CN1912789A - 模具温度控制装置 - Google Patents

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Abstract

一种模具温度控制装置，包括一加热回路及一控制单元。该加热回路内具有可循环流动的流体，该流体在加热回路中循环流动将热量传递至模具。该控制单元与加热回路连接并发出控制信号控制上述加热回路的加热动作。该加热回路采用太阳能作为加热源。该模具温度控制装置利用可再生能源太阳能作为加热热源，以取代现有技术中的电热源等非再生能源热源，不仅可节约非再生能源减少资源浪费，还能减少非再生能源所带来的污染，保护地球环境。

Description

模具温度控制装置
【技术领域】
本发明是关于一种温度控制装置，特别是一种用于模具中的温度控制装置。
【背景技术】
模具制造工艺中，由于不同的成型材料和成型工艺对于温度的需求不同，模具的温度直接影响到成型产品的质量和生产效率。
模具温度及其调节系统对成型产品的质量影响主要表现在以下几个方面：
1)产品的尺寸精度。模具的温度稳定、冷却速度均匀可减少产品的成型收缩率的波动，是产品减小变形、保证尺寸的根本条件。
2)产品的力学性能。对于结晶型材料而言，结晶度越高，应力开裂倾向越大，从减少应力开裂的角度出发，降低模具温度是有利的；但对于高黏度无定形材料而言，其应力开裂的倾向与成型件内应力的大小有关，提高模具温度有助于减小成型件内应力，从而降低可由于内应力而引起的开裂的可能。
3)产品的表面质量。提高模具温度可改善产品表面光洁度；过低的模具温度会使产品表面轮廓不清晰，并有明显的接痕。
由于模具的冷却过程占去一个制造循环周期中的大部份时间，故加快模具的生产效率主要取决于缩短模具的冷却时间。
模具温度调节既关系到成型产品的质量，又关系到生产效率，因此，必须根据要求使模具温度控制在一个合理的范围内，以达到高品质和高效率。
通常大批量模具生产系统中需提供一模具温度控制装置，控制模具的整体加热和冷却循环过程。现有的模具温度控制装置通常采用油作为热媒，以电热方式加热热媒，而冷却方式则使用水作为冷媒。传统的模具温度控制装置99如图1所示。该模具温度控制装置99包括第一、第二电磁阀98、97，分别控制模具加温和冷却过程，模具温度升高和降低分别由电热块96和热交换盘管95实现。电热块96两端通过第一电磁阀98与控制面板94连接，控制面板94通过控制第一电磁阀98的通断来控制电热块96两端的电压，实现加热或断电。同样，控制面板94控制与热交换管95的进水口连接的第二电磁阀97的通断来控制冷却水是否进入热交换盘管95中。操作人员通过控制面板94控制第一第二电磁阀98、97，实现加热或冷却过程。
然而，传统的模具温度控制装置99采用电热方式加热，能量消耗极大，不仅包括加热时电热块消耗的电能，还包括制作冷却水时所消耗的能源。
【发明内容】
有鉴于此，有必要提供一种节省能源的模具温度控制装置。
一种模具温度控制装置，包括一加热回路及一控制单元。该加热回路内具有可循环流动的流体，该流体在加热回路中循环流动将热量传递至模具。该控制单元与加热回路连接并发出控制信号控制上述加热回路的加热动作。该加热回路采用太阳能作为加热源。
与现有技术相比，所述模具温度控制装置利用可再生能源太阳能作为加热热源，以取代现有技术中的电热源等非再生能源热源，不仅可节约非再生能源减少资源浪费，还能减少非再生能源所带来的污染保护地球环境。
【附图说明】
图1是传统的模具温度控制装置的示意图。
图2是本发明的较佳实施方式模具温度控制装置的加热回路的示意图。
图3是图2中加热回路的集热器的结构图。
图4是本发明的较佳实施方式模具温度控制装置的冷却回路的示意图。
图5是本发明的较佳实施方式模具温度控制装置的示意图。
【具体实施方式】
图2所示为本发明的较佳实施方式模具温度控制装置100(如图5所示)的加热回路1。该加热回路1包括一第一电磁阀12、一第一盘管14、一第一单向阀16及一集热器18，上述各组件依次通过流体传输管道串联成循环回路。加热回路1中通以加热流体10，加热流体10在加热回路1中循环流动，带动热量传导。
第一电磁阀12为整个加热回路1的开关，控制加热回路1中加热流体10流通与否。第一盘管14为置于需加热的模具(图未示)内的部份，相当于整个加热回路1的放热段。第一盘管14设计成螺旋结构，使第一盘管14与模具之间的接触面积增大，从而第一盘管14内的加热流体10可与需加热的模具间接接触面积及接触时间增加，更利于热量传导使模具更加充分受热。第一单向阀16为单向导通组件，控制加热回路1中加热流体10为单一流动方向流动。
集热器18为加热回路1中的吸热段，其置于可接受阳光直接照射的地方以吸收太阳能。请参阅图3，该集热器18包括吸热板82、吸收膜84、保温材料86及透明面盖88等几大部份。吸热板82表面镀有具高吸收率、低放射率光学特性的吸收膜84，以吸收太阳辐射的能量。吸热板82上铺设有复数平行管路(未标示)，由集热器18输入端进入的加热流体10通过该复数平行管路将吸热板82上所吸收的能量传输至集热器18输出端。吸热板82的侧面和底部并非阳光直接照射，故其获得的能量有限。为降低吸热板82侧面和底部的热量损失，吸热板82的侧面和底部包覆有保温材料86。由于吸热板82吸收太阳能量，故其表面温度极高。为降低吸热板82表面与其上方空气之间热传导或热对流能量损失，因此吸热板上方以透明面盖88与大气隔离。同时，该透明面盖88也能隔绝外界固体杂质，防止固体杂质覆盖吸热板82表面，从而影响吸热板82的吸热性能。该透明面盖88通常可采用强化玻璃制成。
该集热器18的加热流体10循环系统可采用温差环流式或强制循环式。温差环流系统为利用重力学原理使加热流体10在集热器18与蓄水箱(图未示)之间形成自然回路。蓄水箱放置于集热器18的上部或侧面，集热器18内的加热流体10受热升至蓄水箱顶部，其底部的温度较低的加热流体10自然流进集热器18，集热器18与蓄水箱之间构成循环回路。强制循环系统使用水泵(图未示)连接集热器18与蓄水箱，利用水泵在集热器18与蓄水箱之间构成强制循环。
请同时参阅图2和图3，当需对模具进行加热时，开启第一电磁阀12，集热器18内受热的加热流体10通过其输出端输出至第一盘管14内。热的加热流体10通过第一盘管14将其热量传导至需加热的模具上。流出第一盘管14的加热流体10经过对模具的间接热传导，其温度降低，冷却的加热流体10通过第一单向阀16再次进入集热器18的输入端进行加热。通过如此循环即可将模具温度升高至理想温度。
请参阅图4，其为本发明较佳实施方式的冷却回路2示意图。该冷却回路2包括一第二电磁阀22、一第二盘管24、一第二单向阀26及一热交换器28。
第二电磁阀22为整个冷却回路2的开关，控制冷却回路2中冷却流体20流通与否。第二盘管24为置于模具内部份，相当于整个冷却回路2的吸热段。第二盘管24与第一盘管相似，设计成螺旋结构，使第二盘管24与模具之间的接触面积增大，从而第二盘管24内的冷却流体20可与模具间接接触面积及接触时间增加，更利于热量传导使模具更加易于散热。第二单向阀26为单向导通组件，控制冷却回路2中冷却流体20为单一流动方向流动。
热交换器28为冷却回路2中的放热段，其置于模具外以将冷却流体20从模具内携带出来的热量散去。本实施方式中的热交换器28为鳍管式热交换器，每一段鳍管两端采用180度回弯首尾相连。同样这种设计可增加冷却流体20在鳍管内流动的路程，使冷却流体所携带的热量能够更充分发生热交换。
当需对模具进行冷却时，开启第二电磁阀22，第二盘管24内受热的冷却流体20带走模具内的热量，并输出至热交换器28内。热的冷却流体20通过热交换器28将其热量与其它媒质发生交换，从而使冷却流体20温度降低。流出热交换器28的冷却流体20经过冷却后再次回到第二盘管24内带走模具的热量，如此多次循环，模具内温度可降低至理想温度。
请参阅图5，其为本较佳实施方式模具温度控制装置100的的整体示意图。该模具温度控制装置100除包括上述加热回路1和冷却回路2外，还包括一控制单元3。该控制单元3具有一控制面板32，且分别与第一、第二电磁阀12、22相连。操作者通过操作控制面板32发出一控制信号，该控制信号可控制第一、第二电磁阀12、22的通断。
另外，为满足阴雨天气时或太阳能源不足时的使用需求，该控制单元3还设置有一电热加热块36，该加热块36作为该模具温度控制装置100的辅助加热源通过一第三电磁阀38与控制面板32相连。
为更精确控制模具温度，该控制单元3内同时设置有一热电偶34同时与模具及控制面板32相连，该热电偶34用于感测模具内温度数值，并将该感测结果显示于控制面板32上。操作者通过控制面板32上显示的温度数值对模具内温度进行控制。当需对模具加热时，操作者操作控制面板32上的按键启动第一电磁阀12，通过加热流体10的热量传递对模具进行加热。第三电磁阀38可在特殊情况下选择性启动，利用加热块36对模具加热。当需对模具进行冷却时，操作者同样操作控制面板32上的按键从而启动第二电磁阀22，通过冷却流体20的热量交换对模具进行冷却。

Claims (10)

1.一种模具温度控制装置，包括一加热回路及一控制单元，该加热回路内具有可循环流动的流体，该流体在加热回路中循环流动将热量传递至模具，该控制单元与加热回路连接并发出控制信号控制上述加热回路的加热动作，其特征在于：该加热回路采用太阳能作为加热源。
2.如权利要求1所述的模具温度控制装置，其特征在于：该加热回路包括一集热器，该集热器用于吸收太阳能。
3.如权利要求2所述的模具温度控制装置，其特征在于：该加热回路还包括一螺旋型第一盘管，上述集热器与第一盘管串联，该第一盘管设置于模具内将集热器所吸收的热量传递至模具。
4.如权利要求3所述的模具温度控制装置，其特征在于：该集热器包括一吸热板及一吸收膜，该吸收膜镀于吸热板表面，该吸收膜由具有高吸收率、低放射率光学特性的材质制成。
5.如权利要求4所述的模具温度控制装置，其特征在于：该集热器还包括一保温材料，该保温材料设置于吸热板的侧面及底部。
6.如权利要求5所述的模具温度控制装置，其特征在于：该集热器进一步包括一透明面盖，该透明面盖覆盖于吸热板表面。
7.如权利要求3所述的模具温度控制装置，其特征在于：该模具温度控制装置进一步包括一冷却回路，该冷却回路内具有可循环流动的流体，该冷却回路通过流体循环流动以热量交换形式进行散热。
8.如权利要求7所述的模具温度控制装置，其特征在于：该冷却回路包括一热交换器及一螺旋型第二盘管，该第二盘管设置于模具内，并与上述热交换器串联，该热交换器为鳍管式热交换器。
9.如权利要求8所述的模具温度控制装置，其特征在于：该模具温度控制装置还包括一第一单向阀和一第二单向阀，该第一单向阀控制加热回路中流体沿单一方向流动，该第二单向阀控制冷却回路中流体沿单一方向流动。
10.如权利要求9所述的模具温度控制装置，其特征在于：该模具温度控制装置进一步包括一热电偶，该热电偶用于感测模具温度，并将感测结果传递至上述控制单元。
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