RU2403125C2 - Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end - Google Patents
Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end Download PDFInfo
- Publication number
- RU2403125C2 RU2403125C2 RU2008141409/06A RU2008141409A RU2403125C2 RU 2403125 C2 RU2403125 C2 RU 2403125C2 RU 2008141409/06 A RU2008141409/06 A RU 2008141409/06A RU 2008141409 A RU2008141409 A RU 2008141409A RU 2403125 C2 RU2403125 C2 RU 2403125C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- heat carrier
- mold
- coolant
- mould
- Prior art date
Links
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Данные изобретения относятся к теплообменным устройствам, в частности к терморегуляторам (термостатам) пресс-форм литьевых машин, и предназначены для регулирования температуры пресс-формы в течение цикла изготовления детали из термопласта.These inventions relate to heat exchange devices, in particular to thermostats (thermostats) of injection molding machines, and are intended to control the temperature of the mold during the manufacturing cycle of a thermoplastic part.
Известен способ одновременной подачи холодной и горячей воды потребителю, основанный на использовании хладагента, сжимаемого компрессором и отдающего тепло в теплообменнике горячей воды и воздушном теплообменнике, расширяемого и охлаждаемого в ресивере и поглощающего тепло в теплообменнике холодной воды. Способ реализуется в устройстве, содержащем компрессор, теплообменник горячей воды, теплообменник холодной воды, воздушный теплообменник, ресивер, расширительные клапаны, трехходовые клапаны, блок управления (патент ЕР 1624262 А1, МПК F25B 41/04, 2006 г.).There is a method of simultaneous supply of cold and hot water to a consumer, based on the use of a refrigerant compressed by a compressor and transferring heat in a hot water heat exchanger and an air heat exchanger, expanding and cooling in a receiver and absorbing heat in a cold water heat exchanger. The method is implemented in a device containing a compressor, a hot water heat exchanger, a cold water heat exchanger, an air heat exchanger, a receiver, expansion valves, three-way valves, a control unit (patent EP 1624262 A1, IPC F25B 41/04, 2006).
Основным недостатком данного способа является неэффективность теплообмена нагретого компрессором хладагента в резервуаре горячей воды при высокой ее температуре.The main disadvantage of this method is the inefficiency of heat transfer of the refrigerant heated by the compressor in the hot water tank at its high temperature.
Наиболее близким из известных технических решений к предлагаемому способу является способ терморегулирования пресс-формы литьевой машины, заключающийся в нагреве пресс-формы перед впрыском в нее расплава и последующем охлаждении пресс-формы с деталью до температуры извлечения детали из формы (см. а.с. SU 691240 A, B22D 15/00, 1979, 4 стр.)The closest known technical solutions to the proposed method is a method of thermoregulating a mold of an injection machine, which consists in heating the mold before injection of the melt into it and then cooling the mold with the part to the temperature for removing the part from the mold (see.with. SU 691 240 A, B22D 15/00, 1979, 4 pp.)
Известен также способ терморегулирования пресс-формы, основанный на ее нагреве или охлаждении термостатирующей жидкостью, подаваемой в пресс-форму из резервуара с регулируемой температурой жидкости. Способ реализуется в устройстве, являющемся ближайшим аналогом предлагаемого технического решения, включающем резервуар с термостатирующей жидкостью, содержащий электронагреватель и теплообменник, подключенный к трассе хладагента, насос, датчик температуры термостатирующей жидкости, клапан на трассе хладагента, блок управления (Промышленное холодильное оборудование. Каталог. ООО «Вактех-Холод». 2007).There is also known a method of thermoregulation of a mold, based on its heating or cooling by a thermostatic fluid supplied to the mold from a reservoir with a controlled temperature of the fluid. The method is implemented in a device that is the closest analogue of the proposed technical solution, including a tank with a thermostatic liquid, containing an electric heater and a heat exchanger connected to the refrigerant circuit, a pump, a temperature sensor of the thermostatic fluid, a valve on the refrigerant circuit, a control unit (Industrial refrigeration equipment. Catalog. LLC. LLC Vaktekh-Kholod. 2007).
Недостатками данных способов и устройства являются повышенные энергозатраты при терморегулировании пресс-формы, связанные с необходимостью периодического охлаждения и нагревания всей массы термостатирующей жидкости и, как следствие, увеличение времени цикла изготовления детали.The disadvantages of these methods and devices are the increased energy consumption during thermoregulation of the mold, associated with the need for periodic cooling and heating of the entire mass of thermostatic fluid and, as a consequence, an increase in the cycle time of the manufacture of the part.
Задачей заявляемых решений является уменьшение энергетических затрат при терморегулировании пресс-формы и сокращение времени цикла изготовления детали.The objective of the proposed solutions is to reduce energy costs during thermal regulation of the mold and reducing the cycle time of the manufacture of the part.
Технический результат, получаемый при осуществлении изобретений, заключается в повышении производительности и снижении энергоемкости процесса изготовления деталей из термопластов.The technical result obtained by the implementation of the inventions is to increase productivity and reduce the energy intensity of the process of manufacturing parts from thermoplastics.
Решение поставленной задачи и технический результат достигаются тем, что в предлагаемом способе терморегулирования пресс-формы литьевой машины, заключающемся в нагреве пресс-формы перед впрыском в нее расплава и последующем охлаждении пресс-формы с деталью до температуры извлечения детали из формы, расплавом является термопласт, нагрев пресс-формы перед впрыском в нее расплава термопласта осуществляют до температуры расплава, пресс-форму нагревают путем подачи в нее теплоносителя из резервуара с высокой температурой теплоносителя, а в процессе охлаждения пресс-формы с деталью температуру пресс-формы регулируют путем подачи в нее охладителя с регулируемой температурой, получаемой путем смешения теплоносителя, подаваемого из резервуара с высокой температурой теплоносителя, с теплоносителем, подаваемым из резервуара с низкой температурой теплоносителя.The solution of the problem and the technical result are achieved by the fact that in the proposed method of thermal control of the mold of the injection machine, which consists in heating the mold before injection of the melt into it and subsequent cooling of the mold with the part to the temperature of removing the part from the mold, the melt is thermoplastic, heating the mold before injection of the molten thermoplastic into it is carried out to the temperature of the melt, the mold is heated by supplying the coolant into it from the reservoir with a high coolant temperature, and in the process of cooling the mold with the part, the temperature of the mold is controlled by supplying it with a temperature-controlled chiller obtained by mixing the coolant supplied from the tank with a high coolant temperature with the coolant supplied from the tank with a low coolant temperature.
При охлаждении пресс-формы с деталью мощность теплоотвода оценивается выражениемWhen cooling a mold with a part, the heat sink capacity is estimated by the expression
где α - безразмерный коэффициент теплопередачи, который для заданной конструкции формы и режима течения теплоносителя в ней (ламинарный или турбулентный) предполагается постоянной величиной, Тф - средняя температура пресс-формы [градус Цельсия], <Ттн> - средняя температура теплоносителя [градус Цельсия], Стн - удельная теплоемкость теплоносителя [Дж/(кг·градус Цельсия)], Qтн - расход теплоносителя [кг/с].where α is the dimensionless heat transfer coefficient, which for a given shape design and the flow regime of the coolant in it (laminar or turbulent) is assumed to be constant, T f is the average mold temperature [degrees Celsius], <T tn is the average coolant temperature [degrees Celsius], C tn - specific heat of the coolant [J / (kg · degrees Celsius)], Q tn - flow rate of the coolant [kg / s].
Разность температуры теплоносителя на входе Твход и выходе Твыход из пресс-формы при ее охлаждении по технологическим требованиям не должна превышать заданного значения ΔTтн=Tвход-Tвыход, следовательно, мощность теплоотвода должна удовлетворять соотношениюThe temperature difference of the coolant at the inlet T input and output T output from the mold when it is cooled according to technological requirements should not exceed a predetermined value ΔT tn = T input -T output , therefore, the heat sink power must satisfy the ratio
Средняя температура теплоносителя оценивается выражением <Ттн>=(Твход+Твыход)/2=Твход-ΔТтн/2. Подставляя в (1) выражение для <Ттн> и приравнивая выражения (1) и (2), получим условие термостатирования пресс-формы при ее охлажденииThe average temperature of the coolant is estimated by the expression <T tn > = (T input + T output ) / 2 = T input -ΔT t / 2. Substituting in (1) the expression for <T tn > and equating expressions (1) and (2), we obtain the condition for temperature control of the mold when it is cooled
Условие (3) означает, что на стадии охлаждения пресс-формы с деталью при любом расходе теплоносителя для получения постоянной заданной разности температуры теплоносителя на входе и выходе из пресс-формы ΔТтн необходимо поддерживать постоянную разность температур пресс-формы и теплоносителя на входе в нее Тф-Твход.Condition (3) means that at the stage of cooling the mold with the part at any flow rate of the coolant, in order to obtain a constant predetermined temperature difference between the coolant at the inlet and outlet of the mold ΔT tn, it is necessary to maintain a constant temperature difference between the mold and the coolant at its inlet T f -T input .
Очевидно, что охлаждение пресс-формы с деталью происходит тем быстрее, чем больше расход теплоносителя Qтн. Сокращение времени охлаждения повышает производительность производственного процесса. Поэтому расход охладителя должен быть максимальным. Температура теплоносителя на входе в пресс-форму регулируется порционной его подачей из резервуаров с высокой и низкой температурой теплоносителя согласно соотношениюIt is obvious that the cooling of the mold with the part occurs the faster, the greater the flow rate of the coolant Q tn . Reduced cooling time increases the productivity of the production process. Therefore, the flow rate of the cooler should be maximum. The temperature of the coolant at the entrance to the mold is controlled by its portioned supply from tanks with high and low coolant temperature according to the ratio
где нижний индекс «гор» относится к резервуару с высокой температурой теплоносителя, а индекс «хол» - к резервуару с низкой температурой теплоносителя.where the lower index “mountains” refers to a tank with a high coolant temperature, and the index “cold” refers to a tank with a low coolant temperature.
Решение поставленной задачи и технический результат также достигаются тем, что устройство для терморегулирования пресс-формы литьевой машины, содержащее нагреватель теплоносителя, теплообменник для охлаждения теплоносителя, насос с двигателем для подачи теплоносителя в пресс-форму, датчики температуры теплоносителя и блок управления, дополнительно содержит резервуар высокой температуры теплоносителя с находящимся в нем нагревателем, резервуар низкой температуры теплоносителя с находящимся в нем теплообменником, трехходовой клапан, соединяющий выходной патрубок пресс-формы с входными патрубками резервуаров с теплоносителем, трехходовой клапан, соединяющий выходные патрубки резервуаров с теплоносителем с входным патрубком насоса.The solution of the problem and the technical result are also achieved by the fact that the device for temperature control of the mold of the injection machine, containing a heat carrier, a heat exchanger for cooling the heat carrier, a pump with an engine for supplying the heat carrier to the mold, the temperature sensors of the heat carrier and the control unit, additionally contains a tank high temperature of the coolant with the heater in it, a reservoir of low temperature of the coolant with the heat exchanger in it, three-way valve n, connecting the outlet pipe of the mold with the inlet pipes of the tanks with a coolant, a three-way valve connecting the output pipes of the tanks with a coolant with the pump inlet.
На чертеже приведена схема устройства, поясняющая техническую сущность заявляемых изобретений.The drawing shows a diagram of a device explaining the technical nature of the claimed invention.
Способ терморегулирования пресс-формы литьевой машины реализуется с помощью устройства, содержащего резервуар 1 с теплоносителем высокой температуры с находящимся в нем нагревателем 2, резервуар 3 с теплоносителем низкой температуры с находящимся в нем теплообменником 4, трехходовой клапан 5, соединяющий выходной патрубок пресс-формы с входными патрубками резервуаров 1 и 3, трехходовой клапан 6, соединяющий выходные патрубки резервуаров 1 и 3 с входным патрубком насоса 7 с двигателем, датчик температуры 8 теплоносителя на входе в пресс-форму, трассу 9 перелива теплоносителя, соединяющую резервуары 1 и 3, датчики температуры 10 и 11 теплоносителя в резервуарах 1 и 3, клапан 12 подачи охладителя в теплообменник 4, блок управления 13, управляющий двигателем насоса 7, трехходовыми клапанами 5 и 6 (линии А' и А управления, соответственно), нагревателем 2 (линия В управления), клапаном 12 подачи охладителя (линия С управления). Датчики температуры 8, 10, 11 теплоносителя и датчик температуры пресс-формы подключены к блоку управления 13.The method of temperature control of the mold of an injection molding machine is implemented using a device containing a tank 1 with a heat carrier of high temperature and a heater 2 located in it, a tank 3 with a heat carrier of low temperature and a heat exchanger 4 located in it, a three-way valve 5 connecting the outlet of the mold with inlet pipes of tanks 1 and 3, a three-way valve 6, connecting the outlet pipes of tanks 1 and 3 with the inlet pipe of the pump 7 with the engine, the temperature sensor 8 of the coolant at the entrance to the mold , coolant overflow route 9 connecting tanks 1 and 3, temperature sensors 10 and 11 of the coolant in tanks 1 and 3, a cooler supply valve 12 to the heat exchanger 4, a control unit 13 controlling the pump motor 7, three-way valves 5 and 6 (lines A ' and A control, respectively), heater 2 (control line B), cooler supply valve 12 (control line C). The temperature sensors 8, 10, 11 of the coolant and the mold temperature sensor are connected to the control unit 13.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
После извлечения готовой детали из пресс-формы и закрытия пресс-формы начинается цикл изготовления новой детали. Блок управления 13 синхронно открывает трехходовые клапаны 5 и 6 так, что теплоноситель поступает в пресс-форму только из резервуара 1 высокой температуры и возвращается в этот же резервуар. Включается двигатель насоса 7. После нагрева пресс-формы до требуемой температуры блок управления 13 выключает двигатель насоса 7 и закрывает трехходовые клапаны 5 и 6. После заполнения пресс-формы расплавом термопласта начинается процесс охлаждения пресс-формы. Блок управления 13 синхронно открывает трехходовые клапаны 5 и 6, обеспечивая проток теплоносителя через резервуар 1 высокой температуры, и включает двигатель насоса 7. В дальнейшем блок управления 13 по данным датчиков температуры пресс-формы и датчика температуры 8 теплоносителя на входе в пресс-форму синхронно управляет трехходовыми клапанами 5 и 6, обеспечивая соотношение расходов теплоносителя Qхол/Qгор, при котором сохраняется постоянная разность температур пресс-формы и теплоносителя на входе в нее Тф-Твход. По мере уменьшения температуры пресс-формы расход теплоносителя из резервуара 1 высокой температуры будет уменьшаться, а из резервуара низкой 3 температуры - возрастать. Так как невозможно обеспечить точную синхронизацию трехходовых клапанов 5 и 6, объем теплоносителя в резервуарах 1 и 3 на стадии охлаждения пресс-формы может меняться. Трасса 9 обеспечивает возможность перетекания теплоносителя между резервуарами 1 и 3. В течение цикла блок управления 13 включает нагреватель 2, если температура теплоносителя в резервуаре 1 высокой температуры достигает заданного минимального значения, и выключает нагреватель 2, когда температура теплоносителя в резервуаре 1 достигает заданного максимального значения. В течение цикла блок управления 13 открывает клапан 12 подачи охладителя в теплообменник 4, если температура теплоносителя в резервуаре 3 низкой температуры достигает заданного максимального значения, и закрывает клапан 12 подачи охладителя, когда температура теплоносителя в резервуаре 3 достигает заданного минимального значения.After removing the finished part from the mold and closing the mold, the manufacturing cycle of the new part begins. The control unit 13 simultaneously opens the three-way valves 5 and 6 so that the coolant enters the mold only from the high temperature tank 1 and returns to the same tank. The engine of the pump 7 is turned on. After heating the mold to the required temperature, the control unit 13 turns off the motor of the pump 7 and closes the three-way valves 5 and 6. After filling the mold with molten thermoplastics, the cooling process of the mold begins. The control unit 13 synchronously opens the three-way valves 5 and 6, providing a coolant flow through the high temperature tank 1, and turns on the pump motor 7. Further, the control unit 13, according to the mold temperature sensors and the coolant temperature sensor 8 at the inlet to the mold, synchronously controls three-way valves 5 and 6, providing a ratio of coolant flow rates Q chol / Q mountains , at which a constant temperature difference between the mold and the coolant at its inlet T f -T inlet is maintained. As the mold temperature decreases, the coolant flow rate from the high temperature tank 1 will decrease, and from the low temperature tank 3 it will increase. Since it is impossible to ensure accurate synchronization of the three-way valves 5 and 6, the volume of coolant in the tanks 1 and 3 at the stage of cooling the mold may vary. Route 9 allows the coolant to flow between tanks 1 and 3. During the cycle, the control unit 13 turns on the heater 2 if the temperature of the coolant in the high temperature tank 1 reaches a predetermined minimum value, and turns off the heater 2 when the temperature of the coolant in the tank 1 reaches a predetermined maximum value . During the cycle, the control unit 13 opens the cooler supply valve 12 to the heat exchanger 4 if the temperature of the coolant in the low temperature tank 3 reaches a predetermined maximum value, and closes the coolant supply valve 12 when the temperature of the coolant in the tank 3 reaches a predetermined minimum value.
При достижении минимальной заданной температуры пресс-формы блок управления 13 выключает двигатель насоса 7 и закрывает трехходовые клапаны 5 и 6. Деталь извлекается из пресс-формы, и начинается следующий цикл.Upon reaching the minimum set temperature of the mold, the control unit 13 turns off the pump motor 7 and closes the three-way valves 5 and 6. The part is removed from the mold and the next cycle begins.
Предлагаемые изобретения позволяют существенно сократить затраты электроэнергии и временной цикл изготовления изделия.The proposed invention can significantly reduce energy costs and the time cycle of manufacturing the product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141409/06A RU2403125C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008141409/06A RU2403125C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008141409A RU2008141409A (en) | 2010-05-10 |
| RU2403125C2 true RU2403125C2 (en) | 2010-11-10 |
Family
ID=42673276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008141409/06A RU2403125C2 (en) | 2008-10-21 | 2008-10-21 | Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2403125C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573459C2 (en) * | 2010-11-24 | 2016-01-20 | Индустриаль Фриго С.Р.Л. | Integrated system of moulds pre-heating and cooling |
-
2008
- 2008-10-21 RU RU2008141409/06A patent/RU2403125C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2573459C2 (en) * | 2010-11-24 | 2016-01-20 | Индустриаль Фриго С.Р.Л. | Integrated system of moulds pre-heating and cooling |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008141409A (en) | 2010-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5294501B2 (en) | Mold temperature controller | |
| CN1997499B (en) | Mold apparatus | |
| JP5991678B2 (en) | Mold cooling system and mold cooling method | |
| KR20060110849A (en) | Mold temperature adjusting apparatus and method of the same | |
| US8097195B2 (en) | Method for energy usage when cooling extrusion profiles | |
| US20090146333A1 (en) | Apparatus and method for controlling mold temperatures | |
| RU2403125C2 (en) | Method of thermal control on injection moulding machine mould and device to this end | |
| CN101480821B (en) | Control method and device for quick change of mold temperature | |
| CN206536800U (en) | A kind of temperature control device of injection mold | |
| CN108908804A (en) | It is a kind of using semiconductor cooler and the mold thermal shock device of phase-change material | |
| JP4421318B2 (en) | Mold temperature control device, heat recovery tank used in the temperature control method, and temperature control method | |
| CN203427295U (en) | Temperature controlling device of plastic mold | |
| CN208993018U (en) | A kind of injection mold | |
| CN104129015B (en) | A kind of cold die heater of self-circulating wind | |
| CN217968029U (en) | Injection molding machine with cooling device | |
| CN204367376U (en) | The two extruder temperature control system of a kind of cone | |
| CN104129014B (en) | A kind of cold die heater of self-circulating water | |
| CN206242444U (en) | Die heater | |
| CN106738729A (en) | Die heater and its temprature control method | |
| CN204054422U (en) | A kind of self-loopa water-cooled die heater | |
| CN204172299U (en) | A kind of cold, hot two-purpose oil circulation die heater | |
| CN210791955U (en) | Cooling device of injection molding machine mould | |
| CN204076583U (en) | The air-cooled die heater of a kind of self-loopa | |
| CN205631381U (en) | Head is extruded to 3D printer | |
| CN206297068U (en) | One kind curtain coating owner's chilling roller water temperature control system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20120409 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121022 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20141210 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161022 |