专利名称：一种塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，特别是要求高精度、高光洁度产 品的注射成型工艺，属于塑料注射成型技术领域。
背景技术：
注射成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，在工业生产的各个领域都有广泛的应用。 随着塑料制品应用的日益广泛，企业对塑料制品的精度、表面质量和强度的要求越来越高， 同时人们对塑料制品的形状、性能和生产过程中的成本、环保与节能降耗等提出了更高的要 求，传统的注射成型工艺已难以适应这种要求。目前主要通过塑料喷涂技术提高塑料制品的 表面质量和表面强度。 一方面，注塑产品的表面质量对喷涂后的产品质量影响很大，如果注 塑产品的表面质量较差，很难通过喷涂技术得到合格的零件。另一方面，喷涂是对塑料产品 的二次加工，不仅浪费生产原料，浪费能源，增加塑料制品的生产成本，而且造成严重的环 境污染，危害操作人员的人身健康。
通过以下的工艺可以获得高精度、高光洁度的产品在注射成型过程中，将注塑模具的 型腔或模芯快速加热至接近或者高于聚合物的热变形温度，然后将聚合物注射到模具型腔中， 在注射和保压过程中一直保持模具或模芯的温度，最后快速冷却模具型腔或模芯，当模具温 度被冷却到一定程度后打开模具，取出产品。但是该工艺要求模具的升温和冷却都需要在很 短的时间内完成，塑料模具快速加热及冷却的温度控制是获得高精度、高光洁度的注塑成型 产品关键环节。目前的塑料模具温度控制装置都比较简单，均存在加热及冷却时间长、温度 控制精度低、温度变化范围窄、峰值温度低等问题，难以获得精度高、表面质量好以及无熔 痕的产品。
发明内容
针对现有塑料模具加热及冷却的温度控制装置存在的不足，本发明提供一种能够快速加 热与冷却、温度控制范围宽、控制精度高、峰值温度高的塑料模具快速加热及冷却的温度控 制装置。
本发明是通过以下技术解决方案实现的
塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置包括加热装置、冷却装置、高温动力装置、低 温动力装置、回路控制开关和控制单元，加热装置与高温动力装置相连接，冷却装置与低温 动力装置相连接，加热装置、高温动力装置和塑料模具之间通过管路连接形成循环回路，管 路中充满热介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关，在介质进入 塑料模具的管路上设有直接与加热装置连接的并联管路，该并联管路上设有回路控制开关；
冷却装置、低温动力装置和塑料模具之间通过管路连接也形成循环回路，管路中充满冷介质， 循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关，在介质进入塑料模具的管路上 设有直接与冷却装置连接的并联管路，该并联管路上设有回路控制开关；控制单元分别与加 热装置、冷却装置和各个回路控制开关电连接。
加热装置可以采用工业锅炉或采用电加热的其它装置，冷却装置可以采用冷却塔或利用 制冷系统的其它装置，动力装置可以采用水泵或油泵，回路控制开关采用气动电磁角座阀， 通过高压空气装置给气动电磁角座阀供气，高压空气装置可以采用空压机，控制单元可以采 用可编程控制器(PLC)或计算机。
管路中的热介质是水、油或蒸汽，冷介质是水或油。
热介质是水时，加热温度为30'C 10(TC;热介质是油时，加热温度为3(TC 20(TC;热 介质是蒸汽时，加热温度为100°C~200°C。冷介质的温度是0t; 3(TC。热介质采用蒸汽时， 通过工业锅炉得到蒸汽，利用传感器测量蒸汽的压力，并将蒸汽温度控制在要求的精度范围 之内。热介质采用油或水时，通过电加热装置将其升温，利用热传感器将其温度控制在要求 的精度范围之内。冷介质釆用油或水时，通过冷却塔或其它制冷系统对其降温，利用热传感 器将其温度控制在要求的精度范围之内。
本发明为热介质和冷介质设置了两个回路，这两个回路共用模具中的通道。在加热模具 时，通过加热装置加热介质，利用控制单元将介质的温度控制在要求的精度范围之内，控制 单元控制高温动力装置和回路控制开关，使热介质进入模具，对模具型腔快速加热，使模具 的型腔或模芯快速加热至接近或者高于聚合物的热变形温度，然后将聚合物注射到模具型腔 中，在注射和保压过程中一直保持模具或模芯的温度。在经过注射保压阶段后，通过冷却装 置提供冷介质，利用控制单元将冷介质温度控制在要求的精度范围之内，控制单元控制低温 动力装置和回路控制开关，使冷介质进入模具，将模具型腔快速冷却至要求的温度，当模具 温度被冷却到一定程度后，打开模具并取出注塑产品，从而完成一个注塑循环。
本发明能够保证热介质或冷介质在准确的时间段内通过管路进入模具，快速对模具进行 加热或冷却，温度控制范围宽、控制精度高、峰值温度高，适用于高光无熔痕注塑工艺和常 规注塑工艺，可获得表面质量高、性能好、精度高的塑料制品，生产成本低、节能环保。
附图是本发明的结构原理示意图。
其中1、加热装置，2、冷却装置，3、高温动力装置，4、低温动力装置，5、流量调节阀， 6、压力表，7、流量调节阀，8、压力表，9 14、气动电磁角座阀，15、塑料模具，16、可编 程控制器(PLC)， 17、电源，18、触摸屏。
具体实施方式
实施例
附图给出了本发明的结构原理示意图。本发明的塑料模具快速加热及冷却的温度控制装 置主要包括加热装置l、冷却装置2、高温动力装置3、低温动力装置4、压力表6和8、流 量调节阀5和7、气动电磁角座阀9 14、可编程控制器(PLC) 16、电源17、触摸屏18。加 热装置1与高温动力装置3相连接，冷却装置2与低温动力装置4相连接。加热装置1、高 温动力装置3和塑料模具15之间通过管路形成循环回路，管路中充满热介质，循环回路中介 质进入塑料模具的管路上设有流量调节阀7、压力表8和气动电磁角座阀12，介质流出塑料 模具的管路上设有气动电磁角座阀14，在介质进入塑料模具的管路上设有直接与加热装置1 连接的并联管路，该并联管路上设有气动电磁角座阀9。冷却装置2、低温动力装置4和塑料 模具15之间通过管路也形成循环回路，管路中充满冷介质，循环回路中冷介质进入塑料模具 的管路上设有流量调节阀5、压力表6和气动电磁角座阀11，冷介质流出塑料模具的管路上
设有气动电磁角座阀13，在冷介质进入塑料模具的管路上设有直接与冷却装置2连接的并联 管路，该并联管路上设有气动电磁角座阀10。可编程控制器(PLC) 16分别与加热装置1、 冷却装置2和各个气动电磁角座阀9~14电连接。气动电磁角座阀9~14与高压空气装置即空 压机连接以获得高压空气，在可编程控制器(PLC) 16控制下打开。
本发明为热介质和冷介质设置了两个回路，这两个回路共用模具中的通道。在加热模具 时，可编程控制器(PLC) 16控制气动电磁角座阀10、 12、 14开通，热介质通过气动电磁角 座阀12进入模具15，对模具型腔快速加热，然后再通过气动电磁角座阀14回到加热装置1， 由低温动力装置4出来的冷却介质直接通过气动电磁角座阀10回到冷却装置2。在冷却模具 时，可编程控制器(PLC) 16控制气动电磁角座阀9、 11、 13开通，冷介质通过气动电磁角 座阀11进入模具15，对模具型腔快速冷却，然后再通过气动电磁角座阀13回到冷却装置2， 由高温动力装置3出来的热介质直接通过气动电磁角座阀9回到加热装置1。通过电源17给 可编程控制器(PLC) 16供电，通过触摸屏18设置、显示各种控制参数。
权利要求
1.一种塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，包括加热装置、冷却装置、高温动力装置、低温动力装置、回路控制开关和控制单元，其特征在于加热装置与高温动力装置相连接，冷却装置与低温动力装置相连接，加热装置、高温动力装置和塑料模具之间通过管路连接形成循环回路，管路中充满热介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关，在介质进入塑料模具的管路上设有直接与加热装置连接的并联管路，该并联管路上设有回路控制开关；冷却装置、低温动力装置和塑料模具之间通过管路连接也形成循环回路，管路中充满冷介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关，在介质进入塑料模具的管路上设有直接与冷却装置连接的并联管路，该并联管路上设有回路控制开关；控制单元分别与加热装置、冷却装置和各个回路控制开关电连接。
2. 根据权利要求1所述的塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，其特征在于所述管路 中的热介质是水、油或蒸汽，冷介质是水或油。
3. 根据权利要求1所述的塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，其特征在于所述热介质是水时，加热温度为30°C~100°C;热介质是油时，加热温度为30°C~200°C;热介质是蒸汽 时，加热温度为10(TC 20(TC。
4. 根据权利要求l所述的塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，其特征在于所述冷介 质的温度是(TC 3(TC。
全文摘要
本发明提供了一种塑料模具快速加热及冷却的温度控制装置，包括加热装置、冷却装置、高温动力装置、低温动力装置、回路控制开关和控制单元，加热装置、高温动力装置和塑料模具之间通过管路连接形成循环回路，管路中充满热介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关；冷却装置、低温动力装置和塑料模具之间通过管路连接也形成循环回路，管路中充满冷介质，循环回路中介质进出塑料模具的管路上均设有回路控制开关；控制单元分别与加热装置、冷却装置和各个回路控制开关电连接。本发明能够保证热介质或冷介质在准确的时间段内进入模具，快速对模具加热或冷却，温度控制范围宽、控制精度高，使塑料制品获得高质量的表面和精度高。
文档编号G05D23/19GK101100106SQ20071001622
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月26日 优先权日2007年7月26日
发明者李辉平, 管延锦, 赵国群, 军 高 申请人:山东大学