專利名稱：高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及適用于要求高光潔度、無熔痕、高表面強度的注射成型模具的溫度控制系統。 屬于材料加工學科的注塑成型技術領域。
技術背景隨著塑料制品應用的日益廣泛，人們對塑料制品的精度、表面質量和強度的要求越來越 高，但是，對于注塑過程中的一些缺陷，如熔接痕、流痕、塑料制品外觀質量差等，普通 的注塑成形工藝無法解決。高光無熔痕注塑工藝可以獲得高精度、高光潔度的產品，該工藝 是在注射成型過程中，將注塑模具的型腔或模芯快速加熱至接近或者高于聚合物的熱變形溫 度，然后將聚合物注射到模具型腔中，在注射和保壓過程中一直保持模具或模芯的溫度，最 后快速冷卻模具型腔或模芯，當模具溫度被冷卻到一定程度后打開模具，取出產品。目前，高光無熔痕注塑工藝的溫度控制系統主要包括溫度控制器、水泵、控制單元、觸 摸屏、管路、閥、混合器等。溫度控制器中設有蒸汽管路、冷卻水管路、壓縮空氣管路、混 合器、出模管路和進模管路，出模管路和冷卻水管路均與混合器的進口連接，混合器的出口 與水箱連接，蒸汽管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路均與進模管路連接，冷卻水管路中連接 有冷卻水控制閥和水泵，進模管路和出模管路的管壁上均安裝有溫度傳感器。溫度控制器上 的蒸汽管路、冷卻水進水管路、冷卻水回水管路、壓縮空氣管路等分別與外部設置的加熱鍋 爐、冷卻塔、冷卻水回收裝置、空壓機等分別連接。并且每一套溫度控制器只能控制一臺注 塑機的注塑模具溫度，這些無疑會增加車間布置的復雜程度，而且會增加系統的安裝成本。 發明內容本發明針對現有高光無熔痕注塑工藝的溫度控制器價格昂貴、 一套溫度控制器只能控制 一臺注塑機的注塑模具等問題，提供一種成本低、能夠對多臺注塑機的注塑模具同時進行控 制的高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統。本發明是通過以下技術方案實現的高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓 縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過水泵與冷卻水管路連 接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，蒸汽管路上至少設有兩 條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設有控制閥；冷卻水管路至少有三條支路，其 中一條支路與混合器的進口連接，其他各支路上都設有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮 琴氣管路上至少設有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設有控制閥，每套模具 的出口經單向閥連接到混合器；模具內和各種管路的支路內壁上都設有溫度傳感器，各個溫 度傳感器和控制閥均通過通信電纜與控制單元連接。蒸汽管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路的進口和出口設有過濾器。 控制單元可采用可編程控制器(PLC)、微型計算機或工業計算機等。 各個控制閥可采用氣動三通球閥、氣動角座閥、電動三通球閥或電磁閥等。 水泵可采用自吸泵、離心泵、增壓泵、管道泵、轉子泵或驅動泵等。 具體應用時，蒸汽管路的每條支路的出口端分別與一套模具的進口連接；冷卻水管路的每條支路的出口端分別與一套模具的進口連接；壓縮空氣管路的每條支路的出口端分別與一 套模具的進口連接。每套模具的出口經單向閥連接到混合器，然后再返回到冷卻水池。因此 本發明可通過一套控制系統對多套模具進行溫度控制。在注塑過程中，當模具打開時，控制單元接收注塑機反饋的開模信號，控制高壓蒸汽通 過各支路進入每套模具，對模具進行加熱。當模具溫度達到要求的范圍時，模具內的溫度傳 感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向蒸汽支路上的控制閥發出關閉指令，同時向注塑 機發出可以注射的信號。在注射完畢后，控制單元將接收注塑機反饋的熔膠信號，并控制冷 卻水通過各支路進入每套模具，對模具進行冷卻；當模具冷卻到要求的溫度范圍時，模具內 的溫度傳感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向冷卻水支路上的控制閥發出轉向指令， 同時向相應的壓縮空氣支路上的控制閥發出打開指令。壓縮空氣支路上的控制閥打開后，壓 縮空氣進入模具，將模具內的冷卻水全部吹出。在模具內的冷卻水全部吹出后，控制單元向 注塑機發出可以開模的信號，當注塑機開模時，控制單元將接收注塑機反饋的開模信號，并 自動進行下一個循環。本發明可與兩臺以上注塑機的控制系統對接，同時與兩臺以上注塑機進行信息交換，通 過一套溫度控制系統對多套模具進行溫度控制。可以分別監測兩臺以上注塑機的開模動作， 實時地測量安裝在多臺注塑機上的塑料模具內部的溫度變化情況，根據溫度的變化分別向注 塑機發送相應的信息，保證多臺注塑機能在合適的模具溫度下射入塑膠。另外，注塑機在開 始熔膠時，本發明將采集到相應注塑機的該信號，并立刻將冷卻水通入相應注塑機上安裝的 模具，對模具和塑料制品進行冷卻，在冷卻到相應的溫度后，注塑機開模并取出塑料制品。 本發明可根據注射周期的各個階段對塑料模具進行加熱與冷卻，模具溫度控制精度高，模具 加熱及冷卻范圍大，利用該控制器可以獲得高表面光亮度、無熔接痕、不需噴涂加工、產品 性能好、生產成本低的塑料制品。本發明能夠通過一套溫度控制系統同時實現對多套注塑機上的模具進行溫度控制。與目 前的一套溫度控制系統只能控制一套模具相比，簡化了結構，降低了成本、減少了系統的占 地面積，增大了技術人員的操作空間。
附圖是本發明的結構原理示意圖。圖中1、水泵，2、單向閥，3、氣動角座閥，4、氣動角座閥，5、氣動角座閥，6、氣 動角座閥，7、混合器，8、氣動角座閥，9、氣動角座閥，10、氣動角座閥，11、氣動角座閥， 12、單向閥，13、單向閥，14、 一號模具，15、 二號模具，16、鍋爐，17、冷卻水池，18、 壓縮空氣。
具體實施方式
實施例如附圖所示，本發明的多點模具溫度控制系統主要包括水泵1、控制單元(圖中未畫出)、 各種管路(圖中實線表示冷卻水和蒸汽管路，點劃線表示壓縮空氣管路)、各種控制閥和混合 器7等。模具一 14和模具二 15內設有溫度傳感器，連接模具一 14和二號模具15入口和出 口的管路中分別安裝有溫度傳感器，各個溫度傳感器和控制閥均通過通信電纜與控制單元連 接，控制單元通過通信電纜與觸摸屏連接。鍋爐16產生的高溫高壓蒸汽通過蒸汽管路的兩條支路進入一號模具14和二號模具15， 一路通過氣動角座阓6進入一號模具14的進口，另一路通過氣動角座閥8進入二號模具15 的進口。冷卻水池17內的冷卻水經水泵1加壓再通過單向閥2分為三條支路， 一路通過氣動 角座閥3進入二號模具15的進口， 一路通過氣動角座閥4進入混合器7，然后回到冷卻水池 17;再一路通過氣動角座閥5進入一號模具14的進口。與壓縮空氣18接的壓縮空氣管路分 為三條支路， 一路通過氣動角座閥10進入一號模具14的進口， 一路通過氣動角座閥9進入 二號模具15的進口，再一路是控制各個氣動角座閥的開關，每個氣動角座閥還與一個兩位三 通電磁閥連接，每個兩位三通電磁閥均與控制單元連接。從一號模具14出口和二號模具15 出口返回的冷卻水分別通過單向閥13和單向閥12后匯合在一起，再經過氣動角座閥11和混 合器7返回到冷卻水池17。從一號模具14出口和二號模具15出口返回的蒸汽分別通過單向 閥13和單向閥12后匯合在一起，再經過混合器7返回到冷卻水池17。 一號模具14和二號 模具15內以及各種管路的支路內壁上都設有溫度傳感器，各個溫度傳感器和控制氣動角座閥 的兩位三通電磁閥均通過通信電纜與控制單元連接。流經一號模具14和二號模具15的高溫高壓蒸汽在混合器7中經冷卻水降溫后轉變為水， 同冷卻水一起流回冷卻水池17。一號模具14及其一號注塑機的控制過程是在注塑過程中，當一號模具14打開時，控制單元將接收一號注塑機反饋的開模信號，并 根據信號向氣動角座閥6發出打開指令，向氣動角座閥5發出關閉指令，讓高壓蒸汽通入一 號模具14的的進口，對一號模具14進行加熱。流經一號模具14的殘余蒸汽及水通過一號模 具14的出口經單向閥13到混合器7，然后再返回到冷卻水池17。當一號模具14的溫度達到 要求范圍時， 一號模具14內的溫度傳感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向氣動角座閥 6發出關閉指令，同時向一號注塑機發出可以注射的信號。在注射完畢后， 一號注塑機進入 熔膠階段，控制單元將接收一號注塑機反饋的熔膠信號，向氣動角座閥5發出打開指令，冷 卻水經氣動角座閥5進入一號模具14的進口，對一號模具14進行冷卻。當一號模具14的的 溫度達到要求的范圍時， 一號模具14內的溫度傳感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向 氣動角座閥5發出關閉指令，同時向氣動角座閥10發出打開指令，壓縮空氣18氣動角座閥 10進入一號模具14的進口，將一號模具14內的冷卻水全部吹出，吹出的冷卻水及壓縮空氣 經一號模具14出口和混合器7，然后再回到冷卻水池。在一號模具14內的冷卻水全部吹出 后，控制單元向一號注塑機發出可以開模的信號，當一號注塑機開模時，該系統將接收一號 注塑機反饋的開模信號，并自動進行下一個循環。二號模具15及其二號注塑機的控制過程是在注塑過程中，當二號模具15打開時，該系統將接收二號注塑機反饋的開模信號，并根 據信號向氣動角座閥8發出打開指令，向氣動角座閥3發出關閉指令，讓高壓蒸汽通入二號 模具15的進口，對二號模具15進行加熱。流經二號模具15的殘余蒸汽及水通過二號模具 15的出口經單向閥12到混合器7，然后再返回到冷卻水池17。當二號模具15的溫度達到要 求范圍時，二號模具15內的溫度傳感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向氣動角座閥8 發出關閉指令，同時向二號注塑機發出可以注射的信號。在注射完畢后，二號注塑機進入熔 膠階段，控制單元將接收二號注塑機反饋的熔膠信號，向氣動角座閥3發出打開指令，冷卻水經氣動角座閥3進入二號模具15的進口，對二號模具15進行冷卻。當二號模具15的溫度 達到要求的范圍時，二號模具15內的溫度傳感器將溫度信號傳給控制單元，控制單元向氣動 角座閥3發出關閉指令，同時向氣動角座閥9發出打開指令，壓縮空氣18動角座閥9進入二 號模具15的進口，將二號模具15內的冷卻水全部吹出，吹出的冷卻水及壓縮空氣經二號模 具15出口和混合器7，然后再回到冷卻水池17。在二號模具15內的冷卻水全部吹出后，控 制單元向二號注塑機發出可以開模的信號，當二號注塑機開模時，該系統將接收二號注塑機 反饋的開模信號，并自動進行下一個循環。本發明的溫度控制系統啟動后，水泵1持續運行。只有在氣動角座閥3及氣動角座閥5 均為關閉狀態時，氣動角座閥4才處于打開狀態。為保證雜質不進入各種管路中，冷卻水在進入冷卻水管路前通過100目過濾器對其進行 過濾。流經一號模具14和二號模具15的蒸汽及冷卻水再次進入各管路前通過100目過濾器 對其進行過濾。當有兩套以上模具時，各種管路的分支數相應增加，控制過程一樣。
權利要求
1.一種高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統，主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過水泵與冷卻水管路連接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，其特征在于蒸汽管路上至少設有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設有控制閥；冷卻水管路至少有三條支路，其中一條支路與混合器的進口連接，其他各支路上都設有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮空氣管路上至少設有兩條分別與一套模具連接的支路，每條支路上都設有控制閥，每套模具的出口經單向閥連接到混合器；模具內和各種管路的支路內壁上都設有溫度傳感器，各個溫度傳感器和控制閥均通過通信電纜與控制單元連接。
2. 根據權利要求1所述的高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統，其特征在于蒸汽 管路、冷卻水管路和壓縮空氣管路的進口和出口設有過濾器。
全文摘要
本發明提供了一種高光無熔痕注塑工藝的多點模具溫度控制系統，主要包括加熱鍋爐、冷卻水池、水泵、壓縮空氣、混合器和控制單元；加熱鍋爐與蒸汽管路連接，冷卻水池通過水泵與冷卻水管路連接，壓縮空氣與壓縮空氣管路連接，混合器的出口與冷卻水池連接，蒸汽管路上至少設有兩條分別與一套模具連接的支路；冷卻水管路至少有三條支路，其中一條支路與混合器的進口連接，其他各支路上都設有控制閥并分別與一套模具連接；壓縮空氣管路上至少設有兩條分別與一套模具連接的支路。本發明能夠通過一套溫度控制系統同時實現對多套模具進行溫度控制，簡化了結構，降低了成本、減少了系統的占地面積，增大了技術人員的操作空間。
文檔編號B29C45/73GK101229678SQ20081001419
公開日2008年7月30日 申請日期2008年2月26日 優先權日2008年2月26日
發明者李輝平, 管延錦, 趙國群 申請人:山東大學