模具101和第二模具102相互配合，二者相互构成有相互分离的分离状态以及相互压合的合模状态。在分离状态中，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分穿过所述第一模具101和第二模具102之间，因此当进入合模状态后，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分则被压合于所述第一模具101和第二模具102之间。在所述合模状态下第一模具101和第二模具102之间形成有模腔103，因此合模后，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分也位于模腔103内，并可利用供料机构200对基膜片上进行支撑层的注塑加工。
另外，如图1所示优选地，所述第一模具101和第二模具102之间连接有多根引导杆107，用于在分离状态和合模状态之间转换过程中定位所述第一模具101和第二模具102。
第一模具和第二模具可以根据不同的工况来选择不同的材料和尺寸，并设计有不同的模腔参数。而且，这里所说的第一和第二，仅用于区分模具而已，也可以用“阴模”、“阳模”来加以区分，也可以互换。
供料机构200用于将熔融状态的塑料材料(如ABS塑料)注入所述模腔103中，以在基膜片上形成支撑层(带有流道)。供料机构200可以具有多种结构形式，例如供料机构200可以是泵装置，将熔融的塑料泵入模腔内。在下文中将对优选实施方式进行详细描述。
处于熔融状态的塑料材料温度约在150摄氏度以上，而基膜片的软化温度要更低(如约为120摄氏度)。在本申请的技术方案中，创造性地提出了在满足支撑层注塑温度的前提下控制模具温度，以免模具温度过高将高分子透湿换热膜融化破坏。具体来说，通过将模具的温度控制在60摄氏度以下，对高分子透湿换热膜中不与支撑层接触的部分的性能不会产生明显影响。
进一步优选地，所述第一模具101和/或第二模具102的温度为40-50摄氏度。
模具的温度控制可通过多种方式来实现，例如利用凉风散热、利用温度较低的工作氛围环境等。但优选情况下，如图1所示，所述第一模具101和/或第二模具10内设置有用于容纳冷却剂流的冷却流路104。该冷却流路104可以穿过模具内，利用流动的冷却介质或冷却剂带走模具的热量，从而控制模具的温度。所述冷却剂可以为冷却水或冷却油。
为了灵活地控制模具的温度，优选情况下，所述冷却剂流的流速、流量和/或温度为可调节的。通过调节冷却剂流的流速、流量和/或温度，可以调节在一段时间内通过冷却剂所带走的热量大小，进而实现对模具温度的控制。上述流速和流量可以通过泵和阀装置来实现控制。冷却剂的温度则可以利用温度计进行监控并用散热器或加热器实现控制调节。另外，对于模具的温度可以进行实时动态监测，并与冷却剂之间形成闭环反馈控制。
除了对模具温度的控制之外，为了进一步高温对于基膜片(高分子透湿换热膜)的不利影响，优选情况下，在所述供料机构200完成向所述模腔103注入熔融状态的塑料材料后，所述合模状态保持时间不超过30秒。进一步优选地，所述合模状态保持时间为10秒至25秒。
在模具从分离状态转换到合模状态时，优选情况下，为了获得预定的热交换单体产品，所述第一模具101和/或第二模具102上设置有位于所述模腔103内的刀具(未图示)，用于在合模状态下将所述基膜卷材位于所述模腔103内的部分裁切为预定形状的基膜片。利用该刀具，可以将基膜卷材在模腔内裁剪为预定的外轮廓形状。刀具可以设置在第一模具101上，或第二模具102上，或一部分在第一模具101上而另一部分在第二模具102上，以实现合模时裁切基膜卷材的功能。刀具可以与模具形成为一体，或者安装固定于模具上。
优选情况下，基膜卷材的宽度大于模腔的尺寸，因此当合模并裁切基膜卷材位于模腔103内的部分后，基膜卷材相当于从中被挖了个洞，但基膜卷材依然保持连续。因此，通过在合模状态下使得所述基膜卷材保持连续，能够实现连续生产，提高生产效率。
此外，在优选情况下，所述第一模具101和/或第二模具102上设置有位于所述模腔103内的定位销，用于定位所述刀具裁切的具有预定形状的基膜片。该定位销可贯穿或压住该基膜片，从而使得被裁剪而脱离基膜卷材的基膜片在模腔内保持确定的位置，进而有利于随后的注塑操作。
上述定位销和刀具可以设置在相互不干涉的位置上，以能够实现模具的功能。另外，刀具和/或定位销的位置、尺寸等参数可以根据不同的工况而加以选择。
为了进行注塑，如图1所示，优选情况下，所述第一模具101上设置有与所述模腔103相通的孔道105，所述供料机构200通过该孔道105向所述模腔103注入熔融状态的塑料材料；所述冷却流路104设置在所述第二模具102内，并且该第二模具102连接有脱模机构106。
孔道105可以设置在第一模具上的合适位置，并设计有合适的参数。供料机构200供给的熔融塑料首先经过孔道105，随后再进入模腔内部，以在基膜片上注塑支撑层。
为了避免干涉，优选地，在第二模具内设置冷却流路104，该第二模具102连接有脱模机构106。当合模后完成注塑并再分离模具时，可利用脱模机构106将制作完成的热交换单体顶出。
如上所述，供料机构200用于供应熔融的塑料材料。优选情况下，如图1所述，所述供料机构200包括：
料筒201，该料筒201包括用于操作的操作端、具有注入孔202的注入端和用于接收固态塑料材料且邻近所述操作端的入料口；
加热器203，该加热器203设置在所述料筒201上，用于将进入所述料筒201内的所述固态塑料材料加热至熔融状态；和
往复推进机构，该往复推进机构位于所述操作端并包括驱动器204、由该驱动器驱动并伸入所述料筒201内的杆体205以及设置在该杆体端部并与所述料筒201内壁保持接触的活塞件206。
在使用时，固态塑料材料通过入料口进入料筒201内部。随后加热器203开始工作，以将固态塑料材料加热为熔融状态。当需要向模腔注入熔融塑料时，操控位于操作端的往复推进机构工作。具体来说，驱动器驱动杆体205移动，从而使得活塞件206压缩料筒201内的空间，进而将内部的熔融塑料通过注入孔202和孔道105而注入模腔内。
往复推进机构可以利用线性电机作为驱动器。也可以利用旋转电机作为驱动器，因此所述料筒201为圆筒形，所述杆体205为与所述料筒201螺旋配合的螺杆。驱动器通过旋转螺杆，进而将转动转换为平移运动。
上述加热器可以为利用燃料的加热装置，但优选地，所述加热器为设置在所述料筒201外壁上的电加热器。显然，该加热器仅会使得固态的塑料材料熔融，而不会影响推进机构。
在本申请的技术方案中，还提供了热交换单体的制造方法，该制造方法如下所述：
将高分子透湿换热膜卷材打开，利用多个辊轴连续地供应基膜卷材，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
把高分子透湿换热膜(即基膜卷材)的一端穿过上述制造装置的模具，使基膜卷材由所述辊轴展开的部分通过处于分离状态的第一模具101和第二模具102之间，并可加以固定；
在合模状态下第一模具101和第二模具102之间形成有模腔103，因此合模后将基膜卷材的一部分压合在模腔103内，同时保持基膜卷材不会断裂；
将所述第一模具101和第二模具102合模并可利用例如模内的刀具将高分子透湿换热膜裁切为预定形状的基膜片，优选情况下可通过设置在模具内部的多个定位销将裁好形状的高分子透湿换热膜定位；然后，将熔融的塑料材料注满所述模腔并保压预定的时间，使熔融的塑料材料注满模腔(分布在高分子透湿换热膜两侧)；然后，所述第一模具101和第二模具102分模，同时可通过分模机构将成型好的热交换单体顶出模腔，从而获得热交换单体产品。
如上所述，在本申请的技术方案中，所述第一模具101和/或第二模具102的温度不高于60摄氏度，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度进一步优选为40-50摄氏度。在合模后所述保压时间不超过30秒，进一步优选为10秒至25秒。结合上述制造装置的优选技术方案，该制造方法也可对应地实现不同的优选技术方案。
在获得热交换单体的产品后，再将热交换单体层叠设置，从而形成热交换机芯，用于制造全热交换器。
以上所述仅为本申请的较佳实施方式而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.热交换单体的制造装置，该制造装置包括：
基膜供应机构，该基膜供应机构包括多个辊轴(100)，以连续地供应基膜卷材，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
第一模具(101)和第二模具(102)，该第一模具(101)和第二模具(102)相互构成有分离状态和合模状态，所述基膜卷材由所述辊轴展开的部分位于所述第一模具(101)和第二模具(102)之间，在所述合模状态下第一模具(101)和第二模具(102)之间形成有模腔(103)；
供料机构(200)，该供料机构(200)用于将熔融状态的塑料材料注入所述模腔(103)中；
其中，在合模状态中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度不高于60摄氏度。
2.根据权利要求1所述的热交换单体的制造装置，其中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度为40-50摄氏度。
3.根据权利要求1或2所述的热交换单体的制造装置，其中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)内设置有用于容纳冷却剂流的冷却流路(104)。
4.根据权利要求3所述的热交换单体的制造装置，其中，所述冷却剂流的流速、流量和/或温度为可调节的，所述冷却剂为冷却水或冷却油。
5.根据权利要求1所述的热交换单体的制造装置，其中，在所述供料机构(200)完成向所述模腔(103)注入熔融状态的塑料材料后，所述合模状态保持时间不超过30秒，优选地，所述合模状态保持时间为10秒至25秒。
6.根据权利要求1所述的热交换单体的制造装置，其中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)上设置有位于所述模腔(103)内的刀具，用于在合模状态下将所述基膜卷材位于所述模腔(103)内的部分裁切为预定形状的基膜片，并且在合模状态下所述基膜卷材保持连续。
7.根据权利要求6所述的热交换单体的制造装置，其中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)上设置有位于所述模腔(103)内的定位销，用于定位所述刀具裁切的所述基膜片。
8.根据权利要求3所述的热交换单体的制造装置，其中，
所述第一模具(101)上设置有与所述模腔(103)相通的孔道(105)，所述供料机构(200)通过该孔道(105)向所述模腔(103)注入熔融状态的塑料材料；
所述冷却流路(104)设置在所述第二模具(102)内，并且该第二模具(102)连接有脱模机构(106)。
9.热交换单体的制造方法，其中，该制造方法包括：
利用多个辊轴连续地供应基膜卷材(100)，所述基膜卷材为导热、不透气但透湿的高分子材料；
使基膜卷材由所述辊轴展开的部分通过处于分离状态的第一模具(101)和第二模具(102)之间，在合模状态下第一模具(101)和第二模具(102)之间形成有模腔(103)；
将所述第一模具(101)和第二模具(102)合模，将所述基膜卷材裁切为预定形状的基膜片，将熔融的塑料材料注满所述模腔并保压预定的时间，其中在合模状态中，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度不高于60摄氏度，所述第一模具(101)和/或第二模具(102)的温度优选为40-50摄氏度；
将所述第一模具(101)和第二模具(102)分模，获得热交换单体产品。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其中，所述保压时间不超过30秒，所述保压时间优选为10秒至25秒。
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