CN201007802Y

CN201007802Y - 模具温度自动控制装置

Info

Publication number: CN201007802Y
Application number: CNU2007201063747U
Authority: CN
Inventors: 李小卿
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-02-07
Filing date: 2007-02-07
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2017-02-07

Abstract

本实用新型涉及模具温度控制系统，特别是一种模具温度自动控制装置。它包含加热循环系统和冷却循环系统以及运行工作水箱循环系统，运行工作水箱循环系统中的水箱温度调节控制装置输出端分别与水箱冷补偿调节系统和加热管控制端相连接，输入端与设在水箱中的温度传感器输出端相连接，控制端与设在模具上的温度传感器输出端相连接。其目的是为了设计一种能够有效控制模具温度，使模具在加热或冷却时，避免发生模具温度过冲的模具温度自动控制装置。与现有技术相比，具有模具温度自动控制、控制范围准确，省工、省时、省料、省电等优点。

Description

模具温度自动控制装置

技术领域

本实用新型涉及模具温度控制系统，特别是一种模具温度自动控制装置。

背景技术

在模具成型塑料制品时，为了保证产品的注塑精度，防止次品产生，通常要将模具工作温度控制在一定范围内。知识产权文献出版社于2003年8月13日在中国知识产权网公开了一种申请号为02124412.X的模具温度控制系统，在该专利文献的背景技术介绍中公开了通过两条管路供应温水或冷水调节控制模具工作温度的技术方案，而该专利技术创新点只解决了系统管路中的背压技术问题，但仍然存在许多不足之处：(1)无法自动控制模具温度，只能模具冷了给模具加热，模具热了给于冷却，只能反复操作，浪费电能，设备老损快；(2)在过热冷却或过冷加热时无法解决缓冲问题，模具温度不能控制在设定的范围内，使产品在24小时出品精度不一致，产品质量不稳定，因此还需要安排专人进行监督检查，浪费人工；(3)中途模具查看、清洁检修时，模具温度发生变化，恢复注塑时，还要对模具进行重新加热到模具工作温度，浪费生产时间。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种能够有效控制控制模具温度，使模具在加热或冷却时，避免发生模具温度过冲的模具温度自动控制装置。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术解决方案：一种模具温度自动控制装置，它包含加热循环系统和冷却循环系统，加热循环系统主要由设在管路内的加热管、热增压泵和电磁阀构成，热增压泵输出端、模具加热或冷却通道、电磁阀、热增压泵输入端依次连接构成加热循环管路，冷却循环系统主要由冷水箱、冷水增压泵和电磁阀一、电磁阀二构成，冷水箱出水口、冷水增压泵、电磁阀一、热增压泵、模具加热或冷却通道、电磁阀二、冷水箱回流口依次连接构成冷却循环管路，在电磁阀一输出端和热增压泵输入端连接点的后热循环管路上设有止回阀，其特征在于它还设有运行工作水箱循环系统，该系统包含水箱温度调节控制装置、水箱、热循环管路与水箱之间所设的单向支路、模具回水端与水箱之间的回流管路及设在回流管路上的电磁阀，单向支路出口端与热循环管路连接，另一端连接在水箱上，单向支路、热循环管路、热增压泵、模具加热或冷却通道、电磁阀、回流管路、水箱回流口依次连接构成水箱运行工作循环管路，水箱中设有独立的水箱加热管和水箱冷补偿调节系统，水箱温度调节控制装置的输出端分别与水箱冷补偿调节系统中的电磁阀、冷水增压泵和水箱加热管控制端相连接，水箱温度调节控制装置的输入端与设在水箱中的温度传感器输出端相连接，水箱温度调节控制装置的控制端与设在模具上的温度传感器输出端相连接。

模具在工作状态下，在要求的控制温度范围内，模具温度由相对应的运行工作水箱循环系统温度点来平衡，而运行工作水箱循环系统温度点由模具温度来控制，随模具温度变化自动进行调节，因此，模具温度在整个工作过程中，始终受到运行工作水箱循环系统长时间温度平衡，不像现有技术中要么强制冷却，要么快速加热，避免了模具温度过冲的发生，使模具温度能够得到有效控制，具有省电、省工、省时、管理方便、生产质量稳定等优点。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1是本实施例模具各循环系统组合示意总图；

图2是本实施例模具温度自动控制装置的电路方框图；

图3为图2中的温度控制器WT2温度调整电路原理图；

图4为图2中的冷补偿系统微调控制电路原理图；

图5是本实施例模具加热循环系统示意图(箭头表示的路线)；

图6是本实施例模具强制冷却循环系统示意图(箭头表示的路线)；

图7是本实施例运行工作水箱循环系统示意图(箭头表示的路线)；

图8是本实施例模具冷补偿系统微调前热水置换示意图(箭头表示的路线)；

图9是本实施例模具冷补偿系统微调循环系统示意图(箭头表示的路线)；

图10是本实施例模具冷补偿系统微调后回温水回收示意图(箭头表示的路线)。

具体实施方式

如图1所示，本实施例包含加热循环系统、冷却循环系统和运行工作水箱循环系统，其中：

(1)加热循环系统：如图5所示(箭头表示的路线)，它主要由设在管路内的加热管6、热增压泵21和电磁阀K14构成，热增压泵21输出端、模具加热或冷却通道31、电磁阀K14、管路(33B、33D、33F、33G)、热增压泵21输入端依次连接构成加热循环管路，其中，置加热管6的管路段33D穿过运行工作水箱3，使加热管加热时，管路段33D向外扩散的热量直接传递给水箱，不会使加热时热能浪费；同时，在模具封闭冷补偿运行中时，管路内的冷介质通过管路段33D可从运行工作水箱中吸热，使管路内的介质温度慢慢得到回升，不会使封闭的冷补偿循环对模具温度产生冷却温度过冲。

(2)冷却循环系统：如图6所示(箭头表示的路线)，它主要由冷水箱2、冷水增压泵22(压力大于热增压泵21)和电磁阀K12、K15构成，冷水箱2出水口、冷水增压泵22、电磁阀K12、热增压泵21、模具加热或冷却通道31、电磁阀K15、冷水箱2回流口依次连接构成冷却循环管路，在电磁阀K12输出端和热增压泵21输入端连接点的后热循环管路33G上设有止回阀19。

在止回阀19输入端与电磁阀K13输出端的回流管路34B之间设有一条具有压差的单向支路(18、35)，其中止回阀18为压差止回阀。在模具加热循环系统状态下，一旦因模具加热循环系统内加热形成管路压力过大，就自动打开泄压。

(3)运行工作水箱循环系统：如图7所示(箭头表示的路线)，它包含水箱温度调节控制装置、水箱3、管路33D与水箱之间所设的单向支路33E、模具回水端与水箱之间的回流管路34A、34B及设在回流管路34A、34B上的电磁阀K13，单向支路33E出口端与管路33D连接，另一端连接在水箱上，单向支路33E、管路33D、33G、热增压泵21、模具加热或冷却通道31、回流管路34A、电磁阀K13、回流管路34B、水箱回流口依次连接构成水箱运行工作循环管路。

水箱3中设有独立的水箱加热管7，在水箱与冷水增压泵22输出端之间设置一条由电磁阀K11控制的管路30，构成水箱冷补偿调节系统。在水箱3下部与冷水箱2下部之间设有单向支路(17、29)，构成水箱水位补偿装置。在水箱3的水位上方设有缓冲器8，缓冲器上设有进水口、排水口和多个出水细孔A、B、C，进水口与回流管路34B出口端相连接，排水口通过管路34C与冷水箱2相连接，出水细孔设在排水口下方的缓冲器边的上下面上。

在运行水箱工作时，缓冲器边上下面的多个出水细孔A、B、C控制流量，使置换介质不会对运行工作水箱中的介质温度产生过度冲击，特别在冷补偿微调时，多余介质会从上部与冷水箱连接的管路34C排入冷水箱，解决了在置换时运行工作水箱温度稳定。

如图2、图3所示，水箱温度调节控制装置由二组温度控制器(XMT-8000)WT1、WT2和各自相对应的时控电路D1、D5、无稳态多谐振荡电路D3、D7、时序控制电路D4、D8构成，温度控制器WT1的数据输入端与设在模具上的温度传感器Pt1输出端相连接，温度控制器WT2的数据输入端与设在水箱中的温度传感器Pt2输出端相连接，温度控制器WT2的数据输出端ALM1连接水箱加热管7的控制端，数据输出端ALM2分别连接电磁阀K11、冷水增压泵22的控制端，温度控制器WT1的数据输出端ALM1的SC路和数据输出端RLP的SD路分别与时控电路D1、D5的第4脚、第8脚、电子开关D2、D6集电极相连接，时控电路D1、D5的第3脚分别与电子开关D2、D6基极相连接，电子开关D2、D6发射极分别与无稳态多谐振荡电路D3、D7的第8脚、第4脚、时序控制电路D4、D8的第16脚相连接，无稳态多谐振荡电路D3、D7的第3脚与时序控制电路D4、D8的第14脚相连接，时序控制电路D4、D8输出端Q1、Q7与温度控制器WT2设定键相连接，时序控制电路D4输出端Q2-Q6与温度控制器WT2下调整键相连接，时序控制电路D8输出端Q2-Q6与温度控制器WT2上调整键相连接，时序控制电路D4、D8输出端Q8(第9脚)分别与时控电路D1、D5的第2脚、第6脚相连接。

再如图2所示，温度控制器WT1数据输出端RLP另一路SB分别连接加热管6控制端、继电器J1控制端，继电器J1常闭输出端连接电磁阀K13控制端，继电器J1常开输出端和继电器J2共同端相连接，温度控制器WT1数据输出端ALM2分别连接继电器J1、继电器J2、冷水增压泵22、电磁阀K12控制端，继电器J2常闭输出端连接电磁阀K14控制端，常开输出端连接电磁阀K15控制端。

再如图2、图4所示，温度控制器WT1数据输出端ALM1另一路SA分别与电子开关D12控制端、逆向开关电路D10第5脚、冷水增压泵22控制端、继电器J1控制端相连接，双向定时电路D9的第3脚与继电器J3控制端相连接，逆向开关电路D10第3脚与定时电路D11的电子开关D13控制端相连接，定时电路D11第3脚分别与继电器J1、J2控制端相连接。

在开机工作前，根据注塑产品的不同情况，在温度控制器WT1上输入模具工作温度设定值，同时也向温度控制器WT2输入要求的模具工作温度。

启动工作后，温度传感器Pt1将从模具中采样的温度数据信号通过温度控制器WT1与模具温度的设定值进行比较处理，分别产生相应的输出信号。当模具温度在允许温度范围值内三种信号都不发出。

(1)当温度控制器WT1的数据输出端RLP发出低值信号时(即模具实际温度低于模具工作温度的设定值)，数据输出端RLP同时分二路输出信号，第一路(SB)信号启动加热管6加热，同时该信号经过继电器J1控制电磁阀K13关闭，再通过继电器J2开启电磁阀K14，加热循环系统启动；第二路(SD)进行向上调整温度控制器WT2设定值，该路信号经过时控电路D5延时后，打开电子开关D6，向无稳态多谐振荡电路D7与时序控制电路D8发出启动电压，经过无稳态多谐振荡电路D7产生脉冲信号，脉冲信号给时序控制电路D8后产生时序脉冲电压ΔQ1～Q8，(1)时序脉冲电压ΔQ1通过温度控制器WT2设定键输入脉冲电压信号，激活输入调整键，(2)时序脉冲电压ΔQ2～ΔQ6通过上调整键按顺序输入上调脉冲电压信号，(3)时序脉冲电压ΔQ7通过设定键输入脉冲电压信号，关闭输入调整键，(4)时序脉冲电压ΔQ8向时控电路D5送出脉冲电压信号关闭时控电路D5第3脚输出信号，电子开关D6截止，后续电路停止工作，(5)隔一时区重复调整一次，从(1)到(4)步骤自动完成调整运行工作水箱温度控制器WT2的设定值，每调整一次向上调整设定值0.5度。

运行工作水箱温度控制器WT2的设定值一受到改变，即与温度传感器Pt2从水箱中采样的温度数据信号进行比较，当水箱中的温度低于温度控制器WT2的设定值，温度控制器WT2的数据输出端ALM1发出信号启动电热管7进行温度补正。

(2)当温度控制器WT1的数据输出端ALM1发出偏高值信号时(即模具实际温度偏高模具工作温度的设定值)，数据输出端ALM1同时分二路SA、SC输出信号。第一路(SC)进行向下调整温度控制器WT2设定值，该路信号经过时控电路D1延时后，打开电子开关D2，向无稳态多谐振荡电路与时序控制电路发出启动电压，经过无稳态多谐振荡电路产生脉冲信号，脉冲信号给时序控制电路后产生时序脉冲电压Q1～Q8，(1)时序脉冲电压Q1通过温度控制器WT2设定键输入脉冲电压信号，激活输入调整键，(2)时序脉冲电压Q2～Q6通过下调整键按顺序输入下调脉冲电压信号，(3)时序脉冲电压Q7通过设定键输入脉冲电压信号，关闭输入调整键，(4)时序脉冲电压Q8向时控电路D1送出脉冲电压信号关闭时控电路D1第3脚输出信号，电子开关D2截止，后续电路停止工作，(5)隔一时区重复调整一次，从(1)到(4)步骤自动完成调整运行工作水箱温度控制器的设定值，每调整一次向下调整设定值0.5度。

第二路(SA)信号向逆开关电路D10第5脚提供控制信号，关闭逆开关电路D10第3脚信号输出，切断电子开关D13工作；同时该路信号通过继电器J1关闭电磁阀K13，再通过继电器J2开启电磁阀K14以及启动冷水增压泵22、打开电子开关D12(接通双向定时电路D9电源)，由双向定时电路D9向继电器J3发出定时指令，开启电磁阀K12工作，管路形成单向循环系统，进行模具冷补偿微调前的5秒钟管路热水置换(如图8箭头表示的路线)。在冷水增压泵22的作用下，管路中的热水通过热增压泵21、模具加热或冷却通道31、电磁阀K14、管路(33A、33B、33D、35)、压差止回阀18、管路34B，进入缓冲器8，由缓冲器流量口A、B、C排入运行工作水箱3。同时，冷水箱中的冷水进入管道，置换时间5秒钟后，双向定时电路D9再向继电器J3发出定时指令，关闭电磁阀K12，单向阀19打开，具有压差的单向支路(18、35)关闭，形成模具冷补偿微调封闭循环系统(如图9箭头表示的路线)，每次封闭循环运行1分钟。冷补偿微调系统反复进行回温水置换、冷补偿微调，直至模具达到要求温度范围后，温度控制器WT1数据输出端ALM1被关闭，逆开关电路D10产生信号打开电子开关D13，接通定时电路D11电源，定时电路D11第3脚输出信号打开继电器J1、J2使电磁阀K15工作3秒、关闭电磁阀K14，管路形成另一单向循环系统，进行运行工作水箱工作前的3秒钟管路回温水置换(如图10箭头表示的路线)，将回温水排入冷水箱，使此时管路内温度较低的回温水不会排入运行工作水箱，避免了对运行工作水箱温度的冲击。之后，电磁阀K15关闭，电磁阀K1 3打开，运行工作水箱循环系统开始进行工作。

(3)当温度控制器WT1的数据输出端ALM2发出超高值信号时(即模具实际温度超高模具工作温度的设定值)，数据输出端ALM2输出信号开启电磁阀K12、启动冷水增压泵22，同时通过继电器J1、J2分别控制电磁阀K13、K14关闭、电磁阀K15开启，模具强制冷却循环系统启动(如图6箭头表示的路线)。同时，温度控制器WT1的数据输出端ALM1也发出偏高值信号，该路后序调整电路也同时运行，与上述第(2)点一样。

总之，启动工作后，温度控制器WT1根据模具实际温度与模具工作温度设定值的高低不同，分别发出不同控制信号，一方面将模具温度调整到允许温度范围值，另一方面调整温度控制器WT2设定值，再由温度控制器WT2发出不同控制信号，对运行工作水箱温度进行补正。一般情况下，模具在这样反复调整3至4次后，模具温度就能调整到允许温度范围值内，系统进入由水箱进行运行循环工作状态。

综上所述，本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、模具温度自动控制，管理方便，便于生产安排，生产效率高。

2、模具温度控制在恒温状态，在注塑工作中，模具温度不受外界温度影响，不受工人快慢动作影响，一年可减少30％二手料，产品精品率可达99％。

3、模具温度控制范围准确，使产品在24小时出品精度一致。

4、省工、省时、省料。中途模具临时检修时，由于模具温度一直受到调节，处于恒温状态，不受外界影响，恢复注塑工作时，模具温度已达到要求，省工、省时，又不浪费正料。

5、省电。在冷补偿微调过程中，由于在每次冷补偿微调前，先将管路中的热水或回温水置换后再进行冷补偿，同时，将该部分温度较高的回温水回收后排入水箱中，一方面回收了回温水的热量，另一方面减少了冷补偿微调过程能量的损耗。补偿到位后，最后一次的回温水由于水温已较低，将其直接排入冷水箱，又保证了水箱温度，不会造成对水箱热能的损耗，冷热能量得到充分利用，整个系统在控制状态下耗电仅150至200瓦。

Claims

1.一种模具温度自动控制装置，它包含加热循环系统和冷却循环系统，加热循环系统主要由设在管路内的加热管(6)、热增压泵(21)和电磁阀K14构成，热增压泵(21)输出端、模具加热或冷却通道(31)、电磁阀K14、管路(33B、33D、33F、33G)、热增压泵(21)输入端依次连接构成加热循环管路，冷却循环系统主要由冷水箱(2)、冷水增压泵(22)和电磁阀K12、K15构成，冷水箱(2)出水口、管路(30A)、冷水增压泵(22)、电磁阀K12、热增压泵(21)、模具加热或冷却通道(31)、电磁阀K15、冷水箱(2)回流口依次连接构成冷却循环管路，在电磁阀K12输出端和热增压泵(21)输入端连接点的后热循环管路(33G)上设有止回阀(19)，其特征在于它还设有运行工作水箱循环系统，该系统包含水箱温度调节控制装置、水箱(3)、热循环管路(33D)与水箱之间所设的单向支路(33E)、模具回水端与水箱之间的回流管路(34A、34B)及设在回流管路(34A、34B)上的电磁阀K13，单向支路(33E)出口端与热循环管路(33D)连接，另一端连接在水箱上，单向支路(33E)、热循环管路(33D、33G)、热增压泵(21)、模具加热或冷却通道(31)、电磁阀K13、回流管路(34B)、水箱回流口依次连接构成水箱运行工作循环管路，水箱(3)中设有独立的水箱加热管(7)和水箱冷补偿调节系统(22、K11、30)，水箱温度调节控制装置的输出端分别与水箱冷补偿调节系统(22、K11、30)中的电磁阀K11、冷水增压泵(22)和加热管(7)控制端相连接，水箱温度调节控制装置的输入端与设在水箱中的温度传感器Pt2输出端相连接，水箱温度调节控制装置的控制端与设在模具上的温度传感器Pt1输出端相连接。

2.根据权利要求1所述的模具温度自动控制装置，其特征在于水箱冷补偿调节系统(22、K11、30)由冷水增压泵(22)输出端、电磁阀K11、水箱底部依次连接而成。

3.根据权利要求2所述的模具温度自动控制装置，其特征在于水箱温度调节控制装置由二组温度控制器WT1、WT2和各自相对应的时控电路D1、D5、无稳态多谐振荡电路D3、D7、时序控制电路D4、D8构成，温度控制器WT1的数据输入端与设在模具上的温度传感器Pt1输出端相连接，温度控制器WT2的数据输入端与设在水箱中的温度传感器Pt2输出端相连接，温度控制器WT2的数据输出端ALM1连接水箱加热管(7)的控制端，数据输出端ALM2分别连接电磁阀K11、冷水增压泵(22)的控制端，温度控制器WT1的数据输出端ALM1的SC路和数据输出端RLP的SD路分别与时控电路D1、D5的第4脚、第8脚、电子开关D2、D6集电极相连接，时控电路D1、D5的第3脚分别与电子开关D2、D6基极相连接，电子开关D2、D6发射极分别与无稳态多谐振荡电路D3、D7的第8脚、第4脚、时序控制电路D4、D8的第16脚相连接，无稳态多谐振荡电路D3、D7的第3脚与时序控制电路D4、D8的第14脚相连接，时序控制电路D4、D8输出端Q1、Q7与温度控制器WT2设定键相连接，时序控制电路D4输出端Q2-Q6与温度控制器WT2下调整键相连接，时序控制电路D8输出端Q2-Q6与温度控制器WT2上调整键相连接，时序控制电路D4、D8输出端Q8分别与时控电路D1、D5的第2脚、第6脚相连接。

4.根据权利要求3所述的模具温度自动控制装置，其特征在于温度控制器WT1数据输出端RLP另一路SB分别连接加热管(6)控制端、继电器J1控制端，继电器J1常闭输出端连接电磁阀K13控制端，继电器J1常开输出端和继电器J2共同端相连接，温度控制器WT1数据输出端ALM2分别连接继电器J1、继电器J2、冷水增压泵22、电磁阀K12控制端，继电器J2常闭输出端连接电磁阀K14，常开输出端连接电磁阀K15控制端，温度控制器WT1数据输出端ALM1另一路SA分别与电子开关D12控制端、逆向开关电路D10第5脚、冷水增压泵(22)控制端、继电器J1控制端相连接，双向定时电路D9的第3脚与继电器J3控制端相连接，逆向开关电路D10第3脚与定时电路D11的电子开关D13控制端相连接，定时电路D11第3脚分别与继电器J1、J2控制端相连接。

5.根据权利要求4所述的模具温度自动控制装置，其特征在于在水箱(3)下部与冷水箱(2)下部之间设有单向支路(17、29)，构成水箱水位补偿装置。

6.根据权利要求5所述的模具温度自动控制装置，其特征在于置加热管(6)的管路段(33D)穿过运行工作水箱(3)。

7.根据权利要求6所述的模具温度自动控制装置，其特征在于在止回阀(19)输入端与电磁阀K13输出端的回流管路(34B)之间设有一条具有压差的单向支路(18、35)。

8.根据权利要求7所述的模具温度自动控制装置，其特征在于在水箱(3)的水位上方设有缓冲器(8)，缓冲器上设有进水口、排水口和多个出水细孔A、B、C，进水口与回流管路(34B)相连接，排水口通过管路(34C)与冷水箱(2)相连接，出水细孔A、B、C设在排水口下方的缓冲器边面上。