专利名称：高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及适用于要求高光洁度、无熔痕、高表面强度的注射成型模具的温度控制系统。 属于材料加工学科的注塑成型技术领域。
技术背景随着塑料制品应用的日益广泛，人们对塑料制品的精度、表面质量和强度的要求越来越 高，但是，对于注塑过程中的一些缺陷，如熔接痕、流痕、塑料制品外观质量差等，普通 的注塑成形工艺无法解决。高光无熔痕注塑工艺可以获得高精度、高光洁度的产品，该工艺 是在注射成型过程中，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。目前，高光无熔痕注塑工艺的温度控制系统主要包括温度控制器、水泵、控制单元、触 摸屏、管路、阀、混合器等。温度控制器中设有蒸汽管路、冷却水管路、压缩空气管路、混 合器、出模管路和进模管路，出模管路和冷却水管路均与混合器的进口连接，混合器的出口 与水箱连接，蒸汽管路、冷却水管路和压縮空气管路均与进模管路连接，冷却水管路中连接 有冷却水控制阀和水泵，进模管路和出模管路的管壁上均安装有温度传感器。温度控制器上 的蒸汽管路、冷却水进水管路、冷却水回水管路、压縮空气管路等分别与外部设置的加热锅 炉、冷却塔、冷却水回收装置、空压机等分别连接。并且每一套温度控制器只能控制一台注 塑机的注塑模具温度，这些无疑会增加车间布置的复杂程度，而且会增加系统的安装成本。 发明内容本发明针对现有高光无熔痕注塑工艺的温度控制器价格昂贵、 一套温度控制器只能控制 一台注塑机的注塑模具等问题，提供一种成本低、能够对多台注塑机的注塑模具同时进行控 制的高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统。本发明是通过以下技术方案实现的高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统主要包括加热锅炉、冷却水池、水泵、压 縮空气、混合器和控制单元；加热锅炉与蒸汽管路连接，冷却水池通过水泵与冷却水管路连 接，压縮空气与压縮空气管路连接，混合器的出口与冷却水池连接，蒸汽管路上至少设有两 条分别与一套模具连接的支路，每条支路上都设有控制阀；冷却水管路至少有三条支路，其 中一条支路与混合器的进口连接，其他各支路上都设有控制阀并分别与一套模具连接；压縮 琴气管路上至少设有两条分别与一套模具连接的支路，每条支路上都设有控制阀，每套模具 的出口经单向阀连接到混合器；模具内和各种管路的支路内壁上都设有温度传感器，各个温 度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连接。蒸汽管路、冷却水管路和压縮空气管路的进口和出口设有过滤器。 控制单元可采用可编程控制器(PLC)、微型计算机或工业计算机等。 各个控制阀可采用气动三通球阀、气动角座阀、电动三通球阀或电磁阀等。 水泵可采用自吸泵、离心泵、增压泵、管道泵、转子泵或驱动泵等。 具体应用时，蒸汽管路的每条支路的出口端分别与一套模具的进口连接；冷却水管路的每条支路的出口端分别与一套模具的进口连接；压縮空气管路的每条支路的出口端分别与一 套模具的进口连接。每套模具的出口经单向阀连接到混合器，然后再返回到冷却水池。因此 本发明可通过一套控制系统对多套模具进行温度控制。在注塑过程中，当模具打开时，控制单元接收注塑机反馈的开模信号，控制高压蒸汽通 过各支路进入每套模具，对模具进行加热。当模具温度达到要求的范围时，模具内的温度传 感器将温度信号传给控制单元，控制单元向蒸汽支路上的控制阀发出关闭指令，同时向注塑 机发出可以注射的信号。在注射完毕后，控制单元将接收注塑机反馈的熔胶信号，并控制冷 却水通过各支路进入每套模具，对模具进行冷却；当模具冷却到要求的温度范围时，模具内 的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向冷却水支路上的控制阀发出转向指令， 同时向相应的压縮空气支路上的控制阀发出打开指令。压縮空气支路上的控制阀打开后，压 縮空气进入模具，将模具内的冷却水全部吹出。在模具内的冷却水全部吹出后，控制单元向 注塑机发出可以开模的信号，当注塑机开模时，控制单元将接收注塑机反馈的开模信号，并 自动进行下一个循环。本发明可与两台以上注塑机的控制系统对接，同时与两台以上注塑机进行信息交换，通 过一套温度控制系统对多套模具进行温度控制。可以分别监测两台以上注塑机的开模动作， 实时地测量安装在多台注塑机上的塑料模具内部的温度变化情况，根据温度的变化分别向注 塑机发送相应的信息，保证多台注塑机能在合适的模具温度下射入塑胶。另外，注塑机在开 始熔胶时，本发明将采集到相应注塑机的该信号，并立刻将冷却水通入相应注塑机上安装的 模具，对模具和塑料制品进行冷却，在冷却到相应的温度后，注塑机开模并取出塑料制品。 本发明可根据注射周期的各个阶段对塑料模具进行加热与冷却，模具温度控制精度高，模具 加热及冷却范围大，利用该控制器可以获得高表面光亮度、无熔接痕、不需喷涂加工、产品 性能好、生产成本低的塑料制品。本发明能够通过一套温度控制系统同时实现对多套注塑机上的模具进行温度控制。与目 前的一套温度控制系统只能控制一套模具相比，简化了结构，降低了成本、减少了系统的占 地面积，增大了技术人员的操作空间。
附图是本发明的结构原理示意图。图中1、水泵，2、单向阀，3、气动角座阀，4、气动角座阀，5、气动角座阀，6、气 动角座阀，7、混合器，8、气动角座阀，9、气动角座阀，10、气动角座阀，11、气动角座阀， 12、单向阀，13、单向阀，14、 一号模具，15、 二号模具，16、锅炉，17、冷却水池，18、 压縮空气。
具体实施方式
实施例如附图所示，本发明的多点模具温度控制系统主要包括水泵1、控制单元(图中未画出)、 各种管路(图中实线表示冷却水和蒸汽管路，点划线表示压縮空气管路)、各种控制阀和混合 器7等。模具一 14和模具二 15内设有温度传感器，连接模具一 14和二号模具15入口和出 口的管路中分别安装有温度传感器，各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连 接，控制单元通过通信电缆与触摸屏连接。锅炉16产生的高温高压蒸汽通过蒸汽管路的两条支路进入一号模具14和二号模具15， 一路通过气动角座阓6进入一号模具14的进口，另一路通过气动角座阀8进入二号模具15 的进口。冷却水池17内的冷却水经水泵1加压再通过单向阀2分为三条支路， 一路通过气动 角座阀3进入二号模具15的进口， 一路通过气动角座阀4进入混合器7，然后回到冷却水池 17;再一路通过气动角座阀5进入一号模具14的进口。与压縮空气18接的压縮空气管路分 为三条支路， 一路通过气动角座阀10进入一号模具14的进口， 一路通过气动角座阀9进入 二号模具15的进口，再一路是控制各个气动角座阀的开关，每个气动角座阀还与一个两位三 通电磁阀连接，每个两位三通电磁阀均与控制单元连接。从一号模具14出口和二号模具15 出口返回的冷却水分别通过单向阀13和单向阀12后汇合在一起，再经过气动角座阀11和混 合器7返回到冷却水池17。从一号模具14出口和二号模具15出口返回的蒸汽分别通过单向 阀13和单向阀12后汇合在一起，再经过混合器7返回到冷却水池17。 一号模具14和二号 模具15内以及各种管路的支路内壁上都设有温度传感器，各个温度传感器和控制气动角座阀 的两位三通电磁阀均通过通信电缆与控制单元连接。流经一号模具14和二号模具15的高温高压蒸汽在混合器7中经冷却水降温后转变为水， 同冷却水一起流回冷却水池17。一号模具14及其一号注塑机的控制过程是在注塑过程中，当一号模具14打开时，控制单元将接收一号注塑机反馈的开模信号，并 根据信号向气动角座阀6发出打开指令，向气动角座阀5发出关闭指令，让高压蒸汽通入一 号模具14的的进口，对一号模具14进行加热。流经一号模具14的残余蒸汽及水通过一号模 具14的出口经单向阀13到混合器7，然后再返回到冷却水池17。当一号模具14的温度达到 要求范围时， 一号模具14内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向气动角座阀 6发出关闭指令，同时向一号注塑机发出可以注射的信号。在注射完毕后， 一号注塑机进入 熔胶阶段，控制单元将接收一号注塑机反馈的熔胶信号，向气动角座阀5发出打开指令，冷 却水经气动角座阀5进入一号模具14的进口，对一号模具14进行冷却。当一号模具14的的 温度达到要求的范围时， 一号模具14内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向 气动角座阀5发出关闭指令，同时向气动角座阀10发出打开指令，压縮空气18气动角座阀 10进入一号模具14的进口，将一号模具14内的冷却水全部吹出，吹出的冷却水及压縮空气 经一号模具14出口和混合器7，然后再回到冷却水池。在一号模具14内的冷却水全部吹出 后，控制单元向一号注塑机发出可以开模的信号，当一号注塑机开模时，该系统将接收一号 注塑机反馈的开模信号，并自动进行下一个循环。二号模具15及其二号注塑机的控制过程是在注塑过程中，当二号模具15打开时，该系统将接收二号注塑机反馈的开模信号，并根 据信号向气动角座阀8发出打开指令，向气动角座阀3发出关闭指令，让高压蒸汽通入二号 模具15的进口，对二号模具15进行加热。流经二号模具15的残余蒸汽及水通过二号模具 15的出口经单向阀12到混合器7，然后再返回到冷却水池17。当二号模具15的温度达到要 求范围时，二号模具15内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向气动角座阀8 发出关闭指令，同时向二号注塑机发出可以注射的信号。在注射完毕后，二号注塑机进入熔 胶阶段，控制单元将接收二号注塑机反馈的熔胶信号，向气动角座阀3发出打开指令，冷却水经气动角座阀3进入二号模具15的进口，对二号模具15进行冷却。当二号模具15的温度 达到要求的范围时，二号模具15内的温度传感器将温度信号传给控制单元，控制单元向气动 角座阀3发出关闭指令，同时向气动角座阀9发出打开指令，压縮空气18动角座阀9进入二 号模具15的进口，将二号模具15内的冷却水全部吹出，吹出的冷却水及压縮空气经二号模 具15出口和混合器7，然后再回到冷却水池17。在二号模具15内的冷却水全部吹出后，控 制单元向二号注塑机发出可以开模的信号，当二号注塑机开模时，该系统将接收二号注塑机 反馈的开模信号，并自动进行下一个循环。本发明的温度控制系统启动后，水泵1持续运行。只有在气动角座阀3及气动角座阀5 均为关闭状态时，气动角座阀4才处于打开状态。为保证杂质不进入各种管路中，冷却水在进入冷却水管路前通过100目过滤器对其进行 过滤。流经一号模具14和二号模具15的蒸汽及冷却水再次进入各管路前通过100目过滤器 对其进行过滤。当有两套以上模具时，各种管路的分支数相应增加，控制过程一样。
权利要求
1.一种高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统，主要包括加热锅炉、冷却水池、水泵、压缩空气、混合器和控制单元；加热锅炉与蒸汽管路连接，冷却水池通过水泵与冷却水管路连接，压缩空气与压缩空气管路连接，混合器的出口与冷却水池连接，其特征在于蒸汽管路上至少设有两条分别与一套模具连接的支路，每条支路上都设有控制阀；冷却水管路至少有三条支路，其中一条支路与混合器的进口连接，其他各支路上都设有控制阀并分别与一套模具连接；压缩空气管路上至少设有两条分别与一套模具连接的支路，每条支路上都设有控制阀，每套模具的出口经单向阀连接到混合器；模具内和各种管路的支路内壁上都设有温度传感器，各个温度传感器和控制阀均通过通信电缆与控制单元连接。
2. 根据权利要求1所述的高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统，其特征在于蒸汽 管路、冷却水管路和压縮空气管路的进口和出口设有过滤器。
全文摘要
本发明提供了一种高光无熔痕注塑工艺的多点模具温度控制系统，主要包括加热锅炉、冷却水池、水泵、压缩空气、混合器和控制单元；加热锅炉与蒸汽管路连接，冷却水池通过水泵与冷却水管路连接，压缩空气与压缩空气管路连接，混合器的出口与冷却水池连接，蒸汽管路上至少设有两条分别与一套模具连接的支路；冷却水管路至少有三条支路，其中一条支路与混合器的进口连接，其他各支路上都设有控制阀并分别与一套模具连接；压缩空气管路上至少设有两条分别与一套模具连接的支路。本发明能够通过一套温度控制系统同时实现对多套模具进行温度控制，简化了结构，降低了成本、减少了系统的占地面积，增大了技术人员的操作空间。
文档编号B29C45/73GK101229678SQ20081001419
公开日2008年7月30日 申请日期2008年2月26日 优先权日2008年2月26日
发明者李辉平, 管延锦, 赵国群 申请人:山东大学